응용제품 디자인개발

응용제품 디자인개발

LED 方案

- 광주시 光 산업 현황과 개발제품을 중심으로 -

Solutions of the LED application product design development

Based on the status and development of industrial products in Gwang Ju

년

2010 2月 日

조선대학교 디자인대학원

디자인학과

신 철 호

응용제품 디자인개발

LED 方案

- 광주시 光 산업 현황과 개발제품을 중심으로 -

지도교수 : 김 명 주

이 논문을 산업디자인학 석사학위 신청논문으로 제출함.

년

2009 12月 日

조선대학교 디자인대학원

디자인학과

신 철 호

신철호 의 석사학위논문을 인준함

위원장 조선대학교 교수 印

위 원 조선대학교 교수 印

위 원 조선대학교 교수 印

년

2009 12月 日

조선대학교 디자인대학원

국 문 초 록

응용제품 디자인개발

LED 方案

- 광주시 光 산업 현황과 개발제품을 중심으로 -

성 명 : 신 철 호 지도교수 : 김 명 주 조선대학교 디자인대학원 디자인학과 제품디자인전공

에너지 절감 및 친환경적인 측면에서 LED 응용제품은 산업분야에서 대체 광원 제품으로 부각되고 있다 오늘날. LED는 응용시장이 광범위하여 지속적인 성장 잠재력과 거대한 시장을 형성할 수 있는 특성을 가지고 있지만 제품의 다양성 및, 기술과 결합된 디자인이 미흡하여 급변하는 시장 환경에 능동적으로 대응할 수 있는 경쟁력이 부족하다.

광주광역시 대전략 산업중 하나인 광산업에서는 점차적으로 기술개발을 중심으로4 산업이 활성화되어 제품개발이 이루어지고 있는 추세이다 광주시 한국광기술원이. 관련 기업체에 기술지원을 하고 있지만 그에 따른 디자인 개발이 활발하게 이루어지지 않고 있다.

제품개발을 위한 기술개발에 있어 광주시 한국광기술원은 열 설계 광학설계 기구, , 설계 등의 다양한 장비활용과 기술적인 지원을 통하여 제품개발을 지원하고 있지만 이러한 노력들에도 불구하고 경쟁력 있는 제품을 만들기 위한 디자인개발에 대한, 지속적인 연구가 이루어지지 못하고 있는 실정이다.

본 연구는 LED산업에서 기술과 디자인의 긴밀한 연개를 통해 제품개발에 시너지 효과를 높이고 경쟁력 있는 제품을 상품화하기 위함이다 이에 필요한, . LED 응용 기술과 디자인개발에서 최소한의 이론적 기준들을 점검해 나가 광주시 LED 응용 제품 디자인을 한층 더 발전시켜 나가는데 의의가 있다.

또한 디자인산업이 타 산업과 융화되면서 발생하는 새로운 산업 구조의 모범, 사례를 만들어 광산업과 디자인산업이 제품개발에 있어 어떻게 연계 점을 찾아갈 것인가와 그에 따른 LED 응용제품 디자인개발이 어떻게 진행 되는지에 관한 연구를 통해 제품개발에 경쟁력을 가질 수 있도록 기여 하는데 본 연구의 목적을 둔다.

응용제품 디자인개발을 위해 참여기업을 모집하였다 디자인개발은 단계로

LED . 1~3

나누어 진행하여 디자인개발 과정을 탐구하였다 그리고 참여기업별 각기 다른. 응용 적용사례의 디자인개발을 수행하는데 세부적인 주안점을 두어 연구를 LED

진행시켜 나갔다 이런 연구를 위해 다양한 연구논문들과 도서 월간지들을 참고. , 하였으며 국 ․ 내외 LED 적용사례들을 조사하고 분석하였다.

이에 따라 디자인산업이 타 산업과 융화되면서 발생하는 새로운 패러다임을 바탕 으로 광주지역의 전략산업 광 의료 조선 등 간 융복합적인 산업연계로 제품개발이( , , ) ․ 원스톱 솔루션으로 이루어져 타 산업 간의 교류와 협력이 활성화 되고 본 논문에서, 연구되어졌던 LED 응용제품 디자인개발이 광주시 산업 발전에 한층 기여할 수 있기를 바란다.

본 논문은 ’08년 월부터9 ’09년 월까지 약 년여 동안 광주디자인센터 반도체조명9 1 디자인연구소 운영사업 담당 연구원으로 사업을 추진하여 반도체조명관련 기업체를 대상으로 제품디자인개발 지원에 의한 성과물을 수록하였다.

서 론 1.

연구배경

1.1 --- 1 연구목적

1.2 --- 3 연구범주 및 방법

1.3 --- 4

광주 광산업의 개요 2.

광산업의 현황 2.1

국내 광산업의 현황

2.1.1 --- 6 국외 광산업의 현황

2.1.2 --- 10

광주시 광산업의 현황 2.2

광주 광산업의 역사

2.2.1 --- 14 밸리 조성현황

2.2.2 LED --- 15 대체를 위한 정부정책

2.2.3 LED --- 16

응용제품 개발을 위한 요소 3. LED

요소 3.1 LED

구성

3.1.1 LED --- 18 특성

3.1.2 LED --- 20 장단점

3.1.2 LED --- 23

제품개발 요소 3.2 LED

기반 기술개발 요소

3.2.1 LED --- 26 조명기기 설계과정

3.2.2 --- 27 좋은 조명의 조건

3.2.3 --- 28

응용제품 분야별 분석 4. LED

일반조명 4.1

실내조명분야

4.1.1 --- 29

실외조명분야

4.1.2 --- 32 특수조명분야

4.1.3 --- 36

수송기기 조명 4.2

자동차 기차 조명

4.2.1 / --- 40 선박 항공조명

4.2.2 / --- 44

4.3 LCD BLU 소형

4.3.1 LCD BLU --- 47 대형

4.3.1 LCD BLU --- 50

디스플레이 4.4

전광판

4.4.1 LED --- 53 조명

4.4.2 Sign --- 54

응용제품 디자인개발 사례 5. LED

한국광기술원과 연계한 디자인개발 과정

5.1 --- 55

단계별 디자인개발 프로세스 5.2

단계 디자인개발

5.2.1 1 --- 57 단계 디자인개발

5.2.2 2 --- 58 단계 디자인개발

5.2.3 3 --- 59

기업별 개발 사례 5.3

참여기업 퓨쳐라이팅

5.3.1 - --- 60 참여기업 중앙뷰텍

5.3.2 - --- 62 참여기업 금성산업

5.3.3 - --- 63

참여기업 메카트로닉스

5.3.4 - SI --- 64 참여기업 룩스노바

5.3.5 - --- 65 참여기업 정우이노텍

5.3.6 - --- 67

참여기업 리버스

5.3.7 - --- 68 참여기업 위너테크

5.3.8 - --- 69 참여기업 아이엠

5.3.9 - --- 70 참여기업 동림전자

5.3.10 - --- 71

결론 및 향후연구과제 6.

