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2013 정보분석보고서 LED 융합산업의 사업화 기회분석 노현숙 한국과학기술정보연구원 기술사업화분석실 LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일.indd 1 2013-11-27 오후 1:55:42

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2013 정보분석보고서

LED 융합산업의

사업화 기회분석

노현숙 한국과학기술정보연구원 기술사업화분석실

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 1 2013-11-27 오후 15542

LED 융합산업의 사업화 기회분석

2013년 10월 30일 인쇄

2013년 1 1월 1일 발행

발 행 인 | 박영서

지 은 이 | 노현숙

펴 낸 곳 | 한국과학기술정보연구원 정보분석연구소

주 소 | (분원)서울특별시 동대문구 회기로 66

주 소 | (본원)대전광역시 유성구 대학로 245

전 화 | 02-3299-6093

팩 스 | 02-3299-6139

ISBN | 978-89-294-0375-1 93560

ㆍ이 책은 저작권법에 따라 보호받는 저작물이므로 무단전재와 무단복제를 금지하며

이 책 내용의 전부 또는 일부를 이용하려면 반드시 저작권자와 한국과학기술정보연구원의

서면동의를 받아야 합니다

ㆍ이 글의 내용은 필자의 견해이며 한국과학기술정보연구원의 공식적인 의견이 아님을 밝힘니다

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LED 융합산업의

사업화 기회분석목

글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED 05

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도 17

LED 융합산업이란 무엇인가 23

LED 융합산업의 시장 전망 43

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물공장을 중심으로) 55

참고문헌 70

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글로벌 에너지 위기

환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는

차세대 광원 LED

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06 I 07 LED 융합산업의 사업화 기회분석

글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED(Light Emitting Diode)는 화합물 반도체 특성을 이용해 전기에너

지를 빛에너지로 전환시키는 반도체의 일종으로 저전압에서 구동하므로

전력소비가 적은 반면 수명이 길고 수은 납 등 유해물질을 함유하고 있

지 않아 글로벌 에너지 위기 환경규제 정부의 녹색성장정책 IT 융합트

렌드 등 글로벌 환경변화에 부응하는 최고의 차세대 광원으로 자리 매김

하고 있다 이외에도 조명의 관점에서 광원이 작기 때문에 모양과 설치에

제한이 없는 디자인의 유연성이 보장되고 외부 충격에 강하며 특정 색상

만 표현할 때 적합한 동시에 색 표현 특성이 우수하고 자외선과 적외선이

방출되지 않는다는 장점을 가진다

그림 1 LED 조명의 예시

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I 07 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

표 1 LED 조명의 장단점

장점 단점

환경보호 무수은

높은 가격긴수명 약 5만시간

전기효율 90 향상

제어탁월 드라이버

일본 원전 사태를 계기로 각국의 전력공급 계획의 재정비가 필요한 상

황에서 에너지 절감이 중요한 시대적 화두로 대두되고 있다 고유가와 글

로벌 경기회복 추세를 배경으로 전기요금이 지속적으로 상승할 것으로

예상되고 있다

이러한 에너지 이슈를 해결하기 위해서는 태양전지 풍력 바이오 등

신재생에너지를 만드는 측면도 중요하지만 효율적으로 에너지를 사용하

는 측면도 중요하다 이러한 점에서 높은 광효율을 가지고 있는 차세대

조명인 LED가 부상하고 있다

특히 백열등의 퇴출시기와 맞물려 각국 정부가 고효율 조명을 장려하

는 정책을 시행하고 있고 모바일기기에서 BLU(Back-light Unit) 시장

을 거치면서 LED 보급의 가장 걸림돌이었던 원가 구조가 빠르게 개선되

는 동시에 광효율과 신뢰성이 향상되면서 LED 보급이 촉진되고 있다

LED 조명의 보급 순서는 초기에는 정부 및 공공기관 주도로 시장이 열

리면서 신호등 가로등 보안등 등이 주축이 되었고 장시간 조명이 필요

한 대형 매장 병원 박물관 등 특수용도로 보급되었다 현재는 B2B 영업

이 활성화 되고 있는 가운데 신축 건물용 평판조명 다운라이트 등이 주

류를 이루고 있고 이후 본격적인 성장기에 접어드는 과정에서 소비자용

조명이 확산이 될 것이며 시차를 두고 자동차 의료 환경 농수산 등 고

부가 융합 제품 시장이 확대될 것이다

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08 I 09 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 2 LED 조명의 응용분야

LED 산업을 둘러싼 외부 환경 분석은 다음과 같다

표 2 LED 산업의 거시환경 분석

구분 Issue 주요내용

정책

제도적 요인

(Political)

에너지 위기 대응

- 백열등과 같은 고전력 소비제품 퇴출 정책

- 신재생 에너지 제품 개발 강화

- LED 등 저소비전력 제품 개발 강화

녹색성장 정책- 신성장동력 확충

- LED의 응용제품 강화로 신산업 창출

보급정책 - LED조명 장려금 지원사업 등 보급 확대정책

경쟁국 지원정책 - 각국의 LED산업 지원정책 강화

경제적 요인

(Economical)

세계시장

수요변화

- LED조명의 신호등rarr휴대폰rarrBLUrarr산업용조명rarr가로등rarr

형광등대체 조명으로 신규시장 확대

경쟁심화 - 국가간 기업간 경쟁 격화

자원고갈 및

에너지 절약

- 고유가 시장 지속에 따른 전기 에너지 절감 시장 확대

- LED 조명과 IT 기술 융합에 의한 전기 에너지 절약 가능

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I 09 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

사회

문화적 요인

(Social)

LED수요구조

변화

- LED응용분야 확대로 새로운 수요시장 출현

- 시장 지배력 유지를 위한 핵심기술 개발 요구

기술인력 부족 - 급속한 기술혁신을 충족할 수 있는 필요인력 부족 심화

LED시티 확대- 신호등 가로등 경관등 전시장조명 오피스조명 등의

LED조명 확대

기술적

요인

(Technological)

저비용 제조기술 - 조속한 시장수요 충족을 위한 저가격화 기술

고효율 에너지

절감 기술

- 고발열 대응 기술

- 신소재 개발 기술

- 광원효율 향상 등기구 및 제어기 효율향상

기술 융합 확대

- 타 기술분야와 융합하여 신기술 창출

- 조명융합 무선통신이 가능한 IEEE 802157 가시광 무선통신

국제표준 완료

광 안전성 - 망막 및 피부에 유해하지 않은 광원 기술 개발

기타

(환경

경쟁국 등)

(Option)

지구온난화 방지- 온실가스 배출량 축소정책

- 기후협약 이행 촉구

환경규제 강화

- RoHS 등 유해물질 규제 강화

- 이산화탄소 배출규제 강화

- LED와 같은 무수은 저전력 저유지비 등의 친환경제품 RampD

강화

필수 수용 정책- LED조명은 선택이 아니라 반드시 수용해야 필수과제

- 신재생 에너지 복합기술의 선택과 집중

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 정리

LED는 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가변 등의 혁

신적 기능으로 기존사업과의 융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견

인할 예정

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다1)

1) 한국광산업진흥회 2012 광IT와 LED 융합기술분석 및 향후전망 

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10 I 11 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 3 LED의 혁신적 기능

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 조명이 소비자에게 주는 가치는 다음과 같다2)

디자인의 유연성

기존조명은 크게 광원과 등기구로 이루어져 있다 기존 광원 들은 진

공기술을 기반으로 하고 있기 때문에 기본적으로 광원과 소켓부의 크기

가 크며 모양에도 제한이 많아 등기구의 디자인도 상대적으로 제한적이

다 반면 LED는 반도체 기술을 기반으로 하고 있는 점광원(Point Light

Source)이므로 크기와 모양에 거의 제한이 없다

즉 아주 다양한 크기와 모양의 광원 제작이 가능하며 광원과 등기구의

일체화가 가능하기 때문에 기존 조명에서 불가능했던 디자인이 가능하다

아직까지는 기존 건물에 이미 설치되어 있는 기존 등기구에 광원만을 교체

하는 시장을 중심으로 적용되고 있으나 신축 건물이나 리모델링시에는 차

별화된 디자인이 가능한 광원과 등기구 일체화 조명인 LED Luminarie가

적용될 가능성이 크다

2) 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013를 토대로 KISTI에서 정리 

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I 11 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

디지털 제어를 통한 자동제어 시스템 구현

반도체 LED의 출현은 조명의 디지털화를 의미한다 LED 조명의 광원

부는 인쇄회로기판 (PCB Printed Cricuit Board) 위에 광원 역할을 하는

LED 칩 뿐만 아니라 여러 가지 다른 기능을 수행할 수 있는 각종 회로부

품을 동시에 붙이는(Mounting) 것이 가능하다 따라서 IT 기술과 접목하

여 광특성(연색성 밝기 등)을 조절하고 센서통신 등의 연결을 통해 자동

제어 시스템을 구현할 수 있다 스마트 폰에 전용 앱을 다운 받으면 언제

어디서나 조명을 자유롭게 제어할 수 있다던가 사람의 움직임에 따라 조

명의 커짐과 꺼짐 밝기가 자동적으로 조절된다거나 음식의 종류에 따라

가장 먹음직스럽게 보이도록 조명의 색깔을 바꾸는 예를 생각할 수 있다

광색가변 파장제어 기능을 통한 감성조명 구현

인간이 가장 좋아하는 빛은 태양광이며 조명에서 나오는 빛을 태양광

에 가깝게 만들수록 소비자의 만족도는 올라간다 LED 조명은 일출 일

몰 한낮의 시간 변화에 따른 태양빛의 변화를 실내에서 그대로 연출할

수 있으며 색온도도(Color Temperature)도 2000K~8000K 범위에서

자유롭게 조절이 가능하다 또한 RGB(Red Green Blue) 조합에 의해

1670만가지의 색의 표현이 가능해 조명도 단순히 밝음을 제공하는 것

을 넘어서서 감정이나 분위기에 맞게 빛의 특성을 실시간 변화시키는 감

성조명 구현이 가능하다

LED의 파장 제어기능은 인간을 비롯한 생명체와의 교감을 통하여 최

적의 조명환경을 구성할 수 있게 하여 단순한 조명기능에서 인간과 소통

하는 감성 매개체로 그 활용영역이 확장될 전망이다

정보통신용 광원으로 활용

LED가 갖는 빠른 스위칭 속도와 좁은 스펙트럼 선폭은 정보통신용 광원

으로서도 충분한 역할을 수행하여 가시광 대역과 같은 새로운 주파수 영역

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12 I 13 LED 융합산업의 사업화 기회분석

을 개척할 수 있을 것이다 가시광 통신 기술을 활용하면 LED 조명과 IT

기술을 결합하여 휴대 단말기를 통한 다양한 정보수집이 가능하며 LED

조명 모듈에 고유의 파장을 감지할 수 있는 광검출기와 필터기술을 집적하

여 양방향 통신을 가능하게 하면 실내위치기반 서비스 제공도 가능하다

또한 자동차 기술과 융합하여 차량간 위치감지와 보행자 및 신호등과 연동

한 교통상황 인지 등 트래픽 자동화 시스템도 구축가능할 것이다

UV 영역부터 가시광 IR 영역까지 파장 다변화 기능

LED는 [그림4]와 같이 UV 영역에서부터 가시광 IR 영역까지 파장대

의 구현이 가능하여 메디바이오에서 조명 농생명 통신 심리생리 국

방 통신 헬스케어까지 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다

LED는 전통조명과 더불어 빛을 이용한 다양한 산업에 활용될 수 있으

며 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 결합시켜 다양한 고부가가치

의 신규사업 창출이 가능하다 즉 광반도체 기술과 바이오 의료 수송

및 통신 기술의 융복합화로 지능 감성조명을 구현하기 쉽고 빛을 응용하

는 각 분야의 기술과 융합을 통하여 저 임계전류 고이득 고속변조 고집

적 및 감성 조명 등의 새로운 특성 실현이 용이하다

그림 4 LED 파장대별 응용분야

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 13 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED는 개발초기 광효율이 낮고 제조원가가 높아 산업화에 어려움이

많았으나 최근 빠른 성능 발전과 제조비용의 절감으로 조명용 광원으로

부상하고 있으며 또한 적절한 소자 설계를 통하여 다양한 분야에 맞춤형

조명을 제공할 수 있는 기술이 확보됨에 따라 기존의 일반 광원으로는 불

가능하였던 새로운 형태의 제품을 선보일 수 있게 되었다 특히 반도체

로 이루어진 LED는 전자기술의 핵심인 IT 및 디지털 제어 기술과 호환성

이 높고 전자의 속도를 감당할 수 있을 만큼 제어 속도가 빨라 광기술과

전자기술을 융합한 새로운 형태로 활용이 가능하다

그림 5 LED 조명 응용산업

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 성장엔진의 변화

디스플레이에서 조명으로 향후에는 조명에서 융합산업으로

미래 사회는 복지 고령화 에너지 환경 융합 등의 키워드를 중심으로

LED 패러다임의 변화가 가속화되고 있다

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14 I 15 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 모바일 기기에서 중대형 LED BLU의 수요공급과 조명 응

용산업의 확대 전망을 계기로 장치산업을 기반으로 하는 규모의 경제로 변

모하기 시작하였다 이에 따라 소재 부품 장비 등의 후방산업도 경쟁적으

로 활성화되고 있으며 응용제품의 다변화에 따라 디자인 컨텐츠 SW 기

술 등의 연관산업을 포함하는 거대한 산업군이 형성되고 있다 또한 수직

계열화에 의한 중소기업 MampA 대기업의 자본유입 및 신사업 진출 등 시장

팽창에 따른 산업 생태계의 변화가 심한 신산업 성장시기의 전형적인 특

성을 보이고 있다 LED 소자 등 후방산업은 반도체 기반 산업으로서 기술

난이도가 높고 초기 투자비용이 많으며 부가가치가 높은 신산업의 특징을

가진다 반면 LED 응용제품을 포함하는 전방산업은 후방산업에 비해 기

업 인프라가 많고 거대 경제 규모 및 높은 성장성이 특징이라고 하고 있다

LED 융합산업은 디자인 컨텐츠 SW 융합기술 등의 연관산업을 불러들

여 밸류체인을 확장시키고 있으며 건축 복지 농업 해양수산 국방 정보

화 농산 의료 정보문화 통신 등 거의 모든 분야의 전방산업에 융합되기

시작하여 새로운 LED 산업 패러다임의 변화가 시작되고 있다

그림 6 LED산업 밸류체인 및 산업별 특성

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

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10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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LED 융합산업의 사업화 기회분석

2013년 10월 30일 인쇄

2013년 1 1월 1일 발행

발 행 인 | 박영서

지 은 이 | 노현숙

펴 낸 곳 | 한국과학기술정보연구원 정보분석연구소

주 소 | (분원)서울특별시 동대문구 회기로 66

주 소 | (본원)대전광역시 유성구 대학로 245

전 화 | 02-3299-6093

팩 스 | 02-3299-6139

ISBN | 978-89-294-0375-1 93560

ㆍ이 책은 저작권법에 따라 보호받는 저작물이므로 무단전재와 무단복제를 금지하며

이 책 내용의 전부 또는 일부를 이용하려면 반드시 저작권자와 한국과학기술정보연구원의

서면동의를 받아야 합니다

ㆍ이 글의 내용은 필자의 견해이며 한국과학기술정보연구원의 공식적인 의견이 아님을 밝힘니다

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LED 융합산업의

사업화 기회분석목

글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED 05

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도 17

LED 융합산업이란 무엇인가 23

LED 융합산업의 시장 전망 43

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물공장을 중심으로) 55

참고문헌 70

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글로벌 에너지 위기

환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는

차세대 광원 LED

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06 I 07 LED 융합산업의 사업화 기회분석

글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED(Light Emitting Diode)는 화합물 반도체 특성을 이용해 전기에너

지를 빛에너지로 전환시키는 반도체의 일종으로 저전압에서 구동하므로

전력소비가 적은 반면 수명이 길고 수은 납 등 유해물질을 함유하고 있

지 않아 글로벌 에너지 위기 환경규제 정부의 녹색성장정책 IT 융합트

렌드 등 글로벌 환경변화에 부응하는 최고의 차세대 광원으로 자리 매김

하고 있다 이외에도 조명의 관점에서 광원이 작기 때문에 모양과 설치에

제한이 없는 디자인의 유연성이 보장되고 외부 충격에 강하며 특정 색상

만 표현할 때 적합한 동시에 색 표현 특성이 우수하고 자외선과 적외선이

방출되지 않는다는 장점을 가진다

그림 1 LED 조명의 예시

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I 07 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

표 1 LED 조명의 장단점

장점 단점

환경보호 무수은

높은 가격긴수명 약 5만시간

전기효율 90 향상

제어탁월 드라이버

일본 원전 사태를 계기로 각국의 전력공급 계획의 재정비가 필요한 상

황에서 에너지 절감이 중요한 시대적 화두로 대두되고 있다 고유가와 글

로벌 경기회복 추세를 배경으로 전기요금이 지속적으로 상승할 것으로

예상되고 있다

이러한 에너지 이슈를 해결하기 위해서는 태양전지 풍력 바이오 등

신재생에너지를 만드는 측면도 중요하지만 효율적으로 에너지를 사용하

는 측면도 중요하다 이러한 점에서 높은 광효율을 가지고 있는 차세대

조명인 LED가 부상하고 있다

특히 백열등의 퇴출시기와 맞물려 각국 정부가 고효율 조명을 장려하

는 정책을 시행하고 있고 모바일기기에서 BLU(Back-light Unit) 시장

을 거치면서 LED 보급의 가장 걸림돌이었던 원가 구조가 빠르게 개선되

는 동시에 광효율과 신뢰성이 향상되면서 LED 보급이 촉진되고 있다

LED 조명의 보급 순서는 초기에는 정부 및 공공기관 주도로 시장이 열

리면서 신호등 가로등 보안등 등이 주축이 되었고 장시간 조명이 필요

한 대형 매장 병원 박물관 등 특수용도로 보급되었다 현재는 B2B 영업

이 활성화 되고 있는 가운데 신축 건물용 평판조명 다운라이트 등이 주

류를 이루고 있고 이후 본격적인 성장기에 접어드는 과정에서 소비자용

조명이 확산이 될 것이며 시차를 두고 자동차 의료 환경 농수산 등 고

부가 융합 제품 시장이 확대될 것이다

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08 I 09 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 2 LED 조명의 응용분야

LED 산업을 둘러싼 외부 환경 분석은 다음과 같다

표 2 LED 산업의 거시환경 분석

구분 Issue 주요내용

정책

제도적 요인

(Political)

에너지 위기 대응

- 백열등과 같은 고전력 소비제품 퇴출 정책

- 신재생 에너지 제품 개발 강화

- LED 등 저소비전력 제품 개발 강화

녹색성장 정책- 신성장동력 확충

- LED의 응용제품 강화로 신산업 창출

보급정책 - LED조명 장려금 지원사업 등 보급 확대정책

경쟁국 지원정책 - 각국의 LED산업 지원정책 강화

경제적 요인

(Economical)

세계시장

수요변화

- LED조명의 신호등rarr휴대폰rarrBLUrarr산업용조명rarr가로등rarr

형광등대체 조명으로 신규시장 확대

경쟁심화 - 국가간 기업간 경쟁 격화

자원고갈 및

에너지 절약

- 고유가 시장 지속에 따른 전기 에너지 절감 시장 확대

- LED 조명과 IT 기술 융합에 의한 전기 에너지 절약 가능

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I 09 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

사회

문화적 요인

(Social)

LED수요구조

변화

- LED응용분야 확대로 새로운 수요시장 출현

- 시장 지배력 유지를 위한 핵심기술 개발 요구

기술인력 부족 - 급속한 기술혁신을 충족할 수 있는 필요인력 부족 심화

LED시티 확대- 신호등 가로등 경관등 전시장조명 오피스조명 등의

LED조명 확대

기술적

요인

(Technological)

저비용 제조기술 - 조속한 시장수요 충족을 위한 저가격화 기술

고효율 에너지

절감 기술

- 고발열 대응 기술

- 신소재 개발 기술

- 광원효율 향상 등기구 및 제어기 효율향상

기술 융합 확대

- 타 기술분야와 융합하여 신기술 창출

- 조명융합 무선통신이 가능한 IEEE 802157 가시광 무선통신

국제표준 완료

광 안전성 - 망막 및 피부에 유해하지 않은 광원 기술 개발

기타

(환경

경쟁국 등)

(Option)

지구온난화 방지- 온실가스 배출량 축소정책

- 기후협약 이행 촉구

환경규제 강화

- RoHS 등 유해물질 규제 강화

- 이산화탄소 배출규제 강화

- LED와 같은 무수은 저전력 저유지비 등의 친환경제품 RampD

강화

필수 수용 정책- LED조명은 선택이 아니라 반드시 수용해야 필수과제

- 신재생 에너지 복합기술의 선택과 집중

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 정리

LED는 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가변 등의 혁

신적 기능으로 기존사업과의 융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견

인할 예정

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다1)

1) 한국광산업진흥회 2012 광IT와 LED 융합기술분석 및 향후전망 

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10 I 11 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 3 LED의 혁신적 기능

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 조명이 소비자에게 주는 가치는 다음과 같다2)

디자인의 유연성

기존조명은 크게 광원과 등기구로 이루어져 있다 기존 광원 들은 진

공기술을 기반으로 하고 있기 때문에 기본적으로 광원과 소켓부의 크기

가 크며 모양에도 제한이 많아 등기구의 디자인도 상대적으로 제한적이

다 반면 LED는 반도체 기술을 기반으로 하고 있는 점광원(Point Light

Source)이므로 크기와 모양에 거의 제한이 없다

즉 아주 다양한 크기와 모양의 광원 제작이 가능하며 광원과 등기구의

일체화가 가능하기 때문에 기존 조명에서 불가능했던 디자인이 가능하다

아직까지는 기존 건물에 이미 설치되어 있는 기존 등기구에 광원만을 교체

하는 시장을 중심으로 적용되고 있으나 신축 건물이나 리모델링시에는 차

별화된 디자인이 가능한 광원과 등기구 일체화 조명인 LED Luminarie가

적용될 가능성이 크다

2) 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013를 토대로 KISTI에서 정리 

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I 11 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

디지털 제어를 통한 자동제어 시스템 구현

반도체 LED의 출현은 조명의 디지털화를 의미한다 LED 조명의 광원

부는 인쇄회로기판 (PCB Printed Cricuit Board) 위에 광원 역할을 하는

LED 칩 뿐만 아니라 여러 가지 다른 기능을 수행할 수 있는 각종 회로부

품을 동시에 붙이는(Mounting) 것이 가능하다 따라서 IT 기술과 접목하

여 광특성(연색성 밝기 등)을 조절하고 센서통신 등의 연결을 통해 자동

제어 시스템을 구현할 수 있다 스마트 폰에 전용 앱을 다운 받으면 언제

어디서나 조명을 자유롭게 제어할 수 있다던가 사람의 움직임에 따라 조

명의 커짐과 꺼짐 밝기가 자동적으로 조절된다거나 음식의 종류에 따라

가장 먹음직스럽게 보이도록 조명의 색깔을 바꾸는 예를 생각할 수 있다

광색가변 파장제어 기능을 통한 감성조명 구현

인간이 가장 좋아하는 빛은 태양광이며 조명에서 나오는 빛을 태양광

에 가깝게 만들수록 소비자의 만족도는 올라간다 LED 조명은 일출 일

몰 한낮의 시간 변화에 따른 태양빛의 변화를 실내에서 그대로 연출할

수 있으며 색온도도(Color Temperature)도 2000K~8000K 범위에서

자유롭게 조절이 가능하다 또한 RGB(Red Green Blue) 조합에 의해

1670만가지의 색의 표현이 가능해 조명도 단순히 밝음을 제공하는 것

을 넘어서서 감정이나 분위기에 맞게 빛의 특성을 실시간 변화시키는 감

성조명 구현이 가능하다

LED의 파장 제어기능은 인간을 비롯한 생명체와의 교감을 통하여 최

적의 조명환경을 구성할 수 있게 하여 단순한 조명기능에서 인간과 소통

하는 감성 매개체로 그 활용영역이 확장될 전망이다

정보통신용 광원으로 활용

LED가 갖는 빠른 스위칭 속도와 좁은 스펙트럼 선폭은 정보통신용 광원

으로서도 충분한 역할을 수행하여 가시광 대역과 같은 새로운 주파수 영역

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12 I 13 LED 융합산업의 사업화 기회분석

을 개척할 수 있을 것이다 가시광 통신 기술을 활용하면 LED 조명과 IT

기술을 결합하여 휴대 단말기를 통한 다양한 정보수집이 가능하며 LED

조명 모듈에 고유의 파장을 감지할 수 있는 광검출기와 필터기술을 집적하

여 양방향 통신을 가능하게 하면 실내위치기반 서비스 제공도 가능하다

또한 자동차 기술과 융합하여 차량간 위치감지와 보행자 및 신호등과 연동

한 교통상황 인지 등 트래픽 자동화 시스템도 구축가능할 것이다

UV 영역부터 가시광 IR 영역까지 파장 다변화 기능

LED는 [그림4]와 같이 UV 영역에서부터 가시광 IR 영역까지 파장대

의 구현이 가능하여 메디바이오에서 조명 농생명 통신 심리생리 국

방 통신 헬스케어까지 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다

LED는 전통조명과 더불어 빛을 이용한 다양한 산업에 활용될 수 있으

며 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 결합시켜 다양한 고부가가치

의 신규사업 창출이 가능하다 즉 광반도체 기술과 바이오 의료 수송

및 통신 기술의 융복합화로 지능 감성조명을 구현하기 쉽고 빛을 응용하

는 각 분야의 기술과 융합을 통하여 저 임계전류 고이득 고속변조 고집

적 및 감성 조명 등의 새로운 특성 실현이 용이하다

그림 4 LED 파장대별 응용분야

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 13 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED는 개발초기 광효율이 낮고 제조원가가 높아 산업화에 어려움이

많았으나 최근 빠른 성능 발전과 제조비용의 절감으로 조명용 광원으로

부상하고 있으며 또한 적절한 소자 설계를 통하여 다양한 분야에 맞춤형

조명을 제공할 수 있는 기술이 확보됨에 따라 기존의 일반 광원으로는 불

가능하였던 새로운 형태의 제품을 선보일 수 있게 되었다 특히 반도체

로 이루어진 LED는 전자기술의 핵심인 IT 및 디지털 제어 기술과 호환성

이 높고 전자의 속도를 감당할 수 있을 만큼 제어 속도가 빨라 광기술과

전자기술을 융합한 새로운 형태로 활용이 가능하다

그림 5 LED 조명 응용산업

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 성장엔진의 변화

디스플레이에서 조명으로 향후에는 조명에서 융합산업으로

미래 사회는 복지 고령화 에너지 환경 융합 등의 키워드를 중심으로

LED 패러다임의 변화가 가속화되고 있다

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14 I 15 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 모바일 기기에서 중대형 LED BLU의 수요공급과 조명 응

