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LED 형광등 초읽기
2008-01-01 |   지면 발행 ( 2008년 1월호 - 전체 보기 )

'LED 형광등' 초읽기

형광등을 사용하는 플렉스간판 등에 LED 모듈을 적용하는 등 형광등을 대체하려는 LED의 움직임이 심상치 않다. 그런데 최근 그 모양까지 형광등과 동일한 LED 형광등이 등장해 관심이 더욱 커지고 있다. LED 형광등, 과연 형광등처럼 손쉽게 사용할 수 있는지, 밝기도 충족하는지 등 여러 의문점이 생긴다.
글, 사진: 서정운




플렉스간판용, 형광등 대체 등 신 기술 개발에 매진중인 LED 업계
형광등은 일반 슈퍼나 전파사에서 손쉽게 구입할 수 있을뿐더러 가격도 저렴하고 남녀노소 설치방법이 쉬워 사인업계뿐 아니라 전 조명업계에서 가장 오랫동안 그리고 많이 사용해온 광원이다. 그러나 흑점현상, 짧은 수명 등으로 잦은 교체와 색, 형태 등 디자인 표현에 한계가 있고 수은 사용으로 친환경을 지향하는 미래 조명시장의 흐름에 반해 점차 그 자리를 타 광원에 일부 내주고 있다.
한편, 플렉스간판 내부에 형광등 대신 LED를 적용한 사례를 본지 10월호에 소개한 적이 있다. 이는 업계의 뜨거운 감자로 비춰졌고 향후 지속적인 관심을 불러일으킬만한 충분한 사건이었지만 상당한 양의 LED 모듈을 적용해야 했기에 가격부담이 컸으며 시공 편의성도 형광등에 비해 어려웠다는 등 개선점이 아직까진 많다는 평이 많았다.
그리고 지난 11월에 열린 사인전시회에서도 플렉스 간판에 LED를 적용한 제품을 일부 업체에서 선보였는데 전면간판에서 나아가 양면형 LED를 이용해 양면을 모두 사용하는 돌출간판에도 적용할 수 있게끔 진보한 기술을 확인할 수 있었다. 그러나 담당 관계자는 “플렉스간판에 LED를 적용하려는 시도가 일고 있지만 아직까지도 가격과 시공 그리고 조도 문제를 시원하게 극복하기가 어렵다. 그러나 LED 자체 기술력이 하루가 다르게 높아지고 있으며 이를 적절히 활용할 응용기술만 부합한다면 상용화는 멀지 않을 것으로 기대한다”라고 말한다.
국내 광산업 육성을 목적으로 설립한 광산업 전문생산기술연구소인 한국광기술원에서도 광통신모듈, 휴대폰용카메라모듈뿐만 아니라 사인에도 적용이 가능한 LED 모듈 제품 개발에도 박차를 가하고 있고, 최근 한 사인업체에서는 형광등의 장점은 최대한 살리고 단점은 보완한 제품이 개발돼 상용화를 앞두고 있는데 그 형태는 형광등과 같지만 관 내부 발광시스템은 수은 방전으로 생긴 자외선을 가시광선으로 바꾸는 형광등 방식이 아닌 LED를 사용한 사례다.

