LCD TV 새 광원으로 급부상..백열등, 형광등에 이은 새조명 부각
언제부터인가 신호등이 밝아졌다. 신호등 속 사람 모습은 더 선명해졌고 좌회전(←), 우회전(→) 신호도 눈에 더 잘 들어오기 시작했다. 밤거리는 한층 밝아졌고 차량 내부와 사무실도 환해졌다. TV를 비롯한 전자제품 속의 인물이나 배경 같은 영상도 보다 선명해졌다. '미래의 빛' 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)가 어느 사이 우리 일상을 파고들고 있다.
LED가 제2의 '빛의 혁명'을 선도하고 있다. 인류에 있어 빛의 혁명은 불의 발견에서 시작해 19세기 에디슨이 백열전구를 발명하며 전환기를 맞았다.
21세기는 LED가 주인공이다. LED는 기존 광원을 빠른 속도로 대체하며 세상을 환하게 밝히고 있다. 도로, 거리, 자동차, 빌딩, 집안 등 생활 곳곳에서 '빛의 혁명'을 일으키고 있다.
LED는 양(+)과 음(-)의 성질을 가진 2개 이상의 화합물로 구성, 전류를 흘려주면 빛을 발산해 '빛의 반도체'로 불린다.
LED는 △저전력 △장수명 등의 장점을 가진 친환경 광원이다. 전 세계가 '친환경' 정책을 강조하는 추세와 발맞춰 LED가 차세대 광원으로 각광 받을 수밖에 없는 이유다.
삼성, LG, 효성 등 대기업이 신성장동력으로 LED 사업을 집중 육성하고 미국, 일본, 유럽 등 세계 각국 정부가 자국의 LED 산업을 장려하는 것도 같은 맥락이다.
업체간 경쟁도 본격화되고 있다. 삼성전자는 지난달 에지방식(LED를 LCD 패널 테두리에 두는 방식)의 LED TV 2개 모델, 총 6개 제품을 일시에 출시하며 시장 선점에 나섰다.
화질과 슬림 특성 등을 더욱 강화한 후속 제품들도 잇따라 선보일 예정이다. LG전자도 이달부터 직하방식(LED를 LCD 패널 바로 뒤에 두는 방식)의 새 모델을 추가로 선보이고, 하반기에는 에지방식의 LED TV도 선보여 맞불을 놓을 예정이다. 지난 2006년 가장 먼저 LED TV를 선보였던 소니는 아직 본격적인 양산 일정을 내놓지 않고 있다.
시장조사기관 스트래티지스 언리미티드(Strategies Unlimited)에 따르면 2006년 현재 세계 LED 시장 점유율은 일본이 50%로 절반을 차지하고 있고 대만(14%), 미국(13%), 유럽(10%)에 이어 한국은 5위(9%)를 기록하고 있다. 중국은 4%로 6위에 올라 있다.
올해 글로벌 시장은 지난해 46억 달러 대비 약 13% 성장한 52억 달러를 기록한 후 2013년 약 120억 달러로 증가할 전망이다. 이는 D램, 낸드플래시 등 메모리반도체 시장과 동등한 수준이다.
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하지만 이같은 성장 가능성에도 불구하고 LED 업계에서 해결해야 할 과제도 적지 않다. 우선 가격경쟁력 확보가 문제다.
업계에 따르면 현재 유통 중인 벌브(Bulb) 형태의 LED 전구는 2만 원 이상으로 3파장 형광등 전구보다 3배 이상 비싸다. 사무실이나 복도 등에 주로 쓰이는 LED 평판조명은 15만~25만 원대로 기존 조명의 2배 이상이다.
디스플레이서치에 따르면 TV용 후면광(BLU)은 기존 냉음극형광램프(CCFL)를 채용한 BLU 가격이 약 140달러인 반면 LED BLU는 500달러로 3배가 넘는다.
이렇게 LED가 기존 조명에 비해 비싼 것은 단일 LED칩의 광량이 형광등, 백열등 같은 기존 조명에 비해 낮아 다수의 칩을 써야 하기 때문이다.
따라서 하나의 LED 칩이 하나의 전구가 될 수 있도록 단일 칩에 주입될 수 있는 전류량을 높이고 광량을 확보하는 것이 우선돼야 한다는 게 전문가들의 공통된 지적이다.
LED 조명 시장이 활성화되려면 하나의 칩에 2암페어(A) 이상의 전류가 주입될 수 있어야 한다. 현재 휴대폰용 LED칩에 주입 가능한 전류는 20~350mA 정도다.
LED의 성능을 극대화할 수 있는 최적의 조명 시스템 구축도 넘어야 할 산이다. 업계에 따르면 LED칩 자체의 효율을 100으로 볼 때 LED 조명 시스템의 효율은 약 57%에 불과하다.
구동칩(Driver IC) 등의 시스템 구성요소와 특히 LED의 약점으로 꼽히는 방열 문제를 해결하지 않는 한 ‘장수명’은 이론으로 끝날 수밖에 없다.
LED 시장 활성화의 가장 큰 걸림돌은 역시 '원천특허'다. LED 관련 특허는 크게 청색 LED 칩 구조와 형광체 기술로 나뉜다.
우선 칩 구조 관련 특허 가운데 다수가 1990년대 초반 등록된 것이어서 특허 인정 기간이 20년 정도임을 감안하면 향후 2~3년 안에 중요한 일부 특허가 만료되기 시작한다.
그러나 보다 중요한 형광체 관련 특허는 만료 시점이 2015년 이후 돌아와 풀어야 할 '숙제'로 남아있다.