성능높인 LED, 사인과 경관용으로 적극 활용
발전하는 LED, 사인시장 빛낸다
발광소자 LED는 휘도 및 발광효율이 점차 좋아지고, 저전압으로 구동돼 감전위험이 없다는 점에서 최근 사인분야 활용이 가속화되고 있다. 특히 성형사인이나 채널사인 등 입체형 사인에 대한 인식이 높아지면서 내부 광원으로 적극 적용되는 추세.
또한 LED의 적용성과 화려한 연출효과로 건물 및 경관조명 활용 사례 역시 늘고 있다. 이는 LED를 적용해 기업과 건물의 이미지를 강화함은 물론, 야간 경관연출을 통해 도시미관을 아름답게 꾸미려는 의도다.
따라서 관련 업계는 사인용 LED제품과 경관용 LED제품을 경쟁적으로 내놓고 있다. 특히 출시 제품은 기술력과 구성이 한층 업그레이드돼 사인용 LED 시장의 발전가능성을 더욱 높여주고 있다.
글 / 오경림 기자 popo@popsign.co.kr 사진 / 변순재 기자 ph50mm@popsign.co.kr
전 세계 LED 시장은 약 37억 달러 수준으로, 지난 2002년 18억 달러 수준에서 약 2배 이상 성장했으며, 특히 사인/디스플레이 시장은 2002년 2억 8800만 달러에서 4억 8100만 달러로 확장됐다.
최근 환경문제와 에너지 문제 등이 세계적으로 화두가 되면서 점차 LED의 사인 활용도가 높아지고 있는 것. 실제적으로 가정용 및 산업용 조명, 옥내외 백색조명 등에 LED가 적용될 경우 연 1000억원의 수입대체효과, 3.5조원의 에너지 절감효과, 8조원의 발전소 건설유지비용 절감, 1조원의 수은 및 이산화탄소 저감효과 등을 얻을 수 있어 경제적, 환경적 편익을 제공할 것으로 기대되고 있다.
따라서 유럽과 미국 등 선진국을 중심으로 이러한 추세가 이어지고 있으며, 우리나라 역시 이 흐름에 따라 LED의 사인시장 점유율은 더욱 높아질 것으로 보인다.
LED, 사인용 광원으로 각광받아
사인용 조명시장은 기존 형광등, 네온, 할로겐 등 다양한 광원이 선점해왔으나, 최근에는 LED가 사인용 광원으로 각광받는 추세다. 오히려 후발주자인 LED가 사인용 광원으로 각광받는 이유는 LED의 소자 특성 때문.
기존 광원들은 수은을 사용해 발광(發光)해왔지만, LED는 수은을 사용하지 않아 친환경적이며, 전력소모가 적어 유지비가 절약된다. 또한 기존의 조명기기보다 높은 수명을 보장하며 내구성이 뛰어나고 견고한 특성을 가진다. 그리고 사인에 대한 인식변화로, 입체사인과 채널사인이 최근의 경향으로 자리 잡으면서 작고 가벼운 LED가 내부 광원으로 주목받고 있다.
특히 LED의 고휘도화가 진척되면서 사인용 광원 활용도는 더욱 활발해지고 있다. 현재 LED 발광효율은 매 10년마다 30배씩 증가되어 적색 및 등황색 LED의 성능 지수는 이미 형광등 수준을 넘어섰으며, 백색 LED 상용 제품의 효율은 40~50lm/W 정도로 발표되고 있다. 또한 LED 관련 칩 구조, LED 기판, 형광물질 및 패키지 구조 등 여러 가지 측면에서 기술개발이 이뤄지고 있어 LED 휘도는 더욱 향상될 것으로 보인다.
더욱 밝아지는 LED모듈
LED제품의 제작공정을 살펴보면 기판, 에피웨이퍼, 칩, 칩 패키지, 모듈 및 응용시스템으로 분류된다. 특히 사인용 LED제품은 모듈형태로 칩 패키지를 기본으로 제작된다. 따라서 모듈의 제품력은 칩과 칩 패키지, 그리고 모듈화 기술에 따라 달라진다.
