LED 응용분야의 성장 – 자동차용 LED 조명

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LED 응용분야의 성장 – 자동차용 LED 조명

2009-08-31   |   Brian

LED 광원은 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 조명인 백열등/할로겐/형광등 대체뿐 아니라 휴대전화, 대형 BLU, 냉장고, 집어등, 식물육성, 경관조명, 의료용 조명 등 및 에너지가 필요한 모든 분야에 적용할 수 있으며, 에너지 절감 및 친환경이라는 확실한 이유가 있기 때문에 최근 모든 분야에서 이슈로 떠오르고 있다. 오늘 살펴볼 자동차용 LED 분야도 이러한 이유로, 최근 가장 각광받는 LED 응용 분야 중 하나이다. 특히 자동차용 LED 조명은 자동차 자체의 고급화에 일조하고 있으며, 실제로LED 조명=고급화라는 등식이 성립되고 있기 때문에 세계 유수의 완성차 업계에서 LED 조명을 채용하기 위해 각고의 노력을 거듭하고 있다. 자동차용 LED 조명의 구성 자동차용 LED 조명은 크게 내장용, 외장용으로 나눌 수 있으며, 기술 장벽은 외장용이 높은 편이다. 내장용은 Lighting / Dashboard용으로 외장용은 CHSML (Center High-Mounted Stop Lights)  / DRL (Daytime Running Lights)  / Headlamp / Front / RCL(Rear Combination Lights) 등으로 세분화 할 수 있다. 현재 Headlamp를 제외하고는 전 분야에 걸쳐 중형 세단에서 소형 자동차까지 빠르게 채용이 늘어나고 있는 추세이며, Headlamp 역시 Benz, BMW, Lexus, Audi 등 최고급 자동차를 중심으로 채용이 시작되고 있다. - 자동차 그리고 LED 자동차 시장에서 완성차 자체의 성능을 제외하고 빠지지 않는 트랜드는 안전성과 디자인이며, 최근에는 에너지 효율성이나 하이브리드와 같은 친환경성을 들 수 있다. 이러한 모든 조건을 만족하는 조명이 바로 LED 광원을 이용한 조명이다. LED 광원은 타 광원과 달리, 순간 점등이 가능하고 최고 휘도를 바로 낼 수 있는 장점이 있으며, 수명이 길고 태양광에 가까운 색 온도를 갖기 때문에 빛이 조사되는 부분의 주변부를 어둡게 느끼는 현상이 적기 때문에 안전성에서 좋은 평판을 얻고 있다. 디자인적으로도 다양하고 스타일리쉬한 디자인을 가능케 하는 LED 제품이 내/외장제로 그 활용도를 넓이고 있는 상황이다. 할로겐, HID, LED 전조등의 성능 비교 또 한가지, 자동차 업계가 차세대 내/외장 조명으로 LED에 눈을 돌리는 이유는 전력 효율을 향상시키기 위해서이다. 최근 자동차가 고급화하면서 차량 내 전력소비 장치가 늘어나는 추세임을 감안할 때, LED를 자동차 전조등에 도입하게 되면 현재 할로겐 램프보다 절반 이상 전력 소모를 줄일 수 있어 배터리 전력에 총 50∼70W의 여유가 생기게 되며, 최근의 기술 수준을 감안할 때, LED 조명을 채용함으로써 현재의 절반 정도의 소비전력을 갖게 될 날이 멀지 많은 것으로 판단된다. 또한 이러한 전력효율 이외에도 LED가 할로겐 램프보다 수명이 길고 친환경적이라는 장점이 있기 때문에 장기적으로 볼 때 전 차종으로 LED가 채택될 것으로 예상된다. 할로겐, HID, LED 전조등의 가격 흐름도 현재는 기술뿐 아니라 타 광원에 비해 LED 광원이 가격이 훨씬 높기 때문에, 전조등의 경우 일부 고급 차량에 채용될 수 밖에 없는 것이 사실이나, 2015년 이후에는 폭발적 성장이 기대되고 있다. - 개발 및 채용 동향: W/W 2000년대 초반 유럽산 일부 자동차(Volkswagen - Phaeton, BMW - 7시리즈 등)의 외부 조명에 LED가 채용된 이후, 기존의 할로겐 램프가 상당히 빠르게 LED 광원으로 대체되고 있다. 현재 자동차에 LED 램프가 사용되는 곳은 주로 내부 조명 장치로서 이미 2005년에 유럽산 신차의 75%가 LED 실내등을 사용하였으며, 최근에는 후면 조명 전체에 LED 램프를 사용한 차량들이 늘어나도 있는 추세다. 실제로 최고급 세단의 외장등은 이미 LED가 대세이며, LED 조명의 채용으로 인해 발전기 등의 소형화, 경량화 설계가 가능하며 에너지절약효과가 크고 다양한 모양으로 설계가 가능해 디자인 자유도가 높다. 