LED 조명의 모든 것

가격을 크게 낮춘 제품들이 속속 출시되면서 일반 가정에서도 LED 조명에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 이제 막 시장에 등장한 신기술·신제품이다보니 LED 조명 정보가 부족하고 구입 시에도 혼란을 겪곤 한다.

◇ LED 조명이란 = 요약하면 LED를 광원으로 사용한 램프다. 백열전구의 필라멘트와 같은 역할을 LED가 한다. LED는 '빛의 반도체'다. 전압(전기에너지)을 가하면 빛(빛에너지)을 발한다. LED가 빛을 낼 수 있는 것은 LED가 양(+)과 음(-)의 전기적 성질을 지닌 두 개 이상의 화합물로 구성돼 있기 때문이다.

◇ LED 조명의 종류 = LED 조명 유형은 크게 교체형(Retrofit)과 일체형(Luminaire)으로 구분된다. 교체형은 백열등, 형광등, 할로겐등과 같은 기존 조명 전원 및 소켓을 그대로 활용하는 것이다. 별도 공사 없이 사용자가 기존 조명 소켓에 꽂아서 바로 쓸 수 있다. 일반적으로 기존 백열등이나 전구식 형광등은 LED 전구가 대체하고 할로겐등(MR16)은 LED MR16이 대체할 수 있다.

일체형은 LED에 등기구, 전원장치 등이 하나로 통합된 조명기구로 신축 또는 리모델링 건물에 적합하다. 별도의 공사가 필요하지만 LED 조명의 장점을 최대한 살릴 수 있다. LED 평판조명, LED 다운라이트 등이 여기에 해당한다.

◇ 특·장점 = 역시 전기료 절감이다. LED 조명의 전기료는 백열전구나 할로겐 대비 10~17% 수준이다. 수명은 백열전구 대비 40배, 할로겐 대비 13배 수준이다. 또 친환경적이다. 집에서 흔히 쓰는 형광등(직관형)에는 몸에 유해한 수은이 약 2mg 함유돼 있다. 이는 토끼 한 마리의 치사량이다. 이 밖에 진동에 강하고 깨져도 폭발 위험성이 없다는 점, 발열 온도가 낮아 화상 위험이 없다는 점도 장점으로 꼽힌다.

◇ 경제성은 = 한국소비자보호원이 LED 조명과 백열전구의 경제성을 비교한 결과 각각 4만시간씩 사용했을 때 LED 조명 총유지비용은 8만4688원이 나왔다. 반면 백열전구는 27만1383원으로 추산됐다. LED 조명이 일반 백열전구보다 경제성이 월등히 앞선 것이다. 하지만 아직은 높은 초기 구입비로 인해 전구식 형광등에 비해선 경제성이 떨어진다.

키움증권 자체 조사에서 LED 조명은 2년차부터 백열전구(60W급) 대비 경제성이 우월했다. 형광등(32W×2)과의 비교에선 6년차에 경제성이 대등해지는 것으로 나타났다.

키움증권 측은 “LED 조명은 효율이 높고 수명이 긴 만큼 조명 사용 시간이 길수록, 전기 요금이 오를수록 투자 회수 기간은 더 짧아질 것”이라고 분석했다.

한국소비자보호원과 키움증권 조사는 각각 2010년 제품과 2011년 상반기 제품을 위주로 최근 하락한 LED조명 가격을 반영하면 경제성은 더 좋을 것으로 예상된다.

◇ 어떻게 만들어질까 = LED는 크게 5가지 공정을 거친다. 사파이어, 실리콘카바이드(SiC) 등의 기판 위에 반도체를 성장시켜 에피 웨이퍼를 제조한다. 그런 뒤 웨이퍼 위에 전극을 형성하고 칩 크기별로 절단 및 가공하는 칩 공정을 거친다. 개별 칩을 조립 후 수지로 밀봉하는 패키지 공정이 3단계며 하나의 완전한 단일 LED 칩 여러 개를 특정 프레임에 배열, 부착하는 모듈도 있다. 모듈에 전원공급장치, 인버터 등을 연결하고 외관을 씌우면 최종 조명 완제품이 만들어진다.

◇ 산업 트렌드 = 대기업을 중심으로 전체 공정을 자체 소화하려는 수직계열화 움직임이 있다. 삼성LED는 일본 스미토모화학과 대구에 합작 공장을 짓고 있다. 이곳에선 사파이어 잉곳과 웨이퍼를 생산할 예정인데, 잉곳에서부터 웨이퍼·LED칩·패키지·모듈·완제품까지 확보하게 된다.

필립스와 오스람도 칩부터 기구까지 수직계열화를 완성하고 있으며 최근엔 세계적 LED칩 업체인 크리도 조명 완제품 업체를 인수해 눈길을 끌고 있다. 크리는 미국 1위 가로등 업체로 알려진 루드라이팅을 5억2500만달러에 인수했는데, 조명 완제품 시장에서 사업 기회를 엿보고 있는 것으로 풀이된다.

전자신문 윤건일기자  http://www.etnews.com/201108290026