결론 및 향후연구과제

6.1 --- 72 부 록

6.2

참고문헌

6.2.1 --- 74 영문초록

6.2.2 --- 76

< 그림 목차 >

< 그림-1 > 광산업 관련 소재 부품, --- 6

< 그림-2 > 광산업 세계 지역별 비중 --- 11

< 그림-3 > 세계 조명시장 전망 --- 12

< 그림-4 > 광주 광산업의 비전 --- 13

< 그림-5 > 한국광기술원 발전전략 --- 15

< 그림-6 > LED의 구조 --- 18

< 그림-7 > LED조명 기술개발 요소 --- 26

< 그림-8 > 설계 과정 --- 27

< 그림-9 > 형광등과LED조명 비교 --- 29

그림 삼성전기 조명체험관 내부 < -10> LED --- 30

그림 매립등 실내 < -11> --- 31

그림 압구정 갤러리아백화점 < -12> --- 32

그림 루미시스 보안등 < -13> LED --- 34

그림 서울역 버스 승차대 < -14> --- 35

그림 식물재배 < -15> --- 36

그림 보도교 < -16> LED --- 37

그림 터널광고 < -17> LED --- 38

그림 의료기기 < -18> --- 39

그림 리어램프 계기판 방향지시등 < -19> / / --- 40

그림 램프 < -20> DRL --- 42

그림 면발광 전조등 리어램프 < -21> VG / --- 42

그림 기차조명 < -22> LED --- 43

그림 선박조명 < -23> LED --- 44

그림 항공기 조명 < -24> --- 46

그림 삼성 매직홀 < -25> LED --- 47

그림 롤리팝 < -26> LG LED --- 48

그림 디지털 액자 < -27> LED (left PF810 / right SPF-87H) --- 49

그림 삼성 < -28> LED TV 7000 --- 50

그림 노트북

< -29> LED LG XNote P300 --- 51

그림 노트북 삼성

< -30> LED XL2370 --- 52

그림 전광판

< -31> LED --- 53

그림 조명

< -32> Sign --- 54 그림 제품디자인개발 구성도

< -33> --- 55 그림 기초조사 분석 및 디자인방향 설정

< -34> --- 57 그림 아이디어 구체화 및 조형적인 구현

< -35> --- 58

그림 디자인 목업

< -36> --- 59

그림 공원등 디자인 안

< -37> - ( ) --- 60

그림 실내등 디자인 안

< -38> - ( ) --- 61

그림 머리빗 디자인 안

< -39> - ( ) --- 62

그림 경관등 디자인 안

< -40> - ( ) --- 63 그림 정보입력기기 디자인 안

< -41> - ( ) --- 64 그림 평판 실내등 디자인 안

< -42> - ( ) --- 65 그림 엘리베이터등 디자인 안

< -43> - ( ) --- 66

그림 절수페달 디자인 안

< -44> - ( ) --- 67 그림 멀티 리모컨 디자인 안

< -45> - ( ) --- 68

그림 복합금융단말기 디자인 안

< -46> - ( ) --- 69

그림 백열등 디자인 안

< -47> 16W - ( ) --- 70

그림 형광등 디자인 안

< -48> - ( ) --- 71

< 표 목 차 >

표 연도별 광산업체 현황

< -1> --- 7 표 분야별 비중

< -2> --- 7 표 광산업체 지역별 현황

< -3> --- 7 표 국내 주요 업체 조명사업 동향

< -4> LED --- 8 표 국내 시장 총 시장규모와 전망

< -5> LED --- 9 표 광산업의 경제적 파급효과

< -6> --- 10 표 세계 조명시장 전망

< -7> --- 12

표 장단점과 극복 기술

< -8> LED --- 23

표 광원 비교

< -9> --- 25

서 론 1.

연구배경 1.1

광산업은 광주광역시가 추진하는 대 전략산업중 하나다 그중에 차세대 조명부분을4 . 선도하게 될 LED의 경우 세계시장규모가 약 4조원 국내 생산 약( 2000억 원 에) 이르며 향후 15년 후에는 15조원에 이를 것으로 전망되고 있는 미래형 고부가가치 산업이다.

광주시는 국제공항이 신설된 무안 세계박람회가 결정된 여수 해양도시 목포 등과, , 인접해있어 가깝게는 중국 일본과 활발한 교류를 할 수 있는 등 국제 교역 인프, 라가 잘 정비된 동북아시대 가장 적합한 입지조건을 가지고 있는 것으로 최근, 평가되고 있다.

또한 광주시는 빛의 도시 이미지와 산업 발전을 연계하여 문화와 경제 효과, ‘ ’ 측면에서 양립할 수 있는 독창적이고 성공적인 사업화모델 구현이 가능한 장점을 지니고 있다 그중 첨단지구는 광산업특화지구인 동시에 산업단지가 잘 활성화. 되어 있으며 광주디자인센터 및 종합대학을 비롯한 전문 인력 양성 기관들이 입주해 있어 기존의 축적된 광 관련 기술과 디자인 지원을 동시에 활용할 수 있는 입지로 최적의 조건을 갖추고 있다.

특히 빛을 주제로 한 광주디자인비엔날레의 개최로 인해 전개되고 있는 국내외 네트워크 사업은 세계적인 조명관련 트렌드를 이끌 수 있는 조명산업과 연계되어 광주광역시의 특화된 전략산업으로 발전 가능한 환경을 가지고 있다.

이에 광주시는 한국광기술원의 기술개발을 중심으로 광주지역에 LED 등 광산업 육성 기반을 조성하고 전국의, LED관련 산학연 기관을 유기적으로 결합시켜서 산학연 연구 및 기술이전의 시너지 효과를 높이고 이를 통해 국내 광산업을 육성, , 발전시키고자 노력하고 있다.

최근 LED가 백열등 형광등 등의 기존 조명이 전력소비와 환경오염의 문제를, 내포하고 있어 고효율 친환경 대체광원으로 각광받고 있다, .

실제로 세계 조명기구의 연간 소비전력은 조2 1000 KWh억 로 전체 전력의 12~15%를 소비하고 있고 이로 인해 연간 17억 톤의 CO2를 배출할 뿐만 아니라 형광등의 수은 사용과 짧은 램프 수명으로 인해 환경오염이 유발돼 문제점으로 대두되고 있다.

이에 따라 고효율 조명기구의 개발에 대한 요구가 높아지고 있는 상황에서 조명 효율을 25% 향상시키면 연간 2500 KWh억 의 전력이 절감되고 억1 5000t의 CO2가 저감되는 효과가 있을 것으로 예측되고 있다.¹⁾

또한 2015년까지 국내 조명의 약 30%를 LED조명으로 교체할 경우 매년 약 160 억KWh의 전력 절감과 약 680 t만 의 CO2 저감효과가 기대된다 이는. 100 KWh만 급 원자력 발전소 기의 전력생산량에 해당할 정도로 에너지 절감 효과가 뛰어나다는2 결론이다.²⁾

이러한 막대한 경제적 효과를 발휘하는 LED산업은 전 세계적으로 정부가 나서 육성 정책을 펼치며 지원 정책 마련에 집중하고 있다 현재 백열등 판매 금지안이. 일부 국가에서 확정되는 등 전 세계적으로 환경규제가 강화되고 있어 LED 조명 이용에 유리한 환경이 조성되고 있다.

이에 따라 유럽연합은 2009 ,년 호주와 캘리포니아주는 2010 ,년 캐나다 온타리오주는 년 백열등 사용을 금지하는 법안이 의결된 것으로 알려지고 있다 우리나라

2012 . 또한

산업을 세기 신성장동력으로 육성하여 년 세계 대 생산국을

LED 21 2012 3 LED

목표로 LED산업 육성이 한창이다.

산업을 세기 신성장동력산업으로 육성키로 보도자료 지식경제부

1) “LED 21 ” - (2008.5)

조명산업의 현황과 미래 윤만순

2) “ ” - (2008)

연구목적 1.2

는 전기에너지를 빛에너지로 바꿔주는 반도체 소자로 LED(Light Emitting Diode)

트랜지스터에 버금가는 기술혁신으로 평가받는 차세대 광원이다. 1962년 미국에서 최초로 개발된 LED는 1990년 이후 휘도(輝度)가 향상되면서 사인 시그널 등으로, 그 응용범위가 크게 확장됐으며 요즘은 휴대폰, , LCD, 자동차에 필수적으로 사용 되고 있다.

는 응용시장이 광범위하여 지속적인 성장 잠재력과 거대한 시장을 형성할 수 LED

있는 특성을 가지고 있으나 제품의 다양성 및 기술과 결합된 디자인이 미흡하여, 급변하는 시장 환경에 능동적으로 대응할 수 있는 경쟁력이 부족하다.

현재 조명산업은 제조기술은 있으나 제품개발이 부족한 상황으로 대부분광원에, 대한 기술개발에 편중되어 있는 상황이며 디자인 경쟁력을 지닌 상품이 개발될, 수 있는 산업화 전략이 필요하다.

이에 따라 디자인산업이 타 산업과의 융화되면서 발생하는 새로운 산업 구조의 사례를 통해 광산업과 디자인산업이 제품개발에 있어 어떻게 연계 점을 찾아갈 것인가와 그에 따른 LED 응용제품 디자인개발이 어떻게 진행 되었는지에 관한 연구와 향후 제품개발의 접근방법들을 연구하고자 하였다.

연구범주 및 방법 1.3

광주광역시 광산업의 일환으로 한국광기술원은 핵심 선도 기술개발 및 광 기반 융합 신산업 창출을 통한 광산업 발전을 선도하는 광기술 전문 연구 기관이다 이에. 따른 LED 응용제품 디자인개발 방안으로 광주디자인센터에서는 기술개발에 의한 디자인개발로 기업지원을 하고 있다.

