현대 조명 산업의 발전에서 LED와 옥수수 속 광원은 의심할 여지 없이 가장 눈부신 두 가지 핵심 요소입니다. 두 광원은 고유한 기술적 장점을 바탕으로 산업 발전을 함께 촉진합니다. 본 글에서는 옥수수 속 광원과 LED의 차이점과 장단점을 심층 분석하고, 현재 조명 시장 환경에서 두 광원이 직면한 기회와 과제, 그리고 미래 조명 산업 발전 추세에 미치는 영향을 살펴봅니다.
1부
패키징 프로세스: 개별 단위에서 통합 모듈로의 도약
전통적인 주도의 광원
기존 주도의 광원은 주도의 칩, 금선, 브래킷, 형광체, 그리고 패키징 콜로이드로 구성된 단일 칩 패키징 방식을 사용합니다. 칩은 전도성 접착제로 반사판 컵 브래킷 바닥에 고정되고, 금선은 칩 전극과 브래킷 핀을 연결하며, 형광체는 실리카겔과 혼합되어 칩 표면을 덮어 스펙트럼 변환을 구현합니다. 이러한 패키징 방식은 직접 플러그인 방식이나 패치 방식 등 다양한 형태를 만들 수 있지만, 본질적으로는 마치 흩어진 진주처럼 독립적인 발광 유닛들을 반복적으로 조합하여 빛을 내는 방식입니다. 하지만 대면적 광원을 제작할 경우, 각 벽돌과 돌을 접합하고 결합하는 데 많은 인력과 재료가 필요하듯이 광학 시스템의 복잡성은 기하급수적으로 증가합니다.
옥수수 속 광원
옥수수 속 광원은 기존 패키징 패러다임을 깨고 다중 칩 직접 용접 기술을 채택하여 수십 개에서 수천 개의 주도의 칩을 금속 기반 인쇄 회로 기판 또는 세라믹 기판에 직접 접합합니다. 칩은 고밀도 배선을 통해 전기적으로 상호 연결되며, 전체 표면은 형광체를 함유한 실리콘 층으로 덮여 균일한 발광 표면을 형성합니다. 이 아키텍처는 아름다운 캔버스에 진주를 박아 넣은 것과 같아 단일 주도의 사이의 물리적 간격을 없애고 광학 및 방열의 협업 설계를 실현합니다. 예를 들어, 루밀레즈 럭시온 COB는 공융 용접 기술을 사용하여 직경 19mm의 원형 기판에 121개의 0.5W 칩을 통합하여 총 60W의 출력을 제공합니다. 칩 간격은 0.3mm로 압축됩니다. 특수 반사 캐비티를 통해 배광 균일도는 90%를 초과합니다. 이 통합 패키지는 생산 과정을 단순화할 뿐만 아니라 모듈형 "라는 새로운 형태의 "광원을 만들어 조명 설계자에게 정교한 조립식 모듈을 제공하는 것처럼 램프 설계를 위한 혁신적인 기반을 제공하며, 설계 및 생산의 효율성을 크게 향상시킵니다.
2부
광학적 특성: 점광원에서 면광원으로의 변환
단일 주도의
단일 LED는 본질적으로 약 120°의 발광 각도를 가진 램버트 광원이지만, 광도 분포는 밝은 별처럼 중앙이 급격히 감소하는 박쥐 날개 곡선으로 빛나지만 다소 산란됩니다.조명 요구를 충족하기 위해 2차 광학 설계를 통해 광 분포 곡선을 재형성해야 합니다.렌즈 시스템은 티르 렌즈를 사용하여 발광 각도를 30°로 압축하지만 광 효율 손실은 15%-20%입니다.반사판 솔루션의 포물선 반사기는 중앙 광도를 증가시킬 수 있지만 눈에 띄는 광점이 생성됩니다.여러 LED를 결합하면 색수차를 방지하기 위해 충분한 간격을 유지해야 하며, 이는 밤하늘의 별이 있는 완벽한 그림을 조각하려고 하는 것과 마찬가지로 램프의 두께를 증가시키지만 결함과 그림자를 피하기는 항상 어렵습니다.
