'상품 현미경 > ┃ 새론 상품' 카테고리의 다른 글

소형비행기 "퓨전맨"  (0) 2008.11.02
발광하는 옷  (0) 2008.10.28
발광 다이오드- LED -  (0) 2008.09.30
집안에 펼쳐진 광활한 우주  (0) 2008.09.26
외부에서 조종, 꿀꺽 삼키는 내시경 장치  (0) 2008.07.25

 

 

꿈의 광원, LED

제 29회 베이징올림픽 개막식.

수만 명의 관중들의 감탄을 자아내게 한 올림픽 개막식은 중국의 문화와 발달된 중국의 모습을 엿볼 수 있었다.

그 중 주경기장의 바닥이 갈라지면서 지구를 표현한 조형물이 떠오르는 장면은 개막식의 하이라이트였다.

특히 바닥에서는 은하계를 표현한 듯 LED를 이용한 신비로운 영상과 빛이 형형색색의 모습을 나타내었다.


도대체 LED가 무엇이기에 이렇게 아름다운 빛을 만들어 낼 수 있는 것일까?

LED는 반도체 소자의 일종으로 순방향으로 전압을 가했을 대 빛을 낸다.

발광색은 사용하는 재료에 따라 다르며 자외선 영역에서 가시광선, 적외선 영역까지 발광하도록 제조할 수 있다.

미국 일리노이대학의 닉 호로니악이 1962년 최초로 개발한 LED는 산업현장이나 일반 가정 등지의 조명으로 널리 쓰이는 형광등이나 백열등 등을 대체할 광원으로 주목 받고 있다.

더욱이 LED는 초고유가 시대에 에너지 사용량을 획기적으로 줄일 수 있어 ‘꿈의 광원’이라는 찬사를 듣기도 한다. 

 

 

빛의 혁명을 주도하다.

LED는 일반 전구와 달리 조그만 광원들로 이루어져 있다.
반도체의 일종인 발광다이오드로 전기신호를 보내면 빛을 발산하는 식이다.
무엇보다 전력소모가 적어 에너지 절감 효과가 탁월하다.
LED조명은 똑같은 밝기를 내는 데 형광등에 비해 30% 가량을, 백열등이나 할로겐에 비해서는 80%까지 전기 사용량을 줄일 수 있다.
백색 LED의 경우 효율이 47~64%로, 백열전구의 10%보다 훨씬 높다. 게다가 LED 조명의 수명은 8만~10만 시간이나 된다.
한번 LED 조명을 설치하면 10년이나 끄떡없이 빛을 발산한다는 말이다.
백열등보다 100배나 오래 사용하는 셈이다.

LED가 차세대 초고효율의 조명으로 주목 받는 이유는 그 뿐만이 아니다.
어두운 밤길을 황색으로 밝히는 수은 등은 백열전구와 같은 필라멘트를 사용하는 광원이다.
이 때문에 장시간 점등으로 필라멘트의 전극이 소모되고 수은을 함유해 환경에 치명적인 문제를 일으키기도 한다.
물론 LED는 수은을 함유하지 않는 친환경적 조명으로 쓰인다.
또한 기존 조명과 달리 불필요한 자외선이나 적외선을 포함하지 않은 빛을 손쉽게 얻을 수 있다.
자외선에 민감한 문화재나 예술작품, 열조사를 피해야 하는 물건의 조명 등으로 빠르게 도입되는 이유가 여기에 있다. 그야 말로 빛의 혁명을 주도하고 있는 셈이다.

초기에 LED는 휘도가 뒷받침되지 않아 전자기기의 동작 표시등이나 옥내 용도에 한정되었다.
하지만 빨강이나 녹색의 고휘도 종류의 발광 다이오드가 실용화되면서 역의 행선지 안내판 같은 옥외용 디스플레이에도 사용되었다.
게다가 고휘도의 파란색이나 흰색 발광 다이오드가 생산되고 나서는 경기장의 스크린 같은 완전한 색의 대형 디스플레이, 전구, 손전등, 신호기, 자동차의 방향 표시등이나 미등 등과 같은 다양한 조명에 이용되고 있다.
특히 브레이크 표시등에 사용하면 전구보다 브레이크 페달을 밟은 후 점등할 때까지의 시간이 짧아 안전성을 높일 수 있다.