용산업의 확대 전망을 계기로 장치산업을 기반으로 하는 규모의 경제로 변

모하기 시작하였다 이에 따라 소재 부품 장비 등의 후방산업도 경쟁적으

로 활성화되고 있으며 응용제품의 다변화에 따라 디자인 컨텐츠 SW 기

술 등의 연관산업을 포함하는 거대한 산업군이 형성되고 있다 또한 수직

계열화에 의한 중소기업 MampA 대기업의 자본유입 및 신사업 진출 등 시장

팽창에 따른 산업 생태계의 변화가 심한 신산업 성장시기의 전형적인 특

성을 보이고 있다 LED 소자 등 후방산업은 반도체 기반 산업으로서 기술

난이도가 높고 초기 투자비용이 많으며 부가가치가 높은 신산업의 특징을

가진다 반면 LED 응용제품을 포함하는 전방산업은 후방산업에 비해 기

업 인프라가 많고 거대 경제 규모 및 높은 성장성이 특징이라고 하고 있다

LED 융합산업은 디자인 컨텐츠 SW 융합기술 등의 연관산업을 불러들

여 밸류체인을 확장시키고 있으며 건축 복지 농업 해양수산 국방 정보

화 농산 의료 정보문화 통신 등 거의 모든 분야의 전방산업에 융합되기

시작하여 새로운 LED 산업 패러다임의 변화가 시작되고 있다

그림 6 LED산업 밸류체인 및 산업별 특성

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 22 2013-11-27 오후 15545

LED 융합산업이란

무엇인가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 23 2013-11-27 오후 15545

24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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LED 융합산업의

사업화 기회분석목

글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED 05

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도 17

LED 융합산업이란 무엇인가 23

LED 융합산업의 시장 전망 43

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물공장을 중심으로) 55

참고문헌 70

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글로벌 에너지 위기

환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는

차세대 광원 LED

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06 I 07 LED 융합산업의 사업화 기회분석

글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED(Light Emitting Diode)는 화합물 반도체 특성을 이용해 전기에너

지를 빛에너지로 전환시키는 반도체의 일종으로 저전압에서 구동하므로

전력소비가 적은 반면 수명이 길고 수은 납 등 유해물질을 함유하고 있

지 않아 글로벌 에너지 위기 환경규제 정부의 녹색성장정책 IT 융합트

렌드 등 글로벌 환경변화에 부응하는 최고의 차세대 광원으로 자리 매김

하고 있다 이외에도 조명의 관점에서 광원이 작기 때문에 모양과 설치에

제한이 없는 디자인의 유연성이 보장되고 외부 충격에 강하며 특정 색상

만 표현할 때 적합한 동시에 색 표현 특성이 우수하고 자외선과 적외선이

방출되지 않는다는 장점을 가진다

그림 1 LED 조명의 예시

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I 07 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

표 1 LED 조명의 장단점

장점 단점

환경보호 무수은

높은 가격긴수명 약 5만시간

전기효율 90 향상

제어탁월 드라이버

일본 원전 사태를 계기로 각국의 전력공급 계획의 재정비가 필요한 상

황에서 에너지 절감이 중요한 시대적 화두로 대두되고 있다 고유가와 글

로벌 경기회복 추세를 배경으로 전기요금이 지속적으로 상승할 것으로

예상되고 있다

이러한 에너지 이슈를 해결하기 위해서는 태양전지 풍력 바이오 등

신재생에너지를 만드는 측면도 중요하지만 효율적으로 에너지를 사용하

는 측면도 중요하다 이러한 점에서 높은 광효율을 가지고 있는 차세대

조명인 LED가 부상하고 있다

특히 백열등의 퇴출시기와 맞물려 각국 정부가 고효율 조명을 장려하

는 정책을 시행하고 있고 모바일기기에서 BLU(Back-light Unit) 시장

을 거치면서 LED 보급의 가장 걸림돌이었던 원가 구조가 빠르게 개선되

는 동시에 광효율과 신뢰성이 향상되면서 LED 보급이 촉진되고 있다

LED 조명의 보급 순서는 초기에는 정부 및 공공기관 주도로 시장이 열

리면서 신호등 가로등 보안등 등이 주축이 되었고 장시간 조명이 필요

한 대형 매장 병원 박물관 등 특수용도로 보급되었다 현재는 B2B 영업

이 활성화 되고 있는 가운데 신축 건물용 평판조명 다운라이트 등이 주

류를 이루고 있고 이후 본격적인 성장기에 접어드는 과정에서 소비자용

조명이 확산이 될 것이며 시차를 두고 자동차 의료 환경 농수산 등 고

부가 융합 제품 시장이 확대될 것이다

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08 I 09 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 2 LED 조명의 응용분야

LED 산업을 둘러싼 외부 환경 분석은 다음과 같다

표 2 LED 산업의 거시환경 분석

구분 Issue 주요내용

정책

제도적 요인

(Political)

에너지 위기 대응

- 백열등과 같은 고전력 소비제품 퇴출 정책

- 신재생 에너지 제품 개발 강화

- LED 등 저소비전력 제품 개발 강화

녹색성장 정책- 신성장동력 확충

- LED의 응용제품 강화로 신산업 창출

보급정책 - LED조명 장려금 지원사업 등 보급 확대정책

경쟁국 지원정책 - 각국의 LED산업 지원정책 강화

경제적 요인

(Economical)

세계시장

수요변화

- LED조명의 신호등rarr휴대폰rarrBLUrarr산업용조명rarr가로등rarr

형광등대체 조명으로 신규시장 확대

경쟁심화 - 국가간 기업간 경쟁 격화

자원고갈 및

에너지 절약

- 고유가 시장 지속에 따른 전기 에너지 절감 시장 확대

- LED 조명과 IT 기술 융합에 의한 전기 에너지 절약 가능

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I 09 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

사회

문화적 요인

(Social)

LED수요구조

변화

- LED응용분야 확대로 새로운 수요시장 출현

- 시장 지배력 유지를 위한 핵심기술 개발 요구

기술인력 부족 - 급속한 기술혁신을 충족할 수 있는 필요인력 부족 심화

LED시티 확대- 신호등 가로등 경관등 전시장조명 오피스조명 등의

LED조명 확대

기술적

요인

(Technological)

저비용 제조기술 - 조속한 시장수요 충족을 위한 저가격화 기술

고효율 에너지

절감 기술

- 고발열 대응 기술

- 신소재 개발 기술

- 광원효율 향상 등기구 및 제어기 효율향상

기술 융합 확대

- 타 기술분야와 융합하여 신기술 창출

- 조명융합 무선통신이 가능한 IEEE 802157 가시광 무선통신

국제표준 완료

광 안전성 - 망막 및 피부에 유해하지 않은 광원 기술 개발

기타

(환경

경쟁국 등)

(Option)

지구온난화 방지- 온실가스 배출량 축소정책

- 기후협약 이행 촉구

환경규제 강화

- RoHS 등 유해물질 규제 강화

- 이산화탄소 배출규제 강화

- LED와 같은 무수은 저전력 저유지비 등의 친환경제품 RampD

강화

필수 수용 정책- LED조명은 선택이 아니라 반드시 수용해야 필수과제

- 신재생 에너지 복합기술의 선택과 집중

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 정리

LED는 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가변 등의 혁

신적 기능으로 기존사업과의 융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견

인할 예정

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다1)

1) 한국광산업진흥회 2012 광IT와 LED 융합기술분석 및 향후전망 

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10 I 11 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 3 LED의 혁신적 기능

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 조명이 소비자에게 주는 가치는 다음과 같다2)

디자인의 유연성

기존조명은 크게 광원과 등기구로 이루어져 있다 기존 광원 들은 진

공기술을 기반으로 하고 있기 때문에 기본적으로 광원과 소켓부의 크기

가 크며 모양에도 제한이 많아 등기구의 디자인도 상대적으로 제한적이

다 반면 LED는 반도체 기술을 기반으로 하고 있는 점광원(Point Light

Source)이므로 크기와 모양에 거의 제한이 없다

즉 아주 다양한 크기와 모양의 광원 제작이 가능하며 광원과 등기구의

일체화가 가능하기 때문에 기존 조명에서 불가능했던 디자인이 가능하다

아직까지는 기존 건물에 이미 설치되어 있는 기존 등기구에 광원만을 교체

하는 시장을 중심으로 적용되고 있으나 신축 건물이나 리모델링시에는 차

별화된 디자인이 가능한 광원과 등기구 일체화 조명인 LED Luminarie가

적용될 가능성이 크다

2) 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013를 토대로 KISTI에서 정리 

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I 11 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

디지털 제어를 통한 자동제어 시스템 구현

반도체 LED의 출현은 조명의 디지털화를 의미한다 LED 조명의 광원

부는 인쇄회로기판 (PCB Printed Cricuit Board) 위에 광원 역할을 하는

LED 칩 뿐만 아니라 여러 가지 다른 기능을 수행할 수 있는 각종 회로부

품을 동시에 붙이는(Mounting) 것이 가능하다 따라서 IT 기술과 접목하

여 광특성(연색성 밝기 등)을 조절하고 센서통신 등의 연결을 통해 자동

제어 시스템을 구현할 수 있다 스마트 폰에 전용 앱을 다운 받으면 언제

어디서나 조명을 자유롭게 제어할 수 있다던가 사람의 움직임에 따라 조

명의 커짐과 꺼짐 밝기가 자동적으로 조절된다거나 음식의 종류에 따라

가장 먹음직스럽게 보이도록 조명의 색깔을 바꾸는 예를 생각할 수 있다

광색가변 파장제어 기능을 통한 감성조명 구현

인간이 가장 좋아하는 빛은 태양광이며 조명에서 나오는 빛을 태양광

에 가깝게 만들수록 소비자의 만족도는 올라간다 LED 조명은 일출 일

몰 한낮의 시간 변화에 따른 태양빛의 변화를 실내에서 그대로 연출할

수 있으며 색온도도(Color Temperature)도 2000K~8000K 범위에서

자유롭게 조절이 가능하다 또한 RGB(Red Green Blue) 조합에 의해

1670만가지의 색의 표현이 가능해 조명도 단순히 밝음을 제공하는 것

을 넘어서서 감정이나 분위기에 맞게 빛의 특성을 실시간 변화시키는 감

성조명 구현이 가능하다

LED의 파장 제어기능은 인간을 비롯한 생명체와의 교감을 통하여 최

적의 조명환경을 구성할 수 있게 하여 단순한 조명기능에서 인간과 소통

하는 감성 매개체로 그 활용영역이 확장될 전망이다

정보통신용 광원으로 활용

LED가 갖는 빠른 스위칭 속도와 좁은 스펙트럼 선폭은 정보통신용 광원

으로서도 충분한 역할을 수행하여 가시광 대역과 같은 새로운 주파수 영역

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12 I 13 LED 융합산업의 사업화 기회분석

을 개척할 수 있을 것이다 가시광 통신 기술을 활용하면 LED 조명과 IT

기술을 결합하여 휴대 단말기를 통한 다양한 정보수집이 가능하며 LED

조명 모듈에 고유의 파장을 감지할 수 있는 광검출기와 필터기술을 집적하

여 양방향 통신을 가능하게 하면 실내위치기반 서비스 제공도 가능하다

또한 자동차 기술과 융합하여 차량간 위치감지와 보행자 및 신호등과 연동

한 교통상황 인지 등 트래픽 자동화 시스템도 구축가능할 것이다

UV 영역부터 가시광 IR 영역까지 파장 다변화 기능

LED는 [그림4]와 같이 UV 영역에서부터 가시광 IR 영역까지 파장대

의 구현이 가능하여 메디바이오에서 조명 농생명 통신 심리생리 국

방 통신 헬스케어까지 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다

LED는 전통조명과 더불어 빛을 이용한 다양한 산업에 활용될 수 있으

며 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 결합시켜 다양한 고부가가치

의 신규사업 창출이 가능하다 즉 광반도체 기술과 바이오 의료 수송

및 통신 기술의 융복합화로 지능 감성조명을 구현하기 쉽고 빛을 응용하

는 각 분야의 기술과 융합을 통하여 저 임계전류 고이득 고속변조 고집

적 및 감성 조명 등의 새로운 특성 실현이 용이하다

그림 4 LED 파장대별 응용분야

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 13 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED는 개발초기 광효율이 낮고 제조원가가 높아 산업화에 어려움이

많았으나 최근 빠른 성능 발전과 제조비용의 절감으로 조명용 광원으로

부상하고 있으며 또한 적절한 소자 설계를 통하여 다양한 분야에 맞춤형

조명을 제공할 수 있는 기술이 확보됨에 따라 기존의 일반 광원으로는 불

가능하였던 새로운 형태의 제품을 선보일 수 있게 되었다 특히 반도체

로 이루어진 LED는 전자기술의 핵심인 IT 및 디지털 제어 기술과 호환성

이 높고 전자의 속도를 감당할 수 있을 만큼 제어 속도가 빨라 광기술과

전자기술을 융합한 새로운 형태로 활용이 가능하다

그림 5 LED 조명 응용산업

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 성장엔진의 변화

디스플레이에서 조명으로 향후에는 조명에서 융합산업으로

미래 사회는 복지 고령화 에너지 환경 융합 등의 키워드를 중심으로

LED 패러다임의 변화가 가속화되고 있다

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14 I 15 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 모바일 기기에서 중대형 LED BLU의 수요공급과 조명 응

용산업의 확대 전망을 계기로 장치산업을 기반으로 하는 규모의 경제로 변

모하기 시작하였다 이에 따라 소재 부품 장비 등의 후방산업도 경쟁적으

로 활성화되고 있으며 응용제품의 다변화에 따라 디자인 컨텐츠 SW 기

술 등의 연관산업을 포함하는 거대한 산업군이 형성되고 있다 또한 수직

계열화에 의한 중소기업 MampA 대기업의 자본유입 및 신사업 진출 등 시장

팽창에 따른 산업 생태계의 변화가 심한 신산업 성장시기의 전형적인 특

성을 보이고 있다 LED 소자 등 후방산업은 반도체 기반 산업으로서 기술

난이도가 높고 초기 투자비용이 많으며 부가가치가 높은 신산업의 특징을

가진다 반면 LED 응용제품을 포함하는 전방산업은 후방산업에 비해 기

업 인프라가 많고 거대 경제 규모 및 높은 성장성이 특징이라고 하고 있다

LED 융합산업은 디자인 컨텐츠 SW 융합기술 등의 연관산업을 불러들

여 밸류체인을 확장시키고 있으며 건축 복지 농업 해양수산 국방 정보

화 농산 의료 정보문화 통신 등 거의 모든 분야의 전방산업에 융합되기

시작하여 새로운 LED 산업 패러다임의 변화가 시작되고 있다

그림 6 LED산업 밸류체인 및 산업별 특성

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 40 2013-11-27 오후 15548

I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 45 2013-11-27 오후 15549

46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 46 2013-11-27 오후 15549

I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 47 2013-11-27 오후 15549

48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 49 2013-11-27 오후 15549

50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 53 2013-11-27 오후 15550

54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 55 2013-11-27 오후 15550

56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 56 2013-11-27 오후 15550

I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

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10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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글로벌 에너지 위기

환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는

차세대 광원 LED

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06 I 07 LED 융합산업의 사업화 기회분석

글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED(Light Emitting Diode)는 화합물 반도체 특성을 이용해 전기에너

지를 빛에너지로 전환시키는 반도체의 일종으로 저전압에서 구동하므로

전력소비가 적은 반면 수명이 길고 수은 납 등 유해물질을 함유하고 있

지 않아 글로벌 에너지 위기 환경규제 정부의 녹색성장정책 IT 융합트

렌드 등 글로벌 환경변화에 부응하는 최고의 차세대 광원으로 자리 매김

하고 있다 이외에도 조명의 관점에서 광원이 작기 때문에 모양과 설치에

제한이 없는 디자인의 유연성이 보장되고 외부 충격에 강하며 특정 색상

만 표현할 때 적합한 동시에 색 표현 특성이 우수하고 자외선과 적외선이

방출되지 않는다는 장점을 가진다

그림 1 LED 조명의 예시

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I 07 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

표 1 LED 조명의 장단점

장점 단점

환경보호 무수은

높은 가격긴수명 약 5만시간

전기효율 90 향상

제어탁월 드라이버

일본 원전 사태를 계기로 각국의 전력공급 계획의 재정비가 필요한 상

황에서 에너지 절감이 중요한 시대적 화두로 대두되고 있다 고유가와 글

로벌 경기회복 추세를 배경으로 전기요금이 지속적으로 상승할 것으로

예상되고 있다

이러한 에너지 이슈를 해결하기 위해서는 태양전지 풍력 바이오 등

신재생에너지를 만드는 측면도 중요하지만 효율적으로 에너지를 사용하

는 측면도 중요하다 이러한 점에서 높은 광효율을 가지고 있는 차세대

조명인 LED가 부상하고 있다

특히 백열등의 퇴출시기와 맞물려 각국 정부가 고효율 조명을 장려하

는 정책을 시행하고 있고 모바일기기에서 BLU(Back-light Unit) 시장

을 거치면서 LED 보급의 가장 걸림돌이었던 원가 구조가 빠르게 개선되

는 동시에 광효율과 신뢰성이 향상되면서 LED 보급이 촉진되고 있다

LED 조명의 보급 순서는 초기에는 정부 및 공공기관 주도로 시장이 열

리면서 신호등 가로등 보안등 등이 주축이 되었고 장시간 조명이 필요

한 대형 매장 병원 박물관 등 특수용도로 보급되었다 현재는 B2B 영업

이 활성화 되고 있는 가운데 신축 건물용 평판조명 다운라이트 등이 주

류를 이루고 있고 이후 본격적인 성장기에 접어드는 과정에서 소비자용

조명이 확산이 될 것이며 시차를 두고 자동차 의료 환경 농수산 등 고

부가 융합 제품 시장이 확대될 것이다

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08 I 09 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 2 LED 조명의 응용분야

LED 산업을 둘러싼 외부 환경 분석은 다음과 같다

표 2 LED 산업의 거시환경 분석

구분 Issue 주요내용

정책

제도적 요인

(Political)

에너지 위기 대응

- 백열등과 같은 고전력 소비제품 퇴출 정책

- 신재생 에너지 제품 개발 강화

- LED 등 저소비전력 제품 개발 강화

녹색성장 정책- 신성장동력 확충

- LED의 응용제품 강화로 신산업 창출

보급정책 - LED조명 장려금 지원사업 등 보급 확대정책

경쟁국 지원정책 - 각국의 LED산업 지원정책 강화

경제적 요인

(Economical)

세계시장

수요변화

- LED조명의 신호등rarr휴대폰rarrBLUrarr산업용조명rarr가로등rarr

형광등대체 조명으로 신규시장 확대

경쟁심화 - 국가간 기업간 경쟁 격화

자원고갈 및

에너지 절약

- 고유가 시장 지속에 따른 전기 에너지 절감 시장 확대

- LED 조명과 IT 기술 융합에 의한 전기 에너지 절약 가능

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I 09 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

사회

문화적 요인

(Social)

LED수요구조

변화

- LED응용분야 확대로 새로운 수요시장 출현

- 시장 지배력 유지를 위한 핵심기술 개발 요구

기술인력 부족 - 급속한 기술혁신을 충족할 수 있는 필요인력 부족 심화

LED시티 확대- 신호등 가로등 경관등 전시장조명 오피스조명 등의

LED조명 확대

기술적

요인

(Technological)

저비용 제조기술 - 조속한 시장수요 충족을 위한 저가격화 기술

고효율 에너지

절감 기술

- 고발열 대응 기술

- 신소재 개발 기술

- 광원효율 향상 등기구 및 제어기 효율향상

기술 융합 확대

- 타 기술분야와 융합하여 신기술 창출

- 조명융합 무선통신이 가능한 IEEE 802157 가시광 무선통신

국제표준 완료

광 안전성 - 망막 및 피부에 유해하지 않은 광원 기술 개발

기타

(환경

경쟁국 등)

(Option)

지구온난화 방지- 온실가스 배출량 축소정책

- 기후협약 이행 촉구

환경규제 강화

- RoHS 등 유해물질 규제 강화

- 이산화탄소 배출규제 강화

- LED와 같은 무수은 저전력 저유지비 등의 친환경제품 RampD

강화

필수 수용 정책- LED조명은 선택이 아니라 반드시 수용해야 필수과제

- 신재생 에너지 복합기술의 선택과 집중

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 정리

LED는 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가변 등의 혁

신적 기능으로 기존사업과의 융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견

인할 예정

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다1)

1) 한국광산업진흥회 2012 광IT와 LED 융합기술분석 및 향후전망 

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10 I 11 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 3 LED의 혁신적 기능

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 조명이 소비자에게 주는 가치는 다음과 같다2)

디자인의 유연성

기존조명은 크게 광원과 등기구로 이루어져 있다 기존 광원 들은 진

공기술을 기반으로 하고 있기 때문에 기본적으로 광원과 소켓부의 크기

가 크며 모양에도 제한이 많아 등기구의 디자인도 상대적으로 제한적이

다 반면 LED는 반도체 기술을 기반으로 하고 있는 점광원(Point Light

Source)이므로 크기와 모양에 거의 제한이 없다

즉 아주 다양한 크기와 모양의 광원 제작이 가능하며 광원과 등기구의

일체화가 가능하기 때문에 기존 조명에서 불가능했던 디자인이 가능하다

아직까지는 기존 건물에 이미 설치되어 있는 기존 등기구에 광원만을 교체

하는 시장을 중심으로 적용되고 있으나 신축 건물이나 리모델링시에는 차

별화된 디자인이 가능한 광원과 등기구 일체화 조명인 LED Luminarie가

적용될 가능성이 크다

2) 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013를 토대로 KISTI에서 정리 

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I 11 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

디지털 제어를 통한 자동제어 시스템 구현

반도체 LED의 출현은 조명의 디지털화를 의미한다 LED 조명의 광원

부는 인쇄회로기판 (PCB Printed Cricuit Board) 위에 광원 역할을 하는

LED 칩 뿐만 아니라 여러 가지 다른 기능을 수행할 수 있는 각종 회로부

품을 동시에 붙이는(Mounting) 것이 가능하다 따라서 IT 기술과 접목하

여 광특성(연색성 밝기 등)을 조절하고 센서통신 등의 연결을 통해 자동

제어 시스템을 구현할 수 있다 스마트 폰에 전용 앱을 다운 받으면 언제

어디서나 조명을 자유롭게 제어할 수 있다던가 사람의 움직임에 따라 조

명의 커짐과 꺼짐 밝기가 자동적으로 조절된다거나 음식의 종류에 따라

가장 먹음직스럽게 보이도록 조명의 색깔을 바꾸는 예를 생각할 수 있다

광색가변 파장제어 기능을 통한 감성조명 구현

인간이 가장 좋아하는 빛은 태양광이며 조명에서 나오는 빛을 태양광

에 가깝게 만들수록 소비자의 만족도는 올라간다 LED 조명은 일출 일

몰 한낮의 시간 변화에 따른 태양빛의 변화를 실내에서 그대로 연출할

수 있으며 색온도도(Color Temperature)도 2000K~8000K 범위에서

자유롭게 조절이 가능하다 또한 RGB(Red Green Blue) 조합에 의해

1670만가지의 색의 표현이 가능해 조명도 단순히 밝음을 제공하는 것

을 넘어서서 감정이나 분위기에 맞게 빛의 특성을 실시간 변화시키는 감

성조명 구현이 가능하다

LED의 파장 제어기능은 인간을 비롯한 생명체와의 교감을 통하여 최

적의 조명환경을 구성할 수 있게 하여 단순한 조명기능에서 인간과 소통

하는 감성 매개체로 그 활용영역이 확장될 전망이다

정보통신용 광원으로 활용

LED가 갖는 빠른 스위칭 속도와 좁은 스펙트럼 선폭은 정보통신용 광원

으로서도 충분한 역할을 수행하여 가시광 대역과 같은 새로운 주파수 영역

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12 I 13 LED 융합산업의 사업화 기회분석

을 개척할 수 있을 것이다 가시광 통신 기술을 활용하면 LED 조명과 IT

기술을 결합하여 휴대 단말기를 통한 다양한 정보수집이 가능하며 LED

조명 모듈에 고유의 파장을 감지할 수 있는 광검출기와 필터기술을 집적하

여 양방향 통신을 가능하게 하면 실내위치기반 서비스 제공도 가능하다

또한 자동차 기술과 융합하여 차량간 위치감지와 보행자 및 신호등과 연동

한 교통상황 인지 등 트래픽 자동화 시스템도 구축가능할 것이다

UV 영역부터 가시광 IR 영역까지 파장 다변화 기능

LED는 [그림4]와 같이 UV 영역에서부터 가시광 IR 영역까지 파장대

의 구현이 가능하여 메디바이오에서 조명 농생명 통신 심리생리 국

방 통신 헬스케어까지 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다

LED는 전통조명과 더불어 빛을 이용한 다양한 산업에 활용될 수 있으

며 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 결합시켜 다양한 고부가가치

의 신규사업 창출이 가능하다 즉 광반도체 기술과 바이오 의료 수송

및 통신 기술의 융복합화로 지능 감성조명을 구현하기 쉽고 빛을 응용하

는 각 분야의 기술과 융합을 통하여 저 임계전류 고이득 고속변조 고집

적 및 감성 조명 등의 새로운 특성 실현이 용이하다

그림 4 LED 파장대별 응용분야

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 13 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED는 개발초기 광효율이 낮고 제조원가가 높아 산업화에 어려움이

많았으나 최근 빠른 성능 발전과 제조비용의 절감으로 조명용 광원으로

부상하고 있으며 또한 적절한 소자 설계를 통하여 다양한 분야에 맞춤형

조명을 제공할 수 있는 기술이 확보됨에 따라 기존의 일반 광원으로는 불

가능하였던 새로운 형태의 제품을 선보일 수 있게 되었다 특히 반도체

로 이루어진 LED는 전자기술의 핵심인 IT 및 디지털 제어 기술과 호환성

이 높고 전자의 속도를 감당할 수 있을 만큼 제어 속도가 빨라 광기술과

전자기술을 융합한 새로운 형태로 활용이 가능하다

그림 5 LED 조명 응용산업

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 성장엔진의 변화

디스플레이에서 조명으로 향후에는 조명에서 융합산업으로

미래 사회는 복지 고령화 에너지 환경 융합 등의 키워드를 중심으로

LED 패러다임의 변화가 가속화되고 있다

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14 I 15 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 모바일 기기에서 중대형 LED BLU의 수요공급과 조명 응