통합 아키텍처 옥수수 속
COB의 통합 아키텍처는 균일하고 부드러운 빛을 내는 찬란한 은하수와 같은 표면 광원의 특성을 자연스럽게 갖추고 있습니다. 여러 개의 칩을 촘촘하게 배열하여 어두운 부분을 제거하고, 마이크로렌즈 어레이 기술을 통해 5m 거리에서 조명 균일도를 85%까지 높일 수 있습니다. 기판 표면을 거칠게 처리하여 빛의 각도를 180°까지 확장하여 눈부심 지수(우지알)를 19 미만으로 낮출 수 있습니다. 동일한 광속 조건에서 COB의 광학적 확장은 주도의 어레이보다 40% 낮아 조명 설계를 크게 간소화합니다. 박물관 조명 현장에서 ERCO의 옥수수 속 트랙 조명은 자유형 렌즈를 통해 0.5m 투사 거리에서 50:1의 조도비를 구현하여 제품의 균일한 조명과 주요 포인트 강조 사이의 모순을 완벽하게 해결합니다.
3부
열 관리 솔루션: 국소 열 방출에서 시스템 수준 열 전도로의 혁신
전통적인 주도의 광원
기존 LED는 "칩 - 고체 결정층 - 브래킷 - PCB"의 4단계 열전도 경로를 채택하며, 열 저항은 권선 경로처럼 복잡하여 열의 빠른 방출을 방해합니다. 인터페이스 열 저항 측면에서 칩과 브래킷 사이의 접촉 열 저항은 0.5-1.0℃/W입니다. 재료 열 저항 측면에서 정말로-4 보드의 열전도도는 0.3W/m·K에 불과하여 방열 병목 현상이 발생합니다. 누적 효과로 인해 여러 LED를 결합하면 국부적인 핫스팟이 접합 온도를 20-30℃까지 높일 수 있습니다. 실험 데이터에 따르면 주변 온도가 50℃에 도달하면 SMD LED의 광 감쇠 속도가 25℃ 환경보다 3배 빠르고 수명이 L70 표준의 60%로 단축됩니다. 이는 장시간 햇빛에 노출된 것과 마찬가지로 주도의 광원의 성능과 수명이 크게 감소합니다.
옥수수 속 광원
COB는 "칩-기판-방열판의 3단계 전도 구조를 채택하여 열 관리에 있어 질적 도약을 이루었습니다. 마치 광원을 위한 넓고 평평한 고속도로를 포장하는 것처럼 열을 빠르게 전도하고 방출할 수 있습니다. 기판 혁신 측면에서 알루미늄 기판의 열전도도는 2.0W/m·K에 달하고, 질화알루미늄 세라믹 기판은 180W/m·K에 달합니다. 방열 설계 측면에서는 칩 어레이 아래에 방열층을 배치하여 온도 차이를 ±2℃ 이내로 제어합니다. 동시에 액체 냉각에도 대응하며, 기판이 액체 냉각판에 접촉한 후 방열 용량은 100W/센티미터²에 달합니다. 자동차 헤드라이트에 적용 시, 오스람 옥수수 속 광원은 열전 분리 설계를 사용하여 접합 온도를 85℃ 이하로 안정화하고, AEC-Q102 자동차 등급 신뢰성 요구 사항을 충족하며, 50,000시간 이상의 수명을 제공합니다. 이는 자동차가 고속으로 주행할 때와 마찬가지로 운전자에게 안정적이고 신뢰할 수 있는 조명을 제공하여 주행 안전을 보장합니다.
4부
광 효율 및 에너지 효율: 이론적 한계에서 엔지니어링 최적화까지의 획기적인 발전
전통적인 주도의 광원
주도의 광 효율 향상은 하이츠의 법칙을 따르며 재료 시스템과 구조 혁신을 통해 지속적으로 발전하고 있습니다. 에피택셜 최적화에서 InGaN/갈륨 질화물 다중 양자 우물 구조는 내부 양자 효율을 90%까지 향상시킵니다. PSS 패턴과 같은 패턴 기판은 광 추출 효율을 85%까지 높입니다. 형광체 혁신 측면에서는 CASN 적색 분말과 루아그 황록색 분말의 조합으로 Ra>95의 연색 지수를 달성했습니다. Cree의 케이에이치 시리즈 LED는 303lm/W의 광 효율을 가지고 있지만, 실험실 데이터를 엔지니어링 응용 분야로 변환하는 과정은 여전히 패키징 손실 및 구동 효율과 같은 실질적인 과제에 직면해 있습니다. 마치 이상적인 상태에서 놀라운 결과를 낼 수 있는 재능 있는 운동선수처럼, 실제 경기장에서는 다양한 요인의 영향을 받습니다.