한국광기술원의 기술개발과 광주디자인센터 디자인개발로 참여기업 제품개발을 지원하는 내용은 아래와 같다.

한국광기술원은 신( )新 조명 기반구축사업 운영을 총괄하는 주관기관으로 광주디자 인센터와 업무협력을 통한 제품개발을 지원하고 참여기업별 컨소시엄구축 및 광원 측정 및 설계를 위한 기술지원을 한다.

광주디자인센터는 개발지원팀을 구축하여 각 단계(1~3단계 별 순차적으로 디자인) 개발이 이루어지도록 시스템화하여 업체가 꼭 필요로 하는 디자인 개발을 진행한다.

참여기업은 제품 개발에 필요한 관련 자료를 제공하여 기술과 디자인의 지원이 원활하게 이루어질 수 있도록 협조한다.

참여기업 모집은 2008~2009년 두 차례에 걸쳐 모집하였다.

지원 대상으로는 반도체조명 및 광원응용제품의 범위 에 해당되는 품목으로 한국“ ” 광기술원의 기술적 확인이 이루어진 제품위주로 지원한다.

본 논문에서 세부적인 연구 과정과 방법을 내용에 따라 기술하면 아래와 같다.

장에서는 광산업의 현황을 분석하여 광주시 광산업이 형성되는 사회적인 배경을 2

조사하였다 광주시가 추진하는. 4대 전략산업인 광산업 중 LED는 응용분야가 다양한 기술집약적인 시장으로 한국광기술원의 기술개발에 의한 제품개발의 수요가 점차 증가하고 있음을 분석하였다.

장에서는 응용제품 개발을 위한 요소들을 파악하였다 의 구성과 응용

3 LED . LED

분야에서의 특성 기술적인 요소들을 분석하여, LED 응용제품 디자인 개발에 있어 고려해야할 사항들을 정리하였다.

장에서는 응용제품이 각 분야에서 적용되고 있는 사례를 분석하였다

4 LED .

장에서는 한국광기술원과 광주디자인센터와 연계한 디자인개발 방안으로 디자인 5

개발 프로세스를 1~3단계로 구분하였다 이에 참여한 기업들을 대상으로 추진한. 디자인개발 사례를 정리하였다.

장의 결론에서는 위 연구 및 분석 결과를 종합하여 향후 연구계획으로 응용제품

6 LED

디자인개발 방안을 제시하였다.

광주 광산업의 개요 2.

광산업의 현황 2.1

광산업(光産業)이란 광기술(光技術)을 중심으로 한 광통신 광계측 광정보 등의, , 산업 분야이며 빛을 이용한 모든 산업을 총괄하는 개념이다 빛의 도시 광주광역, . 시에서는 도시의 이미지에 맞는 첨단산업을 집중적으로 육성하기위해 이 개념을 사용하고 있다.³⁾

주로 빛을 만들고 제어하며 활용하는 것과 관련된 소재 부품 기기 및 시스템, , , 산업의 총칭을 광산업이라 하며 디지털카메라 휴대폰 컴퓨터 등 우리생활 곳곳은, , 물론 병원에서부터 산업현장 우주항공에 이르기까지 모든 산업에 영향을 미치는,

세기형 첨단기반산업을 말한다

21 .

그림 광산업 관련 소재 부품

< -1> , ⁴⁾

국내 광산업의 현황 2.1.1

한국광산업진흥회에서 2008년 하반기부터 2009년 상반기 까지 국내 1,663개 광산업체를 대상으로 수요조사를 실시하여 광산업체 업계동향 및 생산액 고용동향, , 등을 파악한 결과 국내 광산업클러스터가 조성된 광주지역을 중심으로 활발히 이루어지고 있다.

년 조사된 국내 광산업체 수는 업체로 전년 대비 약 증가한

2008 1,663 14.7%

것으로 파악되었다.

네이버 검색 광산업 사전적 의미

3) “ ”

광산업 관련 소재 부품 광주 광엑스포 홈페이지

4) , -

구분 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 업체수 개사( ) 551 648 858 1,200 1,245 1,302 1,450 1,663

표 연도별 광산업체 현황

< -1> 5⁵⁾

광산업체의 분류별 현황분석 결과 광원 및 광전소자의 업체수가, 30.7%를 차지하 는 것으로 집계되어 가장 큰 비중을 보였으며 광통신, 23.0%, 광정보기기 12.6%, 광정밀기기 12.3%, 광소재 12.1%, 광학기기 5.0%의 순으로 광원관련 각 분야별로 다양하게 분포되어있다.

구 분 계 광통신 ^광원및

광전소자 광정보 광정밀 광소재 광학 기타

업체수 1,663 383 510 210 204 201 83 72 비율(%) 100 23.0 30.7 12.6 12.3 12.1 5.0 4.3

표 분야별 비중

< -2> ⁶⁾

조사된 광산업체를 지역별로 분석한 결과 경기 501개 업체(30.1%), 서울 474개 업체(28.5%), 광주 327개 업체(19.7%)등 3개 지역에 집중 총( 1,663개 업체의 되어 있는 것으로 나타남 기타 인천이 각각 대전이 충남이

78.3%) . 4.1%, 4.0%,

경북이 등이며 나머지 지역은 대 수준에 머무르고 있었다

2.3%, 2.2% 1% .

지 역 계 경기 서울 광주 인천 대전 충남 경북 전북 경남 충북 대구 부산 전남 강원 울산 업체수 1,663 501 474 327 68 67 38 37 29 26 24 24 19 16 8 5 비율(%) 100 30.1 28.5 19.7 4.1 4.0 2.3 2.2 1.7 1.6 1.4 1.4 1.1 1.0 0.5 0.3

표 광산업체 지역별 현황

< -3> ⁷⁾

연도별 광산업체 현황 한국광산업진흥회

5) - (2009.3)“Photonics Industry News"

분야별 비중 한국광산업진흥회

6) - (2009.3)“Photonics Industry News"

광산업체 지역별 현황 한국광산업진흥회

7) - (2009.3)“Photonics Industry News"

가 차세대 조명으로 부상하면서 백열등 형광등 가로등 업체 대부분이

LED , , LED

조명기구 생산에 돌입했고 전기전자, IT 기업들도 참여해 100여 개의 관련업체들 이 대규모 투자와 연구개발 및 사업 확대를 진행 중에 있으며 삼성전기, , LG 이노텍, 서울반도체 등 관련업체는 사업적 제휴를 통해 광원(LED)관련 사업을 활발히 진행하고 있다.

주요 업체 사업 동향

삼성전기 2007년 일본 고이즈미조명과 산업 제휴 이노텍

LG LED 패키지와 드리이버를 결합한 조명용 LED 모듈 출시 서울반도체 미국USCB 조명연구소와 기술 협력

루미 마이크로 2008년 조명용 LED 경쟁력 강화 주력 알티전자 장수명 고신뢰성의 세락믹, LED 패키지 개발

이츠월 중국 LED조명 전문업체 Gasun Energy에 LED 칩 패키지 공급,

표 국내 주요 업체 조명사업 동향

< -4> LED ⁸⁾

국내 주요 업체 조명사업 동향 전자부품연구원

8) LED - (2008.7.)"LED"

한국광기술원 자료에 의하면, 2008의 국내 LED시장 총 시장규모는 2 4,485조 억 원에 이를 것으로 추정한바 있다 부분별로. LED ,칩 패키지 부분이 6,127억 원, 응용기기 조 억 원 조명이 억 원에 각각 이를 것으로 추정했다

LED 1 6,295 , LED 2,063 .

또한 2010년에는 3조 7500억 원, 2015년에는 15조 7000억 원의 시장규모를 형성할 것으로 추정하여 한국의 LED시장 점유율은 세계 기준으로 2008년 10.8%

에서 2015년에는 15.3%로 확대 될 것으로 분석하고 있다.

국내 광원(LED)응용 분야별 시장은 LED광소자 칩 패키지 단순모듈( , , ), LED 응용 기기, LED조명기기의 각 제품의 세부현황별로 증가추세에 있다.