용산업의 확대 전망을 계기로 장치산업을 기반으로 하는 규모의 경제로 변

모하기 시작하였다 이에 따라 소재 부품 장비 등의 후방산업도 경쟁적으

로 활성화되고 있으며 응용제품의 다변화에 따라 디자인 컨텐츠 SW 기

술 등의 연관산업을 포함하는 거대한 산업군이 형성되고 있다 또한 수직

계열화에 의한 중소기업 MampA 대기업의 자본유입 및 신사업 진출 등 시장

팽창에 따른 산업 생태계의 변화가 심한 신산업 성장시기의 전형적인 특

성을 보이고 있다 LED 소자 등 후방산업은 반도체 기반 산업으로서 기술

난이도가 높고 초기 투자비용이 많으며 부가가치가 높은 신산업의 특징을

가진다 반면 LED 응용제품을 포함하는 전방산업은 후방산업에 비해 기

업 인프라가 많고 거대 경제 규모 및 높은 성장성이 특징이라고 하고 있다

LED 융합산업은 디자인 컨텐츠 SW 융합기술 등의 연관산업을 불러들

여 밸류체인을 확장시키고 있으며 건축 복지 농업 해양수산 국방 정보

화 농산 의료 정보문화 통신 등 거의 모든 분야의 전방산업에 융합되기

시작하여 새로운 LED 산업 패러다임의 변화가 시작되고 있다

그림 6 LED산업 밸류체인 및 산업별 특성

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 27 2013-11-27 오후 15545

28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 31 2013-11-27 오후 15547

32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 40 2013-11-27 오후 15548

I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 53 2013-11-27 오후 15550

54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 56 2013-11-27 오후 15550

I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

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5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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글로벌 에너지 위기

환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는

차세대 광원 LED

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06 I 07 LED 융합산업의 사업화 기회분석

글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED(Light Emitting Diode)는 화합물 반도체 특성을 이용해 전기에너

지를 빛에너지로 전환시키는 반도체의 일종으로 저전압에서 구동하므로

전력소비가 적은 반면 수명이 길고 수은 납 등 유해물질을 함유하고 있

지 않아 글로벌 에너지 위기 환경규제 정부의 녹색성장정책 IT 융합트

렌드 등 글로벌 환경변화에 부응하는 최고의 차세대 광원으로 자리 매김

하고 있다 이외에도 조명의 관점에서 광원이 작기 때문에 모양과 설치에

제한이 없는 디자인의 유연성이 보장되고 외부 충격에 강하며 특정 색상

만 표현할 때 적합한 동시에 색 표현 특성이 우수하고 자외선과 적외선이

방출되지 않는다는 장점을 가진다

그림 1 LED 조명의 예시

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I 07 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

표 1 LED 조명의 장단점

장점 단점

환경보호 무수은

높은 가격긴수명 약 5만시간

전기효율 90 향상

제어탁월 드라이버

일본 원전 사태를 계기로 각국의 전력공급 계획의 재정비가 필요한 상

황에서 에너지 절감이 중요한 시대적 화두로 대두되고 있다 고유가와 글

로벌 경기회복 추세를 배경으로 전기요금이 지속적으로 상승할 것으로

예상되고 있다

이러한 에너지 이슈를 해결하기 위해서는 태양전지 풍력 바이오 등

신재생에너지를 만드는 측면도 중요하지만 효율적으로 에너지를 사용하

는 측면도 중요하다 이러한 점에서 높은 광효율을 가지고 있는 차세대

조명인 LED가 부상하고 있다

특히 백열등의 퇴출시기와 맞물려 각국 정부가 고효율 조명을 장려하

는 정책을 시행하고 있고 모바일기기에서 BLU(Back-light Unit) 시장

을 거치면서 LED 보급의 가장 걸림돌이었던 원가 구조가 빠르게 개선되

는 동시에 광효율과 신뢰성이 향상되면서 LED 보급이 촉진되고 있다

LED 조명의 보급 순서는 초기에는 정부 및 공공기관 주도로 시장이 열

리면서 신호등 가로등 보안등 등이 주축이 되었고 장시간 조명이 필요

한 대형 매장 병원 박물관 등 특수용도로 보급되었다 현재는 B2B 영업

이 활성화 되고 있는 가운데 신축 건물용 평판조명 다운라이트 등이 주

류를 이루고 있고 이후 본격적인 성장기에 접어드는 과정에서 소비자용

조명이 확산이 될 것이며 시차를 두고 자동차 의료 환경 농수산 등 고

부가 융합 제품 시장이 확대될 것이다

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08 I 09 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 2 LED 조명의 응용분야

LED 산업을 둘러싼 외부 환경 분석은 다음과 같다

표 2 LED 산업의 거시환경 분석

구분 Issue 주요내용

정책

제도적 요인

(Political)

에너지 위기 대응

- 백열등과 같은 고전력 소비제품 퇴출 정책

- 신재생 에너지 제품 개발 강화

- LED 등 저소비전력 제품 개발 강화

녹색성장 정책- 신성장동력 확충

- LED의 응용제품 강화로 신산업 창출

보급정책 - LED조명 장려금 지원사업 등 보급 확대정책

경쟁국 지원정책 - 각국의 LED산업 지원정책 강화

경제적 요인

(Economical)

세계시장

수요변화

- LED조명의 신호등rarr휴대폰rarrBLUrarr산업용조명rarr가로등rarr

형광등대체 조명으로 신규시장 확대

경쟁심화 - 국가간 기업간 경쟁 격화

자원고갈 및

에너지 절약

- 고유가 시장 지속에 따른 전기 에너지 절감 시장 확대

- LED 조명과 IT 기술 융합에 의한 전기 에너지 절약 가능

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 8 2013-11-27 오후 15543

I 09 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

사회

문화적 요인

(Social)

LED수요구조

변화

- LED응용분야 확대로 새로운 수요시장 출현

- 시장 지배력 유지를 위한 핵심기술 개발 요구

기술인력 부족 - 급속한 기술혁신을 충족할 수 있는 필요인력 부족 심화

LED시티 확대- 신호등 가로등 경관등 전시장조명 오피스조명 등의

LED조명 확대

기술적

요인

(Technological)

저비용 제조기술 - 조속한 시장수요 충족을 위한 저가격화 기술

고효율 에너지

절감 기술

- 고발열 대응 기술

- 신소재 개발 기술

- 광원효율 향상 등기구 및 제어기 효율향상

기술 융합 확대

- 타 기술분야와 융합하여 신기술 창출

- 조명융합 무선통신이 가능한 IEEE 802157 가시광 무선통신

국제표준 완료

광 안전성 - 망막 및 피부에 유해하지 않은 광원 기술 개발

기타

(환경

경쟁국 등)

(Option)

지구온난화 방지- 온실가스 배출량 축소정책

- 기후협약 이행 촉구

환경규제 강화

- RoHS 등 유해물질 규제 강화

- 이산화탄소 배출규제 강화

- LED와 같은 무수은 저전력 저유지비 등의 친환경제품 RampD

강화

필수 수용 정책- LED조명은 선택이 아니라 반드시 수용해야 필수과제

- 신재생 에너지 복합기술의 선택과 집중

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 정리

LED는 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가변 등의 혁

신적 기능으로 기존사업과의 융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견

인할 예정

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다1)

1) 한국광산업진흥회 2012 광IT와 LED 융합기술분석 및 향후전망 

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10 I 11 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 3 LED의 혁신적 기능

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 조명이 소비자에게 주는 가치는 다음과 같다2)

디자인의 유연성

기존조명은 크게 광원과 등기구로 이루어져 있다 기존 광원 들은 진

공기술을 기반으로 하고 있기 때문에 기본적으로 광원과 소켓부의 크기

가 크며 모양에도 제한이 많아 등기구의 디자인도 상대적으로 제한적이

다 반면 LED는 반도체 기술을 기반으로 하고 있는 점광원(Point Light

Source)이므로 크기와 모양에 거의 제한이 없다

즉 아주 다양한 크기와 모양의 광원 제작이 가능하며 광원과 등기구의

일체화가 가능하기 때문에 기존 조명에서 불가능했던 디자인이 가능하다

아직까지는 기존 건물에 이미 설치되어 있는 기존 등기구에 광원만을 교체

하는 시장을 중심으로 적용되고 있으나 신축 건물이나 리모델링시에는 차

별화된 디자인이 가능한 광원과 등기구 일체화 조명인 LED Luminarie가

적용될 가능성이 크다

2) 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 10 2013-11-27 오후 15543

I 11 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

디지털 제어를 통한 자동제어 시스템 구현

반도체 LED의 출현은 조명의 디지털화를 의미한다 LED 조명의 광원

부는 인쇄회로기판 (PCB Printed Cricuit Board) 위에 광원 역할을 하는

LED 칩 뿐만 아니라 여러 가지 다른 기능을 수행할 수 있는 각종 회로부

품을 동시에 붙이는(Mounting) 것이 가능하다 따라서 IT 기술과 접목하

여 광특성(연색성 밝기 등)을 조절하고 센서통신 등의 연결을 통해 자동

제어 시스템을 구현할 수 있다 스마트 폰에 전용 앱을 다운 받으면 언제

어디서나 조명을 자유롭게 제어할 수 있다던가 사람의 움직임에 따라 조

명의 커짐과 꺼짐 밝기가 자동적으로 조절된다거나 음식의 종류에 따라

가장 먹음직스럽게 보이도록 조명의 색깔을 바꾸는 예를 생각할 수 있다

광색가변 파장제어 기능을 통한 감성조명 구현

인간이 가장 좋아하는 빛은 태양광이며 조명에서 나오는 빛을 태양광

에 가깝게 만들수록 소비자의 만족도는 올라간다 LED 조명은 일출 일

몰 한낮의 시간 변화에 따른 태양빛의 변화를 실내에서 그대로 연출할

수 있으며 색온도도(Color Temperature)도 2000K~8000K 범위에서

자유롭게 조절이 가능하다 또한 RGB(Red Green Blue) 조합에 의해

1670만가지의 색의 표현이 가능해 조명도 단순히 밝음을 제공하는 것

을 넘어서서 감정이나 분위기에 맞게 빛의 특성을 실시간 변화시키는 감

성조명 구현이 가능하다

LED의 파장 제어기능은 인간을 비롯한 생명체와의 교감을 통하여 최

적의 조명환경을 구성할 수 있게 하여 단순한 조명기능에서 인간과 소통

하는 감성 매개체로 그 활용영역이 확장될 전망이다

정보통신용 광원으로 활용

LED가 갖는 빠른 스위칭 속도와 좁은 스펙트럼 선폭은 정보통신용 광원

으로서도 충분한 역할을 수행하여 가시광 대역과 같은 새로운 주파수 영역

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12 I 13 LED 융합산업의 사업화 기회분석

을 개척할 수 있을 것이다 가시광 통신 기술을 활용하면 LED 조명과 IT

기술을 결합하여 휴대 단말기를 통한 다양한 정보수집이 가능하며 LED

조명 모듈에 고유의 파장을 감지할 수 있는 광검출기와 필터기술을 집적하

여 양방향 통신을 가능하게 하면 실내위치기반 서비스 제공도 가능하다

또한 자동차 기술과 융합하여 차량간 위치감지와 보행자 및 신호등과 연동

한 교통상황 인지 등 트래픽 자동화 시스템도 구축가능할 것이다

UV 영역부터 가시광 IR 영역까지 파장 다변화 기능

LED는 [그림4]와 같이 UV 영역에서부터 가시광 IR 영역까지 파장대

의 구현이 가능하여 메디바이오에서 조명 농생명 통신 심리생리 국

방 통신 헬스케어까지 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다

LED는 전통조명과 더불어 빛을 이용한 다양한 산업에 활용될 수 있으

며 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 결합시켜 다양한 고부가가치

의 신규사업 창출이 가능하다 즉 광반도체 기술과 바이오 의료 수송

및 통신 기술의 융복합화로 지능 감성조명을 구현하기 쉽고 빛을 응용하

는 각 분야의 기술과 융합을 통하여 저 임계전류 고이득 고속변조 고집

적 및 감성 조명 등의 새로운 특성 실현이 용이하다

그림 4 LED 파장대별 응용분야

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 13 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED는 개발초기 광효율이 낮고 제조원가가 높아 산업화에 어려움이

많았으나 최근 빠른 성능 발전과 제조비용의 절감으로 조명용 광원으로

부상하고 있으며 또한 적절한 소자 설계를 통하여 다양한 분야에 맞춤형

조명을 제공할 수 있는 기술이 확보됨에 따라 기존의 일반 광원으로는 불

가능하였던 새로운 형태의 제품을 선보일 수 있게 되었다 특히 반도체

로 이루어진 LED는 전자기술의 핵심인 IT 및 디지털 제어 기술과 호환성

이 높고 전자의 속도를 감당할 수 있을 만큼 제어 속도가 빨라 광기술과

전자기술을 융합한 새로운 형태로 활용이 가능하다

그림 5 LED 조명 응용산업

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 성장엔진의 변화

디스플레이에서 조명으로 향후에는 조명에서 융합산업으로

미래 사회는 복지 고령화 에너지 환경 융합 등의 키워드를 중심으로

LED 패러다임의 변화가 가속화되고 있다

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14 I 15 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 모바일 기기에서 중대형 LED BLU의 수요공급과 조명 응

용산업의 확대 전망을 계기로 장치산업을 기반으로 하는 규모의 경제로 변

모하기 시작하였다 이에 따라 소재 부품 장비 등의 후방산업도 경쟁적으

로 활성화되고 있으며 응용제품의 다변화에 따라 디자인 컨텐츠 SW 기

술 등의 연관산업을 포함하는 거대한 산업군이 형성되고 있다 또한 수직

계열화에 의한 중소기업 MampA 대기업의 자본유입 및 신사업 진출 등 시장

팽창에 따른 산업 생태계의 변화가 심한 신산업 성장시기의 전형적인 특

성을 보이고 있다 LED 소자 등 후방산업은 반도체 기반 산업으로서 기술

난이도가 높고 초기 투자비용이 많으며 부가가치가 높은 신산업의 특징을

가진다 반면 LED 응용제품을 포함하는 전방산업은 후방산업에 비해 기

업 인프라가 많고 거대 경제 규모 및 높은 성장성이 특징이라고 하고 있다

LED 융합산업은 디자인 컨텐츠 SW 융합기술 등의 연관산업을 불러들

여 밸류체인을 확장시키고 있으며 건축 복지 농업 해양수산 국방 정보

화 농산 의료 정보문화 통신 등 거의 모든 분야의 전방산업에 융합되기

시작하여 새로운 LED 산업 패러다임의 변화가 시작되고 있다

그림 6 LED산업 밸류체인 및 산업별 특성

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 24 2013-11-27 오후 15545

I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 27 2013-11-27 오후 15545

28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 30 2013-11-27 오후 15546

I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 31 2013-11-27 오후 15547

32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 32 2013-11-27 오후 15547

I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 33 2013-11-27 오후 15547

34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 45 2013-11-27 오후 15549

46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 46 2013-11-27 오후 15549

I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 47 2013-11-27 오후 15549

48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 49 2013-11-27 오후 15549

50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 53 2013-11-27 오후 15550

54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 55 2013-11-27 오후 15550

56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 58 2013-11-27 오후 15550

I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

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5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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06 I 07 LED 융합산업의 사업화 기회분석

글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED(Light Emitting Diode)는 화합물 반도체 특성을 이용해 전기에너

지를 빛에너지로 전환시키는 반도체의 일종으로 저전압에서 구동하므로

전력소비가 적은 반면 수명이 길고 수은 납 등 유해물질을 함유하고 있

지 않아 글로벌 에너지 위기 환경규제 정부의 녹색성장정책 IT 융합트

렌드 등 글로벌 환경변화에 부응하는 최고의 차세대 광원으로 자리 매김

하고 있다 이외에도 조명의 관점에서 광원이 작기 때문에 모양과 설치에

제한이 없는 디자인의 유연성이 보장되고 외부 충격에 강하며 특정 색상

만 표현할 때 적합한 동시에 색 표현 특성이 우수하고 자외선과 적외선이

방출되지 않는다는 장점을 가진다

그림 1 LED 조명의 예시

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 6 2013-11-27 오후 15542

I 07 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

표 1 LED 조명의 장단점

장점 단점

환경보호 무수은

높은 가격긴수명 약 5만시간

전기효율 90 향상

제어탁월 드라이버

일본 원전 사태를 계기로 각국의 전력공급 계획의 재정비가 필요한 상

황에서 에너지 절감이 중요한 시대적 화두로 대두되고 있다 고유가와 글

로벌 경기회복 추세를 배경으로 전기요금이 지속적으로 상승할 것으로

예상되고 있다

이러한 에너지 이슈를 해결하기 위해서는 태양전지 풍력 바이오 등

신재생에너지를 만드는 측면도 중요하지만 효율적으로 에너지를 사용하

는 측면도 중요하다 이러한 점에서 높은 광효율을 가지고 있는 차세대

조명인 LED가 부상하고 있다

특히 백열등의 퇴출시기와 맞물려 각국 정부가 고효율 조명을 장려하

는 정책을 시행하고 있고 모바일기기에서 BLU(Back-light Unit) 시장

을 거치면서 LED 보급의 가장 걸림돌이었던 원가 구조가 빠르게 개선되

는 동시에 광효율과 신뢰성이 향상되면서 LED 보급이 촉진되고 있다

LED 조명의 보급 순서는 초기에는 정부 및 공공기관 주도로 시장이 열

리면서 신호등 가로등 보안등 등이 주축이 되었고 장시간 조명이 필요

한 대형 매장 병원 박물관 등 특수용도로 보급되었다 현재는 B2B 영업

이 활성화 되고 있는 가운데 신축 건물용 평판조명 다운라이트 등이 주

류를 이루고 있고 이후 본격적인 성장기에 접어드는 과정에서 소비자용

조명이 확산이 될 것이며 시차를 두고 자동차 의료 환경 농수산 등 고

부가 융합 제품 시장이 확대될 것이다

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08 I 09 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 2 LED 조명의 응용분야

LED 산업을 둘러싼 외부 환경 분석은 다음과 같다

표 2 LED 산업의 거시환경 분석

구분 Issue 주요내용

정책

제도적 요인

(Political)

에너지 위기 대응

- 백열등과 같은 고전력 소비제품 퇴출 정책

- 신재생 에너지 제품 개발 강화

- LED 등 저소비전력 제품 개발 강화

녹색성장 정책- 신성장동력 확충

- LED의 응용제품 강화로 신산업 창출

보급정책 - LED조명 장려금 지원사업 등 보급 확대정책

경쟁국 지원정책 - 각국의 LED산업 지원정책 강화

경제적 요인

(Economical)

세계시장

수요변화

- LED조명의 신호등rarr휴대폰rarrBLUrarr산업용조명rarr가로등rarr

형광등대체 조명으로 신규시장 확대

경쟁심화 - 국가간 기업간 경쟁 격화

자원고갈 및

에너지 절약

- 고유가 시장 지속에 따른 전기 에너지 절감 시장 확대

- LED 조명과 IT 기술 융합에 의한 전기 에너지 절약 가능

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I 09 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

사회

문화적 요인

(Social)

LED수요구조

변화

- LED응용분야 확대로 새로운 수요시장 출현

- 시장 지배력 유지를 위한 핵심기술 개발 요구

기술인력 부족 - 급속한 기술혁신을 충족할 수 있는 필요인력 부족 심화

LED시티 확대- 신호등 가로등 경관등 전시장조명 오피스조명 등의

LED조명 확대

기술적

요인

(Technological)

저비용 제조기술 - 조속한 시장수요 충족을 위한 저가격화 기술

고효율 에너지

절감 기술

- 고발열 대응 기술

- 신소재 개발 기술

- 광원효율 향상 등기구 및 제어기 효율향상

기술 융합 확대

- 타 기술분야와 융합하여 신기술 창출

- 조명융합 무선통신이 가능한 IEEE 802157 가시광 무선통신

국제표준 완료

광 안전성 - 망막 및 피부에 유해하지 않은 광원 기술 개발

기타

(환경

경쟁국 등)

(Option)

지구온난화 방지- 온실가스 배출량 축소정책

- 기후협약 이행 촉구

환경규제 강화

- RoHS 등 유해물질 규제 강화

- 이산화탄소 배출규제 강화

- LED와 같은 무수은 저전력 저유지비 등의 친환경제품 RampD

강화

필수 수용 정책- LED조명은 선택이 아니라 반드시 수용해야 필수과제

- 신재생 에너지 복합기술의 선택과 집중

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 정리

LED는 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가변 등의 혁

신적 기능으로 기존사업과의 융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견

인할 예정

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다1)

1) 한국광산업진흥회 2012 광IT와 LED 융합기술분석 및 향후전망 

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10 I 11 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 3 LED의 혁신적 기능

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 조명이 소비자에게 주는 가치는 다음과 같다2)

디자인의 유연성

기존조명은 크게 광원과 등기구로 이루어져 있다 기존 광원 들은 진

공기술을 기반으로 하고 있기 때문에 기본적으로 광원과 소켓부의 크기

가 크며 모양에도 제한이 많아 등기구의 디자인도 상대적으로 제한적이

다 반면 LED는 반도체 기술을 기반으로 하고 있는 점광원(Point Light

Source)이므로 크기와 모양에 거의 제한이 없다

즉 아주 다양한 크기와 모양의 광원 제작이 가능하며 광원과 등기구의

일체화가 가능하기 때문에 기존 조명에서 불가능했던 디자인이 가능하다

아직까지는 기존 건물에 이미 설치되어 있는 기존 등기구에 광원만을 교체

하는 시장을 중심으로 적용되고 있으나 신축 건물이나 리모델링시에는 차

별화된 디자인이 가능한 광원과 등기구 일체화 조명인 LED Luminarie가

적용될 가능성이 크다

2) 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 10 2013-11-27 오후 15543

I 11 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

디지털 제어를 통한 자동제어 시스템 구현

반도체 LED의 출현은 조명의 디지털화를 의미한다 LED 조명의 광원

부는 인쇄회로기판 (PCB Printed Cricuit Board) 위에 광원 역할을 하는

LED 칩 뿐만 아니라 여러 가지 다른 기능을 수행할 수 있는 각종 회로부

품을 동시에 붙이는(Mounting) 것이 가능하다 따라서 IT 기술과 접목하

여 광특성(연색성 밝기 등)을 조절하고 센서통신 등의 연결을 통해 자동

제어 시스템을 구현할 수 있다 스마트 폰에 전용 앱을 다운 받으면 언제

어디서나 조명을 자유롭게 제어할 수 있다던가 사람의 움직임에 따라 조

명의 커짐과 꺼짐 밝기가 자동적으로 조절된다거나 음식의 종류에 따라

가장 먹음직스럽게 보이도록 조명의 색깔을 바꾸는 예를 생각할 수 있다

광색가변 파장제어 기능을 통한 감성조명 구현

인간이 가장 좋아하는 빛은 태양광이며 조명에서 나오는 빛을 태양광

에 가깝게 만들수록 소비자의 만족도는 올라간다 LED 조명은 일출 일

몰 한낮의 시간 변화에 따른 태양빛의 변화를 실내에서 그대로 연출할

수 있으며 색온도도(Color Temperature)도 2000K~8000K 범위에서

자유롭게 조절이 가능하다 또한 RGB(Red Green Blue) 조합에 의해

1670만가지의 색의 표현이 가능해 조명도 단순히 밝음을 제공하는 것

을 넘어서서 감정이나 분위기에 맞게 빛의 특성을 실시간 변화시키는 감

성조명 구현이 가능하다

LED의 파장 제어기능은 인간을 비롯한 생명체와의 교감을 통하여 최

적의 조명환경을 구성할 수 있게 하여 단순한 조명기능에서 인간과 소통

하는 감성 매개체로 그 활용영역이 확장될 전망이다

정보통신용 광원으로 활용

LED가 갖는 빠른 스위칭 속도와 좁은 스펙트럼 선폭은 정보통신용 광원

으로서도 충분한 역할을 수행하여 가시광 대역과 같은 새로운 주파수 영역

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12 I 13 LED 융합산업의 사업화 기회분석

을 개척할 수 있을 것이다 가시광 통신 기술을 활용하면 LED 조명과 IT

기술을 결합하여 휴대 단말기를 통한 다양한 정보수집이 가능하며 LED

조명 모듈에 고유의 파장을 감지할 수 있는 광검출기와 필터기술을 집적하

여 양방향 통신을 가능하게 하면 실내위치기반 서비스 제공도 가능하다

또한 자동차 기술과 융합하여 차량간 위치감지와 보행자 및 신호등과 연동

한 교통상황 인지 등 트래픽 자동화 시스템도 구축가능할 것이다

UV 영역부터 가시광 IR 영역까지 파장 다변화 기능

LED는 [그림4]와 같이 UV 영역에서부터 가시광 IR 영역까지 파장대

의 구현이 가능하여 메디바이오에서 조명 농생명 통신 심리생리 국

방 통신 헬스케어까지 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다

LED는 전통조명과 더불어 빛을 이용한 다양한 산업에 활용될 수 있으

며 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 결합시켜 다양한 고부가가치

의 신규사업 창출이 가능하다 즉 광반도체 기술과 바이오 의료 수송

및 통신 기술의 융복합화로 지능 감성조명을 구현하기 쉽고 빛을 응용하

는 각 분야의 기술과 융합을 통하여 저 임계전류 고이득 고속변조 고집

적 및 감성 조명 등의 새로운 특성 실현이 용이하다

그림 4 LED 파장대별 응용분야

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 13 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED는 개발초기 광효율이 낮고 제조원가가 높아 산업화에 어려움이

많았으나 최근 빠른 성능 발전과 제조비용의 절감으로 조명용 광원으로

부상하고 있으며 또한 적절한 소자 설계를 통하여 다양한 분야에 맞춤형

조명을 제공할 수 있는 기술이 확보됨에 따라 기존의 일반 광원으로는 불

가능하였던 새로운 형태의 제품을 선보일 수 있게 되었다 특히 반도체

로 이루어진 LED는 전자기술의 핵심인 IT 및 디지털 제어 기술과 호환성

이 높고 전자의 속도를 감당할 수 있을 만큼 제어 속도가 빨라 광기술과

전자기술을 융합한 새로운 형태로 활용이 가능하다

그림 5 LED 조명 응용산업

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 성장엔진의 변화

디스플레이에서 조명으로 향후에는 조명에서 융합산업으로

미래 사회는 복지 고령화 에너지 환경 융합 등의 키워드를 중심으로

LED 패러다임의 변화가 가속화되고 있다

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14 I 15 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 모바일 기기에서 중대형 LED BLU의 수요공급과 조명 응

용산업의 확대 전망을 계기로 장치산업을 기반으로 하는 규모의 경제로 변

모하기 시작하였다 이에 따라 소재 부품 장비 등의 후방산업도 경쟁적으

로 활성화되고 있으며 응용제품의 다변화에 따라 디자인 컨텐츠 SW 기

술 등의 연관산업을 포함하는 거대한 산업군이 형성되고 있다 또한 수직

계열화에 의한 중소기업 MampA 대기업의 자본유입 및 신사업 진출 등 시장

팽창에 따른 산업 생태계의 변화가 심한 신산업 성장시기의 전형적인 특

성을 보이고 있다 LED 소자 등 후방산업은 반도체 기반 산업으로서 기술

난이도가 높고 초기 투자비용이 많으며 부가가치가 높은 신산업의 특징을

가진다 반면 LED 응용제품을 포함하는 전방산업은 후방산업에 비해 기

업 인프라가 많고 거대 경제 규모 및 높은 성장성이 특징이라고 하고 있다

LED 융합산업은 디자인 컨텐츠 SW 융합기술 등의 연관산업을 불러들

여 밸류체인을 확장시키고 있으며 건축 복지 농업 해양수산 국방 정보

화 농산 의료 정보문화 통신 등 거의 모든 분야의 전방산업에 융합되기

시작하여 새로운 LED 산업 패러다임의 변화가 시작되고 있다

그림 6 LED산업 밸류체인 및 산업별 특성

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 27 2013-11-27 오후 15545

28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 28 2013-11-27 오후 15546

I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 29 2013-11-27 오후 15546

30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 30 2013-11-27 오후 15546

I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 31 2013-11-27 오후 15547

32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 32 2013-11-27 오후 15547

I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 33 2013-11-27 오후 15547

34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 34 2013-11-27 오후 15547

I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 36 2013-11-27 오후 15548

I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 37 2013-11-27 오후 15548

38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 44 2013-11-27 오후 15549

I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 56 2013-11-27 오후 15550

I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 58 2013-11-27 오후 15550

I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 60 2013-11-27 오후 15550

I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 62 2013-11-27 오후 15550

I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 07 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