옥수수 속 광원
COB는 광 결합과 열 관리의 시너지 효과를 통해 엔지니어링 광 효율의 획기적인 발전을 이룹니다. 칩 간격이 0.5mm 미만일 때 광 결합 손실은 5% 미만이며, 접합 온도가 10°C 낮아질 때마다 광 감쇠율은 50%씩 감소합니다. 통합 드라이버 설계를 통해 AC-직류 드라이버를 기판에 직접 통합할 수 있어 시스템 효율이 90%에 달합니다. 농업용 조명 분야에서 삼성 LM301B COB는 스펙트럼 최적화와 열 관리를 통해 3.1μmol/J의 광합성 광자 효율(PPF/W)을 달성하여 기존 HPS 램프 대비 40%의 에너지 절감 효과를 제공합니다. 숙련된 장인처럼, 세심한 조정과 최적화를 통해 광원은 실제 적용 분야에서 최대 효율을 발휘할 수 있습니다.
부분.05
적용 시나리오: 차별화된 포지셔닝부터 통합 혁신 확장까지
전통적인 주도의 광원
LED는 뛰어난 유연성으로 특정 시장을 장악하고 있습니다. 표시 디스플레이 분야에서는 0402/0603 패키지 LED가 가전제품 표시등 시장을 장악하고 있으며, 특수 조명 분야에서는 자외선 LED가 경화 및 의료 분야에서 독점적인 지위를 구축했습니다. 동적 디스플레이 분야에서는 미니 주도의 백라이트가 10,000:1의 명암비를 달성하여 액정표시장치 디스플레이의 한계를 뛰어넘었습니다. 예를 들어, 스마트 웨어러블 분야에서 Epistar의 0201 적색 LED는 크기가 0.25mm²에 불과하지만 100mcd의 광도를 제공하여 심박수 모니터링 센서의 요구를 충족합니다.
옥수수 속 광원
COB는 조명 엔지니어링의 패러다임을 새롭게 정의하고 있습니다. 상업용 조명에서 특정 브랜드의 옥수수 속 다운라이트는 120lm/W의 시스템 광 효율을 달성하여 기존 솔루션 대비 60%의 에너지 절감 효과를 제공합니다. 실외 조명 분야에서는 대부분의 국내 옥수수 속 가로등 브랜드가 지능형 디밍 기능을 통해 주문형 조명 및 광공해 제어를 구현하고 있습니다. 신흥 응용 분야에서는 UVC 옥수수 속 광원이 수처리 분야에서 99.9%의 살균율을 달성했으며, 반응 시간은 1초 미만입니다. 식물 공장 분야에서는 옥수수 속 풀 스펙트럼 광원의 스펙트럼 공식 최적화를 통해 상추의 비타민 C 함량을 30% 높이고 생장 주기를 20% 단축할 수 있습니다.
6부
기회와 도전: 시장 흐름의 기복
기회
소비 수준 향상 및 품질 수요 증가: 생활 수준의 향상으로 조명 품질에 대한 사람들의 요구가 높아졌습니다. COB는 뛰어난 발광 성능과 균일한 배광으로 고급 주택 및 상업용 조명 시장을 개척했습니다. LED는 풍부한 색상과 유연한 조광 및 색상 조절 기능을 갖춰 스마트 조명 및 분위기 조명 시장에서 선호되고 있으며, 소비 수준 향상 추세에 따른 개인 맞춤형 지능형 조명 제품에 대한 소비자의 요구를 충족합니다.
에너지 절약 및 환경 보호 정책 추진: 전 세계는 에너지 절약과 환경 보호를 매우 중요하게 여기고 있으며, 각국 정부는 조명 산업의 고효율 및 에너지 절약 발전을 장려하는 정책을 도입했습니다. 에너지 절약 조명의 대표주자인 LED는 에너지 소비가 적고 수명이 길어 정책적 지원을 통해 다양한 시장 적용 기회를 확보할 수 있습니다. 실내외 조명, 도로 조명, 산업 조명 등 다양한 분야에 널리 사용되고 있으며, 옥수수 속 또한 그 장점을 활용하고 있습니다. 조명 품질을 향상시키면서 에너지 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 특히, 높은 광 활용도를 요구하는 전문 조명 현장에서는 광학 설계 및 에너지 변환을 통해 에너지 절감 효과를 높일 수 있습니다.