구 분 2008 2010 2012 2015

칩 패키지 제품시장

LED( , ) 6,127 14,900 23,979 50,000 응용기기

LED 16,295 15,949 32,657 69,300

조명

LED 2,063 6,651 14,311 37,000

시장 합계

LED 24,485 37,500 70,947 157,000 세계 시장 점유율 10.8% 10.3% 12.0% 15.3%

표 국내 시장 총 시장규모와 전망

< -5> LED ⁹⁾

국내 시장 총 시장규모와 전망 한국광기술원

9) LED - (2008.8)

국외 광산업의 현황 2.1.2

세계적인 조사 회사인 Strategies unlimited는 2007년의 예측에서 2007년 전 세계 시장은 억 달러에 이를 것으로 분석한 바 있으며 년에는 억을 소폭

LED 50 2010 80

상회 할 것으로 전망한 바 있으나, 1년 후에는 2011년에 110억 달러에 이를 것으로 수정 예측 할 정도로 LED시장은 빠른 성장을 보이고 있다 그동안. LED는 절반에 가까운 양이 휴대폰에 사용되어 왔고 그 다음으로는 표지판이나 디스플레용으로 사용되고 있다.

디스플레이 부분의 성장이 가장 증가할 것으로 전망 되고 있으며 이 부분은 국내와 마찬가지로 LED BLU를 사용한 TFT-LCD 시장의 성장에 따른 것이다 또한. 차량용으로 사용되고 있는 LED는 기존 계기판이나 버튼을 밝혀주는 간접조명으로 사용하면서 사용 비중이 점차 높아져 전조등도 LED로 사용하고자하는 시도가 지속되고 있다.

구 분 2008 2013 2018

세계시장규모 억( $) 214 560 1,500

국내생산액 천억 원( ) 24 130 180

수출액 억( $) 8 45 65

고용창출 천명( ) 6 46 60

부가가치 천억 원( ) 11 61 85

표 광산업의 경제적 파급효과

< -6> ¹⁰⁾

광산업의 경제적 파급효과 신성장동력기획단 지식경제부

10) - ( )

그림 광산업 세계 지역별 비중

< -2> ¹¹⁾

광산업의 세계시장은 미국지역 29.1%, 아시아 27.9%, 일본 18.8% 유럽 17.1%

기타 7.1%의 비중이며 앞으로 중국 지역의 비중이 점차 확대될 전망이다, .

국외 광원(LED)응용 분야별 시장은 LED광소자 칩 패키지 단순모듈( , , ), LED 응용 기기의 각 제품의 세부현황별로 증가추세에 있다. LED 광소자 관련 제품들은 ’08 년 기준 52억 원의 규모였으나 ’15년에는 200억 원의 시장으로 성장률의 나타내고 있으며, LED응용 융합 기기들의 제품들은( ) ’08년 기준 129억 원의 규모였으나 ’15 년에는 450억 원의 시장으로 성장률을 나타내고 있다.¹²⁾

광산업 세계 지역별 비중 가트너그룹 디스플레이리서치 레이저포커스월드 등

11) - , , IDC,

국외 시장 총 시장규모와 전망 조명 발전방향 세미나

12) LED - 2010 LED (2009.8)

세계 조명시장은 2008년 약 1,000억 달러 규모로 백열등과 형광등이 대부분을 차지하고 있다. 2008년 조명시장의 3%를 차지하고 있는 LED조명은 연평균 45%

고성장하여 2015년에는 그 비중이 28%로 확대될 전망으로 2015년 이후는 백열등광 형광등을 제치고 광원(LED)관련 조명으로 대체될 것으로 예상된다.

단위 억 달러

( : )

구 분 2008년 2010년 2012년 2015년 연평균성장률

형광등 375 453 532 695 9%

백열등 678 662 629 497 4%

LED 34 110 221 463 45%

계 1,087 1,225 1,382 1,655 `6%

표 세계 조명시장 전망

< -7> ¹³⁾

그림 세계 조명시장 전망

< -3>

세계 조명시장 전망

13) - Phillip, W.(2007.11.2). OIDA Market Forecast for Solid State Lighting. WRT Associates.

광주시 광산업의 현황 2.2

광주의 광산업은 IMF이후 광주를 이끌어갈 지역대표산업으로 시작되었다. 2000년 육성시작 후 국내유일의 광산업클러스터 형성 등을 통해 아시아를 대표하는 광산업의 허브로 발전하였으며 중앙정부로부터 인정받은 가장 성공적인 지역산업 진흥사업, 이다 시작이후. 1999년 47개 업체 고용인원, 1천 896 , 1명 천 136억 원 매출에 불과하던 광주의 광산업은 2007년 302개 업체 고용인원 천, 5 180 , 9명 천 444억 원의 매출을 올리는 성과를 거두었다.

년부터 년까지 년간 광주 광산업에 억 원을 투입 광산업 인프라

2000 2008 9 7,883 ,

구축과 기업지원서비스 강화 등을 통해 광주지역은 국제적 광산업 클러스터로 부각하게 됐다.

년 말 현재 개의 관련기업 고용인원 천 명 연 매출 조 천억 원의

2009 327 , 6 018 , 1 3

성과를 이루었다.

그림 광주 광산업의 비전

< -4> ¹⁴⁾

광주 광산업의 비전 광주광엑스포 홈페이지 광주 광산업

14) - “ ”

광주 광산업의 역사 2.1.1

․

광주 지역특화사업('00-'03, 광산업 육성 을 통하여) LED 산업에 투자하여 세계 일류 반도체광원 인프라 구축에 성공

광주 광산업집적화단지 조성 광산업 인프라 구축 총 투자액 국비

- ’00~’03: , ( :

억 원 한국광기술원 국비 억 원 개원 사업 착수 2,382 ) ’01. 4 : ( 1,250 ) / LED

한국광기술원에 세계일류 기술개발 인프라 구축 완료

- LED

투자는 에피 칩 등 반도체광원 분야에 집중 국비 억 원

LED , ( 130 )

․

광주 지역균형사업을 통해 LED/반도체조명을 집중 육성

광주 지역진흥 사업 및 인프라 구축 국비 억 원 - ’04-’08: R&D ( 2,177 )

광통신 기 구축 인프라 지원에 균등 투자

LED, , 1/3

반도체광원 시험생산센터 설립 및 운영으로 기술 고도화

- LED

반도체조명 기술개발사업비 투자로 제품개발 추진 -

반도체조명 분야 중점과제 개 추진 중

(LED/ 9 )

․

광주 첨단단지 혁신클러스터 사업을 통해 LED밸리를 조성하고 LED 반도체조명 전문 업체의 집적화를 추진

반도체조명 산업특화 기술 혁신단지 조성 및 분양 - ‘06. 6 : LED/

밸리 개 업체 입주 가능

LED (307,540 , 75㎡ )

광산업단지에 및 반도체조명 업체 개가 입주하고 있으며

- LED 45 ,

밸리에 신규로 개 업체 입주 계약 체결

LED 23

가 반도체조명 전문업체임 밸리 입주기업은 총 개

(75% . LED 75 )

․

현재 광주는 세계 광엑스포 개최로 빛과 광산업을 소재로 한 빛 주제전시 산업, 전시 컨퍼런스 빛의 축제 대 행사를 준비 중에 있다/ , 3 .

밸리 조성현황 2.2.2 LED

광주시는 한국산업단지공단과 함께 광( )光 산업 인프라가 구축된 광주 첨단산업단지에 국비 830억 원 시비, 190억 원 민자, 219억 원 등 총 천1 239억 원을 투입, 10만평 규모의 LED밸리 중심 혁신클러스터를 구축했다.

광주첨단산업단지가 세계 최고 기술력을 보유한 70여개 LED기업이 입주 기술개발과, 제품을 생산하는 LED분야의 세계적인 생산거점으로 육성 되었다.

위치 광주광역시 북구 월출동 - :

부지면적 개 이상의 업체 투자유치 및 입주 - : 307,540 , 75㎡

규모 용도 입주업체는 분야별 에피 패키지 모듈 조명

- / : (5%), (20%), (30%),

기기(30%), 시스탬(15%)으로 구성되며, 65%-75%가 반도체조명 관련 업체

그림 한국광기술원 발전전략

< -5> ¹⁵⁾

한국광기술원 발전전략 한국광기술원 홈페이지

15) -

대체를 위한 정부정책 2.2.3 LED

지식경제부는 최근 정보통신 디지털 가전 의료 농어업 조명산업 등으로 응용분야가, , , , 급속히 확대되며 21세기 신( )新 광원으로 각광받고 있는 LED 산업이 21세기 생활 혁명을 주도하며 다양한 고부가가치 파생산업을 창출하는 신성장동력의 원천 기능을 수행할 것으로 전망하고 신성장동력산업으로 집중 육성키로 했다.

