전광판소개
우리들은 일상 생활속에서 많은 전광판들을 접하게 됩니다.
하루하루 바쁘게 살아가면서 주변을 둘러볼 때 우연히 보게되는 전광판들 속에는 소비자들에게
가치있는 정보를 신속, 정확하게 제공하기 위한 LED 디스플레이 제조사들과 한국전광방송협회 등,
관련 업계들의 피나는 노력들이 담겨져 있습니다.
국내 전광판 매체의 발전 과정을 살펴볼 때, 대한민국 전광판의 효시가 되는 제품은, 1971년 당시 불모지와 같던 전광판 분야에서, 국내 최초의 전광판 전문 제작업체인 삼익전자가 개발한 “ 대한 민국 최초의 전광표시기 “ 입니다. 이 제품은 다수의 전구를 간단한 스위치 조작으로 점등시키는 방식으로, 1~9까지의 숫자를 표시할 수 있도록 개발된 제품입니다. 이후, 핀보드 제어기를 이용한 한글 표출 등, 초창기 기술 개발을 바탕으로 “ 1973년에 동대문 운동장에 국내 최초의 문자표출 전광판 “ 이 설치되었습니다. 또한, 1976년에는 대신증권 본점에 국내 최초의 컴퓨터 온라인 방식의 실황 주식시세판을 개발, 설치함으로써, 당시 외산장비에 의존하던 국내 금융업계의 장비 국산화를 이룩할 수 있었습니다. (주식시세판 - 플라즈마 세븐세그먼트 소자 적용)
1979년에는 잠실실내체육관에 국내 최초의 멀티그래픽 전광판을 개발, 설치하여 세계농구선수권 대회에 활용하였습니다.
당시 전광판에는 텅스텐 필라멘트를 사용하는 백열램프 방식의 텅스텐 램프 (2.5w급) 소자 약 9만3천개가 사용되었습니다. 특히, 초기의 핀보드를 사용한 문자표출방식에서 발전된, 컴퓨터 PROM (Programmable Read Only Memory)을 활용하는 “ 도형화시킨 문자 표출장치 “ 를 개발하여, 전광판에 한글 고유의 아름다움을 그대로 재현하고, 짜임새 있는 글자를 만들어 낼 수 있도록 함으로써, 한글, 숫자, 영문 및 특수기호 등을 미려한 글꼴로 표출하고, 경기정보를 생생하게 전달할 수 있었습니다. 이러한 방식은 초기의 자음, 모음, 받침 등의 문자를 순서대로 그대로 나열하는 방식을 탈피한 “ 모아쓰기 ”방식을 적용하였으며, 사용 빈도가 높은 4,000자 이상의 한글을 컴퓨터의 PROM에 저장한 후, 자음, 모음, 받침의 패턴을 분석하고, 도형화된 글자를 연출하여 전광판 화면에 표출하도록 한 국내 최초의 기술로서, 오늘날, 스마트폰 등에 적용되는 한글의 디지털 문자 사용의 효시가 되는 기술입니다
1980년대 초에는 명암조절 방식의 텅스텐 램프를 이용하여 동영상 표출이 가능한 "잠실 주경기장 전광판"을 제작하였습니다. 늑히 여기에는 고전압, 저전류 방식의 텅스텐 램프를 사용하여 필라멘트의 잔광현상을 제거함으로써, 신속한 화면 전환과 선명도를 향상시킬 수 있엇습니다. 이를 위해 표시소자 드라이브 구동을 위한, 고전압 제어용 하이브리드 IC와 휘도 제어용 LSI 등, 국산IC들을 국내 제조사 기술로 자체 개발하여 적용하였습니다.
이러한 IC들을 활용하여, 전광판 스크린을 구성하는 수많은 램프들의 초고속 시분할 제어로 동영상 화면을 표출하였으며, 이를 위해 제원상 3,000kw의 초대용량 전력 설비와 이를 제어하기 위한 내부의 자체 전기변전시설들이 함께 구축되었습니다.
이후에, 86년 아시안게임 당시에는, 오메가사의 고전압 형광튜브소자로 영상표출부를 제작하였으며, 이와 동일한 형광튜브소자도 A/S를 위해 국내 제조사에서 제작하여 보유하게 되었습니다.