실제로 LED 조명은 에너지 효율성과 친환경적이라는 두 마리 토끼를 잡았다 해도 과언은 아니다.
미국 뉴욕의 한 백화점 거리에서는 4만개의 LED를 사용해 거대한 눈송이를 연출하는 이벤트를 통해 상품을 선전하기도 했다.
그런데 전기 소모량은 토스터기 3개를 가동하는 정도에 지나지 않았다.
LED가 향후 조명시장의 주류로 자리잡을 것이라는 데 이의를 제기하기 어려운 셈이다.

아직은 멀고먼 상용화의 길
그럼에도 LED는 ‘차세대’라는 꼬리표를 부착하고 있으며 속도감 있게 상용화의 길을 걷지 내지 못하고 있는 것은 재래식 백열등이나 소형 형광등보다 최소한 20배나 더 비싸다는 낮은 가격 경쟁력 때문이다.

아직까지 LED가 고가인 이유는 무엇일까?
한마디로 말해 고가의 사파이어 층 위에 광반도체 소자를 만들기 때문이다.
게다가 사파이어 기반 LED는 손실되는 빛들을 반사하기 위해 거울 같은 별도의 집광기가 필요해 비용이 추가된다.
14인치 노트북만 해도 1.7 cd LED를 50여 개나 사용해야 한다.
설령 2.5cd LED를 적용한다 해도 25개 정도는 사용해야 한다.
아무리 기술혁신을 해도 사파이어 기반의 기술을 적용하면 일반 조명을 대체하기엔 역부족이다.
그래서 연구자들은 고가의 사파이어를 대체할 물질을 찾아 LED의 가격 경쟁력을 확보하는 데 심혈을 기울이고 있다.

최근 미국 퍼듀대 화학공학자들은 내장형 질화지르코늄 반사층으로 실리콘 기판을 금속화하는 데 성공했다.
대체로 질화지르코늄은 실리콘과 있을 때 불안정해 화학적 특성이 바뀌게 된다.
그런데 실리콘 기판과 질화지르코늄 사이에 질화알루미늄 절연층을 두어 안정성을 확보한 것이다.
이를 통해 수많은 소자를 거대한 웨이퍼 위에서 대량으로 제조할 수 있게 되어 대량생산으로 이어진다면,
하나에 100 달러에 이르는 백색 LED의 가격을 5달러 수준으로 낮출 수도 있을 것으로 보인다.
머지 않아 백열전구는 ‘빛 방출기’ 자리를 LED에 내주고 본래의 특성을 잘 살린 ‘전열기’ 구실을 할 지도 모른다.

 

 

 미래 광원의 확실한 보증수표

앞으로 LED가 꿈의 광원으로서의 영역을 확대하려면 자연스럽고 은은한 빛으로 거듭나야 한다.
현재의 LED는 청색과 황색광을 혼합해 백색을 합성하는 식으로 어떻게 보면 녹색이나 적색 성분이 부족해 다소 창백한 빛을 발한다.
그래서 선명한 발색이 요구되는 액정 디스플레이용 광원으로는 선택 받지 못하고 있는 현실이다.
따라서 다양한 형광체를 개발해 색재현성을 높이는 게 가장 우선 되어야 할 부분이다.
또한 청색이나 적색, 녹색 등을 오롯이 구현하려면 각각의 LED를 구동해야 하는 번거로움 역시 뒤따르고 있다.

LED는 이루 헤아릴 수조차 없을 만큼 응용분야가 많다.
가정의 조명부터, LCD, 네온사인, 가로등, 기타 전자제품의 광원 등 그 잠재력과 성장가능성이 무궁무진한 분야로 자리 매김한지 오래다.
특히 요즘처럼 고유가와 친환경주의가 교차하는 때에 LED만큼 그 가치를 견줄만한 것도 드물다.
최근 국내기업들이 LED 원천기술 확보와 칩 제조 설비 등에 관심을 가져야 하는 이유가 여기에 있다.
LED는 분명 미래의 광원으로 자리잡을 것이다.