가 기존 조명대비 이상의 에너지절감 효과 및 환경 친화적 특성 등의

LED 80%

다양한 장점을 가지고 있으면서도 높은 가격으로 인해 그 시장이 제대로 형성되지 못하고 있다고 판단하여 앞으로 신설될 행정중심 복합도시나 광교신도시 등 대형 신도시 개발 시, LED를 경관조명 및 실내 조명으로 활용토록 하기위해 지난해부터 관련기관 간 협의를 거쳐 도시 및 건축 설계기준에 적극 반영토록 하고 있다.

그중 과천 정부종합청사 민원실 및 대 광역시 신설 우체국의 조명을7 LED로 개체 하는 공공기관‘ LED조명 시범개체 사업 을 추진하고 그 효과를 분석하여 점진적으로’ 대상을 확대해 나가고 있다.

지식경제부는 24시간의 조명 사용으로 인해 전력사용량이 많은 주유소 할인마트, , 편의점 등의 대형 프랜차이즈 사업장에서 LED 조명을 사용할 수 있도록 유도하기 위해 초기 설비투자비용 부담 없이 고효율, LED 조명을 설치할 수 있도록 고효율

제품 인증 확대 등의 준비과정을 거친 후 올해 안에 억 원 규모의

LED ‘500 LED

보급 촉진펀드 를 조성키로 했다’ .¹⁶⁾

정부는 일본 니치아 등 LED 원천기술 보유기업과의 특허분쟁을 비롯한 LED 선진 국의 시장 진입장벽 강화 움직임에 대응하기 위해 오는 2012년까지 총 1000억 원의 기술개발자금을 투입하여 LED 칩 제조기술 등 대 핵심 원천기술 분야의 기술개발을3 지원할 계획이다.

산업의 구조고도화 및 안정적인 성장기반 구축을 위해 전국의 권역별 거점산업과 LED

기술을 융합시키는 융합 산업화 지원센터를 구축 지역산업 활성화 및

LED ‘LED ’,

산업의 성장저변을 확대해 나갈 계획이다 이를 위해 우선 수도권 반도체

LED . ( ,

조명 가전, ), 중 서남권 광 조명 농수산 환경· ( , , · ), 동남권 모바일 디스플레이 등 개( , ) 3 권역에 LED 융합 산업화 지원센터 를 설치키로 했다 또한 중국의 저가 조명기기’ . 공세로 인해 영세화되고 있는 기존 중소 조명기기 업체의 LED 조명 사업전환을 유도하기 위해 중소기업청 사업전환 지원 자금을 업체당, 30억 원 이내로 지원할 계획이다.

이 외에도 LED 생산시설 투자에 필요한 자금을 지원하고 기존 조명기술 인력을 기술 인력으로 전환시키기 위해 올해부터 기술인력 현장재교육 사업 을

LED ‘LED ’

추진할 계획이며, LED 전문벤처기업 육성을 위해 한국광기술원을 중심으로 한 기술력 향상사업 을 추진하여 매년 여개 업체에 전용 디자인 및 제품

‘LED ’ , 30 LED

개발을 지원할 예정이다 이러한 조명업체의 사업전환과. LED 벤처기업의 사업화 지원 사업을 통해 오는 2012년까지 총 천여 개의1 LED 전문기업을 육성할 계획 이다.¹⁷⁾

지식경제부 보도자료

16) - www.mke.go.kr 월간 홈네트워크 시큐리티

17) & NS - www.aptns.co.kr

응용제품 개발을 위한 요소 3. LED

요소 3.1 LED

구성 3.1.1 LED

는 반도체의 접합 다이오드의 일종으로 순방향으로 LED(Light Emitting Diode) p-n ,

전압이 걸릴 때 단파장광이 방출되는 현상인 전기발광효과를 이용한 반도체 소자 이다 화합물 반도체의 일종으로 발광. (發光) 다이오드라고도 한다.

는 화합물 반도체 단자에 전류를 흘려서 양과 음의 전기적 성질을 가진

LED p-n

두 화합물이 접합하여 접합 부근 혹은 활성층에서 전자와 홀의 결합에 의해 빛을 방출하는 원리를 이용한 것이다. LED는 화합물 반도체의 조성비 또는 화합물의( 종류 를 조절함으로써 적외선 자외선 뿐 아니라 가시광선도 빨강에서 보라색까지) , 모든 색상구현이 가능하고, LED는 광원으로서의 우수성이 뛰어나 각종 조명 분야에도 다양하게 사용되고 있다.

아래의 그림은 패키지의 형태에 따라 달라지는 구조를 보여준다.

그림 의 구조

< -7> LED ¹⁸⁾

는 초기의 전자기기의 표시등 숫자표시 등에 제한적으로 이용되면서 낮은

LED ,

휘도와 색상의 한계를 지니고 있었으나 현재는 새로운 원재료의 개발과 발전된 생산기술로 백색을 포함한 가시광선 영역의 모든 색깔의 고휘도 LED가 생산되고 있다.

이러한 고휘도 고효율, LED는 선진국과 우리나라에서 이미 대형전광판 교통신호등, , 자동차 표시등 사인 디스플레이 조명등 광범위한 영역에서 사용되고 있으며, , , , 향후 기존의 광원을 결국은 대체하게 되리라는 전망을 하고 있다.¹⁹⁾

의 구조 검색이미지

18) LED - google "LED"

데이코산업연구소 조명 시장의 실태와 전망 일부수정

19) - LED

특성 3.1.2 LED

․

전기적 동특성

는 빛을 내는 다이오드 로 다이오드 특성상 전기적 극성이 일치하고

LED (Diode)

일정 전압 이상에서 급격히 전류가 증가하며 밝기는 전류 크기에 정비례하는, 독특한 특성을 지니고 있다 단일. LED의 정격 구동전압은 발광색 반도체 종류 에( ) 따라 변화하며 주위온도에도 미세하게 변화한다 일반적으로, . 2~4V의 매우 낮은 전압에서 동작한다.

․

열적 동특성

광원은 기존 광원 백열등 형광등 과 달리 흐르는 전류가 일정하더라도 접합

LED ( , ) ,

부분 온도가 낮을수록 광 출력과 광 효율이 향상하는 특성을 지니고 있다 이는. 온도가 높을수록 광 출력과 광 효율이 저하된다는 의미로 필요 시 조명성능을 향상시키기 위해서는 접합부에서 발생된 열을 적절히 방출하여야 한다.

․

광학 특성

반도체는 본질적으로 방향성 광원은 아니나 구조적으로 불투명성 요소 기판

LED ( ,

전극 방열기 등 에 의한 빛 손실을 최소화한 광학적 디자인으로 작은 반사경과, ) 에폭시 렌즈를 사용하여 전면에 빛을 모아 발산하는 구조를 사용하고 있다 이에. 따라 패키징된 LED램프는 방향성을 가지고 있으며 광학특성도 이러한 구조에서, 측정하는 것이 일반적이다.

․

구조적 특성과 수명

는 필라멘트와 전구가 없는 단단한 고체상태 발광소자로 적절한 전원공급과 LED

방열기를 사용할 경우 10만 시간 이상 사용해도 손색없이 점등상태를 유지할 수 있다 이에 따라 일부에서는. LED를 반영구적인 광원이라 하기도 한다.

․

좁은 파장대의 단색광 발광과 높은 시인성

는 반도체 종류에 따라 결정되는 좁은 파장대의 단색광을 발광 하므로 특정한 LED

색을 요구하는 조명기구에 적용할 경우 탁월한 조명성능과 유효 발광효율을 기대 할 수 있다 그 예로. 15 /W㏐ 백열전구를 사용하는 신호등은 적색 투과율은 10%

정도 발광효율이, 1.5 /W㏐ 로 90% 감소하는 반면, LED는 선명한 적색 그 자체를 이상 발광하기 때문에 전구식에 비해 이상 에너지절약이 가능하게

30 /W㏐ 90%

된다. 이밖에 장 수명에 따른 유지보수비용 절감 시인성 향상에 따른 교통사고저감, 등도 기대된다.

․

용이한 광출력제어와 빠른 응답

의 광출력 제어는 전원전압 전류 을 제어하는 방법과 전원전압을 일정하게

LED ( )

유지하면서 펄스폭을 변조(PWM)하는 방식이 사용된다. 일반적으로 신호등과 같이 단순한 조명장치는 전압 전류 제어 방식을 전광판과 같이 다양한 밝기와( ) , 색을 연출해야 하는 복잡한 조명장치는 디지털 기술을 이용한 펄스 폭 변조방식을 사용하고 있다. LED 응답 속도는 수 ㎲로 백열전구의 150㎳에 비해 매우 빠르다.

