KR20170005664A

KR20170005664A - 광원모듈

Info

Publication number: KR20170005664A
Application number: KR1020150096032A
Authority: KR
Inventors: 홍재표; 장혁; 전수민
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-07-06
Filing date: 2015-07-06
Publication date: 2017-01-16

Abstract

실시예에 따른 광원모듈은 빛을 생성하는 적어도 하나의 광원 및 상기 광원을 지지하는 몸체를 포함하고, 상기 몸체는 열을 외부로 발산하는 히트싱크, 상기 히트싱크의 일면 상에 배치되고, 전기 절연성을 가지는 절연층 및 상기 절연층 상에 배치되어 상기 광원과 전기적으로 연결되며, 전기 전도성을 가지는 전극 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광원모듈{LIGHTING DEVICE MODULE}

실시예는 광원모듈 및 이를 포함하는 조명기기에 관한 것이다.

일반적으로 실내 또는 실외의 조명등으로 전구나 형광등이 많이 사용된다. 이러한 전구 또는 형광등의 경우 수명이 짧아 자주 교환되어야 하는 문제가 있다. 또한, 종래의 형광등은 그 사용시간이 지남에 따라 열화가 발생하여 조도가 점차 떨어지는 현상이 과도하게 발생할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 우수한 제어성, 빠른 응답속도, 높은 전기광 변환효율, 긴 수영, 적은 소비전력 및 높은 휘도의 특성 및 감성 조명을 구현할 수 있는 발광 다이오드(LED ; Light Emitting Diode)를 채용하는 여러 가지 형태의 조명 모듈이 개발되고 있다.

발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 이미 발광 다이오드는 실내 외에서 사용되는 각종 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.

이러한 발광소자는 조립의 편의성, 외부의 충격 및 수분에서 보호하기 위해서 광원모듈 형태로 제작된다.

광원모듈은 다수의 발광소자가 높은 밀도로 집적되어서 높은 열이 발생하는 문제가 있다. 또한, 이러한 열을 효과적으로 방출하기 위한 연구가 진행 중이다.

종래에 광원모듈은 다수의 발광소자가 실장된 인쇄회로기판을 바디를 형성하는 히트싱크에 결합하여 제조하였다. 그러나, 이러한 제조공정은 다수의 공정을 포함해야 해서 제조시간이 길어지는 단점이 존재하였다.

또한, 종래에는 인쇄회로기판과 히트싱크의 결합과 열 전달을 위해 인쇄회로기판과 히트싱크 사이에 써멀 패드가 삽입된다. 그러나, 인쇄회로기판 자체의 열 전달이 뛰어나지 않아서 효과적으로 히트싱크에 열이 전달되는 못하는 문제점이 발생된다. 또한, 별도로 써멀 패드를 삽입해야 하는 불편함이 존재한다.

실시예에 따른 광원모듈 및 조명기기는 광원에서 발생된 열을 효과적으로 방출하고, 제조가 용이한 것을 목적으로 한다.

실시예의 광원모듈에 의하면, 히트싱크에 바로 절연층과 전극 패턴이 배치되어서, 공정을 줄이고 제조비용을 줄이는 이점이 존재한다.

또한, 실시예는 광원과 히트싱크 사이에 부재가 적기 때문에, 광원에서 생성된 열이 효과적으로 히트싱크로 전달되는 이점이 존재한다.

또한, 실시예는 공기 안내부와 에어홀의 내부는 광원모듈의 외부 보다 높은 온도를 가지게 되고, 공기 안내부와 에어홀 내의 공기는 부력을 받아 상부로 이동하게 되고, 발광소자의 외부 영역 중 하부 영역의 차가운 공기가 유입되게 되므로,(굴뚝 효과) 광원모듈에서 발생되는 열을 효과적으로 방출할 수 있다.

또한, 에어홀과 공기 안내부를 통과한 공기의 유속은 일반적인 열에 의한 대류 보다 빨라서, 열 방출 효과를 증대시킬 수 잇다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원모듈의 사시도,
도 2 는 도 1의 광원모듈의 분해 사시도,
도 3 은 도 1의 광원모듈의 정면도,
도 4 는 도 1의 광원모듈의 측면도,
도 5 는 도 1의 광원모듈의 배면도,
도 6 은 도 1에 도시된 광원모듈의 A-A선을 취한 단면도,
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 광원모듈의 공기유속 분포를 나타낸 도면,
도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원모듈의 사시도,
도 9 는 본 발명의 광원모듈을 포함하는 조명기기의 사시도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원모듈의 사시도, 도 2 는 도 1의 광원모듈의 분해 사시도, 도 3 은 도 1의 광원모듈의 정면도, 도 4 는 도 1의 광원모듈의 측면도, 도 5 는 도 1의 광원모듈의 배면도, 도 6 은 도 1에 도시된 광원모듈의 A-A선을 취한 단면도이다.