우선 어떤 칩을 사용했느냐에 따라 모듈의 밝기가 좌우된다. 따라서 사인용 LED 모듈 업체는 신뢰성 기반 칩을 통해 모듈의 휘도를 더욱 증가시키고 있다.
현재 전 세계적으로, LED 칩으로 유명한 업체는 니치아(Nichia), 오스람(Osram), 루미레드(Lumileds), 크리(Cree)社 등 5개 회사로, 이들은 전 세계 고휘도 LED 시장의 85%를 차지할 정도로 높은 점유율을 보이고 있다. 국내 역시 이들의 독주가 이어지고 있으며, 특히 사인용 LED모듈에는 니치아, 오스람, 크리 등의 제품이 선호되고 있다.
현재 닛시트로닉스는 오스람(Osram)의 ‘Golden dragon’을 적용한 ‘Beetle’ 모듈 시리즈를 선보이고 있으며, 엘이디월드는 크리(Cree) 칩을 사용해 ‘LW’시리즈를 출시하고 있다.
그러나 최근 국내 칩 생산업체의 점유율도 점차 높아지는 추세. 특히 자체 개발한 웨이퍼 코팅장비를 갖춘 나이넥스는 일괄 공정의 칩 생산능력으로, 가격 부분에서 경쟁력을 갖춰 시장 수요가 꾸준히 늘고 있다.
칩 패키지에 따라 소자 타입 결정돼
사인용 LED모듈에서 또한 중요한 것이 바로 칩 패키지에 따른 소자의 타입이다. 소자는 원형의 기본타입, Super Flux 타입(Piranha 타입), Flat 타입, Power LED, SMD 등으로 나뉘며, 각각의 패키지 형태에 따라 특성이 달라진다.
특히 국내 채널사인용 LED모듈에는 슈퍼플럭스 타입과 Flat 타입이 주로 쓰이며, 최근에는 슈퍼플럭스 타입이 많이 적용돼 출시되고 있다. 피라냐라고 불리는 슈퍼플럭스 타입은 빛이 넓은 각도로 분산되고, 얇은 두께로 인해서 낮은 높이를 원하는 공간에 사용될 수 있으며, 4개의 리드를 갖춰 열전도율이 향상된 타입이다.
또한 패턴에 바로 소자를 붙여 적용할 수 있는 SMD(Surface Mount Devices : 표면실장 소자)는 적용범위가 넓어 다양한 사인용 LED제품에 활용되고 있다.
LED의 열을 잡아라
소자는 모듈 과정을 통해 LED제품으로 완성된다. 특히 높은 휘도와 다양한 컬러를 구동시키기 위해 한 모듈 내에 소자 1개에서부터 여러 개까지 구성시키는데 이때 열이 발생한다. 보통 LED에 입력되는 Electrical power 대비 광출력이 약 15%가 되고 85%가 열로 변환되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 소자의 결합에서 발생되는 열을 어떻게 방출시킬 수 있는가 하는 점이 주요 기술이 되고 있다. 즉 열 저항을 어떻게 줄일 것인가가 관건이 되는 것. 따라서 LED모듈 업체는 방열판이나 모듈내부 회로기술을 통해 발열문제를 해결하고 있다.
닛시트로닉스는 ‘Beetle’ 모듈에 방열판을 부착해 발열문제를 해결했으며, 대한트랜스는 시뮬레이션 툴을 통한 열방출 면적 최적 설계로 파워 LED의 열을 잡았다.
한편 전압이나 전류량에 따라 빛의 세기가 달라지는 LED는 일치되는 광도와 색도를 얻고, 최대전류전압을 위반하지 않음으로 신뢰성을 높이기 위해 정전압 방식과 정전류 방식으로 회로가 구성된다. 최근에는 정전류 방식의 모듈제품이 각광을 받고 있는 추세다.