기술 혁신과 산업 업그레이드: 조명 산업의 기술 혁신은 계속되고 있으며, 옥수수 속 및 주도의 개발에 새로운 동력을 제공하고 있습니다. 옥수수 속 R&D 인력은 방열 성능, 광효율 및 신뢰성 향상, 생산 비용 절감, 그리고 적용 범위 확대를 위해 패키징 소재 및 공정 연구를 진행하고 있습니다. 주도의 칩 기술 혁신, 패키징 형태 혁신, 그리고 지능형 제어 기술 통합을 통해 COB의 성능과 기능이 크게 향상되었습니다.
도전 과제
치열한 시장 경쟁: COB와 LED는 여러 제조업체의 치열한 경쟁에 직면해 있습니다. 주도의 시장은 기술 성숙도, 낮은 진입 장벽, 심각한 제품 동질성, 치열한 가격 경쟁, 그리고 낮은 기업 이익률 등의 특징을 가지고 있습니다. COB는 고가 시장에서 우위를 점하고 있지만, 업체 수가 증가함에 따라 경쟁 또한 심화되고 있으며, 차별화된 경쟁 우위를 확보하는 것이 기업들의 과제가 되었습니다.
빠른 기술 업데이트: 조명 산업은 빠르게 기술 업데이트를 받고 있으며, 옥수수 속 및 주도의 업체들은 기술 발전 속도를 따라가고 시장 변화와 소비자 수요에 적응해야 합니다. 옥수수 속 업체들은 칩, 패키징 공정, 방열 기술의 발전에 주의를 기울이고 제품 개발 방향을 조정해야 합니다. 주도의 업체들은 기존 기술 업그레이드와 새로운 조명 기술의 부상이라는 이중적인 압력에 직면해 있습니다.
불완전한 표준 및 사양: 옥수수 속 및 LED의 산업 표준 및 사양은 불완전하며 제품 품질, 성능 테스트, 안전 인증 등에서 불분명한 부분이 있어 제품 품질이 고르지 않아 소비자가 품질을 판단하기 어렵고, 기업 브랜드 구축 및 시장 홍보에 어려움을 초래하며, 기업 운영 위험과 비용이 증가합니다.
7부
산업 발전 추세: 통합, 하이엔드 및 다각화의 미래 경로
융합 개발 동향: COB와 LED의 융합 발전이 예상됩니다. 예를 들어, 조명 제품에서 COB는 주광원으로 균일하고 고휘도의 기본 조명을 제공하며, LED의 색상 조절 및 지능형 제어 기능과 결합하여 다양하고 개인화된 조명 효과를 구현합니다. 이를 통해 두 제품의 장점을 최대한 활용하여 소비자의 포괄적이고 심층적인 니즈를 충족합니다.
고급화와 지능형 발전은 서로 밀접하게 연관되어 있습니다. 삶의 질 향상과 조명 경험에 대한 요구가 증가함에 따라 COB와 LED는 고급화와 지능형화 방향으로 발전하고 있습니다. 기업은 R&D 및 혁신 투자를 확대하고, 제품 성능, 품질 및 디자인을 개선하며, 고급 브랜드 이미지를 구축할 것입니다. 조명 제품은 사물 인터넷, 빅데이터, 인공지능 등의 기술과 통합되어 자동 제어, 장면 전환, 에너지 소비 모니터링 등의 기능을 구현할 것입니다. 소비자는 휴대폰 앱이나 스마트 음성 비서를 통해 조명 장비를 원격으로 제어하여 에너지 절감 관리를 실현할 수 있습니다.
다양한 응용 분야 확장: 옥수수 속 및 주도의 응용 분야는 지속적으로 확대되고 다각화되고 있습니다. 기존의 실내외 조명, 도로 조명 및 기타 시장 외에도 농업 조명, 의료 조명, 해양 조명과 같은 신흥 분야에서도 중요한 역할을 할 것입니다. 예를 들어, 농업 조명용 LED는 식물 광합성을 촉진하기 위해 특정 파장의 빛을 방출합니다. 의료 조명용 COB의 높은 연색성과 균일한 빛은 의사의 진단 및 치료에 도움을 주고 환자의 의료 환경을 개선합니다.
조명 산업의 광활한 별빛 하늘에서 옥수수 속 광원과 주도의 광원은 각자의 장점을 발휘하며 끊임없이 혁신을 거듭하며 인류의 지속 가능한 발전을 위한 밝은 길을 함께 밝힐 것입니다. 마치 나란히 걷는 두 탐험가처럼, 기술이라는 바다에서 끊임없이 새로운 해안을 탐험하며 사람들의 삶과 모든 계층의 발전에 더 많은 놀라움과 빛을 가져다줄 것입니다.