디지털 사이니지(LED전광판)의 사용 용도에 따라 LED모듈 설계가 어떻게 달라지는 지 알아보도록 하겠습니다.

디지털 사이니지(LED전광판)에 들어가는 LED모듈을 설계할 때, 어떤 방식으로 설계가 되는지에 대해 알아보려고 합니다. LED모듈은 사용 용도에 따라 다르게 설계됩니다. 그리고 이것은 바로 디지털 사이니지의 가격과 직접적인 연관이 있습니다.

 

 

디지털 사이니지의 사용 용도에 따라 LED모듈의 픽셀 피치를 몇으로 할지, 드라이버 IC는 어떤 것을 사용할지, PCB레이어는 몇으로 할지, 스캔 모드는 몇으로 할지, 밝기는 몇으로 할지 등이 사양들이 정해집니다. 그리고 이러한 사양들에 따라 디지털 사이니지의 가격이 달라집니다. 그렇기에 이러한 사항들을 기본 지식으로 습득하고 계신다면 LED전광판을 구입하실 때에 많은 도움이 되실 겁니다.

 

 

목차

 

LED모듈의 구조

 

디지털 사이니지의 사용 용도에 따라 LED모듈 설계가 어떻게 달라지는지에 대해 알아보기 위해서는 LED모듈의 기본 구조에 대해 기본적으로 알고 있어야 합니다.

 

픽셀 피치 1.56mm, 재생률 7680Hz, LED : 네션스타, 드라이버 IC : MBI5264,  PCB설계 사진

 

LED모듈은 기본적으로 LED칩, 드라이버 IC, PCB, 커패시터(콘덴서, 전하 또는 에너지를 저장하는 장치), 레지스터(저항기, 전하 또는 에너지를 흡수하여 열로 변환하는 장치이며, LED모듈에서는 회로의 전류 흐름을 제한하는 데 사용합니다.) 등의 구조를 가지고 있습니다.

 

이 글에서는 디지털 사이니지의 가격에 영향을 주는 LED칩과 드라이버IC, PCB레이어등에 대해서 다루도록 하겠습니다.

LED칩 - 패키징 방식 (SMD, COB, GOB, HOB)

 

LED칩의 종류는 다양합니다. 일반적으로 실내외에서 가장 많이 사용하는 칩은 SMD(Surface Mount Device) 방식의 칩입니다. 이 방식은 PCB(인쇄 회로 기판)에 LED칩을 납땜과 같은 방식으로 실장 하는 방식입니다. 이 방식으로 보통 픽셀 피치 1.2mm까지는 사용하지만 그 이하는 사용하지 않습니다. 그 이유는 작은 LED칩을 실장 하다 보니, 칩이 작으면 작을수록 접촉 면적이 작아 쉽게 떨어지기 때문입니다. 그래서 이를 보완하기 위해 개발된 방식이 COB(Chip on Board) 방식입니다.

 

COB모듈

 

COB방식은 픽셀 피치 1.2mm 이하의 LED모듈을 제작할 때, 사용하는 방식입니다. 이 방식은 LED칩이 표면 위로 나오는 것이 아니라 내부로 삽입되어 있기 때문에, LED칩을 보호하는 데 유용합니다.

 

COB모듈 옆면 사진

 

이외에도 GOB(Glue on Board), HOB(Hotmelt on Board) 방식등이 있는데, GOB방식은 SMD방식으로 LED칩을 실장 한 후에 본드(Glue)를 이용해 표면 처리하는 방식이며, HOB방식도 GOB와 같은 방식이지만 표면 처리하는 제품이 고인자 재료라는 점에서 차이가 있습니다. 간혹, GOB방식과 HOB방식의 유지보수가 SMD방식보다 쉽다는 사람들이 있지만, 이는 GOB방식과 HOB방식에 대해 잘 모르는 사람이 하는 말입니다. 두 방법 모두 표면 처리한 재료들을 녹인 후에 수리를 한 다음 다시 표면 처리를 해야 하기 때문에 유지보수가 쉽지 않습니다. 또한, 수리 이후 표면에 수리 흔적이 지저분하게 남게 된다는 단점이 있습니다.

 

하지만, GOB방식과 HOB방식에는 강한 장점이 있습니다. 바로 내구성, 방수, 방진등이 좋다는 것입니다. 그 이유는 표면에 본드나 고인자 재료를 이용하여 보호층을 만들었기 때문입니다.