도 1 내지 도 6을 참고하면, 실시예에 따른 광원모듈(100)은 빛을 생성하는 적어도 하나의 광원(11)과, 광원(11)을 지지하는 몸체를 포함한다.

여기서, Y축 방향은 상부 방향 또는 수직 방향으로 정의되고, X축 및 Y축 방향은 수평 방향으로 정의된다.

광원(11)은 전기적 에너지를 공급 받아 빛을 생성하는 모든 수단을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광원(11)은 점광원 형태의 광원을 포함한다. 구체적으로, 광원(11)은 발광 다이오드, 레이저 다이오드 중 어느 하나를 포함한다. 또한, 광원(11)은 서로 다른 색을 방출하는 다수의 점광원이 인접하여 배치되어서 서로 혼색되어 백색을 방출할 수도 있다. 광원(11)은 몸체에 지지된다.

몸체는 광원(11)을 지지하는 공간을 정의하고, 광원(11)에서 생성된 열을 효과적으로 방출한다. 또한, 몸체는 광원(11)과 전기적으로 연결되어 광원(11)에 전원을 공급한다.

예를 들면, 몸체는 히트싱크(120)와, 절연층(20)과, 전극 패턴(30)을 포함한다.

히트싱크(120)는 광원(11)이 안착되는 장소를 제공하고, 광원(11)에서 발생된 열을 외부로 발산한다. 물론, 히트싱크(120)의 타면에 방열핀(130)이 연결되는 경우, 히트싱크(120)는 광원(11)에서 발생된 열을 방열핀(130)에 전달한다.

열전달 효율을 높이기 위해, 히트싱크(120)는 열 방출 효율이 뛰어 난 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.

예를 들어, 히트싱크(120)는 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 주석(Sn), 아연(Zn), 텡스텐(W) 및 철(Fe)로 이루어진 군중에서 선택된 하나 또는 2 이상의 합금일 수 있다.

다른 예를 들어, 히트싱크(120)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 세라믹 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 히트싱크(120)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.

히트싱크(120)는 플레이트 형상이고, 평면(X-Z축 평면) 형상은 사각형일 수 있다. 구체적으로, 히트싱크(120)는 적어도 절연층(20)이 안착되는 안착부(121)를 포함한다.

안착부(121)는 히트싱크(120)의 일면(예를 들면, 상부면)에 절연층(20)과 대응되는 형상으로 하방으로 함몰되어 형성될 수 있다. 안착부(121)의 크기는 광원(11)의 개수에 따라 조절된다.

안착부(121)는 후술하는 렌즈 커버(142)가 내삽된다. 안착부(121)는 외부와 렌즈 커버(142)에 의해 수밀된다. 광원(11)은 안착부(121)와 렌즈 커버(142)의 결합에 의해 방수된다.

히트싱크(120)의 모서리에는 조명기기 등에 결합될 때, 나사가 관통하는 나사홀(126)이 형성될 수 있다.

몸체는 히트싱크(120)의 방열 효율을 향상시키는 방열핀(130)들과, 에어홀(122)을 더 포함할 수 있다.

방열핀(130)들은 공기와 접촉되는 면적을 극대화 하기 위한 형상을 가질 수 있다. 방열핀(130)들은 히트싱크(120)의 열을 전달 받아 외기와 열교환한다.

구체적으로, 방열핀(130)은 히트싱크(120)의 타면(하부면)에서 하부 방향(Y축의 반대방향)으로 연장되게 형성되는 다수의 판 형상을 가질 수 있다.

더욱 구체적으로, 방열핀(130)은 일정한 피치를 가지고 다수 개가 배치될 수 있고, 방열핀(130)의 폭은 히트싱크(120)의 열을 효과적으로 전달받을 수 있도록, 히트싱크(120)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다. 방열핀(130)의 히트싱크(120)와 일체로 형성될 수도 있고, 별도의 부품으로 제작될 수도 있다.