․

지향성 - Task Lighting

램프는 반사 컵과 에폭시 렌즈의 구조 등에 의해 배광특성이 결정되며 최대

LED ,

광도를 발산하는 광축방향을 중심으로 좌우 각도에 따라 광도가 감소한다.

․

낮은 UV / IR

가시광선의 좁은 파장대를 발광하는 LED 광원은 적외선과 자외선 방출에 의한 대기로의 열전달은 거의 없는 반면 접합부분에서 큰 열을 발생한다 이러한 열. 발생은 LED 성능을 크게 좌우 하므로 조명시스템 설계 시 열처리 기술은 매우 중요한 요인의 하나로 고려된다.

․

LED의 파장별 응용분야

광원의 가장 큰 특징은 여느 기존광원과 달리 특정파장의 단색광을 발광한다는 LED

것이다 이는 지금까지의 조명기술이 백색광에서 출발하여 빛을 직접 또는 파장별로. 분해하여 이용하는 방식과 달리 LED 조명기술은 파장별로 분해된 빛을 직접 또는 결합하여 이용하는 방식으로 조명기술의 근본적 개념이 변화되고 있다.²⁰⁾

조명 전기설비 제 권 제 호 일부수정

20) · 20 3 -

장단점 3.1.3 LED

의 장점은 환경보호 긴 수명 전기효율 제어가 우수하다는 점이다 기존의

LED , , , .

형광등 조명이 수은을 함유하고 있는 반면, LED는 수은을 함유하고 있지 않다. 형광등과 백열등의 약 수천 시간대 수명에서 LED 조명은 만 시간대 이상의 긴 수명을 갖는 장점을 갖는다.

조명은 백열전구에 비하여 약 의 전기 고효율을 갖는다 특히 기존의

LED 90% . ,

조명이 아날로그 조명이라고 한다면, LED 조명은 디지털 조명이라고 할 수 있다. 메모리와 프로세스 반도체에서 지난 20년간 전자기기와 통신기기를 창출하여 왔듯이 앞으로는, LED 조명의 디지털 제어 기술에 의해 조명과 디지털제어를 융합한 신개념 제품들이 창출될 것이다.

조명은 많은 장점을 갖고 있는 반면 가격이 기존 조명에 비하여 높다는

LED ,

단점을 갖는다 높은 가격으로 인하여. LED 조명의 보급이 늦어지고 있다 높은. 가격의 문제점을 극복하기 위하여 루멘 와트의 효율을 향상시켜 단가를 낮추는/ 방법을 지속적으로 찾고 있다 고효율뿐만 아니라 최근에는 감성조명융합 기술. , 제어 융합 기술 조명통신 융합 기술인 가시광 무선통신 등의 고기능에 의해

LED ,

높은 가격의 단점을 극복할 수 있다.

장 점 단 점 단점 극복기술

환경보호 : 무수은

높은 가격

루멘 / 와트 고효율

긴수명 : 약 만 시간5 감성조명 융합기술

전기효율 : 90% 향상 LED 제어 융합기술

제어탁월 : 드라이버 조명통신 융합기술

표 장단점과 극복 기술

< -8> LED ²¹⁾

장단점과 극복 기술 녹색성장 융합 기술 동향 분석

21) LED - LED (2009.10)

최대 장점은 전통조명에 비해 전력 소모가 절반 이하로 낮고 수명은 배

LED 5

이상 길다는 점이다 상업용. LED 전력효율은 2002년 30 /W(㏐ 루멘 와트 밝기를/ · 소비전력으로 나눈 값 에서 지난해) 100 /W㏐ 로 크게 개선됐다 수명도 꾸준히. 증가해 지금은 통상 만시간5 (5.7 )년 에 달한다 기존 선형 형광등에 비해 배 이상이고. 2 백열등보다는 50배나 길다. 2010년이면 수명 만 시간 전력효율은7 , 140 /W㏐ 상용 제품이 출시될 전망이다.

는 빛의 지향성 도 뛰어나다 원치 않는 방향으로 빛이 산란되는 정도가 기존

LED ‘ ’ .

광원에 비해 낮다는 얘기다 그 덕분에 조명효율이 네온등이나 형광등이. 40%

수준이라면 LED는 80%까지 높아졌다 의료기기나 실험기기 조명으로는 최적. 조건이다.

백열등과 형광등에 비해 내구성이 좋고 유지보수 비용도 적게 든다. LED칩은 보통 에폭시 플라스틱 수지로 포장되기 때문에 유리관보다 당연히 내구성에서 앞선다 형광등이나 네온등과 달리 수은을 사용하지 않기 때문에 환경 친화적이기도. 하다.

소형화가 가능한 점도 산업적 측면에서 주목된다 칩 하나가. 0.3~1㎜밖에 안 되기 때문에 아주 작은 제품에도 얼마든지 채택될 수 있다 요즘 나오는. LED TV 두께가 기존 LCD TV보다 훨씬 얇아진 것도 LED칩이 작기 때문이다.

그러나 단점도 있다. LED는 많은 열이 발생하며 온도 상승시 허용 전류와 광 출력이 감소되고 별도 방열을 위한 설계가 필요하다.

전통조명 LED광원 비 고

제어

ON/OFF 다색 및 다단계 밝기제어

지능 ․ 감성조명 느린 응답 형광등( 1~3 )초 빠른 응답속도(~10나노초)

소형화 한계 소형 슬림화,

칩

( : 0.3~1mm) 휴대폰, LCD BLU 광전환 효율이 낮음

백열등 형광등

( 5%, 40%)

광전환 효율 높음

최고 잠재효율

( 90% ) 고효율 광원 CO2 저감 수은사용 기체광원( ) 무수은 고체 광원( ) 친환경

발광대역 집중 불가 발광대역 집중화 지향성( ) 특수조명 활용 의료 농수산 보건 환경

( , , , )

짧은 수명(3~7 hr)천 긴수명(5~10 hr)만 유지관리 용이

내열 성능 우수 열에 취약 별도 방열설계

가격저렴

형광등 약 원

( 2~3,000 ) 고가격(3~30만원) 보급애로

표 광원 비교

< -9> ²²⁾

칩 수율이 수준으로 아직 낮고 높은 재료비로 인해 상대적으로 가격이

LED 60%

비싸다는 점이 꼽힌다 조명용. LED를 기준으로 형광등이 3000원 수준이라고 보면 조명은 만원에서 비싸게는 만원에 이른다

LED 3 30 .

광원 비교 데이코산업연구소 조명 시장의 실태와 전망

22) - “LED ”

제품개발 요소 3.2 LED

기반 기술개발 요소 3.1.1 LED

그림 조명 기술개발 요소

< -7> LED ²³⁾

기술개발요소로는 광소자 개발 광원모듈 개발 조명기기 개발 시스템 개발이

LED , , ,

있다.

조명기구 제작을 위해서 가장 중요시해야 할 점은 광학 설계이다 조명기구의. 광학적 기능은 조명시스템 전체의 효율과 조명효과를 창출하는데 있어 가장 중요한 요소이다 각 공간의 필요에 적합한 배광을 갖는 조명기구를 사용함으로써 비록. 개별적인 조명기구의 효율이 같더라도 조명률이 상승할 수 있으며 이에 따라 전체 조명시스템의 효율이 높아지고 전반적인 조명환경이 향상될 수 있다.

조명 기술개발 요소 한국광기술원 조명 발전방향 세미나 재편집

23) LED - 2010 LED (2009. 8)

조명기기 설계과정 3.1.2

제품의 외형을 만드는 시점은 시제품 제작 및 수정 단계에서 시작되어진다 개발. 제품 특성 및 요소설정 시작부터 디자인개발을 위한 형태적인 설계가 동시에 이루 어져야 디자인개발 시 시행착오를 줄일 수 있다.

그림 설계 과정

< -8> ²⁴⁾

설계 과정 산업자원부 고효율 무전극 형광등 시스템

24) -

좋은 조명의 조건 3.1.3

조명 환경의 좋고 나쁨은 기술적인 면 밝기 눈부심 음영 연색성 모델링 열 등 과( , , , , , ) 감각적인 면 청결 안정감 개방성 인테리어와의 조화 등 의 두 가지 측면에 의해( , , , ) 판단된다 이 둘의 중요성은 장소에 따라 그 중요도가 달라지며 좋은 조명은 적어도. , 다음과 같은 조건을 갖추어야 한다.