표 1 LED 조명의 장단점

장점 단점

환경보호 무수은

높은 가격긴수명 약 5만시간

전기효율 90 향상

제어탁월 드라이버

일본 원전 사태를 계기로 각국의 전력공급 계획의 재정비가 필요한 상

황에서 에너지 절감이 중요한 시대적 화두로 대두되고 있다 고유가와 글

로벌 경기회복 추세를 배경으로 전기요금이 지속적으로 상승할 것으로

예상되고 있다

이러한 에너지 이슈를 해결하기 위해서는 태양전지 풍력 바이오 등

신재생에너지를 만드는 측면도 중요하지만 효율적으로 에너지를 사용하

는 측면도 중요하다 이러한 점에서 높은 광효율을 가지고 있는 차세대

조명인 LED가 부상하고 있다

특히 백열등의 퇴출시기와 맞물려 각국 정부가 고효율 조명을 장려하

는 정책을 시행하고 있고 모바일기기에서 BLU(Back-light Unit) 시장

을 거치면서 LED 보급의 가장 걸림돌이었던 원가 구조가 빠르게 개선되

는 동시에 광효율과 신뢰성이 향상되면서 LED 보급이 촉진되고 있다

LED 조명의 보급 순서는 초기에는 정부 및 공공기관 주도로 시장이 열

리면서 신호등 가로등 보안등 등이 주축이 되었고 장시간 조명이 필요

한 대형 매장 병원 박물관 등 특수용도로 보급되었다 현재는 B2B 영업

이 활성화 되고 있는 가운데 신축 건물용 평판조명 다운라이트 등이 주

류를 이루고 있고 이후 본격적인 성장기에 접어드는 과정에서 소비자용

조명이 확산이 될 것이며 시차를 두고 자동차 의료 환경 농수산 등 고

부가 융합 제품 시장이 확대될 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 7 2013-11-27 오후 15543

08 I 09 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 2 LED 조명의 응용분야

LED 산업을 둘러싼 외부 환경 분석은 다음과 같다

표 2 LED 산업의 거시환경 분석

구분 Issue 주요내용

정책

제도적 요인

(Political)

에너지 위기 대응

- 백열등과 같은 고전력 소비제품 퇴출 정책

- 신재생 에너지 제품 개발 강화

- LED 등 저소비전력 제품 개발 강화

녹색성장 정책- 신성장동력 확충

- LED의 응용제품 강화로 신산업 창출

보급정책 - LED조명 장려금 지원사업 등 보급 확대정책

경쟁국 지원정책 - 각국의 LED산업 지원정책 강화

경제적 요인

(Economical)

세계시장

수요변화

- LED조명의 신호등rarr휴대폰rarrBLUrarr산업용조명rarr가로등rarr

형광등대체 조명으로 신규시장 확대

경쟁심화 - 국가간 기업간 경쟁 격화

자원고갈 및

에너지 절약

- 고유가 시장 지속에 따른 전기 에너지 절감 시장 확대

- LED 조명과 IT 기술 융합에 의한 전기 에너지 절약 가능

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 8 2013-11-27 오후 15543

I 09 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

사회

문화적 요인

(Social)

LED수요구조

변화

- LED응용분야 확대로 새로운 수요시장 출현

- 시장 지배력 유지를 위한 핵심기술 개발 요구

기술인력 부족 - 급속한 기술혁신을 충족할 수 있는 필요인력 부족 심화

LED시티 확대- 신호등 가로등 경관등 전시장조명 오피스조명 등의

LED조명 확대

기술적

요인

(Technological)

저비용 제조기술 - 조속한 시장수요 충족을 위한 저가격화 기술

고효율 에너지

절감 기술

- 고발열 대응 기술

- 신소재 개발 기술

- 광원효율 향상 등기구 및 제어기 효율향상

기술 융합 확대

- 타 기술분야와 융합하여 신기술 창출

- 조명융합 무선통신이 가능한 IEEE 802157 가시광 무선통신

국제표준 완료

광 안전성 - 망막 및 피부에 유해하지 않은 광원 기술 개발

기타

(환경

경쟁국 등)

(Option)

지구온난화 방지- 온실가스 배출량 축소정책

- 기후협약 이행 촉구

환경규제 강화

- RoHS 등 유해물질 규제 강화

- 이산화탄소 배출규제 강화

- LED와 같은 무수은 저전력 저유지비 등의 친환경제품 RampD

강화

필수 수용 정책- LED조명은 선택이 아니라 반드시 수용해야 필수과제

- 신재생 에너지 복합기술의 선택과 집중

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 정리

LED는 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가변 등의 혁

신적 기능으로 기존사업과의 융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견

인할 예정

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다1)

1) 한국광산업진흥회 2012 광IT와 LED 융합기술분석 및 향후전망 

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10 I 11 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 3 LED의 혁신적 기능

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 조명이 소비자에게 주는 가치는 다음과 같다2)

디자인의 유연성

기존조명은 크게 광원과 등기구로 이루어져 있다 기존 광원 들은 진

공기술을 기반으로 하고 있기 때문에 기본적으로 광원과 소켓부의 크기

가 크며 모양에도 제한이 많아 등기구의 디자인도 상대적으로 제한적이

다 반면 LED는 반도체 기술을 기반으로 하고 있는 점광원(Point Light

Source)이므로 크기와 모양에 거의 제한이 없다

즉 아주 다양한 크기와 모양의 광원 제작이 가능하며 광원과 등기구의

일체화가 가능하기 때문에 기존 조명에서 불가능했던 디자인이 가능하다

아직까지는 기존 건물에 이미 설치되어 있는 기존 등기구에 광원만을 교체

하는 시장을 중심으로 적용되고 있으나 신축 건물이나 리모델링시에는 차

별화된 디자인이 가능한 광원과 등기구 일체화 조명인 LED Luminarie가

적용될 가능성이 크다

2) 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 10 2013-11-27 오후 15543

I 11 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

디지털 제어를 통한 자동제어 시스템 구현

반도체 LED의 출현은 조명의 디지털화를 의미한다 LED 조명의 광원

부는 인쇄회로기판 (PCB Printed Cricuit Board) 위에 광원 역할을 하는

LED 칩 뿐만 아니라 여러 가지 다른 기능을 수행할 수 있는 각종 회로부

품을 동시에 붙이는(Mounting) 것이 가능하다 따라서 IT 기술과 접목하

여 광특성(연색성 밝기 등)을 조절하고 센서통신 등의 연결을 통해 자동

제어 시스템을 구현할 수 있다 스마트 폰에 전용 앱을 다운 받으면 언제

어디서나 조명을 자유롭게 제어할 수 있다던가 사람의 움직임에 따라 조

명의 커짐과 꺼짐 밝기가 자동적으로 조절된다거나 음식의 종류에 따라

가장 먹음직스럽게 보이도록 조명의 색깔을 바꾸는 예를 생각할 수 있다

광색가변 파장제어 기능을 통한 감성조명 구현

인간이 가장 좋아하는 빛은 태양광이며 조명에서 나오는 빛을 태양광

에 가깝게 만들수록 소비자의 만족도는 올라간다 LED 조명은 일출 일

몰 한낮의 시간 변화에 따른 태양빛의 변화를 실내에서 그대로 연출할

수 있으며 색온도도(Color Temperature)도 2000K~8000K 범위에서

자유롭게 조절이 가능하다 또한 RGB(Red Green Blue) 조합에 의해

1670만가지의 색의 표현이 가능해 조명도 단순히 밝음을 제공하는 것

을 넘어서서 감정이나 분위기에 맞게 빛의 특성을 실시간 변화시키는 감

성조명 구현이 가능하다

LED의 파장 제어기능은 인간을 비롯한 생명체와의 교감을 통하여 최

적의 조명환경을 구성할 수 있게 하여 단순한 조명기능에서 인간과 소통

하는 감성 매개체로 그 활용영역이 확장될 전망이다

정보통신용 광원으로 활용

LED가 갖는 빠른 스위칭 속도와 좁은 스펙트럼 선폭은 정보통신용 광원

으로서도 충분한 역할을 수행하여 가시광 대역과 같은 새로운 주파수 영역

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12 I 13 LED 융합산업의 사업화 기회분석

을 개척할 수 있을 것이다 가시광 통신 기술을 활용하면 LED 조명과 IT

기술을 결합하여 휴대 단말기를 통한 다양한 정보수집이 가능하며 LED

조명 모듈에 고유의 파장을 감지할 수 있는 광검출기와 필터기술을 집적하

여 양방향 통신을 가능하게 하면 실내위치기반 서비스 제공도 가능하다

또한 자동차 기술과 융합하여 차량간 위치감지와 보행자 및 신호등과 연동

한 교통상황 인지 등 트래픽 자동화 시스템도 구축가능할 것이다

UV 영역부터 가시광 IR 영역까지 파장 다변화 기능

LED는 [그림4]와 같이 UV 영역에서부터 가시광 IR 영역까지 파장대

의 구현이 가능하여 메디바이오에서 조명 농생명 통신 심리생리 국

방 통신 헬스케어까지 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다

LED는 전통조명과 더불어 빛을 이용한 다양한 산업에 활용될 수 있으

며 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 결합시켜 다양한 고부가가치

의 신규사업 창출이 가능하다 즉 광반도체 기술과 바이오 의료 수송

및 통신 기술의 융복합화로 지능 감성조명을 구현하기 쉽고 빛을 응용하

는 각 분야의 기술과 융합을 통하여 저 임계전류 고이득 고속변조 고집

적 및 감성 조명 등의 새로운 특성 실현이 용이하다

그림 4 LED 파장대별 응용분야

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 13 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED는 개발초기 광효율이 낮고 제조원가가 높아 산업화에 어려움이

많았으나 최근 빠른 성능 발전과 제조비용의 절감으로 조명용 광원으로

부상하고 있으며 또한 적절한 소자 설계를 통하여 다양한 분야에 맞춤형

조명을 제공할 수 있는 기술이 확보됨에 따라 기존의 일반 광원으로는 불

가능하였던 새로운 형태의 제품을 선보일 수 있게 되었다 특히 반도체

로 이루어진 LED는 전자기술의 핵심인 IT 및 디지털 제어 기술과 호환성

이 높고 전자의 속도를 감당할 수 있을 만큼 제어 속도가 빨라 광기술과

전자기술을 융합한 새로운 형태로 활용이 가능하다

그림 5 LED 조명 응용산업

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 성장엔진의 변화

디스플레이에서 조명으로 향후에는 조명에서 융합산업으로

미래 사회는 복지 고령화 에너지 환경 융합 등의 키워드를 중심으로

LED 패러다임의 변화가 가속화되고 있다

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14 I 15 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 모바일 기기에서 중대형 LED BLU의 수요공급과 조명 응

용산업의 확대 전망을 계기로 장치산업을 기반으로 하는 규모의 경제로 변

모하기 시작하였다 이에 따라 소재 부품 장비 등의 후방산업도 경쟁적으

로 활성화되고 있으며 응용제품의 다변화에 따라 디자인 컨텐츠 SW 기

술 등의 연관산업을 포함하는 거대한 산업군이 형성되고 있다 또한 수직

계열화에 의한 중소기업 MampA 대기업의 자본유입 및 신사업 진출 등 시장

팽창에 따른 산업 생태계의 변화가 심한 신산업 성장시기의 전형적인 특

성을 보이고 있다 LED 소자 등 후방산업은 반도체 기반 산업으로서 기술

난이도가 높고 초기 투자비용이 많으며 부가가치가 높은 신산업의 특징을

가진다 반면 LED 응용제품을 포함하는 전방산업은 후방산업에 비해 기

업 인프라가 많고 거대 경제 규모 및 높은 성장성이 특징이라고 하고 있다

LED 융합산업은 디자인 컨텐츠 SW 융합기술 등의 연관산업을 불러들

여 밸류체인을 확장시키고 있으며 건축 복지 농업 해양수산 국방 정보

화 농산 의료 정보문화 통신 등 거의 모든 분야의 전방산업에 융합되기

시작하여 새로운 LED 산업 패러다임의 변화가 시작되고 있다

그림 6 LED산업 밸류체인 및 산업별 특성

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 27 2013-11-27 오후 15545

28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 46 2013-11-27 오후 15549

I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 60 2013-11-27 오후 15550

I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

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7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

08 I 09 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 2 LED 조명의 응용분야

LED 산업을 둘러싼 외부 환경 분석은 다음과 같다

표 2 LED 산업의 거시환경 분석

구분 Issue 주요내용

정책

제도적 요인

(Political)

에너지 위기 대응

- 백열등과 같은 고전력 소비제품 퇴출 정책

- 신재생 에너지 제품 개발 강화

- LED 등 저소비전력 제품 개발 강화

녹색성장 정책- 신성장동력 확충

- LED의 응용제품 강화로 신산업 창출

보급정책 - LED조명 장려금 지원사업 등 보급 확대정책

경쟁국 지원정책 - 각국의 LED산업 지원정책 강화

경제적 요인

(Economical)

세계시장

수요변화

- LED조명의 신호등rarr휴대폰rarrBLUrarr산업용조명rarr가로등rarr

형광등대체 조명으로 신규시장 확대

경쟁심화 - 국가간 기업간 경쟁 격화

자원고갈 및

에너지 절약

- 고유가 시장 지속에 따른 전기 에너지 절감 시장 확대

- LED 조명과 IT 기술 융합에 의한 전기 에너지 절약 가능

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 8 2013-11-27 오후 15543

I 09 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

사회

문화적 요인

(Social)

LED수요구조

변화

- LED응용분야 확대로 새로운 수요시장 출현

- 시장 지배력 유지를 위한 핵심기술 개발 요구

기술인력 부족 - 급속한 기술혁신을 충족할 수 있는 필요인력 부족 심화

LED시티 확대- 신호등 가로등 경관등 전시장조명 오피스조명 등의

LED조명 확대

기술적

요인

(Technological)

저비용 제조기술 - 조속한 시장수요 충족을 위한 저가격화 기술

고효율 에너지

절감 기술

- 고발열 대응 기술

- 신소재 개발 기술

- 광원효율 향상 등기구 및 제어기 효율향상

기술 융합 확대

- 타 기술분야와 융합하여 신기술 창출

- 조명융합 무선통신이 가능한 IEEE 802157 가시광 무선통신

국제표준 완료

광 안전성 - 망막 및 피부에 유해하지 않은 광원 기술 개발

기타

(환경

경쟁국 등)

(Option)

지구온난화 방지- 온실가스 배출량 축소정책

- 기후협약 이행 촉구

환경규제 강화

- RoHS 등 유해물질 규제 강화

- 이산화탄소 배출규제 강화

- LED와 같은 무수은 저전력 저유지비 등의 친환경제품 RampD

강화

필수 수용 정책- LED조명은 선택이 아니라 반드시 수용해야 필수과제

- 신재생 에너지 복합기술의 선택과 집중

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 정리

LED는 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가변 등의 혁

신적 기능으로 기존사업과의 융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견

인할 예정

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다1)

1) 한국광산업진흥회 2012 광IT와 LED 융합기술분석 및 향후전망 

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 9 2013-11-27 오후 15543

10 I 11 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 3 LED의 혁신적 기능

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 조명이 소비자에게 주는 가치는 다음과 같다2)

디자인의 유연성

기존조명은 크게 광원과 등기구로 이루어져 있다 기존 광원 들은 진

공기술을 기반으로 하고 있기 때문에 기본적으로 광원과 소켓부의 크기

가 크며 모양에도 제한이 많아 등기구의 디자인도 상대적으로 제한적이

다 반면 LED는 반도체 기술을 기반으로 하고 있는 점광원(Point Light

Source)이므로 크기와 모양에 거의 제한이 없다

즉 아주 다양한 크기와 모양의 광원 제작이 가능하며 광원과 등기구의

일체화가 가능하기 때문에 기존 조명에서 불가능했던 디자인이 가능하다

아직까지는 기존 건물에 이미 설치되어 있는 기존 등기구에 광원만을 교체

하는 시장을 중심으로 적용되고 있으나 신축 건물이나 리모델링시에는 차

별화된 디자인이 가능한 광원과 등기구 일체화 조명인 LED Luminarie가

적용될 가능성이 크다

2) 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 10 2013-11-27 오후 15543

I 11 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

디지털 제어를 통한 자동제어 시스템 구현

반도체 LED의 출현은 조명의 디지털화를 의미한다 LED 조명의 광원

부는 인쇄회로기판 (PCB Printed Cricuit Board) 위에 광원 역할을 하는

LED 칩 뿐만 아니라 여러 가지 다른 기능을 수행할 수 있는 각종 회로부

품을 동시에 붙이는(Mounting) 것이 가능하다 따라서 IT 기술과 접목하

여 광특성(연색성 밝기 등)을 조절하고 센서통신 등의 연결을 통해 자동

제어 시스템을 구현할 수 있다 스마트 폰에 전용 앱을 다운 받으면 언제

어디서나 조명을 자유롭게 제어할 수 있다던가 사람의 움직임에 따라 조

명의 커짐과 꺼짐 밝기가 자동적으로 조절된다거나 음식의 종류에 따라

가장 먹음직스럽게 보이도록 조명의 색깔을 바꾸는 예를 생각할 수 있다

광색가변 파장제어 기능을 통한 감성조명 구현

인간이 가장 좋아하는 빛은 태양광이며 조명에서 나오는 빛을 태양광

에 가깝게 만들수록 소비자의 만족도는 올라간다 LED 조명은 일출 일

몰 한낮의 시간 변화에 따른 태양빛의 변화를 실내에서 그대로 연출할

수 있으며 색온도도(Color Temperature)도 2000K~8000K 범위에서

자유롭게 조절이 가능하다 또한 RGB(Red Green Blue) 조합에 의해

1670만가지의 색의 표현이 가능해 조명도 단순히 밝음을 제공하는 것

을 넘어서서 감정이나 분위기에 맞게 빛의 특성을 실시간 변화시키는 감

성조명 구현이 가능하다

LED의 파장 제어기능은 인간을 비롯한 생명체와의 교감을 통하여 최

적의 조명환경을 구성할 수 있게 하여 단순한 조명기능에서 인간과 소통

하는 감성 매개체로 그 활용영역이 확장될 전망이다

정보통신용 광원으로 활용

LED가 갖는 빠른 스위칭 속도와 좁은 스펙트럼 선폭은 정보통신용 광원

으로서도 충분한 역할을 수행하여 가시광 대역과 같은 새로운 주파수 영역

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12 I 13 LED 융합산업의 사업화 기회분석

을 개척할 수 있을 것이다 가시광 통신 기술을 활용하면 LED 조명과 IT

기술을 결합하여 휴대 단말기를 통한 다양한 정보수집이 가능하며 LED

조명 모듈에 고유의 파장을 감지할 수 있는 광검출기와 필터기술을 집적하

여 양방향 통신을 가능하게 하면 실내위치기반 서비스 제공도 가능하다

또한 자동차 기술과 융합하여 차량간 위치감지와 보행자 및 신호등과 연동

한 교통상황 인지 등 트래픽 자동화 시스템도 구축가능할 것이다

UV 영역부터 가시광 IR 영역까지 파장 다변화 기능

LED는 [그림4]와 같이 UV 영역에서부터 가시광 IR 영역까지 파장대

의 구현이 가능하여 메디바이오에서 조명 농생명 통신 심리생리 국

방 통신 헬스케어까지 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다

LED는 전통조명과 더불어 빛을 이용한 다양한 산업에 활용될 수 있으

며 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 결합시켜 다양한 고부가가치

의 신규사업 창출이 가능하다 즉 광반도체 기술과 바이오 의료 수송

및 통신 기술의 융복합화로 지능 감성조명을 구현하기 쉽고 빛을 응용하

는 각 분야의 기술과 융합을 통하여 저 임계전류 고이득 고속변조 고집

적 및 감성 조명 등의 새로운 특성 실현이 용이하다

그림 4 LED 파장대별 응용분야

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 13 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED는 개발초기 광효율이 낮고 제조원가가 높아 산업화에 어려움이

많았으나 최근 빠른 성능 발전과 제조비용의 절감으로 조명용 광원으로

부상하고 있으며 또한 적절한 소자 설계를 통하여 다양한 분야에 맞춤형

조명을 제공할 수 있는 기술이 확보됨에 따라 기존의 일반 광원으로는 불

가능하였던 새로운 형태의 제품을 선보일 수 있게 되었다 특히 반도체

로 이루어진 LED는 전자기술의 핵심인 IT 및 디지털 제어 기술과 호환성

이 높고 전자의 속도를 감당할 수 있을 만큼 제어 속도가 빨라 광기술과

전자기술을 융합한 새로운 형태로 활용이 가능하다

그림 5 LED 조명 응용산업

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 성장엔진의 변화

디스플레이에서 조명으로 향후에는 조명에서 융합산업으로

미래 사회는 복지 고령화 에너지 환경 융합 등의 키워드를 중심으로

LED 패러다임의 변화가 가속화되고 있다

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14 I 15 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 모바일 기기에서 중대형 LED BLU의 수요공급과 조명 응

용산업의 확대 전망을 계기로 장치산업을 기반으로 하는 규모의 경제로 변

모하기 시작하였다 이에 따라 소재 부품 장비 등의 후방산업도 경쟁적으

로 활성화되고 있으며 응용제품의 다변화에 따라 디자인 컨텐츠 SW 기

술 등의 연관산업을 포함하는 거대한 산업군이 형성되고 있다 또한 수직

계열화에 의한 중소기업 MampA 대기업의 자본유입 및 신사업 진출 등 시장

팽창에 따른 산업 생태계의 변화가 심한 신산업 성장시기의 전형적인 특

성을 보이고 있다 LED 소자 등 후방산업은 반도체 기반 산업으로서 기술

난이도가 높고 초기 투자비용이 많으며 부가가치가 높은 신산업의 특징을

가진다 반면 LED 응용제품을 포함하는 전방산업은 후방산업에 비해 기

업 인프라가 많고 거대 경제 규모 및 높은 성장성이 특징이라고 하고 있다

LED 융합산업은 디자인 컨텐츠 SW 융합기술 등의 연관산업을 불러들

여 밸류체인을 확장시키고 있으며 건축 복지 농업 해양수산 국방 정보

화 농산 의료 정보문화 통신 등 거의 모든 분야의 전방산업에 융합되기

시작하여 새로운 LED 산업 패러다임의 변화가 시작되고 있다

그림 6 LED산업 밸류체인 및 산업별 특성

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

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I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 68 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 09 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

사회

문화적 요인

(Social)

LED수요구조

변화

- LED응용분야 확대로 새로운 수요시장 출현

- 시장 지배력 유지를 위한 핵심기술 개발 요구

기술인력 부족 - 급속한 기술혁신을 충족할 수 있는 필요인력 부족 심화

LED시티 확대- 신호등 가로등 경관등 전시장조명 오피스조명 등의

LED조명 확대

기술적

요인

(Technological)

저비용 제조기술 - 조속한 시장수요 충족을 위한 저가격화 기술

고효율 에너지

절감 기술

- 고발열 대응 기술

- 신소재 개발 기술

- 광원효율 향상 등기구 및 제어기 효율향상

기술 융합 확대

- 타 기술분야와 융합하여 신기술 창출

- 조명융합 무선통신이 가능한 IEEE 802157 가시광 무선통신

국제표준 완료

광 안전성 - 망막 및 피부에 유해하지 않은 광원 기술 개발

기타

(환경

경쟁국 등)

(Option)

지구온난화 방지- 온실가스 배출량 축소정책

- 기후협약 이행 촉구

환경규제 강화

- RoHS 등 유해물질 규제 강화

- 이산화탄소 배출규제 강화

- LED와 같은 무수은 저전력 저유지비 등의 친환경제품 RampD

강화

필수 수용 정책- LED조명은 선택이 아니라 반드시 수용해야 필수과제

- 신재생 에너지 복합기술의 선택과 집중

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 정리

LED는 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가변 등의 혁

신적 기능으로 기존사업과의 융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견

인할 예정

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다1)

1) 한국광산업진흥회 2012 광IT와 LED 융합기술분석 및 향후전망 

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 9 2013-11-27 오후 15543

10 I 11 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 3 LED의 혁신적 기능

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 조명이 소비자에게 주는 가치는 다음과 같다2)