 

LED칩 - 픽셀 피치

 

픽셀 피치는 LED칩들의 간격을 얘기합니다. 정확히 얘기하면, LED도트 중앙부터 다음 LED중앙까지의 거리를 말합니다. 그런데 픽셀의 간격이 좁을수록 어떤 형상이 일어날까요? 

 

픽셀 피치

 

1. LED칩의 수량이 늘어납니다. 만약, 표출면의 가로 세로 크기가 각각 100mm, 100mm 일 때, 픽셀 피치 2mm를 사용하면 50x50개의 LED칩이 실장 됩니다. 그리고 픽셀 피치 1mm를 사용한다면, 100x100개의 LED칩이 실장됩니다. 그렇기 때문에 픽셀의 간격이 반으로 줄었을 때, LED칩의 수량은 4배로 더 사용해야 하기 때문에 그만큼 가격도 많이 올라가게 됩니다.
2. 해상도가 올라갑니다. LED칩의 수량이 늘어난다는 것은 해상도가 올라간다는 의미와 같습니다. 해상도는 LED칩의 수량을 나타냅니다. 만약, 해상도가 3840x2160(4K)이라면, LED칩이 가로 3,840개가 있다는 것이고, 세로는 2,160개가 있다는 것입니다.
3. 가격이 올라갑니다. 위에서 픽셀의 간격이 반으로 줄었을 때, LED칩의 개수는 4배로 늘어난다고 했습니다. 그러면 가격도 4배로 상승할까요? 맞습니다. 정확히 4배는 아니더라도 거의 4배 가까이 상승하게 됩니다.

픽셀 피치는 LED전광판을 설치할 면적의 크기와 어떤 용도로 사용할 지에 따라 결정됩니다. 만약, 설치 가능한 면적이 가로 3,840mm이고 높이가 2,500mm이며, 원하는 해상도는 4K라면, 픽셀 피치 1mm로 설치해야 합니다. 이때, 표출면의 크기는 각각 3,840mm, 2,160mm가 되겠죠.

 

픽셀 피치 2.5mm 와 1.86mm 의 LED모듈 비교 사진

 

드라이버 IC

 

드라이버 IC는 일반적으로 LED칩을 컨트롤하는 역할을 합니다. 그리고 드라이버 IC의 품번에 따라 기능과 가격이 다릅니다. 만약, 재생률을 7680Hz까지 올리고 싶다면, 이에 맞는 드라이버IC를 사용해야 합니다. 

 

하나의 LED모듈에 드라이버 IC 수량을 몇개를 실장할 지는 스캔 모드와 관련 있습니다. 스캔 모드는 낮출수록 밝기와 화질이 좋아집니다. 하지만, 스캔 모드를 낮출수록 실장해야 할 드라이버IC 수량이 증가하며, 그만큼 가격도 올라가게 됩니다.

 

PCB레이어

 

PCB는 여러 개의 층으로 구성되어 있습니다. PCB레이어의 구성을 어떻게 하느냐에 따라, 회로와 신호등의 안정성과 효율적인 전력 공급이 결정됩니다. 

 

LED모듈의 PCB레이어는 일반적으로 2층으로 구성합니다. (저가 제품은 1층으로 구성합니다) 그리고 하이픽셀로 갈수록 PCB레이어를 4층에서 6층으로 사용해야 회로 안정성과 신호 안정성, 효율적인 전력 공급이 보장됩니다.

 

만약, PCB레이어를 4층으로 설계해야 하는 상황에서 2개 층만 사용했다면, 회로와 신호가 불안정해지며, 전력이 제대로 공급되지 않아 LED모듈의 수명이 줄어들게 됩니다. 보통 저가 LED모듈이 이러한 방식으로 원가를 낮춥니다. 그렇기 때문에 같은 픽셀 피치임에도 가격대가 비정상적으로 낮다면, PCB레이어를 제대로 사용했는지, 드라이버 IC 수량을 제대로 사용했는지 의심해봐야 합니다.

 

디지털 사이니지, 좋은 제품 선별하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

 

디지털 사이니지의 사용 용도에 따라 LED모듈 설계가 어떻게 달라지는지에 대해 알아보았습니다. 만약, 디지털 사이니지에 대해 궁금하시거나 견적을 받아보고 싶으신 분들은 서두의 명함의 연락처로 연락을 주시거나 (주)아이디플랜 홈페이지를 이용해 주세요.

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