충분한 조도를 확보할 것 -

균일한 조도를 유지할 것 -

눈부심이 없을 것 -

적당한 음영이 있을 것 -

광색이 좋을 것 -

복사열이 적을 것 -

조명의 효율이 좋을 것 -

조명의 심리적 효과가 좋을 것 -

조명기구의 배치가 효율적일 것 -

조명기구의 디자인이 좋을 것 -

유지관리가 용이할 것 -

경제성이 있을 것 -

위 항목에서도 볼 수 있듯이 실제 조명 설계에서 필요한 것은 조도 또는 휘도, 분포의 균제도 수치가 아니라 실제로 시설에서 일어나기 쉬운 조도분포의 분 균일에 대한 대책을 적절히 강구하는 일이다 따라서 조명기구 설계 시에는 이러한 현장. 적용 시의 유의점을 파악하여 가장 효율적이며 좋은 조명 환경을 조성할 수 있도록 목표 배광을 설정하여야 한다.²⁵⁾

에너지자원기술개발사업 최종보고서

25) ․ (2007.11)

응용제품 분야별 분석 4. LED

일반조명 4.1

실내조명분야 4.1.1

평판조명기구는 정보 디스플레이 및 반도체기술 등 기존의 기술을 이용하여

LED IT

유해 자외선 및 중금속인 수은 등을 함유하고 있는 형광등 및 백열등을 대체할 인간 자연 친화적인 면광원을 생산하기 위해 개발된 제품이다/ .

기존의 백색 LED 조명의 최대 단점인 적은 연색지수 값을 증대시켜 태양광과 유사한 백색광원을 만듦으로서 거실 및 공부방 등에 쓰이는 주 조명을 LED 면광원으로 대체 할 수 있게 하였다 최근 아파트 사무실 등의 주 조명인 백열등. / 및 형광등 대신 평판조명을 사용하는 사례가 급속히 늘고 있는 추세이다.

그림 형광등과 조명 비교

< -9> LED ²⁶⁾

형광등과 조명 비교 삼성전기 평판조명 설치사례

26) LED -

․

FLAT LED

삼성전기는 미국 조명컨설팅업체 FMS사와 8000세트의 LED조명 모듈 공급계약을 체결했다 공급할 제품은 버즈 두바이. 1 39∼ 층에 들어설 조르지오 아르마니 호텔‘ ’ 복도에 설치된다 슬림형 조명으로 설치하기 쉽고 열 발생도 적어 좁은 공간에서. 안정적인 작동이 가능하다 모듈 내부에는 중전력 미들파워. ( ) LED가 탑재됐다. 0.3 와트(W)급 LED 1개당 8.5칸델라(cd) 밝기를 낼 수 있다 경쟁사 제품 대비. 30%

이상 밝아 모듈 생산에 소모되는 LED양을 줄였다.

최근 성균관대학교에도 LED 조명을 공급키로 계약을 체결했다 신축 중인 국제관을. 시작으로 2010년까지 교내 전 건물에 약 만2 1000세트의 50W급 LED평판조명을 설치할 계획이다.

그림 삼성전기 조명체험관 내부

< -10> LED ²⁷⁾

삼성전기 조명체험관 내부

27) LED - www.etnews.co.kr

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매립등

광주시와 한국광기술원이 실시한 제품 설계기준 밝기 색온도 소비전력 전자파, , , , , 발열 등 발광다이오드(LED) 기술평가 전 부문에서 적합 판정을 받은 LG이노텍 제품이 광주광역시 김대중컨벤션센터를 비롯해 상무시민공원 광주광역시청 지하, 주차장 등에 4400여개 규모의 LED조명을 설치하는 시범조성사업을 완료했다.

이노텍은 이번 시범사업에서 형광등 대체용 튜브 및 전구

LG LED LED LED , LED

보안등 평판조명 등 현재 실생활에 활용 가능한 대부분의, LED조명을 적용했다. 이 회사는 지난 해 경기도 광주 곤지암 리조트에 LED보안등과 실내등을 설치했으며, 서울시 상암동 디지털미디어시티(DMC) 가로등 부천 상동 호수공원 보안등 설치를, 완료한 바 있다.

그림 매립등 실내

< -11> ²⁸⁾

이노텍은 지방자치단체 공공기관 등의 조명 시범사업 수주를 통해 제품 및

LG , LED

운영분문의 신뢰성을 입증하고 LED조명 선도기업 이미지를 구축한다는 방침이다.

매립등 실내 구글검색어 매립등 이미지 편집

28) - “LED ”

실외조명분야 4.1.2

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건축

압구정동 갤러리아 백화점 WEST는 볼 때마다 다른 모습을 가지고 있다 낮에는. 태양광에 반사되어 각기 다른 각도에서 다른 색깔의 무늬를 나타내고 있으며, 밤에는 화려한 빛깔의 불빛들이 시시각각 변하며 보석처럼 아름답게 빛을 발한다.

이렇게 볼 때마다 다양한 모습들을 보일 수 있는 것은 백화점 외벽 전체를 동그란 유리디스크를 설치하고 그 뒷면에  LED조명을 설치했기 때문이다.

그림 압구정 갤러리아백화점

< -12> ²⁹⁾

밤에는 유리 디스크 뒷면에 각 한조 빛의 원색( 3 RGB; Red, Green, Blue)씩 설치된 특수 LED(Light Emitting Diode) 조명이 다양한 프로그램을 내장한 컴퓨터 시스템과 연계되어 낮에 일어난 기후조건을 반영하며 유리 디스크를 다이나믹한 조명으로 색상과 강도 변화로 다양한 이미지를 만들어 비춰주게 된다.

압구정 갤러리아백화점 구글검색어 실내조명

29) - “LED ”

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보안등

광주시는 광엑스포 행사장 주변에 설치된 기존 나트륨등을 LED보안등으로 교체했다. 광주시는 이번 LED보안등 교체로 관리유지비와 전력 사용비를 40%이상 절감할 것으로 기대된다며 이번에 교체 설치한 LED 보안등은 기존의 나트륨 보안등 보다 균제도가 탁월할 뿐만 아니라 조도도 기존 광원대비 우수해 인근 주민들로부터 큰 호응을 받고 있다.

그림 루미시스 보안등

< -13> LED ³⁰⁾

이번에 LED보안등으로 교체한 구간은 기존 조명시설이 열악해 치안 문제가 빈번 했으나, LED 보안등 교체로 인해 주민들의 안전문제도 해결될 것으로 기대되고 있다 광주시 관계자는 이번 설치구간은 인근 주민들이 늦은 시간까지 운동과. 산책을 즐기는 등 야간활동이 많은 지역으로 기존 조명이 어두워 민원이 종종 발생해왔다며 이번 교체 공사로 인해 주변이 밝아져 가족 단위로 배드민턴과 산책을 하는 주민들이 늘었다고 밝혔다.³¹⁾

루미시스 보안등 네이버검색어 보안등 이미지 편집

30) LED - “LED ”

전기신문

31) (2009.10)

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버스 승차대

현대카드는 25일 서울역 앞 환승 센터의 버스 승차대 12개를 서울시에 설치했다. 승차대 외벽에는 발광다이오드(LED)가 들어있어 다양한 이미지를 연출하거나 버스 운행 정보나 뉴스 전달에 활용할 수 있다 천장을 뺀 모든 면을 투명한 재질로. 만들어 이용객들이 도착하는 버스를 잘 볼 수 있도록 배려했다 현대카드 측은. 문화와 디자인에 대한 현대카드의 재능을 사회에 기부한 것이라고 설명했다.

그림 서울역 버스 승차대

< -14> ³²⁾

서울역 버스 승차대

32) - joins news(2009.8)

특수조명분야 4.1.2

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농업

식물 공장은 채소와 꽃 등을 재배하기 위해 필요한 빛과 온도 습도 이산화탄소, , 농도 양분 수분 등을 최적으로 유지하도록 실내 환경을 고도로 제어하는 것으로, , 계절과 기후에 상관없이 1년 내내 안정적이고 계획적으로 생산하는 시스템이다. 태양광을 이용하는 곳도 있지만 형광등 고압 나트륨램프, , LED를 이용한 형태까지 다양하다 식물 공장은 대부분 흙을 사용하지 않고 물과 수용성 영양분을 이용한. 수경재배를 하고 있다 현재 일본에는. 50여 개소의 식물 공장이 운영되고 있으며, 일본 정부는 향후 년간 식물 공장을 배로 늘리는 계획을 발표하고 농가와 기업3 3 들의 시설 설치와 임대에 보조하고 세금 우대와 에너지 절감 지원도 하고 있다.