방열핀(130)은 열전달이 우수한 물질, 예를 들면, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 방열핀(130)은 히트싱크(120)와 동일한 재질로 이루어진다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 방열핀(130)은 히트싱크(120)의 폭 방향(X축 방향)으로 길게 배치되고, 히트싱크(120)의 길이(Z축 방향)방향으로 일정한 피치를 가지며 다수 개가 설치될 수 있다.

방열핀(130)의 중앙부(131)는 방열핀(130)의 양단부(133) 보다 히트싱크(120) 방향으로 함몰될 수 있다.

광원(11)들은 방열핀(130)의 양단부(133)와 수직적으로 중첩되게 위치되므로, 방열핀(130)의 양단부(133)는 방열핀(130)의 중앙부(131) 보다 높게 형성되어서, 공기와 접촉면적을 확대하고, 방열핀(130)의 중앙부(131)는 제조비용을 절약할 수 있게 형성된다.

에어홀(122)은 히트싱크(120)에 형성된다. 에어홀(122)은 히트싱크(120)에 일면에서 타면 방향으로 관통되어 형성된다. 구체적으로, 에어홀(122)은 안착부(121)에서 방열핀(130) 방향(Y축 방향)으로 히트싱크(120)를 관통하여 형성되고, 공기가 유동되는 공간을 제공한다.

에어홀(122)은 히트싱크(120)의 중앙 부위에 히트싱크(120)의 길이방향으로 길게 형성될 수 있다.

에어홀(122)은 절연층(20)에 형성되는 연통홀(22), 렌즈 커버(142)에 형성되는 커버홀(143)과 수직적으로 중첩되며, 연통되게 형성될 수 있다.

이 때, 광원(11)들은 에어홀(122)의 주변에 위치된다. 구체적으로, 광원(11)들은 에어홀(122)의 주변을 형성하는 히트싱크(120)의 일면 상에서 에어홀(122)과 인접하여 배치된다. 따라서, 광원(11)에서 생성된 열에 의해 신속하게 에어홀(122)이 가열될 수 있다.

에어홀(122)은 에어홀(122)의 내측과 외측 사이의 온도차에 의해 공기를 순환시키고, 이 순환되는 공기는 방열핀(130) 및 히트싱크(120)의 냉각을 가속화할 수 있다.

구체적으로, 에어홀(122)은 방열핀(130)의 중앙부(131)와 수직적으로 중첩되게 위치되고, 광원(11)들은 방열핀(130)의 양단부(133)와 수직적으로 중첩되게 위치될 수 있다.

에어홀(122)의 테두리에서 히트싱크(120)의 타면 방향(Y축의 반대방향)으로 연장되고, 에어홀(122)과 연통되어 공기가 안내되는 공기 안내부(160)를 더 포함할 수 있다.

공기 안내부(160)는 내부에 공간을 가지는 원통 형상으로, 테두리가 에어홀(122)의 테두리와 중첩되게 위치될 수 있다. 즉, 공기 안내부(160)는 에어홀(122)을 감싸는 굴뚝 형상을 가질 수 있다.

공기 안내부(160)는 열전달 효율이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 공기 안내부(160)의 재질은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 공기 안내부(160)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 세라믹 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.

공기 안내부(160)의 외면은 다수의 방열핀(130) 중 적어도 일부와 연결되어서, 광원(11)에서 방열핀(130)으로 전달된 열이 공기 안내부(160)로 전달될 수 있다. 공기 안내부(160)는 에어홀(122)로 유동되는 공기를 더욱 가속화한다.

또한, 히트싱크(120)에는 광원(11)에 전원을 공급하는 커넥터(190)과 관통하는 커넥터홀(124)이 형성될 수 있다.

절연층(20)은 전기 전도성이 없거나 거의 없는 물질을 포함한다. 예를 들면, 절연층(20)은 수지 재질을 포함한다. 바람직하게는, 절연층(20)은 히트싱크(120)와 접착력을 가진다. 구체적으로, 절연층(20)은 접착력을 가지는 바인더일 수 있다. 또한, 절연층(20)이 절연성이 우수한 물질과 접착력이 우수한 물질의 혼합물일 수 있다. 구체적으로, 절연층(20)은 에폭시를 포함한다.

바인더는 접착성을 가지는 것이면 제한되지 않으며, 천연수지나 합성수지로부터 선택될 수 있다.　 바인더는 예를 들어 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계 및 우레아계 등의 수지로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.

