자체발광! 여름밤을 수놓는 빛의 반도체, LED

겨울이 지나고 여름이 왔다. 봄을 뛰어넘어 찾아온 느닷없는 무더위에 잠 못 이루는 요즘, 한여름 밤의 환상을 즐기러 밖으로 나서보자. 수수한 밤 공기를 감성으로 채우는 조명, 별보다도 반짝반짝 빛나는 LED가 당신을 반겨줄 테니.

자체발광 매력에 빠져들다

‘발광 다이오드’라는 우리 말보다 영어 명칭이 더 익숙하다. 이공계의 어려운 용어가 아니라 이제는 일상에서 쉽게 접할 수 있다. 다들 하나쯤 이 작지만 강력한 반도체를 가지고 있다. 바로 LED(Lighting Emitting Diode)다.

반도체는 전기를 흘리면 +극(P-전극)과 –극(N-전극)이 만나 반응을 일으키는, 도체와 부도체 사이의 물질이다. LED는 이 반응 과정에서 전기 에너지를 빛 에너지로 방출하는 발광 반도체다.
LED는 아주 작은 점 형태로 빛을 내는 ‘점광원’이지만, 전체 에너지의 40%가량을 빛 에너지로 바꾸어 내놓을 만큼 에너지 효율이 높다. 때문에 LED 한 개의 광도가 매우 높을뿐더러, 이들이 여러 개 모여 만들어내는 빛은 굉장히 강렬하고 밝다.

우리는 이미 자체발광의 강렬한 매력에 빠져있다. 1960년대 처음 개발된 LED는 가시광선 조명을 구현하는 데에 앞서, 그보다 장파장인 적외선에 이용되었다. TV 리모컨과 바코드기에 바로 이 적외선 LED가 장착되어 있다는 사실! 그만큼 LED의 역사는 생각보다 오래됐다.

야외 공연장의 수많은 인파 속에서도 공연을 생생하게 체험할 수 있는 것, 바로 LED 전광판 덕분이다. 깜깜한 밤길을 비추거나, 공연의 즉석 응원 도구로 유용한 스마트폰의 플래시도 LED를 사용한다. 서울 시내 모든 자동차, 보행자 신호등에도 역시 LED 조명이 들어간다. 가시성을 높이고 에너지를 절약한다는 이유에서다. 이 외에도 군용 플래시, 책상의 전기스탠드, 정원 등에 각종 조경용으로 LED는 널리 이용되고 있다.

올여름, LED를 더 신나고 아름답게 즐기는 방법

1. 자연 속 LED 축제, ‘2013 순천 하늘빛 축제’
지금 순천에서는 ‘꽃빛, 물빛, 별빛을 담다’라는 주제로 빛 축제가 진행 중이다. 동천과 장대공원 일원을 화려하게 수놓은 LED 조명이 매일 일몰 후부터 밤 10시 30분까지 점등되며 평일 상설 프로그램, 주말 D-day 이벤트, 요일별, 계절별 다양한 프로그램을 운영한다. 10월 27일까지 계속되는 축제는 매주 금∙토∙일요일에만 관람이 가능하다.
2. 시원한 LED 쇼, ‘여의도 물빛무대 수상분수’
세계 최초의 개폐식 수상무대인 물빛무대에 주목하자. 화려한 음악 분수와 LED 조명 및 영상 조합으로 수상 멀티미디어 쇼가 연출된다. 특히 이곳은 물의 흐름을 시각, 청각화한 수경시설로 한강 조망, 각종 공연 등 문화 행사와 어우러져 가족 나들이에 적합한 장소로 각광받고 있다. 주말 오후 12시부터 2시간 간격으로 분수를 가동한다.
3. LED 전당에서 즐기는 문화공연! ‘부산 영화의 전당’
세계 최대 규모로 기네스북에 오른 부산 영화의 전당의 빅루프(Big roof)는 전체가 LED로 되어있다. 이 크고 화려한 LED 지붕 아래에선 항상 영화 상영, 각종 콘서트 등 다양한 문화 공연이 펼쳐진다.
올해는 빅루프에서 상영될 LED 영상을 뽑는 공모전도 개최된다. 출품 기간은 6월 28일까지이며, 수상작은 추후에 특별 상영될 예정이다.

세계를 밝히는 LED 열풍

EU는 에너지 절감 지침에 근거해 2009년부터 유럽 27개국에서 백열등 판매를 단계적으로 축소해왔으며, 지난 2012년 9월 1일부터는 전면적으로 판매를 금지했다. 호주도 2011년부터 백열등 사용을 전면 금지한 바 있고, 미국은 2014년까지 사용을 단계적으로 금지할 계획이다.
발명왕 에디슨이 1879년 선보인 후 약 130년간 인류의 밤을 밝혀온 백열등이 사라지는 자리를 이제 LED가 차지하고 있다. ‘고효율과 친환경’이 이러한 LED 열풍의 이유다.