그림 식물재배

< -15> ³³⁾

식물재배 구글검색어 조명 이미지 편집

33) - “LED ”

․

교량

제주국제자유도시개발센터(JDC)는 서귀포항 일대를 관광레저시설이 갖춰진 세계적 수준의 관광미항으로 개발하는 국제자유도시 핵심 프로젝트의 하나로 2007년 12월 부터 193억 원을 들여 서귀포항에서 새 섬을 연결하는 LED 보도교를 세웠다. 새로운 인연을 만들어 가는 다리라는 뜻에서 새연교라는 이름이 붙여진 새섬 연결 보도교는 국내에서는 최초로 외줄케이블 형식을 도입한 사장교로 바람과 돛을, 형상 화한 높이 45ｍ의 주탑에 화려한 LED 조명시설까지 갖춰졌다.

그림 보도교

< -16> LED ³⁴⁾

보도교 이미지 편집

34) LED - http://media.daum.net

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터널

대구도시철도가 광역권 최초로 LED터널광고 TAS(Tunnel Advertis element 를 실시한다 대구도시철도공사는 지하철 호선 반고개에서 서문시장

System) . 2

방향의 터널 구간 중 약300m 구간에 IT기술을 접목한 LED 터널광고 TAS를 설치, 28일 개통식을 갖고 공식 운영을 하였다.

는 한국에서 최초 개발한 방식의 터널광고이다 타스티비에 따르면 도시

TAS LED .

철도 터널에 수백 개의 LED BAR를 일정 간격으로 설치하여 전동차가 터널 구간을 달릴 때 사람 눈의 잔상 원리에 의해 동영상이 표출되는 신기술이다 이 같은. 기술적 원리로 도시철도 승객들은 전동차 유리창을 통해 42~47인치 급의 동영상 화면을 15초 동안 감상 할 수 있어 새로운 볼거리 문화로 자리매김 할 것이다.

를 이용한 지하철 터널광고시스템 이 전국 지하철 역사로 확산되기 시작

LED (TAS)

했다. TAS는 달리는 열차 안에서 컴컴한 터널 벽에 동영상 광고를 노출시켜 그 효과가 기존 매체보다 더 클 수 있다는 점에서 LED가 새로운 광고 시장을 창출하는 것으로도 평가된다.

그림 터널광고

< -17> LED ³⁵⁾

터널광고 이미지 편집

35) LED - www.ibtimes.co.kr

․

의료

를 의학적으로 사용하는 사례가 늘고 있다 의 활용 폭은 최근 들어 더욱

LED . LED

확대돼 광 의료진단 살균소독 수술치료 내시경 등 의료 분야는 물론 피부 선탠, , , , , 생명과학 프린팅 경화 보안 등의 분야에도 쓰이고 있다 특히 의료용, , , . LED 조명기기는 최대 20°까지 각도를 변형시킬 수 있는 광원모듈의 상호 연동을 통한 다촛점(multi-focus) 광원기술을 활용하여 시술시 그림자에 의한 조명 차단을 없애고 시야를 넓힐 수 있다.

그림 의료기기

< -18> ³⁶⁾

일본 의료업계에 LED 시술 도입이 확산되고 있다 즉시 효과를 볼 수 있는 레이. 저 치료요법에는 미치지 못하지만 LED 빛을 이용한 피부질환 치료는 고열이 발생 하지 않아 안전성이 높다는 이유에서다 또한 빛의 색상 변화로 다양한 증상에 대. 처할 수 있다는 점도 또 다른 장점이다.

빛과 피부의 상관관계를 연구 중인 도시샤대학 피부노화연구센터 이치하시 마사미 츠 교수는 빛은 세포의 활성화를 유도하는 능력이 있다며 반도체 기술로 탄생한

가 의학계에 새로운 치료법을 제시할 수 있을 것이라고 말했다

LED .

의료기기 구글검색어 의료 이미지 편집

36) - “LED ”

수송기기 조명 4.2

자동차 기차 조명 4.2.1 /

․

자동차

는 자동차뿐만 아니라 모든 조명의 새로운 트렌드로 자리 잡고 있다 가

LED . LED

자동차의 헤드램프에 등장한 것은 오래되지 않았지만 실내의 조명과 테일 램프, 방향 지시등에는 이전부터 사용되고 있었다. LED가 자동차에 처음 쓰인 부분은

년대 하이 마운트 브레이크 램프였다

1990 .

그림 리어램프 계기판 방향지시등

< -19> / / ³⁷⁾

자동차용 LED 개발의 시작은 2004년부터로 헤드램프에 처음 쓰인 것은 렉서스 였다 일본의 코이토가 개발한 는 전조등에만 쓰였지만 아우디 에는

600h . LED R8

세계 최초로 상하향 모두에 LED로 제작됐다 아우디는. R8의 헤드램프와 DRL에 처음으로 LED를 적용해 가장 적극적인 모습을 보이고 있다 그리고 미국차로는. 처음으로 2009년형 에스컬레이드 플래티넘에 LED 헤드램프가 쓰였다.

으로 불리는 데이타임은 말 그대로 항상 전조등이 DRL(Daytime Running Lights)

작동하는 기능이다 일부 국가에서는 의무화되기도 하며 점차 적용 국가가 늘어나. 고 있다. DRL은 캐나다와 스웨덴 노르웨이 아이슬란드 등의 나라에서는 일찍이, 의무화된바 있다 스웨덴의 경우. 1970년대부터 헬라가 개발한 DRL이 선보였고 년에는 스칸디나비안 국가 중에서는 가장 먼저 의무화 규정이 생겼다 이외의

1977 .

지역에서는 캐나다가 1990년 월부터 모든 신차에1 DRL의 의무 장착을 시행했다.

의 가장 큰 목적은 안전이다 낮에도 헤드램프를 켜고 다니면 다른 차가 나를

DRL .

인식하는 확률이 높아져 능동적인 안전도도 비례해 높아진다 반면 자동차 메이커. 들은 DRL 의무화에 따른 코스트 상승이 부담된다는 입장이다.

를 사용하는 의 경우 평균 와트의 전력을 소모해 연료 소모와 배출

LED DRL 8 CO2

량도 소폭 늘어나게 된다. CO2를 조금이라도 줄여야 하는 메이커 입장에서는 의무화가 달갑지 않는 게 사실이다 환경론자들은 을 적용시 연료 소모와

DRL . DRL

배출량이 씩 늘어난다는 이유를 들며 의무화에 반대하고 있다 한 조사에

CO2 3% .

따르면 미국의 모든 신차에 DRL을 적용할 경우 연간 억 백만 갤런의 가솔린이4 6 추가로 소모된다고 한다. EU는 빠르면 2011년부터 DRL을 의무화 할 예정이다.

그림 램프

< -20> DRL ³⁸⁾

면발광 간접조명 방식은 고휘도 LED와 반사판을 활용하여 LED에서 발산한 빛을 안정적이고 균일하게 확산시켜주는 시스템으로 불빛이 외부로 직접 노출되는, 기존의 1세대 LED 조명의 눈부심과 심한 빛의 편차를 개선한 2세대 방식이다. 세대 방식은 빛을 내는 단위가 점에서 선과 면으로 확대되어 다소 날카롭던 2 LED

기존의 LED 조명에 비해 밝고도 부드러운 빛을 발산하기 때문에 고급스럽고 세련된 이미지를 느낄 수 있다.

를 활용한 감성 조명으로 전조등 헤드램프 을 자로 감싼 차폭등과 후미등

LED ( ) ' 'ㄱ

리어콤비램프 에 기존 조명에서 한 단계 진화한 면발광 간접조명 방식을

( ) LED

적용했다.

그림 면발광 전조등 리어램프

< -21> VG / ³⁹⁾

리어램프 계기판 방향지시등 구글 검색어 자동차 이미지 편집

37) / / - “LED ”

램프 구글 검색어 자동차 이미지 편집

38) DRL - “LED ”

면발광 전조등 리어램프 구글 검색어 자동차 이미지 편집

39) VG / - “LED ”