디자인의 유연성

기존조명은 크게 광원과 등기구로 이루어져 있다 기존 광원 들은 진

공기술을 기반으로 하고 있기 때문에 기본적으로 광원과 소켓부의 크기

가 크며 모양에도 제한이 많아 등기구의 디자인도 상대적으로 제한적이

다 반면 LED는 반도체 기술을 기반으로 하고 있는 점광원(Point Light

Source)이므로 크기와 모양에 거의 제한이 없다

즉 아주 다양한 크기와 모양의 광원 제작이 가능하며 광원과 등기구의

일체화가 가능하기 때문에 기존 조명에서 불가능했던 디자인이 가능하다

아직까지는 기존 건물에 이미 설치되어 있는 기존 등기구에 광원만을 교체

하는 시장을 중심으로 적용되고 있으나 신축 건물이나 리모델링시에는 차

별화된 디자인이 가능한 광원과 등기구 일체화 조명인 LED Luminarie가

적용될 가능성이 크다

2) 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 10 2013-11-27 오후 15543

I 11 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

디지털 제어를 통한 자동제어 시스템 구현

반도체 LED의 출현은 조명의 디지털화를 의미한다 LED 조명의 광원

부는 인쇄회로기판 (PCB Printed Cricuit Board) 위에 광원 역할을 하는

LED 칩 뿐만 아니라 여러 가지 다른 기능을 수행할 수 있는 각종 회로부

품을 동시에 붙이는(Mounting) 것이 가능하다 따라서 IT 기술과 접목하

여 광특성(연색성 밝기 등)을 조절하고 센서통신 등의 연결을 통해 자동

제어 시스템을 구현할 수 있다 스마트 폰에 전용 앱을 다운 받으면 언제

어디서나 조명을 자유롭게 제어할 수 있다던가 사람의 움직임에 따라 조

명의 커짐과 꺼짐 밝기가 자동적으로 조절된다거나 음식의 종류에 따라

가장 먹음직스럽게 보이도록 조명의 색깔을 바꾸는 예를 생각할 수 있다

광색가변 파장제어 기능을 통한 감성조명 구현

인간이 가장 좋아하는 빛은 태양광이며 조명에서 나오는 빛을 태양광

에 가깝게 만들수록 소비자의 만족도는 올라간다 LED 조명은 일출 일

몰 한낮의 시간 변화에 따른 태양빛의 변화를 실내에서 그대로 연출할

수 있으며 색온도도(Color Temperature)도 2000K~8000K 범위에서

자유롭게 조절이 가능하다 또한 RGB(Red Green Blue) 조합에 의해

1670만가지의 색의 표현이 가능해 조명도 단순히 밝음을 제공하는 것

을 넘어서서 감정이나 분위기에 맞게 빛의 특성을 실시간 변화시키는 감

성조명 구현이 가능하다

LED의 파장 제어기능은 인간을 비롯한 생명체와의 교감을 통하여 최

적의 조명환경을 구성할 수 있게 하여 단순한 조명기능에서 인간과 소통

하는 감성 매개체로 그 활용영역이 확장될 전망이다

정보통신용 광원으로 활용

LED가 갖는 빠른 스위칭 속도와 좁은 스펙트럼 선폭은 정보통신용 광원

으로서도 충분한 역할을 수행하여 가시광 대역과 같은 새로운 주파수 영역

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12 I 13 LED 융합산업의 사업화 기회분석

을 개척할 수 있을 것이다 가시광 통신 기술을 활용하면 LED 조명과 IT

기술을 결합하여 휴대 단말기를 통한 다양한 정보수집이 가능하며 LED

조명 모듈에 고유의 파장을 감지할 수 있는 광검출기와 필터기술을 집적하

여 양방향 통신을 가능하게 하면 실내위치기반 서비스 제공도 가능하다

또한 자동차 기술과 융합하여 차량간 위치감지와 보행자 및 신호등과 연동

한 교통상황 인지 등 트래픽 자동화 시스템도 구축가능할 것이다

UV 영역부터 가시광 IR 영역까지 파장 다변화 기능

LED는 [그림4]와 같이 UV 영역에서부터 가시광 IR 영역까지 파장대

의 구현이 가능하여 메디바이오에서 조명 농생명 통신 심리생리 국

방 통신 헬스케어까지 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다

LED는 전통조명과 더불어 빛을 이용한 다양한 산업에 활용될 수 있으

며 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 결합시켜 다양한 고부가가치

의 신규사업 창출이 가능하다 즉 광반도체 기술과 바이오 의료 수송

및 통신 기술의 융복합화로 지능 감성조명을 구현하기 쉽고 빛을 응용하

는 각 분야의 기술과 융합을 통하여 저 임계전류 고이득 고속변조 고집

적 및 감성 조명 등의 새로운 특성 실현이 용이하다

그림 4 LED 파장대별 응용분야

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 12 2013-11-27 오후 15543

I 13 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED는 개발초기 광효율이 낮고 제조원가가 높아 산업화에 어려움이

많았으나 최근 빠른 성능 발전과 제조비용의 절감으로 조명용 광원으로

부상하고 있으며 또한 적절한 소자 설계를 통하여 다양한 분야에 맞춤형

조명을 제공할 수 있는 기술이 확보됨에 따라 기존의 일반 광원으로는 불

가능하였던 새로운 형태의 제품을 선보일 수 있게 되었다 특히 반도체

로 이루어진 LED는 전자기술의 핵심인 IT 및 디지털 제어 기술과 호환성

이 높고 전자의 속도를 감당할 수 있을 만큼 제어 속도가 빨라 광기술과

전자기술을 융합한 새로운 형태로 활용이 가능하다

그림 5 LED 조명 응용산업

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 성장엔진의 변화

디스플레이에서 조명으로 향후에는 조명에서 융합산업으로

미래 사회는 복지 고령화 에너지 환경 융합 등의 키워드를 중심으로

LED 패러다임의 변화가 가속화되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 13 2013-11-27 오후 15544

14 I 15 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 모바일 기기에서 중대형 LED BLU의 수요공급과 조명 응

용산업의 확대 전망을 계기로 장치산업을 기반으로 하는 규모의 경제로 변

모하기 시작하였다 이에 따라 소재 부품 장비 등의 후방산업도 경쟁적으

로 활성화되고 있으며 응용제품의 다변화에 따라 디자인 컨텐츠 SW 기

술 등의 연관산업을 포함하는 거대한 산업군이 형성되고 있다 또한 수직

계열화에 의한 중소기업 MampA 대기업의 자본유입 및 신사업 진출 등 시장

팽창에 따른 산업 생태계의 변화가 심한 신산업 성장시기의 전형적인 특

성을 보이고 있다 LED 소자 등 후방산업은 반도체 기반 산업으로서 기술

난이도가 높고 초기 투자비용이 많으며 부가가치가 높은 신산업의 특징을

가진다 반면 LED 응용제품을 포함하는 전방산업은 후방산업에 비해 기

업 인프라가 많고 거대 경제 규모 및 높은 성장성이 특징이라고 하고 있다

LED 융합산업은 디자인 컨텐츠 SW 융합기술 등의 연관산업을 불러들

여 밸류체인을 확장시키고 있으며 건축 복지 농업 해양수산 국방 정보

화 농산 의료 정보문화 통신 등 거의 모든 분야의 전방산업에 융합되기

시작하여 새로운 LED 산업 패러다임의 변화가 시작되고 있다

그림 6 LED산업 밸류체인 및 산업별 특성

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 14 2013-11-27 오후 15544

I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 23 2013-11-27 오후 15545

24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 24 2013-11-27 오후 15545

I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 32 2013-11-27 오후 15547

I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 33 2013-11-27 오후 15547

34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 37 2013-11-27 오후 15548

38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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10 I 11 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 3 LED의 혁신적 기능

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 조명이 소비자에게 주는 가치는 다음과 같다2)

디자인의 유연성

기존조명은 크게 광원과 등기구로 이루어져 있다 기존 광원 들은 진

공기술을 기반으로 하고 있기 때문에 기본적으로 광원과 소켓부의 크기

가 크며 모양에도 제한이 많아 등기구의 디자인도 상대적으로 제한적이

다 반면 LED는 반도체 기술을 기반으로 하고 있는 점광원(Point Light

Source)이므로 크기와 모양에 거의 제한이 없다

즉 아주 다양한 크기와 모양의 광원 제작이 가능하며 광원과 등기구의

일체화가 가능하기 때문에 기존 조명에서 불가능했던 디자인이 가능하다

아직까지는 기존 건물에 이미 설치되어 있는 기존 등기구에 광원만을 교체

하는 시장을 중심으로 적용되고 있으나 신축 건물이나 리모델링시에는 차

별화된 디자인이 가능한 광원과 등기구 일체화 조명인 LED Luminarie가

적용될 가능성이 크다

2) 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013를 토대로 KISTI에서 정리 

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I 11 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

디지털 제어를 통한 자동제어 시스템 구현

반도체 LED의 출현은 조명의 디지털화를 의미한다 LED 조명의 광원

부는 인쇄회로기판 (PCB Printed Cricuit Board) 위에 광원 역할을 하는

LED 칩 뿐만 아니라 여러 가지 다른 기능을 수행할 수 있는 각종 회로부

품을 동시에 붙이는(Mounting) 것이 가능하다 따라서 IT 기술과 접목하

여 광특성(연색성 밝기 등)을 조절하고 센서통신 등의 연결을 통해 자동

제어 시스템을 구현할 수 있다 스마트 폰에 전용 앱을 다운 받으면 언제

어디서나 조명을 자유롭게 제어할 수 있다던가 사람의 움직임에 따라 조

명의 커짐과 꺼짐 밝기가 자동적으로 조절된다거나 음식의 종류에 따라

가장 먹음직스럽게 보이도록 조명의 색깔을 바꾸는 예를 생각할 수 있다

광색가변 파장제어 기능을 통한 감성조명 구현

인간이 가장 좋아하는 빛은 태양광이며 조명에서 나오는 빛을 태양광

에 가깝게 만들수록 소비자의 만족도는 올라간다 LED 조명은 일출 일

몰 한낮의 시간 변화에 따른 태양빛의 변화를 실내에서 그대로 연출할

수 있으며 색온도도(Color Temperature)도 2000K~8000K 범위에서

자유롭게 조절이 가능하다 또한 RGB(Red Green Blue) 조합에 의해

1670만가지의 색의 표현이 가능해 조명도 단순히 밝음을 제공하는 것

을 넘어서서 감정이나 분위기에 맞게 빛의 특성을 실시간 변화시키는 감

성조명 구현이 가능하다

LED의 파장 제어기능은 인간을 비롯한 생명체와의 교감을 통하여 최

적의 조명환경을 구성할 수 있게 하여 단순한 조명기능에서 인간과 소통

하는 감성 매개체로 그 활용영역이 확장될 전망이다

정보통신용 광원으로 활용

LED가 갖는 빠른 스위칭 속도와 좁은 스펙트럼 선폭은 정보통신용 광원

으로서도 충분한 역할을 수행하여 가시광 대역과 같은 새로운 주파수 영역

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12 I 13 LED 융합산업의 사업화 기회분석

을 개척할 수 있을 것이다 가시광 통신 기술을 활용하면 LED 조명과 IT

기술을 결합하여 휴대 단말기를 통한 다양한 정보수집이 가능하며 LED

조명 모듈에 고유의 파장을 감지할 수 있는 광검출기와 필터기술을 집적하

여 양방향 통신을 가능하게 하면 실내위치기반 서비스 제공도 가능하다

또한 자동차 기술과 융합하여 차량간 위치감지와 보행자 및 신호등과 연동

한 교통상황 인지 등 트래픽 자동화 시스템도 구축가능할 것이다

UV 영역부터 가시광 IR 영역까지 파장 다변화 기능

LED는 [그림4]와 같이 UV 영역에서부터 가시광 IR 영역까지 파장대

의 구현이 가능하여 메디바이오에서 조명 농생명 통신 심리생리 국

방 통신 헬스케어까지 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다

LED는 전통조명과 더불어 빛을 이용한 다양한 산업에 활용될 수 있으

며 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 결합시켜 다양한 고부가가치

의 신규사업 창출이 가능하다 즉 광반도체 기술과 바이오 의료 수송

및 통신 기술의 융복합화로 지능 감성조명을 구현하기 쉽고 빛을 응용하

는 각 분야의 기술과 융합을 통하여 저 임계전류 고이득 고속변조 고집

적 및 감성 조명 등의 새로운 특성 실현이 용이하다

그림 4 LED 파장대별 응용분야

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 13 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED는 개발초기 광효율이 낮고 제조원가가 높아 산업화에 어려움이

많았으나 최근 빠른 성능 발전과 제조비용의 절감으로 조명용 광원으로

부상하고 있으며 또한 적절한 소자 설계를 통하여 다양한 분야에 맞춤형

조명을 제공할 수 있는 기술이 확보됨에 따라 기존의 일반 광원으로는 불

가능하였던 새로운 형태의 제품을 선보일 수 있게 되었다 특히 반도체

로 이루어진 LED는 전자기술의 핵심인 IT 및 디지털 제어 기술과 호환성

이 높고 전자의 속도를 감당할 수 있을 만큼 제어 속도가 빨라 광기술과

전자기술을 융합한 새로운 형태로 활용이 가능하다

그림 5 LED 조명 응용산업

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 성장엔진의 변화

디스플레이에서 조명으로 향후에는 조명에서 융합산업으로

미래 사회는 복지 고령화 에너지 환경 융합 등의 키워드를 중심으로

LED 패러다임의 변화가 가속화되고 있다

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14 I 15 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 모바일 기기에서 중대형 LED BLU의 수요공급과 조명 응

용산업의 확대 전망을 계기로 장치산업을 기반으로 하는 규모의 경제로 변

모하기 시작하였다 이에 따라 소재 부품 장비 등의 후방산업도 경쟁적으

로 활성화되고 있으며 응용제품의 다변화에 따라 디자인 컨텐츠 SW 기

술 등의 연관산업을 포함하는 거대한 산업군이 형성되고 있다 또한 수직

계열화에 의한 중소기업 MampA 대기업의 자본유입 및 신사업 진출 등 시장

팽창에 따른 산업 생태계의 변화가 심한 신산업 성장시기의 전형적인 특

성을 보이고 있다 LED 소자 등 후방산업은 반도체 기반 산업으로서 기술

난이도가 높고 초기 투자비용이 많으며 부가가치가 높은 신산업의 특징을

가진다 반면 LED 응용제품을 포함하는 전방산업은 후방산업에 비해 기

업 인프라가 많고 거대 경제 규모 및 높은 성장성이 특징이라고 하고 있다

LED 융합산업은 디자인 컨텐츠 SW 융합기술 등의 연관산업을 불러들

여 밸류체인을 확장시키고 있으며 건축 복지 농업 해양수산 국방 정보

화 농산 의료 정보문화 통신 등 거의 모든 분야의 전방산업에 융합되기

시작하여 새로운 LED 산업 패러다임의 변화가 시작되고 있다

그림 6 LED산업 밸류체인 및 산업별 특성

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 44 2013-11-27 오후 15549

I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 45 2013-11-27 오후 15549

46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 46 2013-11-27 오후 15549

I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 47 2013-11-27 오후 15549

48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 49 2013-11-27 오후 15549

50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 53 2013-11-27 오후 15550

54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 11 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

디지털 제어를 통한 자동제어 시스템 구현

반도체 LED의 출현은 조명의 디지털화를 의미한다 LED 조명의 광원

부는 인쇄회로기판 (PCB Printed Cricuit Board) 위에 광원 역할을 하는

LED 칩 뿐만 아니라 여러 가지 다른 기능을 수행할 수 있는 각종 회로부

품을 동시에 붙이는(Mounting) 것이 가능하다 따라서 IT 기술과 접목하

여 광특성(연색성 밝기 등)을 조절하고 센서통신 등의 연결을 통해 자동

제어 시스템을 구현할 수 있다 스마트 폰에 전용 앱을 다운 받으면 언제

어디서나 조명을 자유롭게 제어할 수 있다던가 사람의 움직임에 따라 조

명의 커짐과 꺼짐 밝기가 자동적으로 조절된다거나 음식의 종류에 따라

가장 먹음직스럽게 보이도록 조명의 색깔을 바꾸는 예를 생각할 수 있다

광색가변 파장제어 기능을 통한 감성조명 구현

인간이 가장 좋아하는 빛은 태양광이며 조명에서 나오는 빛을 태양광

에 가깝게 만들수록 소비자의 만족도는 올라간다 LED 조명은 일출 일

몰 한낮의 시간 변화에 따른 태양빛의 변화를 실내에서 그대로 연출할

수 있으며 색온도도(Color Temperature)도 2000K~8000K 범위에서

자유롭게 조절이 가능하다 또한 RGB(Red Green Blue) 조합에 의해

1670만가지의 색의 표현이 가능해 조명도 단순히 밝음을 제공하는 것

을 넘어서서 감정이나 분위기에 맞게 빛의 특성을 실시간 변화시키는 감

성조명 구현이 가능하다

LED의 파장 제어기능은 인간을 비롯한 생명체와의 교감을 통하여 최

적의 조명환경을 구성할 수 있게 하여 단순한 조명기능에서 인간과 소통

하는 감성 매개체로 그 활용영역이 확장될 전망이다

정보통신용 광원으로 활용

LED가 갖는 빠른 스위칭 속도와 좁은 스펙트럼 선폭은 정보통신용 광원

으로서도 충분한 역할을 수행하여 가시광 대역과 같은 새로운 주파수 영역

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12 I 13 LED 융합산업의 사업화 기회분석

을 개척할 수 있을 것이다 가시광 통신 기술을 활용하면 LED 조명과 IT

기술을 결합하여 휴대 단말기를 통한 다양한 정보수집이 가능하며 LED

조명 모듈에 고유의 파장을 감지할 수 있는 광검출기와 필터기술을 집적하

여 양방향 통신을 가능하게 하면 실내위치기반 서비스 제공도 가능하다

또한 자동차 기술과 융합하여 차량간 위치감지와 보행자 및 신호등과 연동

한 교통상황 인지 등 트래픽 자동화 시스템도 구축가능할 것이다

UV 영역부터 가시광 IR 영역까지 파장 다변화 기능

LED는 [그림4]와 같이 UV 영역에서부터 가시광 IR 영역까지 파장대

의 구현이 가능하여 메디바이오에서 조명 농생명 통신 심리생리 국

방 통신 헬스케어까지 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다

LED는 전통조명과 더불어 빛을 이용한 다양한 산업에 활용될 수 있으

며 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 결합시켜 다양한 고부가가치

의 신규사업 창출이 가능하다 즉 광반도체 기술과 바이오 의료 수송

및 통신 기술의 융복합화로 지능 감성조명을 구현하기 쉽고 빛을 응용하

는 각 분야의 기술과 융합을 통하여 저 임계전류 고이득 고속변조 고집

적 및 감성 조명 등의 새로운 특성 실현이 용이하다

그림 4 LED 파장대별 응용분야

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 13 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED는 개발초기 광효율이 낮고 제조원가가 높아 산업화에 어려움이

많았으나 최근 빠른 성능 발전과 제조비용의 절감으로 조명용 광원으로

부상하고 있으며 또한 적절한 소자 설계를 통하여 다양한 분야에 맞춤형

조명을 제공할 수 있는 기술이 확보됨에 따라 기존의 일반 광원으로는 불

가능하였던 새로운 형태의 제품을 선보일 수 있게 되었다 특히 반도체

로 이루어진 LED는 전자기술의 핵심인 IT 및 디지털 제어 기술과 호환성

이 높고 전자의 속도를 감당할 수 있을 만큼 제어 속도가 빨라 광기술과

전자기술을 융합한 새로운 형태로 활용이 가능하다

그림 5 LED 조명 응용산업

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 성장엔진의 변화

디스플레이에서 조명으로 향후에는 조명에서 융합산업으로

미래 사회는 복지 고령화 에너지 환경 융합 등의 키워드를 중심으로

LED 패러다임의 변화가 가속화되고 있다

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14 I 15 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 모바일 기기에서 중대형 LED BLU의 수요공급과 조명 응

용산업의 확대 전망을 계기로 장치산업을 기반으로 하는 규모의 경제로 변

모하기 시작하였다 이에 따라 소재 부품 장비 등의 후방산업도 경쟁적으

로 활성화되고 있으며 응용제품의 다변화에 따라 디자인 컨텐츠 SW 기

술 등의 연관산업을 포함하는 거대한 산업군이 형성되고 있다 또한 수직

계열화에 의한 중소기업 MampA 대기업의 자본유입 및 신사업 진출 등 시장

팽창에 따른 산업 생태계의 변화가 심한 신산업 성장시기의 전형적인 특

성을 보이고 있다 LED 소자 등 후방산업은 반도체 기반 산업으로서 기술

난이도가 높고 초기 투자비용이 많으며 부가가치가 높은 신산업의 특징을

가진다 반면 LED 응용제품을 포함하는 전방산업은 후방산업에 비해 기

업 인프라가 많고 거대 경제 규모 및 높은 성장성이 특징이라고 하고 있다

LED 융합산업은 디자인 컨텐츠 SW 융합기술 등의 연관산업을 불러들

여 밸류체인을 확장시키고 있으며 건축 복지 농업 해양수산 국방 정보

화 농산 의료 정보문화 통신 등 거의 모든 분야의 전방산업에 융합되기

시작하여 새로운 LED 산업 패러다임의 변화가 시작되고 있다

그림 6 LED산업 밸류체인 및 산업별 특성

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 33 2013-11-27 오후 15547

34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

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I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

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융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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12 I 13 LED 융합산업의 사업화 기회분석

을 개척할 수 있을 것이다 가시광 통신 기술을 활용하면 LED 조명과 IT

기술을 결합하여 휴대 단말기를 통한 다양한 정보수집이 가능하며 LED

조명 모듈에 고유의 파장을 감지할 수 있는 광검출기와 필터기술을 집적하

여 양방향 통신을 가능하게 하면 실내위치기반 서비스 제공도 가능하다

또한 자동차 기술과 융합하여 차량간 위치감지와 보행자 및 신호등과 연동

한 교통상황 인지 등 트래픽 자동화 시스템도 구축가능할 것이다

UV 영역부터 가시광 IR 영역까지 파장 다변화 기능

LED는 [그림4]와 같이 UV 영역에서부터 가시광 IR 영역까지 파장대

의 구현이 가능하여 메디바이오에서 조명 농생명 통신 심리생리 국

방 통신 헬스케어까지 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다

LED는 전통조명과 더불어 빛을 이용한 다양한 산업에 활용될 수 있으

며 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 결합시켜 다양한 고부가가치

의 신규사업 창출이 가능하다 즉 광반도체 기술과 바이오 의료 수송

및 통신 기술의 융복합화로 지능 감성조명을 구현하기 쉽고 빛을 응용하

는 각 분야의 기술과 융합을 통하여 저 임계전류 고이득 고속변조 고집

적 및 감성 조명 등의 새로운 특성 실현이 용이하다

그림 4 LED 파장대별 응용분야

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 13 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED는 개발초기 광효율이 낮고 제조원가가 높아 산업화에 어려움이

많았으나 최근 빠른 성능 발전과 제조비용의 절감으로 조명용 광원으로

부상하고 있으며 또한 적절한 소자 설계를 통하여 다양한 분야에 맞춤형

조명을 제공할 수 있는 기술이 확보됨에 따라 기존의 일반 광원으로는 불

가능하였던 새로운 형태의 제품을 선보일 수 있게 되었다 특히 반도체

로 이루어진 LED는 전자기술의 핵심인 IT 및 디지털 제어 기술과 호환성

이 높고 전자의 속도를 감당할 수 있을 만큼 제어 속도가 빨라 광기술과

전자기술을 융합한 새로운 형태로 활용이 가능하다

그림 5 LED 조명 응용산업

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 성장엔진의 변화

디스플레이에서 조명으로 향후에는 조명에서 융합산업으로

미래 사회는 복지 고령화 에너지 환경 융합 등의 키워드를 중심으로

LED 패러다임의 변화가 가속화되고 있다

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14 I 15 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 모바일 기기에서 중대형 LED BLU의 수요공급과 조명 응

용산업의 확대 전망을 계기로 장치산업을 기반으로 하는 규모의 경제로 변

모하기 시작하였다 이에 따라 소재 부품 장비 등의 후방산업도 경쟁적으

로 활성화되고 있으며 응용제품의 다변화에 따라 디자인 컨텐츠 SW 기

술 등의 연관산업을 포함하는 거대한 산업군이 형성되고 있다 또한 수직

계열화에 의한 중소기업 MampA 대기업의 자본유입 및 신사업 진출 등 시장

팽창에 따른 산업 생태계의 변화가 심한 신산업 성장시기의 전형적인 특

성을 보이고 있다 LED 소자 등 후방산업은 반도체 기반 산업으로서 기술

난이도가 높고 초기 투자비용이 많으며 부가가치가 높은 신산업의 특징을

가진다 반면 LED 응용제품을 포함하는 전방산업은 후방산업에 비해 기

업 인프라가 많고 거대 경제 규모 및 높은 성장성이 특징이라고 하고 있다

LED 융합산업은 디자인 컨텐츠 SW 융합기술 등의 연관산업을 불러들

여 밸류체인을 확장시키고 있으며 건축 복지 농업 해양수산 국방 정보

화 농산 의료 정보문화 통신 등 거의 모든 분야의 전방산업에 융합되기

시작하여 새로운 LED 산업 패러다임의 변화가 시작되고 있다

그림 6 LED산업 밸류체인 및 산업별 특성

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

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10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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I 13 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

LED는 개발초기 광효율이 낮고 제조원가가 높아 산업화에 어려움이

많았으나 최근 빠른 성능 발전과 제조비용의 절감으로 조명용 광원으로

부상하고 있으며 또한 적절한 소자 설계를 통하여 다양한 분야에 맞춤형

조명을 제공할 수 있는 기술이 확보됨에 따라 기존의 일반 광원으로는 불

가능하였던 새로운 형태의 제품을 선보일 수 있게 되었다 특히 반도체

로 이루어진 LED는 전자기술의 핵심인 IT 및 디지털 제어 기술과 호환성

이 높고 전자의 속도를 감당할 수 있을 만큼 제어 속도가 빨라 광기술과

전자기술을 융합한 새로운 형태로 활용이 가능하다

그림 5 LED 조명 응용산업

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 성장엔진의 변화

디스플레이에서 조명으로 향후에는 조명에서 융합산업으로

미래 사회는 복지 고령화 에너지 환경 융합 등의 키워드를 중심으로

LED 패러다임의 변화가 가속화되고 있다

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14 I 15 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 모바일 기기에서 중대형 LED BLU의 수요공급과 조명 응

용산업의 확대 전망을 계기로 장치산업을 기반으로 하는 규모의 경제로 변

모하기 시작하였다 이에 따라 소재 부품 장비 등의 후방산업도 경쟁적으

로 활성화되고 있으며 응용제품의 다변화에 따라 디자인 컨텐츠 SW 기

술 등의 연관산업을 포함하는 거대한 산업군이 형성되고 있다 또한 수직

계열화에 의한 중소기업 MampA 대기업의 자본유입 및 신사업 진출 등 시장

팽창에 따른 산업 생태계의 변화가 심한 신산업 성장시기의 전형적인 특

성을 보이고 있다 LED 소자 등 후방산업은 반도체 기반 산업으로서 기술

난이도가 높고 초기 투자비용이 많으며 부가가치가 높은 신산업의 특징을

가진다 반면 LED 응용제품을 포함하는 전방산업은 후방산업에 비해 기

업 인프라가 많고 거대 경제 규모 및 높은 성장성이 특징이라고 하고 있다

LED 융합산업은 디자인 컨텐츠 SW 융합기술 등의 연관산업을 불러들

여 밸류체인을 확장시키고 있으며 건축 복지 농업 해양수산 국방 정보

화 농산 의료 정보문화 통신 등 거의 모든 분야의 전방산업에 융합되기

시작하여 새로운 LED 산업 패러다임의 변화가 시작되고 있다

그림 6 LED산업 밸류체인 및 산업별 특성

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 53 2013-11-27 오후 15550

54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 62 2013-11-27 오후 15550

I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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14 I 15 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 모바일 기기에서 중대형 LED BLU의 수요공급과 조명 응

용산업의 확대 전망을 계기로 장치산업을 기반으로 하는 규모의 경제로 변

모하기 시작하였다 이에 따라 소재 부품 장비 등의 후방산업도 경쟁적으

로 활성화되고 있으며 응용제품의 다변화에 따라 디자인 컨텐츠 SW 기

술 등의 연관산업을 포함하는 거대한 산업군이 형성되고 있다 또한 수직

계열화에 의한 중소기업 MampA 대기업의 자본유입 및 신사업 진출 등 시장

팽창에 따른 산업 생태계의 변화가 심한 신산업 성장시기의 전형적인 특

성을 보이고 있다 LED 소자 등 후방산업은 반도체 기반 산업으로서 기술

난이도가 높고 초기 투자비용이 많으며 부가가치가 높은 신산업의 특징을

가진다 반면 LED 응용제품을 포함하는 전방산업은 후방산업에 비해 기

업 인프라가 많고 거대 경제 규모 및 높은 성장성이 특징이라고 하고 있다

LED 융합산업은 디자인 컨텐츠 SW 융합기술 등의 연관산업을 불러들

여 밸류체인을 확장시키고 있으며 건축 복지 농업 해양수산 국방 정보

화 농산 의료 정보문화 통신 등 거의 모든 분야의 전방산업에 융합되기

시작하여 새로운 LED 산업 패러다임의 변화가 시작되고 있다

그림 6 LED산업 밸류체인 및 산업별 특성

자료 한국광산업진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 46 2013-11-27 오후 15549