빛의 확산성과 직진성을 동시에 해결할 수 있는 렌즈가 관건
형광등인가? 일상생활에서 쉽게 볼 수 있는 형광등 등기구에 설치돼 빛을 발하고 있어 형광등으로 생각했지만 유심히 살펴보니 기존 형광등의 빛과 다소 차이를 보였는데 형광등 디자인과 동일한 LED를 탑재한 LED 형광등이었다. LED는 백색이라 해도 블루 화이트, 옐로우 화이트 등 종류가 다양한데 앞서 말한 LED 형광등은 블루 화이트를 적용한 사례다. (주)영진PARTS 김대중 대표는 “LED 형광등은 기존 형광등을 대체하기 위해 개발한 제품이다. 그 형태를 형광등과 동일하게 하자는 아이디어 착안에 이어 개술개발을 지속적으로 착수해오다 현재 상용화를 목전에 두고 있다”라고 말한다.
형태가 같다고 기능도 같을까? LED 형광등에 대한 의문점은 증폭됐다. 가격, 빛의 직진성 문제, 형광등보다 다소 쳐지는 밝기, 사용편리성 등을 어떻게 극복했는지가 그 관건이다. 예들 들어 플렉스 간판에 사용하고 있는 형광등이 고장 났을 경우 곧바로 여기에 LED 형광등을 사용할 수 있을지 말이다.
이에 김 대표는 “2m 기준으로 형광등의 밝기는 약 400lux이고 LED는 약 200lux 정도다. 이 밝기를 개선하기 위한 것이 바로 렌즈로써 LED 형광등의 가장 핵심인데 현재 이 렌즈의 기능을 최대화하기 위한 개발 때문에 상용화가 늦어지고 있는 것이다”라고 말한다.
LED 모듈은 자체 렌즈를 사용하는 오벌(oval) 타입 LED(혹은 딥 타입 LED)와 렌즈를 사용하지 않고 있는 SMD 타입 등 두 종류로 구분하는데 오벌 타입의 경우 빛의 확산성보다 직진성이 강해 빛을 멀리까지 보낼 수 있지만 SMD 타입에 비해 빛의 세기가 떨어지고 SMD 타입은 빛의 확산성과 세기가 뛰어나기 때문에 현재 대부분 채널사인에 적용하고 있다.
그러나 형광등을 대체하기 위한 LED 형광등의 상용화 관건은 빛의 직진성과 확산성을 동시에 지녀야 한다는 것이다. 이에 김 대표는 “직진성이 좋아야 한다는 것은 빛의 가시거리가 좋아야 한다는 것을 뜻한다. 형광등의 경우 빛의 진행방향이 위에서 아래로 향하는데 이때 빛의 가시거리가 2m 이상이 가능하지만 LED의 경우 2m까지도 어렵다. 직진성이 뛰어난 오벌 타입을 사용하면 2m까지 가능하지만 빛이 약해 도달점에서는 거의 점 수준으로 보인다. 따라서 빛의 세기를 충족시킬 수 있는 SMD 타입을 적용해야 하는데 이 SMD 타입에 오벌 타입의 렌즈처럼 별도로 렌즈를 접목시키는 것이 관건이다”라며 “이 때 렌즈는 모듈 자체에 접목시키는 것이 아니라 관을 렌즈로 활용해야 하기 때문에 형광등의 관과 동일한 관을 제작해야 하는데 이때 렌즈의 각도와 크기 등을 맞추기 위한 금형을 제작하는 것이 까다롭다. 금형이라는 것은 한 번 아니면 다시 제작해야 하기 때문이다”라고 말한다.

형광등 구동 시스템과 동일해야 할 것
쉽게 말하자면 렌즈는 일종의 돋보기와 같은 구실을 하는 것으로써 1W급 이상 경관조명용 LED에 사용하는 등기구의 렌즈가 바로 그것이다. 경관조명용 LED는 렌즈 유무에 따라 빛의 세기와 직진성이 몇 십 배 이상 차이가 나기 때문에 향 후 LED 기술은 렌즈 기술의 발전에 따라 좌우한다고 해도 과언이 아니다.
한편, LED 형광등의 관은 투명과 불투명으로 각각 제작할 것이라 하는데 투명의 경우 관을 통해 도트현상이 발생하며 불투명의 경우 표면에 파우다와 확산제를 첨가해 빛의 세기를 더욱 높이며 내부가 보이지 않기 때문에 외형상으로 형광등과 구별할 수 없을 정도로 동일하다. 그리고 등기구에 고조도 반사판을 적용하는 것도 빛의 세기를 증폭시키는 또 다른 방법이라고 한다.
형광등은 일반적으로 유입전압 220V가 등기구에 설치된 안정기를 통해 135V로 변압한 후 변압한 전압만큼의 전력이 형광등으로 흘러들어 빛을 내는 방식을 띤다. 이와 비교해 LED 형광등을 살펴보면 유입전압 220V는 LED 형광등 자체 뒷면에 설치된 전압조절기능 띤 구동판에서 LED모듈 적정 전압인 12V로 변압한 후 LED 형광등으로 흘러들어 빛을 내는 방식이다. 여기서 구동판은 형광등의 안정기와 같은 구실을 하는 것이다.
그러나 일반적으로 사용하는 형광등 시스템은 안정기를 사용하기 때문에 기존 설치돼 있는 형광등을 LED 형광등으로 곧바로 교체 사용하려면 설치돼 있는 안정기 시스템과 마찰을 피해야 할 것이다. 이에 (주)영진PARTS 김대중 대표는 “안정기를 거쳐 12V로 전환시켜야 하기 때문에 LED 형광등의 구동판 회로를 그 시스템에 맞게 리뉴얼하고 있다”라고 말한다.