벤츠 S 클래스의 헤드라이트                                   BMW 7 시리즈의 헤드라이트 벤츠 S 클래스의 후미등                                    BMW 7시리즈의 후미등 최근 자동차용 LED 조명의 가장 큰 화두는 전조등이다. LED 전조등은 2007년 토요타가 렉서스 LS600h에 세계 최초로 적용했다. 이어서 아우디가 R8에 장착했으며, 벤츠 S클래스, BMW 7시리즈, 캐딜락 에스컬레이드 플래티넘, 아우디 A8, 볼보 XC90, 토요타 크라운 등에도 채용되거나 채용될 전망으로, 앞으로의 출시도 가속화될 전망이다. - 개발 및 채용 동향: Korea 국내 자동차용 LED 시장에서 가장 먼저 두각을 나타낸 기업은 오스람이다. 오스람은 실내 계기판/오디오/스위치 등 내부 인테리어와, 외장용 브레이크, 방향 지시등 등 외부 인테리어로의 적용 영역 확대를 진행했고, 최근에는 헤드램프용 제품을 개발 중인 것으로 보인다. 자동차용 LED 조명과 관련된 대표적인 국내 업체로는 루미마이크로와 서울반도체 등을 들 수 있다. 루미마이크로는 금호HT오토닉스와 자동차용 LED 독점 공급 계약을 체결한 상태이며, 금호HT오토닉스는 현대/기아/GM대우에 자동차용 LED 램프를 공급하고 있다. 참고로 금호HT오토닉스는 1988년에 설립되었으며, 금호전기와 일본의 해리슨도시바와의 합작 회사이다. 공장은 전남 장성에 있으며, 자동차 계기판 조명, 브레이크등, 방향지시등, 실내등 등 자동차용 전구 대부분을 제조하고 있다. 서울반도체도 현대자동차에 자동차 조명용 LED를 공급하고 있다. 서울반도체의 LED는 준중형급 및 RV차량(아반테, 뉴산타페 등)에 브레이크등/안개등/방향지시등/기타 여러 실내등 등에 사용되고 있으며 현재 헤드램프용 LED도 개발 중인 것으로 보인다. 최근 소식에 따르면, 국내 자동차 업계 1위인 현대자동차에서 2011년 상용화를 목표로 계열사인 현대모비스와 공동으로 자동차 전조등용 LED 램프 개발에 착수, 최근 시제품을 개발했고 한다. 현대모비스는 국내 연구기관에 의뢰해 시제품의 신뢰성 검사를 추진하고 있는 것으로 판단된다. 현재 개발 상황으로 판단할 때, LED 램프가 기존 제품에 비해 고가인 점과 해외의 사례를 감안할 때, 고급 자동차를 위주로 적용될 것으로 예상된다.  또한 최근(2009년 6월 18일)자로 자동차에 LED 전조등을 장착할 수 있는 내용의 ‘자동차안전기준에 관한 규칙’ 개정령이 시행됨으로 인해, 국내의 자동차용 LED 조명 시장도 크게 늘어날 것으로 예상된다. - 자동차용 LED 조명의 기술적 특징 자동차에 LED 조명이 성공적으로 채용되기 위해서는 우선 방열설계 기술 및 방열 재료의 경량화가 요구되는데, 자동차의 엔진 열 및 히터, 그리고 냉각기 등의 영향에 의한 LED 조명 제품의 신뢰성 저하를 방지하기 위한 방열 구조기술, LED의 자체 발열에 따른 문제를 해결하기 위한 PCB / Heat Sink / Reflector 등의 방열 설계 및 구조설계, 구동회로 설계 기술 및 방열 재료의 경량화가 매우 중요한 기술적 특징이다. 또한 자동차용 조명에 적합한 LED 광학 및 조명기구 기술로는, 자동차 디자인의 특성을 살리면서 자동차용 조명관련 광학기술에 적합하도록 하는 LED의 배치와 광학렌즈 및 반사판 설계기술, 그리고 자동차 외부환경의 악조건에 대응하기 위한 방수 및 방염, 충격, 진동에 견딜 수 있는 광학 및 조명기구 재료와 구조설계 기술이 필요하다. 마지막으로 자동차 환경에 적합한 조명제어 및 저가격화 기술로는 에너지 절감효과 및 배터리 수명 보장을 위한 LED 조명 제어기술(주행속도에 따른 DRL 및 전조등 제어, 주위 밝기에 따른 전조등 밝기 조절)과 LED 고효율화에 따른 LED 개수 절감, 그리고 이에 따른 광학 및 반사판의 재질의 효율화에 따른 저가격화 기술이 요구된다. - 자동차용 LED 수요전망 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 CAGR Quantity 4,553 5,240 6,017 6,656 7,402 8,255 9,223 12% Amount 852 930 1,049 1,117 1,183 1,264 1,367 8% (출처: 디스플레이뱅크, ‘LED Industry Outlook'리포트) 자동차용 LED 시장은 수량 기준으로 2007년 45억 5천만 개에서 2013년 92억 2천만 개로 연평균 12%씩 성장할 것으로 전망되며, 금액 기준으로는 8억 5천만 달러에서 2013년 13억 6천만 달러로 연평균 8%씩 성장할 것으로 전망된다. 참고문헌: 정보통신 진흥원 ‘LED 조명 시스템 기술’