I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 47 2013-11-27 오후 15549

48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 49 2013-11-27 오후 15549

50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 55 2013-11-27 오후 15550

56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 58 2013-11-27 오후 15550

I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

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4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 15 글로벌 에너지 위기 환경규제 등 글로벌 환경변화에 부응하는 차세대 광원 LED

2010년 이전의 LED는 시장형성 1라운드 초기 모바일 중심으로 하여

2009년 디스플레이에서의 BLU 적용으로 2라운드 LED 산업의 정점을

지났으며 3라운드인 조명시대를 맞이하고 있다 즉 LED 성장엔진이 디

스플레이에서 조명으로 변화하였다 LED 조명의 대체율은 백열전구 퇴

출정책과 환경규제 정부 지원 등 각국에서 전략적으로 LED 조명산업을

육성함에 따라 2015년에는 전체의 25 이상을 LED 조명이 차지할 것으

로 전망된다

LED가 조명광원으로 사용될 만큼 성능이 발전하면서 광범위한 영역으

로 응용분야를 확장하고 있으며 기술융합에 의한 신시장 창출에도 크게

기여할 전망이다 LED 융합시장은 단순한 LED 응용시장을 넘어서 타 산

업과의 융합을 통하여 제품에 부가가치가 제고되고 현재 존재하지 않는

신 시장을 창출할 것이며 문화와 컨텐츠가 가미된 서비스 산업으로도 영

역을 넓혀갈 것이다 미래에 LED는 정보통신 의료바이오 디지털 가전

농생명 등 현재의 응용산업에서 사회복지 및 국민의 삶의 질 향상을 위한

산업과 연동하여 타산업으로의 융복합화가 지속적으로 이루어져 성장할

전망이다

그림 7 LED 산업전망

자료 LED 광 PD 실 LED RampD 발전전략 2011

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 53 2013-11-27 오후 15550

54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

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7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

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융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 31 2013-11-27 오후 15547

32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 61 2013-11-27 오후 15550

62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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LED 융합산업의

웹미디어 노출 빈도

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18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 60 2013-11-27 오후 15550

I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

18 I 19 LED 융합산업의 사업화 기회분석

한국과학기술정보연구원에서는 최근 부상하는 산업 또는 기술의 트렌

드와 관련한 부상 아이템을 알려주는 NEWS(New Emerging Well-

extracted items Suggestion system) 개발을 진행 중이다 이 시스템은

일간지 또는 네이버뉴스 같은 웹기반의 기사에 자주 언급되는 내용이 최

근의 주요 산업 혹은 기술 트렌드를 반영한다는 원리에 의해 구축된 시스

템으로서 본 보고서에서는 NEWS에서 사용되는 데이터베이스를 활용하

여 LED 융합산업의 최근 기사 동향에 대해 좀 더 자세히 살펴보았다

2011년 이후부터 최근까지의 주요 11개 일간지를 포함한 네이버뉴스

기사 내용을 데이터베이스로 하여 LED 융합산업 관련 기사의 동향을 분

석한 결과가 다음과 같다

그림 8 LED 융합산업 관련 기사 시계열 건수 흐름 (NEWS 개발 프로그램 활용)

LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 22 2013-11-27 오후 15545

LED 융합산업이란

무엇인가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 23 2013-11-27 오후 15545

24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 24 2013-11-27 오후 15545

I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 40 2013-11-27 오후 15548

I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 56 2013-11-27 오후 15550

I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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I 19 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

위의 그림은 2011년부터 9월부터 2013년 10월까지의 기사 중 LED 융

합산업 관련 기사의 월별 건수 흐름을 나타내며 그림에서 보듯이 2011년

에 비해 2012년에 관련 기사가 약 15배 이상 증가하였음을 알 수 있고

2013년의 44분기인 현재 이미 2012년의 2배 정도의 기사가 나와 2013

년에는 2012년 대비 두배 이상의 기사가 나올 것으로 기대된다(2011년

44분기 131건 2012년 635건 2013년 상반기 1184건)

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기술이슈를 분석해보았

다 NEWS 시스템을 통하여 LED 융합과 동시에 출현하는 주요 키워드

를 도출한 후 네트워크 분석 툴인 lsquopajek(빠이액)rsquo을 이용하여 네트워크를

구성한 뒤 네트워크를 가시화하는 툴인 lsquoVOSviewer로 가시화 하였다

2011년 9월 이후의 LED 융합 관련 신문 기사에서 나타나는 주요 기술 이

슈로는 자동차 농생명융합 의료 IT 융복합 네트워크시스템 교통 건설

광다이오드 해양바이오 선박 조명기기 광다이오드 등이 도출되었다 이

는 LED 조명이 자동차부터 IT 농생명융합 의료 선박 교통 건설까지 다

양한 기존산업과 융합되어 가고 있는 현황을 반영한다고 할 수 있다

그림 9 LED 융합산업 관련 주요 이슈 (NEWS 개발 프로그램 활용)

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20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 31 2013-11-27 오후 15547

32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 53 2013-11-27 오후 15550

54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

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19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

20 I 21 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합관련 기사에서 공통적으로 나타나는 키워드의 Co-ward 분석

및 네트워크 분석을 통하여 LED 융합 관련 주요 기관 지역을 분석해보았

다 LED 융합과 직접적인 관련 있는 기관 및 간접적으로 관련되어진 기

관을 통합하여 네트워크 분석하였다

그 결과 광기술원 LED융합기술지원센터 광산업진흥회 해양융합기

술연구센터 과학기술융합전문대학원 전북대학교 부경대학교 등이 LED

융합 산업관련 연구활동을 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다

그림 10 LED 융합산업 관련 기관 및 지역 (NEWS 개발 프로그램 활용)

마지막으로 아래 그래프는 검색된 기사의 각 건이 LED 융합산업에

대하여 긍정적 혹은 부정적인 내용을 담았는지의 여부를 보여주는 그림

이다

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I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 23 2013-11-27 오후 15545

24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 24 2013-11-27 오후 15545

I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

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I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

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10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 21 LED 융합산업의 웹미디어 노출 빈도

그림 11 LED 융합산업 관련 일별 감성정보그래프(NEWS 개발 프로그램 활용)

부정적인 의견에 대한 내용은 그림에서 진한 회색으로 나타나게 되는

데 아래에서 보듯이 이 분석에서는 검색된 모든 기사가 LED 융합산업에

대한 긍정적인 기사를 담았던 것으로 확인되었다

미디어 기사 분석을 통해 알아본 것과 같이 LED 기술은 다양한 산업분

야에서 융합하여 새로운 산업을 창출하고 있으며 관련 시장과 기술은 계

속하여 변화하고 성장할 것으로 예측된다 본 보고서에서는 이러한 LED

융합산업의 현황과 미래를 살펴보고자 먼저 LED 융합산업의 개요 시장

전망 시장확대를 위한 기술적 이슈 등에 대해서 살펴보고 LED 융합산

업 중에서 의료기기 산업과 농업 바이오 분야의 사업화 기회 및 시장진입

전략에 대해 살펴보고자 한다

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LED 융합산업이란

무엇인가

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24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

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17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

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LED 융합산업이란

무엇인가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 23 2013-11-27 오후 15545

24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

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I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 31 2013-11-27 오후 15547

32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

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I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 65 2013-11-27 오후 15551

66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

LED 융합산업이란

무엇인가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 23 2013-11-27 오후 15545

24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 24 2013-11-27 오후 15545

I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 28 2013-11-27 오후 15546

I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 31 2013-11-27 오후 15547

32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 32 2013-11-27 오후 15547

I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 61 2013-11-27 오후 15550

62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

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7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

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석 24[5] 2009

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10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

24 I 25 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 융합산업의 개요3)

LED 융합산업은 LED 응용산업 및 LED와 타 산업 간의 접목을 통하여

부가가치 제고 및 신상품 창출 등의 형태로 새롭게 파생된 제반 연관 산

업을 의미하는 데 크게 고부가가치 파생형과 신시장 창출형으로 구분할

수 있다

그림 12 LED 융합산업 분야

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

3) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 토대로 KISTI에서 정리 

LED 융합산업이란 무엇인가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 24 2013-11-27 오후 15545

I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 31 2013-11-27 오후 15547

32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 32 2013-11-27 오후 15547

I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 65 2013-11-27 오후 15551

66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 68 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

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융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 25 LED 융합산업이란 무엇인가

고부가가치 파생형은 IT 시스템조명 디지털 가전 디스플레이 지능형

트래픽 제어 등과 같이 LED의 가시광 통신 및 시스템 제어와 같은 혁신

적 기능을 주력산업에 융합함으로서 상품의 부가가치를 높이고 주도권을

강화시키는 산업을 말한다 IT 시스템 조명은 LED 조명장치에 자동제어

등의 부가적인 기능을 제공함으로써 조명기기의 기능을 획기적으로 확장

할 뿐만 아니라 컨텐츠 면에서도 한차원 높은 수준의 서비스 기술을 제공

하는 것을 의미한다 구체적으로 LED 가시광 통신기능을 이용한 조명통

신기술 상황인지에 따르는 지능형 트래픽 제어 적응적 최적화 에너지

절감 시스템 운영관리 위치기반 서비스 등 다양한 신개념의 솔루션을

제공한 사업을 의미한다 조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED의

기능을 이용하여 조명과 통신 기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트

래픽 제어 기술은 LED 통신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여

최적의 교통상황을 만들어주는 네트워크 연동 기술이다

그림 13 LED 융합산업 유형

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

수송 해양분야에서는 센서middot통신기술을 활용한 인지형 복합 LED 전

조등 크루즈선 종합조명 디지털 가전 분야에서는 공기middot물 살균기능을

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26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 31 2013-11-27 오후 15547

32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 32 2013-11-27 오후 15547

I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

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I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 68 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

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14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

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17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

26 I 27 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED로 구현하는 제품(공기청정 냉장고 등) 정보통신에서는 융합조명

USN 기반 융합기술 조명통신 시스템 조명 등이 그 예라 할 수 있다 즉

LED의 기존 광원대비 파장선택 조정 디지털 제어 변조 편광 광색 가

변 등의 신기능을 이용 각종 전자기기와 조명기기 전자표시판 뿐만 아니

라 경제 사회적 공간에 감성 융합 환경을 접목시켜 창출한 고부가가치

파생산업을 의미한다 신시장 창출형은 기존의 일반조명이 할 수 없었던

LED의 파장 다변화 특징등을 이용한 이용한 新제품 창출 및 시장선점형

융합산업으로 농생명 해양수산 메디바이오-LED 융합산업을 의미한다

농수산 분야에서는 LED 광원과 제어시스템을 결합해 기후나 지역적

영향을 받지 않고 맞춤형 연중생산이 가능한 맞춤형 계획 식물 공장이 대

표적인 사례이고 해양middot수산 분야에서는 LED가 고급middot고기능 수산식

품middot약품middot해양바이오오일 생태학적 환경오염 방제 등에 활용될 것이

다 의료 분야에서는 LED 수술용middot내시경 조명과 건강회복 조명 실버용

조명 등으로 사용되는 한편 자외선 적외선 등 특수 LED 파장을 활용해

피부질환 등 질병을 치료하게 될 것이다

LED가 융합된 산업의 사례를 분야별로 살펴보면 다음과 같다

ITmiddot정보통신분야는 초슬림형 휴대폰 (Key-Pad 디스플레이 BLU용)

LED 가시광 무선통신 등에 응용되고 디지털 가전분야는 고품격 가전

(슬림형 LCD TV PC모니터 항균맛지킴냉장고)분야에 응용된다

조명분야는 고효율친환경 조명 지능감성 조명 (Colorful 광색 제어)

자동차분야는 고품질 자동차조명 (LED 지능형 전조등 후방신호등 내부

조명)으로 의료분야는 UV 살균조명 초소형 내시경 수술회복용 특수

조명 피부치료용 조명 등으로 농수산 분야에서는 생태환경 조명 작물

재배용 조명 오징어집어등 (수확어획량 증대) 등 광범위하다

IT 시스템 조명(스마트 LED 시스템 조명)

LED는 디지털 광원으로서 각 파장과 크기를 조정할 수 있는 자유도가

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I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 31 2013-11-27 오후 15547

32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 34 2013-11-27 오후 15547

I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

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LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

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그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 61 2013-11-27 오후 15550

62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 27 LED 융합산업이란 무엇인가

높으며 이를 반영한 인간의 감성에 부합하고 편의 및 안전한 생활 제공

을 위한 제어 기술로 상품화 단계로 접어들고 있다

거시적인 측면에서 U-City와 연동한 중앙 통제 및 인공 지능 제어 시

스템은 네트워크 시스템을 통하여 조명 전력의 효율적 분배와 위험 감지

지역 관리 및 경고등으로 활용될 예정이다 또한 테마 파크 놀이 공원

공연장 및 방송사의 무대 조명으로 활용되어 효과적인 연출을 통한 감성

서비스 제공이 이루어지고 있다

IT 시스템 조명은 IT 기술과 LED 조명과의 결합을 통해 획기적 에너

지 절감이 가능하고 친환경 사용자 요구환경에 부합되는 컨텐츠가 내장

된 다기능 솔루션을 맞춤형 실시간으로 제공하는 스마트 LED 시스템 조

명을 의미한다 광 IT 융합 LED 기술은 조명장치에 부가적인 기능을 제

공함으로써 LED 조명기기의 기능을 확장할 뿐만 아니라 컨텐츠 측면에

서도 한차원 높은 서비스를 제공한다 세부적으로 현재 적용 가능한 사례

를 살펴보면 Full Color 3 in 감성조명 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사

무실 조명전기 절감 시스템 LED 조명과 통신기능이 동시에 가능한 가시

광 무선통신 시스템이 대표적이라 할 수 있다 그 외에도 조명에 원격 제

어 또는 상황 인지 센서 기술을 접목하여 지능형 트래픽 제어 적응적 최

적화 에너지절감 시스템 운용관리 위치기반서비스 등 다양한 형태의 신

개념 솔루션 제공을 위한 기술 개발이 진행 되고 있다

Full Color 3 in 1 감성조명은 3 in 1 칩 RGB 색상제어 감성조명 기

구로 구성되며 RGB LED 조명이 하나의 칩으로 만들어져 나노미터 단

위로 색 파장을 제어하여 감성조명을 실현할 수 있다 감성 조명기구는

조명의 기본요소와 방열기수 색채 디자인 심리 등을 고려하여 개발하여

RGB LED 조명의 광색변환에 의한 심리 생리 감성 조명기기로 활용되

어 경관조명 건축(도시환경)조명 병실조명 등에서 安 康 美 樂의 고기

능성을 주는 조명으로 활용가능하다 Full Color 감성 조명은 RGB LED

제어 구동의 고급화를 통해 인간의 섬세한 감성에 미의식 감정순화 편

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28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 36 2013-11-27 오후 15548

I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

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I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

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17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

28 I 29 LED 융합산업의 사업화 기회분석

안한 감동 등을 유도할 수 있다 LED의 다양한 파장 대역의 빛을 이용하

여 외부 환경 및 사용자의 감성에 연동하여 자유로운 색온도와 연색성 및

광량 조절을 통하여 인간의 감성과 교감할 수 있는 감성 조명 및 제어 기

술이 개발 되고 있다

그림 14 감성 조명 및 인테리어 조명

그림 15 LED 건축 조명의 확대

그림 16 Full Color 감성조명 네트워크 시스템 체계

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

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I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 40 2013-11-27 오후 15548

I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 29 LED 융합산업이란 무엇인가

LED 유선 네트워킹은 LED 모듈간 연결 LED 시스템간 연결 등으로

구분된다 LED 모듈간 네트워킹에 의한 사무실 조명전기 절감 시스템은

LED 유선 네트워킹 기술에 의해 전기를 절감하는 시스템이다 LED 제어

시스템은 현재 국내에서 그린스마트 빌딩조명제어 기술 등에 응용되고 있

으며 세계적으로는 LED Kinetic 연동제어 기술로 응용되어가고 있다

그림 17 네트워크 LED 조명제어 시스템

그림 18 시범 설치 운용 중인 가로등

LED 가시광 무선통신

가시광 무선통신 기술은 380~780nm에 속하는 가시광을 반송파로 사용

하여 송수신 단말간의 정보교환이 이루어지도록 하는 통신 기술이다 가

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30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 30 2013-11-27 오후 15546

I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 31 2013-11-27 오후 15547

32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 32 2013-11-27 오후 15547

I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 33 2013-11-27 오후 15547

34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 34 2013-11-27 오후 15547

I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 44 2013-11-27 오후 15549

I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 53 2013-11-27 오후 15550

54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

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10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

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11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

30 I 31 LED 융합산업의 사업화 기회분석

시광 대역을 사용하는 가시광 무선통신은 기존의 LED 조명 인프라와 융

합되어 사용할 수 있으며 다양한 곳에서 사용되는 LED 조명을 이용하여

다양한 응용영역으로 확장할 수 있는 장점이 있다 가시광 무선통신 기술

은 LED 조명과 통신을 융합한 통신기술이기 때문에 통신여부를 눈으로

확인할 수 있는 통신 식에 따른 선별 통신 LOS 통신 보안을 보장해주는

것이 특징이다 가시광 무선 통신효과로서 빛을 이용하기 때문에 인체에

무해하고 주파수 허가를 받을 필요가 없고 ISM과의 간섭도 없으며 물리

적으로 보안기능을 제공하고 초정밀 측위에 사용할 수 있는 장점이 있다

가시광 무선통신을 이용한 응용서비스로는 ITS 안전통신 서비스 해상

통신 서비스 실내 측위 서비스 등이 있다 ITS 안전통신 서비스로는 자

동차간 통신 신호등 자동차간 통신 및 가로등 지역 정보 제공 서비스 등

이 있다 해상통신 서비스는 등대와 선박간 통신 선박간 통신 및 야간 충

돌 방지 통신 등이 잇다 실내 길 안내 서비스 및 청소용 로봇에 활용할

수 있다

사용자의 휴대 단말기에 가시광 무선통신장치를 장착한 후 제공 가능한

응용 서비스로는 사용자의 현재 위치 정보를 LED 조명등으로부터 인근

상점으로부터 상품정보를 버스 정류장으로부터 버스 운행정보를 전달받

는 응용서비스가 있으며 이는 조명으로 활용하던 기존 인프라를 사용함

으로써 저탄소 녹색성장을 이루어낼 수 있다는 장점이 있다

조명통신 기술은 고속 스위칭이 가능한 LED 기능을 이용하여 조명과

통신기능을 융합한 새로운 기술이며 지능형 트래픽 제어 기술은 LED 통

신 기능을 자동차 신호등 가로등과 연계하여 최적의 교통상황을 만들어

주는 네트워크 연동기술이다 광IT 융합기술은 기존의 레이저 및 전력선

통신기술을 이용한 부품 시스템 산업 분야에 LED 기술을 이용함으로써

보다 간편하게 인간 친화적인 기술을 창출하는 것이다

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I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 31 2013-11-27 오후 15547

32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 32 2013-11-27 오후 15547

I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

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I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

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11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 31 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 19 지능 감성형 LED 조명 시스템

그림 20 LED 조명통신 응용사례

자료 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

LED 자동차 융합산업

안전(급발진 등) 규제 요구 강화와 편의성 안정성을 중시하는 사회환경

변화에 따라 자동차에서도 LED와 IT 기술을 융합하여 인텔리전스 안전

스타일링 자유도를 강화하는 연구들이 지속되고 있다

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32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

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I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

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34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

32 I 33 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 응답속도가 빠르고 수명이 길어 자동차용 광원으로 전량 대체

될 것으로 전망된다 자동차 애프터마켓(after market)은 전조등과 더

불어 향후 자동차 LED 시장을 주도할 것으로 판단된다 실내조명은 인

스트루먼트 패널(instrument panel)과 CHMSL(Center High Mounted

Stop Lamp)을 중심으로 LED 적용이 확산되고 있다

그림 21 차량용 LED 조명 융합 기술 I

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차용 LED는 애프터 마켓 중심의 실외 조명 기술과 비포어 마켓

(before market) 중심의 실내 조명이 공존하고 있으며 적색 LED를 적

용한 지시 형태의 패키지 및 모듈 기술이 발전하고 있다 실내 조명의 경

우 인스트루먼트 패널은 소형 패키지를 중심으로 백라이트 모듈로서 개

발되고 있으며 감성 분위기 연출을 위한 LED 모듈 개발이 주종을 이루

고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 32 2013-11-27 오후 15547

I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 33 2013-11-27 오후 15547

34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 36 2013-11-27 오후 15548

I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 44 2013-11-27 오후 15549

I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 46 2013-11-27 오후 15549

I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 62 2013-11-27 오후 15550

I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 68 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

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5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 33 LED 융합산업이란 무엇인가

실외 조명은 CHMSL 및 신호등 모듈을 외장 및 램프 하우징 내에 설계

하여 중저가 차량까지 침투한 상황이며 소형 및 중형 LED 크기를 적용

하고 있다 또한 후미등의 경우 전후방 경보 및 경계 강화를 위한 통신 및

센서 기술을 융합함으로서 자동의 안정성을 강화 시키는 기술이 개발 되

고 있다

그림 22 차량용 LED 조명 융합 기술 II

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

전조등의 경우 Low-Beam을 중심으로 AFL(Adaptive Front-Light)

시스템 설계와 병행하여 경량화 모듈 개발과 high-Beam을 중심으로 자

연 대류 냉각 방식의 고출력 LED를 적용한 모듈이 개발 되고 있다 보조

광 방식의 AFLS 시스템은 low-high-beam 모두 자연 대류 방식을 적

용하여 팬리스(fanless) 전조등이 개발 진행 되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 33 2013-11-27 오후 15547

34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 34 2013-11-27 오후 15547

I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 36 2013-11-27 오후 15548

I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 38 2013-11-27 오후 15548

I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 53 2013-11-27 오후 15550

54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

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융합산업 보고서 2012

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14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

34 I 35 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 23 LED 전조등 구성 및 개발

그림 24 차량용 지능형 전조등 AFLS HLamp

자료 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

자동차에 부가되는 스마트 기능들은 HUB 지능형 전조등 가시광통신

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I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 61 2013-11-27 오후 15550

62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 68 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

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2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

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10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 35 LED 융합산업이란 무엇인가

등이 예상되며 LED 기능과의 뛰어난 융합으로 인간 친화적인 기능을 구

현할 것으로 예상되고 있다

그림 25 자동차용 LED 주요 파라미터와 통신기술 융합 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 26 LED-자동차 융합기술에 의한 지능형 트래픽

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

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I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 45 2013-11-27 오후 15549

46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 46 2013-11-27 오후 15549

I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 47 2013-11-27 오후 15549

48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 49 2013-11-27 오후 15549

50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 53 2013-11-27 오후 15550

54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 55 2013-11-27 오후 15550

56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 56 2013-11-27 오후 15550

I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

36 I 37 LED 융합산업의 사업화 기회분석

의료바이오 LED 융합산업

의료용 LED는 기존의 내시경 외과 수술용 및 치과의 헤드조명 등 주

로 진단을 위한 검사 장비로 활용되어 왔으며 고연색성 LED 기술을 필

요로 한다 의료 조명 시스템은 통증 치료기를 위한 적외선 LED 피부 노

화 의료 보조 기구로 황색 LED 치과용 광중합기를 위한 UV LED 스코

우프 광원으로 고연색성 백색 광원이 적용되고 있으며 고출력 LED를 이

용한 기기 개발이 진행되고 있다

통증치료기에는 적외선 LED 피부노화치료기에는 황색 LED 치과용

UV 광중합기에는 UV와 청색 LED 메디컬 플래쉬 메디컬 일루미네이션

스코우프 광원 등에는 백색광원이 사용된다 피부치료에 사용되는 LED

광원의 경우 특정 파장의 빛은 다양한 광학적 특성을 나타내는 데 특히

단색광 성질인 425nm 660nm 830nm대역 3파장은 피부치료에 필요한

살균 진정 재생에 관여하는 파장대역으로 매우 필요한 파장대역이다

빛을 이용한 치료 원리는 광역학 반응 광생체자극 반응 광열 생체 자극

반응을 이용하는 데 광역학반응에는 순수 청색 파장대역인 415nm가 관

여해 항바이러스 효과가 있어서 여드름의 원인균 피부의 정상상재균인

P-Acne를 박멸할 수 있는 기능이 있으며 이를 위해서는 순수한 청색파

장대역의 광원이 필요하다 광생체 자극 반응에는 적색 파장인 660nm

파장대역이 관여하게 되는데 이 파장대역은 혈액 순환을 촉진시키는 작

용을 하여 Cystic Acne Ph 조절 진정작용 재생 등에 이용된다 광열생

체자극반응에는 IR 파장대역인 830nm 파장이 관여하게 되며 세포를 자

극하게 되면서 세포재생 가용성 콜라겐 형성 엘라스틴 생성을 유도하게

되어 잔주름 완화와 미백의 기능을 부여한다 세가지 파장대역을 적절하

게 이용함으로써 대상포진 단순포진 아토피 피부염 모발관리 여드름

등의 치료에 응용할 수 있다 즉 선택적인 광파장을 발생시켜 광역학 반

응과 광반응 광열반응의 단계적인 과정을 거치게 되고 또한 선택적인 과

정으로 박테리아의 살균으로 인한 박멸 혈액순환의 촉진으로 인한 신진

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 36 2013-11-27 오후 15548

I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 46 2013-11-27 오후 15549

I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

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I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 68 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

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융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 37 LED 융합산업이란 무엇인가

대사의 증대와 세포분열 증가 교원 섬유의 합성증진으로 피부가 빠른 시

간 내의 진정효과와 재생이라는 과정이 이루어지게 되는 형태이다

의료 기기의 Mega Trend는 소형화 착복화 인체 내장화 무자각화

원격 지능화 및 복합 기능화의 추세로 발전하고 있고 이에 따라 LED를

외과 및 치과 수술용 조명 광원과 저침습 의료 기기 (내시경 정신장애 조

명 치료기) 및 고성능 진단 기기로 응용하기 위한 연구 및 개발이 진행되

고 있으며 일부는 이미 적용되고 있다

그림 27 LED를 적용한 초소형 의료 기기

그림 28 LED의료 기기 응용사례

의료 보조 기구로서 830nm 파장의 적외선 LED를 이용하여 광열생체

자극반응 원리에 의한 세포 자극 세포재생 가용성콜라겐생성 엘라스틴

생성을 유도하고 잔주름 완화와 미백용용도의 LED 피부치료기기는 사업

화 되어 있다 색 에너지의 성질을 이용해 심리치료와 의학에 활용하는 요

법으로 심신의 균형과 조화를 찾아내는 것을 목적으로 하는 LED 심리 치

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

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I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 44 2013-11-27 오후 15549

I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 53 2013-11-27 오후 15550

54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

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석 24[5] 2009

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10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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38 I 39 LED 융합산업의 사업화 기회분석