box
LED 내리는 2007 크리스마스
-태평양 본사 외벽 LED 사인
5256개 모듈이 감성을 자극
태평양 본사 외벽 LED 사인은 12월의 눈과 크리스마스 시즌을 더욱 빛낼 찬란한 눈의 결정체를 이용해 그 이미지를 형상화했다.
태평양측 관계자는 “디자인은 최종적으로 겨울 시즌을 고려한 스노우 패턴으로 결정했다”라고 전하는데, 소형사인에 비해 이처럼 대형 사인의 경우 최종 디자인 결정에 이르기까지 오랜 시행착오를 겪는다는 것이 제작자의 의견이다. 이번 스노우 사인 시스템은 풀컬러 LED를 광원으로 적용한 사례로써 과연 주문자인 태평양의 입장에서 어느 정도 LED를 활용한 프로그램 연출기법을 이해, 숙지하고 있는지도 관건이 될 수 있다. 제작자는 주문자의 요구사항을 100% 수용 못할 수도 있고 요구사항보다 더 큰 효과창출을 낼 수도 있다. 제작을 담당한 삼원기업 박재현 실장은 “눈이 흩날리는 형상, 컬러풀한 눈이 찬란하게 내리는 형상 등 사전에 LED 프로그램 디자인 수정을 7차례에 거쳐 최종적으로 지금의 것으로 결정됐다. 지금의 것에 태평양측은 만족감을 보이고 있지만 제작자의 입장에서는 다소 아쉬운 면이 없지 않다”라고 말한다.
심플함 디자인을 원한 태평양측의 최종 결정에 따라 현재 백색, 핑크색, 사이언색 등 총 3색으로 색을 최소화해 이를 단순한 점멸 프로그램에 적용해 연출하고 있지만 삼원기업에서는 LED의 특성을 십분 살릴 수 있는 프로그램을 제작해 태평양측에 다시 한번 제안할 예정이라고 한다.
제작만큼 어려웠던 부분이 시공이었다고 관계자는 말한다. 건물 손상을 최대한 줄이기 위해 외벽에 사인을 바로 설치하지 않고 거치대 구실을 해줄 철재 파이프를 별도로 설치해 시공을 진행했다. 그리고 주?야간으로 나눠 작업했는데 도로쪽을 향하고 있는 건물 정면은 시공 시 1차선 도로를 점령해야 했기 때문에 밤 11시 이후에나 작업을 시작할 수 있었고 주간에는 측면을 설치했는데 공간이 협소해 난공사였다.
수많은 프로그램 디자인 수정과 엄청난 제작 물량 그리고 상당히 까다로웠던 시공까지 모두 마친 LED 스노우 사인은 그 힘든 과정이 언제 있었냐는 듯 사인을 바라보는 이들에게 빛의 향연을 통해 연말연시 시민들에게 따뜻하고 행복한 감정을 불러일으키고 있다.

<SignMunhwa>

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