1980년대의 광고시장에는 텅스텐 램프 위에 R,G,B (적,녹,청) 색상을 코팅 처리한 소자들을 이용하여 컬러 색상이 표출되는 전광판들이 등장하기도 하였습니다. (일명, 스펙터 컬러 전광판) 80년대의 전광판 제품들은, 유럽에서는 오메가사의 고전압 형광튜브 소자들이 주로 사용 되었으며, 아시아에서는, 일본에서 각종 전시회를 통해 소개되기 시작한 소니의 CRT 방식 브라운관(점보트론) 전광판이나, 아이트론관 소자를 사용한 전광판들이 광고시장에 활용되고 있었습니다. 또한, 소형화 제작을 위한 루나 소자 등이 80년대 중반부터 등장하여 간간이 사용되었습니다.
그 외 80년대에, 미국에서 개발된 시닉스(XINEX) 전광판이 공항 광고용으로 소개되었고, 단색 플랩소자를 활용한 철도 행선안내게시들이 제작되었습니다.
90년대 초반에는 다양한 색상의 문자 그래픽을 표출할 수 있는 초 저전력 12컬러 플랩 전광판이 국내 제조사 삼익전자에 의해 개발되었습니다. 이 제품은 독자적 기술로 개발된 순수 국내 제작품으로서 제작비용이 저렴하고 유지보수가 쉬우며, 태양광만으로도 운영이 가능할 정도로 저전력 구동이 가능한 장점이 있었습니다. 이 제품은 대만, 영국 등에서 국제특허를 받았고, 특히 1994년 제네바 국제 발명품전시회에서 금/은상을 수상하였습니다.
이후 93년 대전 엑스포에는 국내 삼익전자에서 세계 최초로 개발한 고화질 미니파이로 소자가 적용된 컬러 전광판이 소개되었으며, 이는 소자의 소형화 개발을 통해 소형 사이즈의 전광판에 고화질 영상을 구현할 수 있는 방안이면서, 동시에 옥외에만 대형으로 설치되던 전광판을 실내에도 설치할 수 있는 전환점을 맞이한 계기가 되었습니다.
80년대 중반 ~ 90년대 후반까지도 RED, GREEN 2가지 소자를 조합하여 적색, 녹색, 황색 3가지 컬러를 구현하는 3-COLOR 전광판들이 광고시장에 많이 활용되었습니다. 또한, 3-COLOR 전광판은 현재까지도 도로정보안내를 위한 VMS 전광판 및 간단한 메시지 표출용 전광판 등으로 계속 사용되고 있습니다.
이제까지 살펴본 내용 대로, 1990년대 초반까지도 다양한 종류의 전광판 소자들이 혼재되어 사용되고 있던 상황이었으나, 1990년대 중반 청색 LED 소자가 일본에서 개발되고, 후반에는 순녹색 LED 소자가 NICHIA社에서 개발, 양산되면서, 본격적인 풀컬러 LED 방식의 전광판 시대가 도래하게 되었습니다.
아래에서 보시는 1997년의 경향신문사 전광판은 세계 최초로 청색과 순녹색(Pure green) LED 소자를 적용함으로써, 전광판의 화질을 한 차원 수준 높게 끌어올려, 이후 LED 디스플레이
시장의 새로운 판도를 개척하고, 확장하게 되었습니다. 또한, 같은 해에 제작된 잠실야구장 전광판은 야구경기장 특성상 넓은 가시범위가 요구되었고, 이를 위해 개발된 세계 최초의 Super Oval type 광각형 소자를 적용한 전광판이 제작되었습니다. 이후 광고용 전광판에도 광각형 소자들이 주로 적용되기 시작하였습니다.
LED(Light Emitting Diode)는 우리 말로는 “ 발광다이오드 “ 라고 표기하며, 전류를 가하면 빛을 발하는 반도체 소자입니다. 기본적으로 양(+)의 전기적 성질을 가진 p형 반도체와 음(-)의 전기적 성질을 지닌 n형 반도체의 이종접합 구조를 가지고 있으며, 전압을 가하면, 수 볼트의 전압으로 전류가 흘러 발광합니다. 즉, n층의 전자가 p층으로 이동해 정공과 결합하면서 에너지를 발산하는 것인데요, 이 때 에너지는 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산하는 것이 바로 LED입니다. 또한, LED는 이종 접합구조의 재료는 갈륨비소(GaAs), 갈륨인(GaP), 갈륨비소인(GaAsP), 갈륨질소(GaN) 등으로 만들어지며, 어떤 화합물을 쓰느냐에 따라 LED 빛의 색깔이 달라집니다.