료 조명 기기도 임상 시험 중에 있다 색채치료란 색의 에너지와 성질을 이

용해 심리치료와 의학에 활용하는 요법으로 색채는 심리뿐 만 아니라 물리

적인 신체활동이나 질병의 경과에도 많은 변화를 일으킨다 컬러 중에서도

각자에게 잘 맞는 컬러를 찾아내고 이용함으로써 심신의 균형과 조화를 찾

아내는 것이 목적으로 컬러가 가진 에너지를 이용하여 각자 체질과 상태에

맞는 컬러를 찾아 심리적 안정감 집중력 강화효과 신체 균형 조율 유지

에 활용한다 LED는 다양한 색채를 이용한 심리치료에 활용가능하다

LED 의료 융합산업은 미래 개인 헬스케어 시장을 창출할 전망이며 각

종 의료기기의 스마트화가 이루어져 지능형 조명 하에서의 의료행위가

이루어질 전망이다

그림 29 개인 헬스케어 LED기기 및 지능형 의료조명 사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 농생명해양 융합산업

LED 농생명 해양 융합 분야는 농업분야의 식물 및 미생물 생장을 위한

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 38 2013-11-27 오후 15548

I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 53 2013-11-27 오후 15550

54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

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10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 39 LED 융합산업이란 무엇인가

조명과 해충 퇴치 기능 등이 있고 어업분야에서는 오징어나 갈치 등의 집어

등 부표 광원 등이 있다 식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여

청자색광과 적색광에서 광합성이 가장 활발히 일어나는 현상을 기반으로

적색 계열의 LED를 이용하여 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다

식물조명에서는 종래 인공광원에 비하여 식물의 광합성 및 생장에

필요한 파장대역대만을 갖는 단식광과 소형으로 판넬화가 가능하여

Growth chamber와 같이 비교적 좁은 공간에서도 활용이 가능하며 전력

소모량이 적고 열선을 방사하지 않아 식물에 해를 미치지 않고 수명이 길

어 오랫동안 사용할 수 있어 LED 반도체를 이용한 견고한 패키지로 습기

가 많은 식물재배에 적합하다 식물은 특정 파장대역별로 반응이 상이한

데 적색파장은 식물의 성장을 촉진시키고 청색은 줄기의 성장이 억제되

고 잎이 넓고 크게 되므로 적색과 소량의 청색을 조합시키면 높이에 비해

잎을 넓고 크게 만들 수 있다 녹색을 사용하게 되면 엽록소에서 광흡수

가 적어 광합성이 성장이 억제되어 잎이 가늘고 길게 된다 식물은 기본

적으로 광합성에 의해 성장하고 그 외에 주요한 광반응으로는 광형태 형

성의 강반응과 약광반응이 있으며 피토크롬이라는 색소의 움직임을 통하

여 종자발아 꽃눈분화 개화 자엽의 전개 엽록소 합성 절간 신장 등의

질적 변화가 유도된다 광합성에는 클로로필이라고 하는 색소가 관련하

는 데 특히 적색(660nm 부근)과 청색(450nm 부근)에 두 개의 흡수 피크

가 있어 이 파장이 특히 유효하게 작용하며 적색광과 청색광이 균형있게

배middot되어 있어야 식물의 건전한 생육이 가능하다 적색광을 이용한 광합

성 촉진과 개화조절외에도 초적색광을 이용한 과실수나 당도나 사포닌의

증가 녹색광을 이용한 곰팡이 발생억제 미세한 조도조절의 버섯류 재

배 미생물 배양 등 다양한 농생물에 LED 적용이 가능하다

해충방제를 위한 LED 조명은 해충이 좋아하는 빛인 수은색 등의 낮

은 파장을 이용하여 해충을 유인하여 포집하는 방법과 해충이 싫어하는

580~620m 대역의 LED 조명을 이용하여 쫓아내는 방법이 있다 현재

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40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 46 2013-11-27 오후 15549

I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 65 2013-11-27 오후 15551

66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 68 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

40 I 41 LED 융합산업의 사업화 기회분석

는 자연의 생태계를 파괴하지 않는 후자의 방법에 대하여 연구되고 있다

대부분 노지에서 재배되는 과채류보다 시설물 안에서 재배되는 과채류에

행해지는 농약살포횟수가 많으므로 LED을 이용한 해충박멸 기술은 먹이

사슬을 끊지 않고도 활용될 수 있어 자연 및 환경 친화적인 해충박멸 방

법으로 주목받고 있다 인간을 비롯한 모든 생명체는 빛에 반응하며 빛의

파장에 따라 양성적인 작용과 음성적인 반응을 보인다 이러한 기능을 이

용하여 어업 농업 양식업 등 응용하는 단계에 와 있으나 체계적인 DB

구축의 부재로 본격적인 산업형성은 되어 있지 않았다

현재 250W급 이상의 LED 집어등 개발이 진행되고 있으며 기존 광원

과의 무게 차이를 극복하기 위하여 광원 기구를 경량화하면서 수냉 방식

으로 열 방출 구조 구성하여 개발 되고 있다

오징어 집어등에 사용되는 LED는 바닷물의 빛 흡수력이 청색에서 가장

낮아 50m 정도의 물속에서는 청색 LED와 메탈할라이드 램프가 비슷한

밝기로 보이고 오징어가 가장 잘 인식하는 빛의 파장대역 및 프랑크톤이

잘 따르는 청색계열 파장대를 사용한다 실질적으로 LED를 이용하게 되

면 어선의 어업을 위한 메탈 할라이드 구동과 조업을 위한 발전 기구 등에

소요되는 유류비를 대폭 감소시키는 장점이 있다

집어등 양식등 식물공장 등의 광원이 효과적으로 생명체에 반응하기

위해서는 배광 출력 파장 등의 변수를 최적화 해야하며 환경에 맞는 특

수 기구설계가 필요하다 생명체와는 무관한 항만등 부표 오지 조명 심

해조명 크루즈 조명 등 응용제품에 맞는 기구설계와 신뢰성이 요구된다

그림 30 LED 집어등

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I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 41 2013-11-27 오후 15548

42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 53 2013-11-27 오후 15550

54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 62 2013-11-27 오후 15550

I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

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10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 41 LED 융합산업이란 무엇인가

그림 31 해양항만 조명기술 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

그림 32 해양생명체 LED 광반응 응용사례

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 41 2013-11-27 오후 15548

42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

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I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

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석 24[5] 2009

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융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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42 I 43 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED는 식물재배나 해충의 퇴치를 위한 조명 바다에서 어류를 유인하

기 위한 광원 의료용 및 피부미용을 위한 광원 심리치료를 위한 특수한

목적에서의 조명 뿐만 아니라 다양한 파장의 빛을 재현하는 LED를 살

균 정화 생산 장비 기술에 접목한 응용 기기로의 개발도 활발히 이루어

지고 있다

살균용 UV 광원은 인위적으로 살균목적에 맞는 UV 파장대를 형성

하는 것이다 살균에 쓰이는 파장은 UV-C 파장대역으로 이중에서도

2537nm 파장은 박테리아나 바이러스의 DNA에 가장 치명적으로 작용

하여 995 이상 죽이거나 무해하게 변화시켜 번식을 방지한다 다른 살

균법과 비교해 소독하는 시간이 짧으며(박테리아의 경우 3~7초) 약품을

사용하는 방식과 달리 소독후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다 자

와선 살균의 특징으로는 모든 세균류에 유효하며 피조사물에 거의 변화

를 주지 않아 과일이나 채소류에 조사하여도 산도나 미네랄의 파괴가 있

으며 조사 받은 균에 내성을 주지 않고 사용방법이 간단하기에 인위적 살

균 파장대에 맞는 UV LED를 제작하여 UV 살균기로서 가전분야에 응용

할 수 있다 UV-C 영역의 LED 개발을 통하여 살균 및 정화 기기에 응용

을 하기 위한 UV LED 개발이 일본을 중심으로 활발히 이루어지고 있다

이외에도 UV LED를 이용한 위조화폐 및 신분증 여권등의 검사에 이용

할 수 있으며 반도체 노광장비 및 반도체 검사 장비 등에 이용될 수 있다

UV-B 및 UV-A 광원을 이용한 반도체 및 디스플레이 생산 장비의 활용

은 점차 증가 하고 있는 상황으로서 기존 광원 응용 기기에 직접 적용보

다는 시스템을 새로 구성하는 기술로 발전하고 있다

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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I 43

LED 융합산업의

시장전망

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44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

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I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

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석 24[5] 2009

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융합산업 보고서 2012

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

44 I 45 LED 융합산업의 사업화 기회분석

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 4)

2000년대 초 휴대폰에 적용되는 LED가 1 라운드 시장을 주도하였으

며 2009년 하반기 이후 LCD TV용 백라이트(BLU)에 적용되면서 광전

자 부품의 새로운 전기를 마련하였다

2009년 이후 금융 위기를 맞아 정보 가전 자동차 조명 등의 수요 시

장의 위축으로 인한 제한적인 시장 성장률을 기록할 수밖에 없었으나 중

대형 TV 상용화를 계기로 본격적인 규모의 경제로 접어들게 되었다

제 3라운드는 조명 산업을 예고하고 있는데 백열전구 퇴출 정책과 환

경규제 에너지 절감 정책 등에 힘입어 LED 조명 산업에서 대체 조명이

시장 성장률을 선도하고 있다 즉 LED 산업의 성장동력이 기존의 디스

플레이에서 조명으로 전환된 것이다

조명용 LED 광원 시장은 2015년 33억불 정도로 예측되며 광원 교체용

LED의 비중이 전체의 64로서 lamp형 LED 광원이 전체 시장을 주도할

것으로 판단된다 국내 LED조명은 2005년 약 540억원 규모로 발아기를

거쳐 2012년 13조원 2015년 36조원의 규모로 417의 비약적인 연평

균 성장률을 기록하면서 2018년에는 6조원 규모에 이를 것으로 전망된다

4) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7를 발췌하여 정리  

LED 융합산업의 시장전망 4)

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I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

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I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 45 LED 융합산업의 시장전망

그림 33 LED 조명 응용 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

그림 34 조명용 LED 광소자 시장 전망

자료 Strategies Unlimited 2011

LED 융합시장의 기반이라 할 수 있는 LED 응합광원 기기 시장규모

는 2012년 2252억달러에서 2018년 6214억달러로 LED 조명기기는

2012년 121억달러에서 2018년 584억달러로 성장할 전망이다

조명 중대형 LCD BLU 자동차 관련 LED 시장이 지속적으로 성장할

것으로 보이며 차세대 융합시장으로 부상하는 해양 및 농수산 의료 환

경 분야에서의 융합시장은 2015년부터 본격적으로 형성되어 249의 연

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46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

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I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

46 I 47 LED 융합산업의 사업화 기회분석

평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할 것으로 전망이다 2018년 경에는

주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이 이외에도 의료 자외선 농생명

가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이 형성될 것으로 전망이다

그림 35 2018년 LED 전체 시장의 분야별 예상 점유율

자료 Strategies Unlimited 2011

표 3 세계 LED 조명 및 융합시장 전망 (단위 억달러)

구분 제품명 10년 12년 15년 18년 CAGR() 비고

LED 융합

광원 기기

휴대전화 모듈 56 48 45 42 -56

LED산업과

전방산업간

기술융합된

제품관련

시장

BLU 모듈 146 41 130 220 663

자동차 모듈 38 552 100 145 186

Display 367 44 55 64 109

의료 5 10 25 40 584

농수산업 3 8 20 32 462

정보가전middot 통신 3 10 25 464 529

UV 응용 5 10 20 32 535

LED응용 합계 1613 2262 420 6214 183

LED 조명

기기

Residential 16 43 136 234 401

조명산업

관련시장

Office 2 14 38 79 59

Industrial 0 4 9 20 1582

Shop 1 14 45 77 666

Hospitality 5 11 34 52 352

Outdoor 4 10 35 75 43

Architectural 14 24 34 47 163

LED 조명 합계 42 121 331 584 32

세계 LED응용 및 조명 총계 2033 3473 751 12054 249

자료 광산업 진흥회 한국광기술원 Lightway 2012를 토대로 KISTI에서 정리

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I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

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7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

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융합산업 보고서 2012

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

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14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 47 LED 융합산업의 시장전망

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

그림 36 LED 융합 산업의 활성화를 위한 기술이슈

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

LED의 고효율화고출력화

RGBOYUVIR 등 전 스펙트럼의 칩의 효율화가 주요 기술 이슈임

LED의 광효율은 2009년을 기점으로 형광등과 경쟁이 가능한 수준인

100lmw를 넘어섰다 전통조명시스템은 반사판을 사용하는 과정에서

빛의 손실이 불가피하다 반면 LED는 반사율이 낮거나 빛이 한쪽 방향

으로 방출되므로 반사판이 필요 없고 빛의 손실이 최소화된다 이에 따라

LED 조명은 전통조명과 동일한 광효율로도 13배의 성능을 가진다 즉

70lmW 급 LED 조명의 성능이 100lmw급 다른 광원과 맞먹는다

현재와 같은 기술개발 속도를 유지한다면 2020년에 Cool white LED

와 Warm white LED의 보편적인 광효율은 각각 150lmW 130lmW를

넘어설 것으로 보인다 LED 조명의 광효율은 LED 칩의 효율 뿐만 아니

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48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

48 I 49 LED 융합산업의 사업화 기회분석

라 Driver 방열기구 등기구 효율의 조합으로 실현된다

LED 소자의 양자 효율은 현재 45 에서 80 수준으로 향상될 것으로

전망되며 백색 광원 구현을 위한 황색 형광체의 여기 효율은 90 이상

의 수준으로 청색 LED의 발광 에너지를 장파장 대역으로 변환할 수 있을

것으로 예상되고 있다

단일 칩당 1W 급의 표준화된 칩 성능은 최근 1chip 1lamp를 지향하며

단일칩당 10W 이상의 초고출력 LED의 개발이 진행 중이다

칩의 구조도 수직형 칩에서 TFFC 혼합형 (via hole) 호모에피 칩

volume emitter 등의 형태로 다양화되고 있다

자동차 의료 환경 농수산 등 다양한 융합 제품 시장 확대에 따라 Blue

위주에서 Full Color(R G B O Y) LED 및 특수 파장(UV IR) LED로 기

술 영역이 다변화하고 있으며 이에 따라 RGBOY(RedGreenBlueOrange

Yellow)UV(UltraViolet)IR(InfraRed) 등 전 스펙트럼에서의 LED 칩의

효율화를 꾀하고 있고 각 파장대역에서의 효율 개선에 집중하고 있다 현

재 고효율 달성에 어려움이 많은 D-UV Green-Gap의 고효율화가 주요

기술이슈이다

LED 조명의 광효율은 칩의 효율뿐 만 아니라 Driver 방열기구 등기

구 효율의 조합으로 실현되는 데 2020년 Warm white LED의 효율은

130lmW 이상으로 개선되고 Driver 방열기구 등기구 효율 모두 90

로 개선될 것으로 예상된다

고출력 영역에서의 효율 유지는 방열기술이 필수이다 현재 LED에서

발생되는 열 선속은 전기적 입력 에너지 대비 약 70 수준이나 향후

200 lmW 달성 시 발열량은 50 이하 수준으로 감소할 것으로 판단되

고 있다

이와 같은 효율 향상과 발열량 감소에 따라 LED 방열을 위한 재료 및

기구의 무게와 원가 절감이 가능해질 것으로 예상되고 있다

광학 기술은 성형 기술 발달과 더불어 조명 단위의 표준화 규격에 부합

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 48 2013-11-27 오후 15549

I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

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11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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I 49 LED 융합산업의 시장전망

하는 2차 광학계의 정밀도 향상은 물론 시스템 단위에서 모듈 및 패키지

단위로 형상화가 가능한 광학계 집적화 기술이 발달할 것으로 예상되고

있으며 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 전원 공급 회로의 전

력 변환 효율 개선을 위한 부품 및 설계 기술 적용되어 응용 기기의 광효

율이 향상될 것으로 예상되고 있다

저비용 고생산성 기술

지금까지 LED 조명의 과제는 투입전력 대비 밝기(lmW)로 평가되는

광효율 개선에 집중됐지만 100lmW 이상의 고광도 제품이 등장하면

서 이제는 밝기 대비 비용이 더욱 중요한 과제로 대두되고 있다 LED 조

명의 가격은 백열전구 대비 20배 할로겐 램프 대비 2~7배 형광등 대비

3~4배 정도 비싸다

전통조명은 원가 개선의 여지가 제한적이지만 LED는 반도체의 특성

을 따르므로 웨이퍼 대구경화 수율 개선 규모의 경제에 따른 감가삼각

비 등 고정비 부담 완화 Supply Chain Management 강화 등을 통해 원

가를 낮춰가고 있다 여기에 광효율이 빠르게 개선되고 있기 때문에 광속

(Klm)당 가격은 급격히 하락하고 있다

LED 저가격화를 위해 LED용 기판은 현재 2인치4인치 위주에서 4인

치6인치로 스케일업 되고 있으며 대부분의 공정비용은 패키징 공정에

서 발생하므로 자동화 공정 통합공정 고속공정 등을 통해 저가화 실현

중이다

웨이퍼의 대구경화를 통한 수급 문제 해결

현재 LED 웨이퍼는 2인치와 4인치가 주류를 이루고 있으나 향후 6인

치 8인치 12인치로의 대구경화가 계획되고 있다

2인치 웨이퍼를 6인치로 전환시 동일한 수율을 감안할 때 효율이

20~30 가량 향상된다 삼성 LED가 4인치 Trend를 주도했다면 6인치

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50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

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I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

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I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

50 I 51 LED 융합산업의 사업화 기회분석

웨이퍼 도입과 관련해서는 LG 이노텍이 적극적인 행보를 보이고 있다

그동안 6인치 웨이퍼와 관련해 수급 이슈와 가격이슈가 상존해 왔다

이에 대해 수급 이슈가 먼저 해소되고 있다 한때 미국의 Rubicon만이 6

인치 웨이퍼의 공급능력을 갖췄지만 현재 다수의 업체들이 양산을 시작

하였다 다만 가격 이슈와 관련해서 2인치 대비 6인치 웨이퍼의 가격이

먼저 확대 폭보다 더 비싼 상황이므로 아직 원가 구조가 2인치에 비해 비

효율적일 수 밖에 없다

패키징 공정의 고속화 대면적화 자동화 통합화를 통한 저가화 실현

대부분의 공정비용은 패키징 공정에서 발생하므로 자동화 공정 통합

공정 고속공정 개발 등을 통해 저가화를 실현하려는 연구가 진행되고

있다

LED 조명은 저변 확대에 따른 국가별 기술 수준의 격차가 줄어들고 있

는 상황으로서 핵심 원천 기술을 보유하고 있는 기업을 중심으로 저가격

화 실현이 가속화 될 것으로 예상된다

LED 조명의 사용 확대를 위해서는 저가격화를 위한 조명 시스템 내

의 LED 설계 기술과 부품에 대한 대량 생산 기술이 필요한데 Display

및 조명 산업에서 원가 절감 및 생산성 향상을 위한 생산 공정의 대면적

화 실현 방안을 Wafer 단계에서 모듈 및 패키징 단계로 확대하고 있으며

생산 공정의 수를 저감할 수 있는 구조에 대한 양산화 기술에 대한 연구

및 개발이 확대 되고 있다

패키징 단계에서 총 광선속의 향상과 더불어 점광원의 LED 빛을 확산

시키기 위한 렌즈 설계 기술과 패키징 단계에서 렌즈 형성 기술 개발이

가속화 되면서 기존 대비 적용되는 광원 개수를 감소시키는 연구도 진행

되고 있다

또한 단위 공정의 생산성 향상을 위하여 LED 에피 공정 장비의 Multi

Reactor 개발의 활발히 이루어지고 있으며 기존 전자소자 패키징 공정

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 50 2013-11-27 오후 15549

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 51 2013-11-27 오후 15549

52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 51 LED 융합산업의 시장전망

에서 대면적화 기술이 적용될 것으로 판단된다

또한 광원의 표준화에 따른 조명 적용 광원의 생산 방식과 성능의 통

일화가 이루어질 것으로 예상되어진다

조명에 적용되는 LED는 2011년을 기준 약 100 ~ 150 lmW에서

2020년에 250lmW 성능 예상된다 현재 LED 조명의 상업화는 환경 규

제와 에너지 소모를 최소화시키기 위하여 백열등 대체 조명으로서 주목

을 받고 있다 시장의 규모가 증가되면서 1000 lm 당 약 115 이상의 수

준으로 저가격화가 진행될 것으로 예상하고 있다

통합 부품 기술

2005년 이후부터 에피칩 공정과 패키징 공정을 통합하여 제작비용의

최소화와 습식공정인 패키징 공정을 건식 공정을 통하여 성능 향상을 위

한 기술 개발이 꾸준히 되어 왔으며 최근 에피 단계 이후에 칩 공정용 기

판을 패키징 공정용 플랫폼으로 공유함으로서 패키지의 크기와 성능을

향상 시킨 융합 부품이 출시되고 있다

DCA(direct chip attaching) 기술은 전통적인 미세전자 패키지에서 적

용되어 왔던 COB(Chip-on-Board) 기술을 LED 분야에 응용하여 초기

LED 기술부터 꾸준한 연구가 이루어져왔으며 2007년 이후에 본격적으

로 상용화 되어 자동차 및 실외 조명 분야에 활용됨으로서 기존 패키지

플랫폼을 세라믹 및 PCB(Printed Circuit Board)에 융합하여 광원 모듈

의 원가 절감 및 고기능화를 실현하고 있다

최근 LED 광원용 패키지 및 모듈에 제어 및 전원 공급 소자와 광학 부

품을 동시 패키징을 통하여 업스트림 및 미드스트림 통합 부품을 자동차

용 전조등 광원 모듈에 적용된 사례가 있다 업스트림 부품과 미드스트

림 부품에 대한 융합을 기반으로 하여 조명 기구의 광학 및 외관 부품을

제외한 패키지 및 모듈 상태에서 조명의 모든 기능을 포함하는 융합 부품

개발이 가능할 것으로 예상된다

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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52 I 53 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 37 LED 부품 융합 기술의 개발 동향

자료 Strategies Unlimited 2011 Light Way 2011 Perspectives on the global lighting market

제어 구동 기술

LED가 융합화 시스템화되면서 산업도 시스템 비즈니스화 되고 있다

시스템 조명은 개별 중앙제어 시스템을 통해 에너지 절감 효과의 극대화

를 추구한다

이에 걸맞은 기능형 제어 시스템의 개발이 필요하다 즉 LED 칩과 패키

지 이외 광학부품 방열 Driver 제어 소프트웨어 전원(Power) 하우징

형태 등을 망라한 토탈 시스템 경쟁력이 요구되고 있다 방열 기능이 LED

수명에 지대한 영향을 미치고 광효율을 높이기 위해서는 드라이버 방열기

구 등기구의 효율도 함께 높아야 한다 이는 종합 IT 부품 사업 역량을 내

재화하고 있는 국내 업체들이 강점을 가지는 부분이다

IT 융합 기술 5)

광을 이용한 다양한 컨텐츠 개발에 따라 이를 만족할 수 있는 통신 및

5) 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 52 2013-11-27 오후 15550

I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 54 2013-11-27 오후 15550

I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2012

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융합산업 보고서 2012

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12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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I 53 LED 융합산업의 시장전망

제어 기술을 LED 응용 기기에 접목하기 위한 기술 개발이 활성화 되고

있다 네트웍 시스템을 LED 응용 기기에 접목한 기술은 양방향 송수신

제어 프로토콜 기술을 기반으로 하는 LED 경관조명 LED 전광판 감성

조명 및 AC-DC 전력 분배기에 응용 되고 있다

독립 전력 생산 시스템 (Off-Grid)와 연계한 조명 설치 및 제어 기술은

LED 가로등과 같은 시스템에 이미 적용된 바가 있으며 DC 전원 운용

시스템 (Smart Grid)과 연계한 특정 지역 DC 조명 제어 기술이 대두되고

있다

건물 및 지역 단위 전력 사용을 지능화 할 수 있도록 통신 기술과 센서

및 노드 제어 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 공급 전력과 운용 전

력의 효율화를 향상하기 위하여 Dimming 제어 방식을 적용한 상황 인지

형 조명 시스템 및 제어 기술 구성을 위하여 기존 제시된 DMX 통신 방식

을 접목하고 있다

광 에너지를 이용한 VLC (visible light communication) 기술은 2007

년도 이후 IEEE 8023az Working Group 활동을 통하여 실용화를 위한

표준화 작업이 진행되고 있으나 LED 산란광의 양방향성 통신을 위한 실

질적 센서 및 송수신 부품의 개발과 더불어 물리적인 제어 알고리즘에 대

한 선행 연구가 필요한 상황이다

380 nm ~ 780 nm 가시광 영역의 응용 기기는 특정 방향성 빛의 전달

을 위한 통신과 넓은 영역에 대한 빛 확산 조명 기능을 동시 만족시키기

위한 기능을 동시 만족을 해야 한다

보안성 강화를 위해서는 특정 지역 및 특정인 정보 전달을 위한 특징과

빛의 혜택을 넓히기 위한 조명의 고유 특징을 동시 만족시킬 수 있는 상

황과 기기의 정의가 필요가 있다

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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54 I 55 LED 융합산업의 사업화 기회분석

그림 38 가시광통신 산업발전 전망

자료 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

조명광원은 중앙 콘트롤러의 지배도 받지만 광원끼리의 연동에 의해

섹션별로 구분된 공간에서 필요한 품질의 조명을 스스로 가동하며 개인

의 조명감성을 DB화 하여 알고리즘을 이용한 네트워크 제어로 공간 및

분위기에 맞는 조명 연출 가능하다

LED 기술발전에 따라 LED시장의 최종라운드인 융합시장으로 확대되

는 2020년경이면 1 $Klm의 시대가 올것으로 전망된다 Warm White

기준 250 lmW의 효율 달성은 백열등의 16 배 형광등의 3배로서 전력

소모는 현재 수준의 2 배 이상을 절감할 수 있을 것을 판단된다 백열등

과 동등 수준 및 형광등의 60 수준의 가격 경쟁력을 갖출 것으로 예상

된다

또한 청색 위주에서 RGBOY 풀컬러를 이용한 응용분야 확대로 가격에

제한을 받지 않는 무한 융합시대로 접어들 전망이다

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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I 55

LED 융합산업의

사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 55 2013-11-27 오후 15550

56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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56 I 57 LED 융합산업의 사업화 기회분석

본 장에서는 LED 융합산업 중 시장 개화 및 중소기업 접근성 측면에서

가장 적합한 것으로 판단되는 LED 의료기기 산업과 LED 식물공장의 사

업화 기회에 관하여 논하였다

LED 의료기기 산업의 시장확대와 사업화 기회

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용으로서의 LED 광원의 다양한 장점 때문에 LED