어려운 기술력, 적용은 쉽게
최근 출시되는 LED모듈 제품은 진보하는 기술력으로 제품력을 향상시키고 있다. 그러나 적용함에 있어서는 쉽게 접근되는 것이 특징적.
즉 모듈 간 연결을 쉽게 하기 위해 커넥터 방식을 채택하고, 옥외 적용이 용이하도록 방수능력을 향상시키고 있다. 특히 빛글은 +와 -극을 없앤 프리볼트 LED제품 ‘BBLED’을 출시해, 설치상의 용이함을 제공하고 있다. 또한 네스라이트는 LED모듈은 물론, 커넥터까지 완전 방수되는 CAP LED 모듈 ‘커넥터 장착 CAP LED 모듈’을 새롭게 출시해 눈길을 끈다.
한편 LED모듈 생산업체는 모듈전원장치인 파워서플라이(SMPS:switching mode power supply)도 함께 출시하는 추세로, LED관련 제품의 다양성을 꾀하고 있다.
경관조명 제품 함께 갖춰
국내 LED모듈 업체는 기술력 높은 제품으로 빠르게 사인용 광원시장을 공략함은 물론, 경관조명용 제품군을 다양화하고 있어 눈길을 끈다.
최근 경관조명에 대한 관심이 높아지면서, 지자체와 기업 및 건물은 앞 다퉈 LED제품을 경관조명으로 활용하고 있으며, 이로써 경관조명용 시장은 더욱 커질 것으로 전망된다. 이러한 분위기 속에 관련 업계는 경관조명용 LED 시장에 발 빠르게 준비하고 나선 것.
특히 LED는 소비전력이 적고, 컬러를 다양화할 수 있으며, 동영상까지 구현이 가능해 홍보효과와 시각적 효과가 크다. 따라서 야간 아름다운 경관을 연출하기 위한 지자체나 기업 이미지를 높이려는 기업 등에 LED제품이 선호되는 추세다.
LED월드의 장명환 이사는 “사인 시장이나 빌딩 경관을 위한 LED제품의 시장성은 지금부터라고 생각한다”고 말하고 “지금까지 다양한 시도는 있었지만 신뢰성 및 가격의 문제로 일부 대형 클라이언트에 의해서만 집행돼 왔던 부분이 이제는 LED의 인식 확산과 확보된 신뢰성 및 상대적으로 저렴해진 가격 덕분에 중소형 클라이언트들에게도 매력있는 분야가 되었다고 판단된다”며 최근 경향을 설명했다.
LED전광판 업체, 경관조명시장 진출 가시화
한편 지난 3월 “도시 중심이나 상업지역에 있는 15층 이상 고층건물의 벽면 전체를 이용한 전면광고를 허용해 도시 경관 조성과 LED(발광다이오드) 등 관련 산업의 투자 활성화를 유도한다”는 내용을 담은 ‘옥외광고 규제합리화 방안’이 확정·발표됨으로 LED전광판 업계의 경관조명용 시장 진출이 가시화되고 있다. 전광판 업체는 기존 LED전광판 시장에서 갖춘 영상제어 기술력으로 부가가치를 창출한다는 것.
최근 LED부품 브랜드 ‘바이트론’을 출시한 빛샘전자는 LED부품의 기술 경쟁력과 영상제어 기술을 토대로 경관조명시장을 공략한다는 전략이다. 목산전자 역시 금년의 영업방향을 풀 컬러 동영상 및 조명 분야에 초점을 둬 진행해 나갈 전망이다.
모듈 제품에서 Flexible 제품까지
LED모듈 업체가 경관조명용 시장 공략을 위해 출시하고 있는 제품은 모듈제품과 봉 LED, 그리고 LED Bar 등 다양하게 갖춰져 있다.