백열등은 전기 에너지의 5%만을 빛으로, 나머지 95%는 열로 바꿔 내보낸다. 때문에 조명으로서 효율이 낮아 에너지 낭비가 심하고, 조금만 켜도 금방 뜨거워지는 단점이 있다. 형광등은 조금 나은 20% 정도의 에너지 효율을 가진다. 그러나 형광등은 진공으로 된 유리관 안에 수은이 들어있는 구조다. 자칫 잘못 다뤄 형광등이 깨지기라도 하면 중금속인 수은은 몸 안에 축적돼 절대 빠져나오지 않는다. 취급에 절대주의가 필요하고, 폐기 시 환경 오염 발생도 상당한 물질이다.
이에 비해 LED의 에너지 효율은 현재 40% 정도다. 전체 에너지의 40%가 빛으로 나오기 때문에 발열이 적고, 조명으로서 효율이 높다. 형광등보다 전력량 소모가 적어 에너지를 절약할 뿐만 아니라, 유해물질을 함유하지 않아 친환경적이다. 게다가 LED 전구 하나의 수명은 20,000시간, 하루 12시간 조명을 켰을 때 약 5년 동안 유지 가능하다. 전기료는 물론 전구 교체 비용과 수고도 아낄 수 있는 똑똑한 조명인 것이다.

LED는 다양한 산업과 함께 움직인다. 일반 조명 산업은 물론 TV, PC 모니터 등의 디스플레이 산업, 그리고 스마트폰, 노트북 등 전자 산업에도 적극 참여한다. 이 정도면 LED의 발전이 곧 다방면 산업의 발전이라 할 수 있겠다.

LED가 조명하는 앞날
MINI INTERVIEW
LG이노텍 조명상품기획팀 장기연 팀장


LED가 각광받기 시작하면서, 전 세계 기업들이 아낌없는 투자를 계속하고 있다. 독일의 유서 깊은 조명회사 Osram은 물론, LED 형광체 특허를 가진 일본의 Nichia사, 고급 자동차 헤드램프를 제작하는 미국의 Cree사까지 적극 LED 산업에 뛰어들었다.
LED 산업의 치열한 경쟁 속에서 LED의 잠재력과 성장세가 궁금했다. 우리나라 LED 산업을 주도하는 LG이노텍 장기연 팀장에게 그 반짝반짝한 미래를 물었다.

럽젠Q 고효율∙친환경을 넘어선 LED의 또 다른 매력은 무엇이 있나요?

“먼저 LED는 색온도 변화가 가능합니다. 일단 조명을 설치해두고 상황에 따라 알맞은 색깔로 조명을 조정할 수 있다는 거죠. 우리 시각은 노란빛이 도는 Warm white 조명을 편안하게 느끼고, 푸른 빛이 도는 Cool white 조명에선 약간 긴장하게 됩니다. 때문에 업무를 하거나 집중이 필요할 때는 Cool white(5,000K~6,000K)로 색온도를 올렸다가, 쉬면서 안정을 취하고자 할 때에는 색 온도를 낮추면(3,000K~4,000K) 되는 거죠.
두 번째로 LED는 태양광에 가장 가까운 빛을 만들 수 있다는 것입니다. 우리 눈에 피로도 줄일 수 있고, 색재현성을 높인 LED 조명은 색감의 왜곡이 거의 없어 마트에서의 과일, 생선은 더욱 신선하게 보인다고 할 수 있죠. 또한, 파장 선별이 가능하기 때문에 광합성 작용을 활성화 할 수 있는 파장대를 선별하여 LED 조명을 제작하면 식물 성장에도 큰 도움이 됩니다. 그 LED 조명을 쬔 식물은 광합성을 더 활발하게 해 빨리, 크게 성장합니다.”

럽젠Q 더 나은 LED 산업을 위해 보완해야 할 부분이 있나요?

“LED의 효율을 현재보다 높이는 게 중요합니다. 일반 백열등이나 형광등보다 비싼 LED 조명의 가격에, 고효율이라는 합리적인 이유가 있어야만 제품에 대한 가치부여가 커지고, 판매가 촉진되어 시장이 더 커질 것이라고 보기 때문이죠. 실제로 LED의 효율이 높아지면서 단순히 빛을 발하는 제품(LED신호등)에서 빛을 비추는 제품(LED BLU/LED조명)으로 응용범위가 넓어져 우리주위의 실생활에서 쉽게 LED 제품을 접할 수 있게 되었습니다. 앞으로도 시장확대 측면에서 LED 효율 증진을 위해 계속해서 R&D개발을 진행할 예정입니다.”

럽젠Q LED 전망, 어떻게 예측하시나요?

“LED는 조명 시장 내에서 그 입지를 넓히고 있기도 하지만, 그보다도 두드러지게 그 자체의 단독 시장을 확장해나가고 있습니다. 이는 LED가 파장대에 따라 다양한 쓰임새를 가지기 때문에 가능한 건데요. 예를 들어 어느 특수 파장 대에서는 LED 빛으로 피부 속 모세 혈관을 자극해 주름을 제거하거나 피부재생 효과가 있어서 LED가 미용기기 시장에도 진출할 수 있죠. 자외선 파장대의 LED를 이용하면 빛을 쬐는 것만으로도 손쉽게 살균이 되는 기기를 만들 수도 있습니다. 그렇다면 정수기나 각종 살균기 영역으로도 진출할 수 있어요.
또 LED는 점(spot) 광원이기 때문에 미래 조명의 디자인 분야에도 자유롭게 다양한 표현이 가능합니다. 기존의 평판 조명에서는 불가능했던 독특한 디자인의 조명에도 적용이 가능하기 때문이죠. 이 외에도 LED의 활용도는 정말 무궁무진하다고 할 수 있어요.”

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