광원을 활용한 의료기기 시장이 부상하고 있다

LED는 특정 치료의 효율을 극대화하기 위해 최적 파장을 자유롭게 제

공할 수 있는 최초의 광원으로 좁은 공간에서 접근이 어려운 부위의 치료

도 가능하며 고전압에 필요한 레이저에 비해 안전하다 특히 영상진단

부분에 있어 다양한 파장 조절을 통해 성격이 다른 악성 세포를 형광영상

형태로 얻을 수 있으며 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능

하여 개인용 소형 생체 진단기기의 제작이 가능하다는 장점을 가진다 또

한 투과광을 통한 무체혈 생체 신호의 측정이 가능하여 개인용 소형 생체

진단기기의 제작이 가능하다

그리고 다양한 파장을 이용해 피부치료 및 외과적 치료에 활용이 가능

하며 LED 조명을 통한 광역학 심미치료와 더불어 대체 의학적 분야에

LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

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I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

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62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 57 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

다양하게 적용이 가능하다 그 외 내구성이 좋고 가벼우며 크기가 작아

사용이 편리하다 또한 고전압을 필요로 하지 않기 때문에 전통적 레이저

에 비해 안전하고 전력의 소모가 적으며 열 발생이 적기 때문에 근접치

료가 가능하다

또한 상대적으로 파장의 폭이 좁아 치료에 유효한 파장을 선택적으로

사용할 수 있어 치료시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다

LED의 다양한 장점과 함께 건강에 대한 관심이 부각하면서 LED를 응

용한 의료기기 시장규모는 2011년 5650만 달러에서 연평균 276씩

증가하여 2018년에는 3억 1050만달러에 달할 것으로 전망된다

유럽 중동 아프리카 지역은 연평균 27 아시아태평양 지역은 연평균

32로 성장하여 2018년에는 아시아 태평양지역이 현재 세계시장의 40

이상을 차지하고 있는 북미 및 중남미 지역을 넘어설 것으로 예상된다

그림 39 LED 의료기기 시장 예측

자료 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 의료기기는 진단 치료 기타 융복합 분야로 구성된다 LED 기반

진단기기 분야는 영상진단과 생체진단으로 구분되며 영상진단 영역은 세

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58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 61 2013-11-27 오후 15550

62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 65 2013-11-27 오후 15551

66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

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석 24[5] 2009

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10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

58 I 59 LED 융합산업의 사업화 기회분석

포조직 검사에서 체외 조직 검사에 활용되는 형상영상진단 부분과 체내

조직 상태 검사에 활용되는 내시경형 영상진단 부분으로 구분된다 LED

광원은 내시경에서 기존 할로겐 조명의 단수명 고열 등의 전기 기계적

문제와 연색성 문제 때문에 할로겐 대체조명으로 사용되어진다 생체진단

영역은 아직 기술적 진척도가 매우 미흡하나 생체신호 측정 및 전송 관련

부분에서 LED는 u-헬스 산업의 기초가 되는 디바이스의 핵심으로 성장

할 가능성이 크다6)

LED 의료기기의 사업화가 시작되어 활용되고 있는 분야는 치료기기

분야이다 치료기기 분야는 피부치료와 외과적 치료 광역학 치료 영역으

로 구분할 수 있는데 피부치료영역은 국내외 여러 국가에서 임상단계를

마치고 치료 시장에 출시되고 있다

피부치료용 LED 의료기기는 LED 광이 피부내에서 생화학적 반응을

촉진하는 원리를 이용하여 피부조직의 선택적 재생 또는 파괴 등을 통해

손상된 l부를 치료한다

LED 광원은 기존 광원에 비해 소비전력이 110이고 수명이 10배 이상

길어 기존광원을 대체할 수 있는 기술로 각강받고 있으며 파장선 폭이 좁

아 특정 파장의 광원을 방출하므로 유해한 자외선이나 불필요하 적외선

을 방출하지 않아 부작용이 적다는 장점을 가진다

피부치료용 LED의료기기는 Photo Therapeurics Ltds(영국)

Lightwave(미국) Light BioScience(미국) Amjo Corp(미국) 등 선진업

체가 전 세계시장의 대부분을 차지하고 있으나 국내에서도 루트로닉 엠

아이테크 사이닉스 에코메디슨 원테크놀로지 등이 국산화에 성공하여

시장에 진입해 있다

6) 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향 

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I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

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60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

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I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 61 2013-11-27 오후 15550

62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

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I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 68 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

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3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

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5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

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7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

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10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 59 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

표 4 피부치료용 LED 의료기기 국내기업 동향

국내

루트로닉최근 상처 치유용 LED 치료기(제품명 Healite)를 개발하여 판매에 들어간 상태이나 개발 및 시장진입 초기 단계임

엠아이테크국내 생산제품 중 가장 높은 인지도를 가지고 있는 치료기(제품명 Nouvo)를 판매중임

사이닉스

LED 응용 여드름 치료기 포토라이트를 출시하였으며 기존 제품과는 달리 세계 최초로 LED 광기술을 이용하여 피부치료에 가장 적합한 적외선 자외선의 파장을 선별적으로 또는 동시에 비출 수 있음

에코 메디슨LED를 이용한 다양한 색의 빛과 음악으로 우울증을 치료할 수 있는 치료기를 개발하고 유럽에서 인증을 받아 아시아 각국에 수출하고 있음

원테크놀로지 OAZE라는 헬멧 타입의 탈모치료용 의료기기를 출시하고 있음

LED 의료기기에서 최근 주목받는 분야인 광역학 치료분야로는 신생아

황달 우울증 치료에 활용되는 심미치료 영역일부 골밀도 강화를 위한

LED 광조사 치료가 있다

광복합 분야의 의료기기는 대체의학적 영역과 병원용 조명 LED 광원

이 활용된 관련 보조기기와 운영시스템 영역이 있다 대체 의학 영역은

최근 LED 심미치료실 아로마-컬러 복합 테라피 영역등으로 확장되고

있다 병원용 조명은 LED 무영등 치과용 LED 조명등이 개발되어 시판

되고 있으며 검이경 인후경 등 검사용 조명과 국부절개 수술을 위한 국부

조명 기기에의 적용 또한 시도되고 있다 시장성 중소기업의 접근용이성

측면으로 볼 때 미용의료분야도 크게 성장하는 분야라 할 수 있다

광학기술을 이용한 피부치료는 광원을 이용하여 Photothermal

Photomechanical 효과와 Photodynamic Therapy 기술 등을 이용하여

조직의 선택적 파괴 및 피부질환 시술을 통하여 피부를 치료하는 새로운

형태의 LED 광 의료기기 기술이며 미용 의료 시장의 성장세와 더불어

주목받고 있는 분야이다 광원기반의 피부과 적용은 기존 광 치료기기의

장점을 이용함과동시에 시술과정에서 발생하는 피부조직 파괴로 인한 부

작용을 최소화하고 빠른 시간내에 피부 대사 촉진 및 회복 관리가 가능

하면서도 가격이 저렴한 LED 광 치료 제품이 개발되고 있다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 59 2013-11-27 오후 15550

60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 60 2013-11-27 오후 15550

I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 61 2013-11-27 오후 15550

62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 62 2013-11-27 오후 15550

I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 65 2013-11-27 오후 15551

66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

60 I 61 LED 융합산업의 사업화 기회분석

표 5 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

적용성 검토 및 해당품목

진단분야 영상진단

형광현미경(형광단백질 추적용) 내시경 타입 형광영상진단기 체내

지방검사 형광기기 소동물용 광학영상기기 안면색(망진) 진단영상기기

설진영상기기 IR 카메라(적외선체열촬영기 등) 광영상유방암진단기

생체진단무체혈 산호포화도 측정기(혈류혈당 측정기) 복합 혈행 검사기(advanced-

SPO2) 혈류혈압측정기 실시간 맥박 및 호흡수 측정기 호흡가스분석기 등

치료분야 피부치료LED 피부치료기(아토피 백반증 건선증 경피증) 진균성 치료기(여드름

비듬 무좀) 항노화 치료기(눈주름피부주름개선) 두피 케어(탈모치료) 등

외과적치료

수술환부 봉합촉진기 비염중이염 치료기 안과용 치료기기(시신경 치료)

광살균기구강살균기 광중합기(치과 생체접합 소재용 광경화기) 임플란트

골접합 촉진기 등

광역학LED 인큐베이터(신생아 황달치료) 골밀도 강화기 심미치료기 LED

광욕기기 Biostimulation(통증치료기) 적외선 치료기 등

융복합 대체의학적우울증치매 광치료실 심미치료실 아로마-칼라 복합테라피 치료

오색광치료기(컬러라이트 치료기) 등

병원용

조명

수술용 LED 무영등 수술 보조등 광석션기 병원조명(입원실병원내

조명등) 국소 조명등 진단용(검이경내시경류) 광원장치 치과용 검사

초소형 조명 이비인후과 검사 초소형 조명 등

미용의료미백기기 주름제거기기 피부미용광조사기 치아미백광조사기 SKIN케어

활성화 조명기기 등

기타수술용품 UV 소독기 치과기기 광촉매 소독기 발광 지팡이

이동보조기기(의자차) LED 보안경(3D 보안경) 등

자료 광산업진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향

LED 광원 모듈을 이용한 광 의료기기는 기존의 약물치료 고가의 장치

에 의존하던 피부 활성화보다 부작용이 적으면서도 손쉽게 시술할 수 있

는 새로운 형태의 의료기기로 개인의 병변에 효과적인 광원을 선택적으

로 시술함으로써 치료비용과 효율성을 극대화 하여 만성 피부질환을 효과

적으로 관리 할 수 있는 시스템이다 이는 병원에서 뿐만 아니라 가정에서

도 효과적인 피부질환 치료가 가능한 가정의 의료기기로의 개발이 가능하

므로 효율적인 치료의 측면 이외에도 새로운 시장의 창출이 가능하다

심미성 치료의 경우 기존의 광원인 낮은 효율의 램프 광원 내지는 고가

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 60 2013-11-27 오후 15550

I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 61 2013-11-27 오후 15550

62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 62 2013-11-27 오후 15550

I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 65 2013-11-27 오후 15551

66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 61 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

의 레이저 광원 대신 저가의 LED 광원을 활용하는 방법으로 대치가 되면

서 보다 보편적으로 적용되고 있다

표 6 의료분야별 LED 의료기기의 적용성 구분

분야 세부분야 개요

미용의료

미백기기

피부색소 세포를 파괴하고 섬유아세포를 자극하여 검은색

계열의 문신 오타모반 진피성 기미 커피성 모반 소프트 필

등에 이용

주름제거기기콜라겐을 통한 피부재생활용

IPL 또는 프락셀 레이져

모발촉진기기600 대역 가시광 활용

혈류증가를 통한 모발 촉진

피부미용광조사기다양한 레이저를 활용한 활성작용을 촉진하고 광중합을 동시에

활용하는 기법

치아미백광조사기

가시광을 통한 광중합 발생

미백물질 활성화

skin 케어 활성화

조명기

기미제거 박피 모공축소

LED 광원과 같은 저출력 광원을 이용한 LLLT 활용

자료 광산업 진흥회 2012 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업기술 및 시장동향을 토대로 KISTI에서 작성

LED 진단기기는 대형기기가 시장에서 차지하는 비중이 크며 수요자의

특정 대형 업체 제품에 대한 충성도가 크다 또한 기기에서 LED 광원이

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 61 2013-11-27 오후 15550

62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 62 2013-11-27 오후 15550

I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 63 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 65 2013-11-27 오후 15551

66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 68 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

62 I 63 LED 융합산업의 사업화 기회분석

비용이나 성능에서 주요한 요소가 아니다 따라서 타 LED 의료기기 분야

에서 시장에 진입한 이후 광학 모듈로 특화할 필요가 있다

LED 치료기기는 대형보다는 소형 다품종이며 시장이 병원용과 개인용

으로 이원화 되고 있다

중소기업형 품목이 다소 존재하며 수요대처능력과 마케팅능력 유통채

널의 확보가 중요한 시장이다 LED 융복합 의료기기 또한 미용의료 조

명 대체의학 모두에서 소형 다품종 중심으로 중소기업의 참여 가능성이

높은 분야이다 제작능력 마케팅 및 유통채널이 중요한 요소이며 수요

자 니즈를 탐색하여 제품화하는 제품개발 능력이 중요한 요소이나 다른

분야에 대해서 진입장벽이 높지 않은 편이다

LED 의료기기 시장은 다양한 광원측면에서의 LED의 장점 LED 기술

의 개선에 의한 성능향상 및 가격하락 신흥국에서의 의료기기 시장의 성

장 및 건강 및 미용을 중시하는 사회적 요인으로 인해 향후 급격히 성장할

것이다 LED 의료기기 시장은 다품종 소량판매 시장이므로 산업초기에는

기존 광원의 대체 시장중심으로 형성될 것이다

이에 따라 기존제품의 대체 가능성 즉 편리성우수성을 강조하는 전

략적 마케팅이 필요할 것이다 또한 수요처가 다양하고 의료기기의 특성

상 보수적인 성향을 띄므로 안정적 품질의 유지 및 신뢰도 확보가 중요하

다고 할 수 있다

이를 위해서는 안전성(치료) 효과성(진단) 안정성(용구) 관련한 충분한

데이터를 확보할 필요가 있으며 새로운 형태의 응용분야 개발을 통해 시

장을 이끌어갈 필요가 있다

피부치료용 LED 의료기기는 의료기기 특성상 높은 안전성이 요구되며

최근 기술이슈인 고출력 실시간 제어 등 핵심기술을 보유한 업체가 시장

을 확보할 가능성이 크다 치료기의 안전성과 핵심원천기술을 보유하지

않은 신설업체의 경우 제품성능 뿐만 아니라 지속적인 기술지원 능력 확

보가 중요하다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 62 2013-11-27 오후 15550

I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 68 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 63 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

그림 40 LED 의료기기 사업화 이슈 및 사업화 기회

그림 41 LED 의료기기 사례(우울증 치료)

LED 식물공장의 시장확대와 사업화 기회 7)

식물공장은 환경 기후 변화에 대한 대안 농법 및 토양오염을 회피할 수

있는 안전 작물 생산농법으로서 일자리 창출 농촌 붕괴 등의 이슈를 해

결할 수 있는 수단으로 급부상하고 있다 식물공장이란 일정한 시설 내에

서 빛 온도 습도 공기(이산화 탄소 농도) 물 영양분 등 식물 배양에 필

요한 모든 환경 조건을 인공적으로 통제 제어해 농작물을 생산하는 시스

템을 말한다 식물공장은 광원의 구성요소와 제어수준에 따라 부분제어형

7) 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7을 발췌하여 정리함  

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64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

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I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

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66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

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I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

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68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

64 I 65 LED 융합산업의 사업화 기회분석

(태양광 병용형)과 완전 제어형(완전 인공광형)으로 구분할 수 있다 인공

광원으로는 과거에는 주로 형광등이 활용되었으나 LED가 식물재배에 유

효하다는 연구들이 보고되면서 최근 들어 LED를 활용한 식물공장이 활성

화되고 있다8)

식물의 경우 파장에 따른 광합성 효율을 조사하여 청자색광과 적색광에

서 광합성이 가장 활발히 일어나는 데 이러한 현상을 기반으로 적색 계열

의 LED를 이용한 식물 공장용 조명 시스템이 적용되고 있다 LED는 식

물이나 곤충들이 필요로 하는 정확한 파장을 선택적으로 구현할 수 있어

식물의 색소 제어 황산화 물질 증가 병해충 방제 효과를 발생시킴으로써

무농약 재배 등 친환경 농업이 가능하고 해충방제 생장 촉진 등 농업 생

산물의 효능 향상이 가능하다

다만 LED의 가격이 아직은 너무 비싸다는 결점이 있으나 기술발전 추

세에 따르면 가격은 급속히 인하되어 가는 반면 광변환 효율은 더욱 개선

되고 있으므로 LED 는 곧 식물공장의 주된 광원으로 정착이 될 것으로 보

인다

표 7 식물농장의 장단점

장점 단점

bull 불규칙한 자연환경 변화 지리적 입지조건 및

지역풍토에 영향을 받지 않음

bull계절에 관계없이 연중 안정적인 농업실현 가능

bull무농약 재배 등 친환경 농업 생산 가능

bull생육시간 단축 단위면적당 높은 생산성 가능

bull높은초기 투자비

bull높은 운영비용

1960년대 발명된 LED는 미국 NASA에서 최초로 우주공간에서 식물을

재배하는 목적으로 사용되어졌고 현재에는 대량생산에 의한 가격하락과

8) 형광등은 광변환 효율이 지금까지의 조명등 중에서 가장 양호한 편이나 근래 식물의 촉성 재배용 광원으로 LED

광원이 더 효율적이라는 것이 많은 시험을 통해 밝혀지고 있음  

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 64 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 65 2013-11-27 오후 15551

66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 68 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 65 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

함께 다양한 분야의 활용이 전개되고 있는 상황이다 일본에서는 1980년

대부터 시작된 식물농장이 1990년대에는 LED를 응용하여 사시사철 무농

약 고품질의 채소와 꽃을 소비자에게 공급하고 있다 또한 공업재료용 식

물 수목 종묘의 대량생산 약용식물 의료용 식물원료 등의 생산이 이루

어지고 있다

일본 후지경제 연구소에서 2012년 4월 조사한 결과에 의하면 한국의

식물공장은 2013~2014년 실질적으로 성장기에 진입하면서 2015년까지

성장해갈 것으로 예상하였다 시장규모는 2013년 103억원 2013년 150

억원 2015년 345억까지 증가할 것으로 예측하였다 한국 시장은 2017년

이후 이륙기를 맞이하면서 대규모화 시대에 진입하고 2017년경에는 LED

가격이 현재의 13 수준까지 예측되어 LED를 활용한 재배기술을 확립하

게 되면 LED 식물공장 시스템을 주력으로 하는 새로운 시대를 맞이할 것

으로 예상되어 2017년에는 1058억원까지 비약적으로 성장할 것으로 전

망하였다

그림 42 국내 식물공장 시장 규모 전망

자료 야노경제연구소 2012 4

식물공장에서의 최대 이슈는 에너지 절감이다 식물공장에서는 인공광

을 사용하므로 이 문제는 매우 중요하다 따라서 전기와 물의 사용량을 최

대한 줄여야 한다 또한 식물 공장은 외부의 해충이나 바이러스의 침입을

막기 위해서라도 완전 밀폐형 건물이어야 하고 단열 설비가 완벽해야 실

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 65 2013-11-27 오후 15551

66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 68 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

66 I 67 LED 융합산업의 사업화 기회분석

내 온도 조절에도 에너지 소비가 적어진다

식물공장의 주요 코스트로서는 설비투자비 수도 광열비 인건비가 각

각 13정도를 차지하고 있다 이들 코스트를 삭감하는 것이 사업화에 있

어 가장 중요한 과제이다

식물공장의 사업화에서 관련 기술개발을 전재로 한 식물 공장의 사업화

성공 여부는 경제성 확보에 있기 때문에 각종 시설 투자 및 운영 비용 절

감과 수익원 개발이라는 두 가지 측면에서 접근해야 할 것으로 보인다 초

기 비용 절감의 핵심은 운영비용 절감 즉 식물공장 설비 가동에 필요한

전기 사용량과 물 등 각종 자원 사용량을 줄이는 기술이고 할 수 있다

실외 하우스의 경우 높이에 따른 밀폐 공간의 온 습도 유지가 난해하여

계절별 높이에 따른 온도 변화를 감지하여 외부 공조 시스템을 이용한 환

경 설정 및 LED를 이용한 작물 재배를 동시에 병행하는 것이 한 방법이

다 식물 공장의 항온 항습 시설의 비용을 최소화하기 위하여 LED 등기구

의 열을 공랭식이 아닌 수냉식 방식을 적용한 온도 제어 시스템이 적용되

는 등 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다

그림 43 식물 공장 조명 및 방열 시스템

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 66 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 68 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 67 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

식물공장의 발전단계는 1단계로는 친환경 농산물 생산 및 영양 강화 식

물재배이며 2단계로는 고기능성 작물원료 생산으로서 고부가가치를 갖는

약용 한약재 식물재배에의 응용을 들 수가 있으며 3단계로서는 식물성

단백질을 이용한 의약품 생산까지 할 수 있다

고급 야채류 또는 의약용 식물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할

수 있는 시장 발굴과 식물 공장에 적합한 종자 개발 등을 통해 수익성 높

은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

그림 44 식물공장 사업화 이슈 및 사업화 기회 발굴

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 67 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 68 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

68 I 69 LED 융합산업의 사업화 기회분석

결론

LED는 에피칩패키징의 반도체 공정기술과 광IT 기술이 결합된 21세

기 新광원으로 기존의 광원대비 월등한 에너지 효율 장수명 친환경 장

점 이외에도 일반 조명이 갖지 못하는 파장선택 조정 디지털 제어 변조

편광 광색 가변 등 혁신적 기능을 구현할 수 있어 기존 조명의 대체 이

외에도 자동차 정보통신 환경 의료 교통 농생명 등 다양한 산업과의

융합에 의한 고부가가치 파생산업을 견인할 것으로 예상된다

LED 산업은 휴대폰rarrBLUrarr조명 등의 교체형 시장에 이어 융합시장이

최종 라운드 격전지가 될 전망이다 조명 중대형 LCD BLU 자동차 관

련 LED 시장이 지속적으로 성장할 것으로 보이며 차세대 융합시장으로

부상하는 해양 및 농수산 의료 환경 분야에서의 융합시장은 2015년부터

본격적으로 형성되어 249의 연평균 성장 속도로 고속 성장을 지속할

것으로 전망이다 2018년 경에는 주력시장인 조명 BLU 자동차 시장이

이외에도 의료 자외선 농생명 가전분야 등 많은 분야에 걸쳐 시장이

형성될 것으로 전망이다

LED 융합산업의 활성화를 위해서는 LED의 고효율화 고출력화 저비

용화 고생산성 기술 및 IT 융합 기술 개발이 요구된다

LED 융합산업을 선점하기 위해서는 LED스펙트럼을 다변화 하여 청색

(백색) LED 위주의 단편적 산업 육성을 지양하고 원천 기술 중심의 특수

파장(UV IR) 및 풀컬러(RGBOY) LED 로 기술다변화를 도모해야할

것이다 LED 소자 저가화 및 고효율화 구현 등 LED 플랫폼 패키지 핵심

요소기술 개발이 선행되어야 하고 IT 기술 결합을 통해 획기적인 에너지

절감이 가능하고 다양한 고부가가치 신기능을 구현하는 시스템 조명 개

발과 같은 미래 지향적 기술개발이 필요하다 또한 인간감성과 생활의

질을 증진시키는 빛 환경 관련 기초 연구를 강화하고 LED 유무선 통합

제어 솔루션 개발을 완료한다면 휴먼 감성 조명 시대를 열 수 있을 것이

다 이를 위해서는 단순 기술 위주의 개발보다는 제어회로 및 시스템 원

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I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 69 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

I 69 LED 융합산업의 사업화 기회(LED 의료기기 식물농장을 중심으로)

천 기술과 핵심 부품의 모듈화 및 플랫폼화 기술개발을 종합적으로 추진

해야 하고 관련업계 대학 연구소의 기술 교류를 통한 응용 기술 장벽해

결 및 기술 시장 동향 분석을 통한 단계별 우선순위 기술개발과 사용화를

추진해야할 것이다

LED는 다양한 분야에서 융합을 통한 고부가가치 산업을 이끌고 있는

데 특히 진단 및 치료용 친환경 식물생장 측면에서의 LED 광원의 다양

한 장점 때문에 LED 광원을 활용한 의료기기 시장과 식물공장이 부상하

고 있다

LED 의료기기 분야에서는 피부치료용 및 미용기기를 중심으로 시장이

형성되고 상대적으로 낮은 진입장벽으로 인해 중소기업의 접근가능성도

비교적 크므로 제품의 효과성 안전성 안정성과 관련한 충분한 데이터

확보와 함께 수요자 니즈 탐색을 통한 새로운 형태의 응용분야 개발을 통

해 사업화 기회를 발굴해야할 것이다

LED 식물공장은 에너지 절감 및 수익성 확보가 관건이므로 운영비용 절

감 기술 개발 식물공장에 적합한 종자 개발 고급 야채류 또는 의약용 식

물과 같은 특수 작물 등 고수익을 창출 할 수 있는 시장 발굴을 통해 수익성

높은 사업 모델을 개발하는 것도 사업화시기를 앞당길 수 있을 것이다

LED 융합산업은 중소기업 맞춤형 산업으로 선순환적 산업 생태계 조

성을 위해서는 대 중소기업 파트너쉽 강화가 중요하다 중소기업의 지속

적 성장기반 조성을 위해서는 대중소기업 간 역할분담 및 전략적 파트너

쉽 구축 중소기업 특화 전문화를 위한 분야 발굴 지원 산업계 역량결집

방안 등이 논의되어야 할 것이다

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70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

LED 융합산업 - 노현숙(10안) - 완료 27일indd 70 2013-11-27 오후 15551

70 I LED 융합산업의 사업화 기회분석

참 고 문 헌

1 한국산업기술진흥원 LED 융합허브구축사업 연구기획보고서 2012 7

2 백종협 LEDOLED 연구개발에 따른 융합기술 사업화 방안 2012 녹색기술 융합 컨퍼런스

3 장자순 영남대학교 LED-IT 융합산업화 연구센터 자동차-LED 융합기술 동향 2012

4 유명문 LED-해양융합기술연구센터 LED 해양융합산업 현황 및 전망 2012 8

5 허영 KETI 융합의료기기 기술 동향 및 RampD 전략 Photonics 융합 컨퍼런스 2012 8

6 전황수 허필선 LED 조명산업 구조분석 전자통신동향분석 25[2] 2010

7 강태규 한국전자통신연구원 LED 조명통신 융합 Green IT 기술 정보통신응용기술 워크샵

2012

8 강태규 박성희 장일순 김인수 한동원 녹색성장 LED 융합기술 동향분석 전자통신 동향분

석 24[5] 2009

9 한국광산업 진흥회 광IT와 LED 융합 기술 분석 및 향후 전망 광IT 융합산업 보고서 2011

10 한국광산업 진흥회 LED를 기반으로 하는 광-의료기기 융복합 산업 기술 및 시장동향 광IT

융합산업 보고서 2012

11 임승옥 전자부품연구원 LED 산업과 가시광 무선통신 연계전략 2008

12 오대곤 LED광산업의 비전 및 발전전략 2012

13 송상빈 한국광기술원 국내외 LED 조명 기술개발 현황 2012

14 KIET LED 및 광 중장기 기술개발 계획 2011

15 김진태 배성범 윤두협 피부질환 치료용 LED 치료기 전자통신동향분석 25[2] 2010

16 파루스 식물재배용 LED 조명 기업소개자료 2011

17 손종구 식물공장 시장현황과 향후 주요과제 KISTI MARKET REPORT 3[3] 3~7 2013

18 이성근 빠르게 성장하는 LED 조명시장 한국의 변화는 더딘 편 LG Business Insight 2013

19 한영수 LED 조명과 소비자 가치 LG Business Insight 2013

20 이희춘 LED용 대구경 사파이어 단결정 소재 개발 현황과 미래 세라믹스트 14[5] 2011

21 키움증권 LED 조명 빛은 반도체를 타고 온다 2011

22 ElectroniCast LEDs in Medical and Biophotonics Devices 2013

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