LED월드는 건물 전체를 이용해 다양한 연출을 할 수 있는 RGB 모듈과 봉 LED를 선보이고 있다. 특히 RGB모듈은 최고 16,777,216가지 색상으로 애니메이션, 동영상 등을 표현할 수 있는 제품.
그리고 나이넥스는 조형물에 적용 가능한 ‘Flexible PCB’ 및 컨트롤러와 PCB Bar가 일체형으로 결합된 ‘풀 컬러 LED Bar’를 새롭게 출시했다.
또한 아토디스플레이는 500㎜, 1000㎜ LED Bar 제품과 함께 Dimmer, Controller 기능의 컨트롤러를 갖추었으며, 엘이디라이텍은 1670만 컬러 구현이 가능한 LED, 슈퍼 슬림 타입의 방수형 제품 ‘GLOW Super’와 ‘GLOW 시리즈’로 경관 활용을 넓혀가고 있다.
닛시트로닉스는 리니어 조명 ‘NS-SH-시리즈’와 LED 열주등 ‘NS-PO-시리즈’, 그리고 별과 같은, 빛의 깜빡임을 연출하는 ‘NS-ST-시리즈’ 등을 출시하고 있다. 또한 에스디티는 RGB LED와 컨트롤러를 이용해 다양하고 화려한 표현이 가능한, 풀 컬러의 색상 연출용 경관조명을 선보이고 있다.
한편 엘이디피아는 실리콘타입의 유연성을 지닌 ‘LK-FPC’와 고휘도 LED램프 21개를 장착해 다양한 컬러연출이 가능한 ‘LK-MR16’을 갖추고 있다.
경관조명, 프로젝트 단위로 이뤄져
경관조명용 LED 시장이 관련 업계에 더욱 매력적인 것은 프로젝트 단위로 이뤄져 대량의 제품 공급이 가능하다는 점이다. 또한 컨트롤러 등, 관련 시스템 및 소프트웨어가 함께 제공돼 이와 관련한 부가가치도 상당하다는 것. 따라서 LED모듈 업계는 전담 부서 및 직원을 통해 전문화를 높여가고 있다.
닛시트로닉스는 경관조명 시공 담당직원 및 전문 디자이너를 두고, 디자인 시안에서 시공까지 일괄적으로 처리할 수 있도록 하고 있다. 또한 엘이디피아는 경관조명 관련 업무량이 늘고 있어 전문 시공팀을 둘 예정이다.
전문 디자이너와 시공팀을 두고 있는, 엘이디라이텍의 오승환 팀장은 “경관조명 시장에서는 단순히 제품으로 승부할 수 없다”며 “이제는 기술, 즉 솔루션 대결이므로 제품을 개발·설치하고, 이를 구현해내어 시현할 수 있는 일련의 과정이 중요하다”고 말하고, “특히 얼마나 쉬운 솔루션을 제공할 수 있는가가 관건”이라며 강조했다.
사인관련 LED 업체, 해외진출 잇달아
경관조명용 LED 시장에서 활발한 실적을 올리고 있는 LED모듈 업체는 제품력과 솔루션의 강점으로 해외 공략에 박차를 가하고 있다.
엘이디피아는 중국 전역 스포츠용품 매장에 제품을 납품하고 관련 시장 공략을 가시화하고 있다. 그리고 엘이디라이텍은 일본 전역에 경관조명 제품 및 솔루션을 제공하는 등 시장영역을 확대하고 있으며, 닛시트로닉스는 호주와 인도 등에 경관조명 제품을 납품해 좋은 반응을 얻고 있다.
한편 새롭게 경관조명시장을 공략하고 있는 전광판 업체 역시 해외시장 진출을 노리고 있다. 빛샘전자는 기존 일본시장에서 갖춘 레퍼런스를 통해 경관조명시장 진출을 가시화하고 있으며, 목산전자는 개방적 성향의 중국시장을 공략한다는 계획이다.
[출처 : 팝사인]