이러한 LED 소자의 특성과 일정 간격(픽셀 피치) 배치 및 수량 배열(예, 16X16)에 따라, 전광판 스크린의 기초가 되는 LED 모듈이 제작되며, 모듈 드라이브 IC의 PWM(펄스폭 변조) 시분할 구동방식을 통해, LED 소자별(RED, GREEN, BLUE)로 시간 흐름에 따라 순간순간 변화되는 휘도 및 컬러 값을 생성함으로써, 전광판 화면에 다채로운 영상을 구현하게 됩니다.(3-COLOR 전광판 : 휘도 조정 / Full-COLOR 전광판 : 휘도 및 색도 조정)
전광판용 LED 소자는 초기의 흑백램프에서, 적/녹/황색 표출의 3-COLOR , 이후 천연색상 표현이 가능한 풀컬러 소자가 개발되며 전광판의 더욱 향상된 화질 표현을 가능하게 하고 있습니다. 또한, 기존의 R,G,B 소자가 개별로 제작되는 램프타입(LAMP TYPE)외, R,G,B 소자가 하나의 패키지로 제작되는 SMD타입(3IN1 CHIP) 소자가 개발되면서, 모듈 및 픽셀 피치의 소형화로, 현재 고밀도 픽셀 피치의 실내용 전광판에 적용되고 있습니다.
전광판은 신속하고, 정확한 정보 표출과 장시간 가동시에도 시스템의 안정적 운영 성능, 우수한 화질 표현이 가능하도록 지속적인 기술 개발이 이루어 지고 있습니다. 이러한 기술들은 전광판 운영 PC나 영상장비의 신호들을 LED 표출에 맞도록 변환하여 전광판 화면을 구동하는 컨트롤러 및 운영 S/W 개발에 주로 적용되고 있으며, 최근에 반영되고 있는 주요 기술들을 소개해 드리겠습니다.
1) 전광판 운영의 안정성을 위한 기술
- 제어 시스템 이중 백업 : 컨트롤러 2중화, 서브 컨트롤러 신호 전송 백업(Redunadancy) 전원부 백업 구성으로 무중단 운영 구현
- 감시 모니터링 기능 : 신호 감지를 통한 이상유무 통보, 모니터링 카메라 설치
2) 전광판 화질 개선을 위한 기술
- 16BIT 이상 高 컬러계조 제어
- 도트컬렉션 보정을 통한 휘도, 색도 균일화
- 화이트발란스 유지를 통한 정확한 색상 구현
- 3,840hz 이상 초고속 화면 표출을 통한 화면 잡음, 플리커 방지
3) 전광판 화질 개선을 위한 기술
- 16BIT 이상 高 컬러계조 제어
- 도트컬렉션 보정을 통한 휘도, 색도 균일화
- 화이트발란스 유지를 통한 정확한 색상 구현
- 3,840hz 이상 초고속 화면 표출을 통한 화면 잡음, 플리커 방지
전광판은 영상산업 및 디스플레이 장비의 발전 수준과 맞추어 계속 기술력이 향상되고, 사용 분야가 확대되고 있으며, 기존에 단순 영상표출 개념에서 벗어나, 최근에는 대형화, 고밀도 제작을 통해 4K ~ 8K 이상의 고해상도 영상 표출, 아나모픽 3D 입체 영상 컨텐츠의 표출이 가능하며, 스크린 구조물도 기존의 단순한 사각형 모양에서 곡면형, 다면형 등, 다양한 형태 제작과 그에 따른 영상 표출이 가능하도록 제작되고 있습니다. 또한, 방송국이나, 스튜디오로 범위를 넓혀, 영화 촬영시 가상공간을 생성하는 버추얼 촬영 방식에도 배경 영상을 LED 전광판 스크린을 통해 구현하는 방식으로 사용되고 있습니다. 미래에도, 전광판 화면 품질의 경우, 고해상도, 고선명도의 기본 방향을 지속적으로 발전해 나아갈 것으로 예상되며, 특히 옥외 광고전광판 같은 경우 옥외 환경에서 다양한 주변 환경의 영향에도 최상의 화면 품질을 구현하는 방식의 기술들이 적용될 것으로 예상됩니다. 또한, 단순한 영상 전달 개념에서 관람객과 쌍방향으로 소통할 수 있는 인터랙티브 영상 활용을 통해, 각종 문화 전시,공연, 이벤트 행사에서도 더욱 활용도를 높여 나갈 것으로 기대합니다.
제공 : 삼익전자공업(주)