 

 

'상품 현미경 > ┃ 새론 상품' 카테고리의 다른 글

발광하는 옷  (0) 2008.10.28
손 따라 가는 물  (0) 2008.10.24
집안에 펼쳐진 광활한 우주  (0) 2008.09.26
외부에서 조종, 꿀꺽 삼키는 내시경 장치  (0) 2008.07.25
개인용 헬리콥터!  (0) 2008.07.24

오래 전부터 우주는 인간의 호기심을 자극하기에 충분한 아이템으로 꼽혀왔다.

밤하늘에 빛나는 별은 얼마나 멀리 떨어져 있는지,

그리고 지구 밖에 생명체가 살고 있는지,

우주는 과연 얼마나 큰 것인지… 등 의문은 꼬리에 꼬리를 물어왔다.

하지만 이런 우주를 직접적으로 경험해보기란 굉장히 어렵다.

정식 우주인이 되지 않는 이상은 말이다.

그래서 등장한 것이 '아스트로시어터'이다.

이 제품은 기존 홈스타와 플라네타리움과 마찬가지로 우주의 모습을 거실이나 방안에서 표현해내는 일종의 영상기다.

외형은 홈스타와 거의 비슷하다.

3와트 백색 LED를 사용해 밝기가 높고 본체, 거치대, 설명서, 필름 등으로 구성되어 있다.

여기에 한글화까지 되어 있으니 사용하는데 큰 어려움은 없다.

 

받침대 각도는 0∼90도까지 조정이 가능하고 투영거리는 2∼3M 사이다.

홈스타와 아스트로시어터의 가장 큰 차이점은 '유성' 유무다.

홈스타는 유성이 지나가지만 아스트로시어터는 유성이 없다.

두 제품의 차이점을 정리해 보면 홈스타는 유성과 행성의 움직임 선택이 가능하고,

아스트로시어터는 일주운동, 360일/24시간 별자리 관찰, 한글화를 꼽을 수 있겠다.



아스트로시어터는 실제 눈에 보이는 것처럼 1등급에서 6.5등급을 가진 9,000개의 별들을 일러스트로 일일이 그려 놓아 아름다운 은하수와 별들을 더욱 뚜렷이 관찰할 수 있다.

다시 말해 사실감은 홈스타가 좀 더 좋을 수 있지만,

교육목적이나 쉽고 편하게 밤하늘을 보기 위해서는 아스트로시어터가 잘 어울린다.

필름을 놓는 곳에는 날짜와 시간을 설정해 원하는 요일이나 시간의 별자리도 바로 관찰할 수 있도록 되어 있다.

필름은 은하수, 별자리, 태양계로 나뉘어져 있으며 추가 원하는 필름을 선택하면 된다.

 


 

렌즈는 6장의 투영렌즈와 3장의 집광렌즈를 달아 높은 천장이나 벽에도 선명한 밤하늘을 제공한다.

지구와 달, 태양이 함께 컬러로 제공된 필름을 꽂으면 꼭 우주선을 타고 있는 것 같은 느낌을 준다.

교환 방식은 카트리지 방식으로 누구나 쉽게 교환할 수 있게 되어 있다.


행성회전 주기는 10분, 사용시간은 30∼60분 단위로 설정할 수 있고 자동으로 120분이 지나면 꺼지게 되어 있다.

평상시에는 AC 전원을 사용하다 이동을 해야 할 경우에는 건전지도 사용할 수 있다.

초점은 상단 렌즈를 감싸고 있는 다이얼을 돌리면 천장이나 벽면에 비치는 영상의 초점을 조절할 수 있다.

크기와 무게는 170×150×150mm, 546g이며 가격은 24만원이다.

 

출처: 아이디어홀릭

'상품 현미경 > ┃ 새론 상품' 카테고리의 다른 글

손 따라 가는 물  (0) 2008.10.24
발광 다이오드- LED -  (0) 2008.09.30
외부에서 조종, 꿀꺽 삼키는 내시경 장치  (0) 2008.07.25
개인용 헬리콥터!  (0) 2008.07.24
자동 주차 씨스템 자동차  (0) 2008.07.06

+ Recent posts