다른 예로, 절연층(20)은 열전도성의 유기소재를 포함할 수 있다. 또한, 절연층(20)은 열전도성 유기소재와 바인더의 혼합물을 포함할 수 있다.

구체적으로, 절연층(20)은 열전도성의 유기소재 및 바인더(binder)를 포함하는 방열 조성물이 히트싱크(120) 상에 코팅되어 형성될 수 있다.　 이때, 유기소재는 방열성을 위한 열전도성 유효 물질로 작용하며, 바인더는 입자상의 유기소재 상호간, 그리고 유기소재와 히트싱크(120)와의 결합력을 도모한다.　

유기소재는 열전도성을 가지되, 히트싱크(120) 보다 높은 열전도도를 갖거나 유사한 열전도도를 가지는 것이면 좋다.　 유기소재는, 바람직하게는 탄소소재로서, 예를 들어 그라파이트(graphite), 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(CNT, carbon nano tube) 및 탄소나노섬유(CNF, carbon nano fiber) 등으로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.　 이러한 유기소재는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 200㎛ 이하, 구체적으로는 5nm(나노미터) 내지 200㎛의 입자 크기를 가지는 것을 사용할 수 있다.

절연층(20)이 유기소재(탄소소재)를 포함하는 경우, 특별히 한정하는 것은 아니지만 바인더 100중량부에 대하여 유기소재 20 ~ 500중량부를 포함하는 액상 또는 페이스트 상의 방열 조성물이 코팅되어 형성될 수 있다.　 이때, 유기소재의 함량이 20중량부 미만으로서 너무 작으면 열전도도가 미미할 수 있고, 500중량부를 초과하여 너무 많으면 코팅성이 떨어지고 상대적으로 바인더의 함량이 작아 결합력이 떨어질 수 있다.　 아울러, 절연층(20)을 형성하기 위한 방열 조성물은 바인더 및 유기소재 이외에, 필요에 따라 광개시제, 경화제, 분산제, 용제, 산화방지제, 소포제 등을 더 포함할 수 있다.　

이러한 절연층(20)은 히트싱크(120)의 일면에 코팅되어 형성된다.　 졀연층의 코팅은 예를 들어 그라비아(Gravure) 코팅, 마이크로 그라비아(Micro Gravure) 코팅, 키스 그라비아(Kiss Gravure) 코팅, 콤마 나이프(Comma Knife) 코팅, 롤(Roll) 코팅, 스프레이(Spray) 코팅, 메이어 바(Meyer Bar) 코팅, 슬롯 다이(Slot Die) 코팅, 리버스(Reverser) 코팅, 플렉소 방법 및 오프셋(offset) 방법으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 그라비아 코팅 방법을 사용할 수 있다.

이러한, 절연층(20)은 전극 패턴(30)과, 광원(11)이 위치되는 공간을 제공한다. 절연층(20)은 전극 패턴(30)과, 광원(11)을 지지한다. 절연층(20)은 안착부(121)에 안착된다. 절연층(20)은 전극 패턴(30)들 사이에 전기적인 쇼트가 일어나는 것을 방지하고, 전극 패턴(30)과 히트싱크(120) 사이를 절연한다.

절연층(20)에는 에어홀(122)과 연통되는 연통홀(22)이 형성된다. 연통홀(22)은 에어홀(122)과 수직(Y축 방향)적으로 중첩되게 위치되고, 서로 연통되어서, 공기가 유동하는 공간을 제공하게 된다. 여기서, 수직의 의미는 수학적 의미의 완전한 수직을 의미하는 것은 아니고, 공학적 의미에서 오차를 포함하는 수직을 의미할 것이다.

전극 패턴(30)들은 전기 전도성을 가져서, 광원(11)과 전기적으로 연결된다. 전극 패턴(30)들은 광원(11)에 전기를 공급하는 통로가 된다.

전극 패턴(30)들은 절연층(20) 상에 배치된다. 전극 패턴(30)들은 전도성을 가지는 금속인 것이 일반적이다. 예를 들면, 전극 패턴(30)들은 Ag(은), Au(금) 및 Cu(구리) 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 또한, 전극 패턴(30)들은 또는 전기 전도성 고분자 물질로 구성될 수도 있다.

전극 패턴(30)들은 광원(11)의 위치를 고려하여 배치된다. 예를 들면, 전극 패턴(30)들은 제1전극패턴(31)과 제1전극패턴(31)과 이격된 제2전극패턴(32)을 포함할 수 있다. 이 때, 제1전극패턴(31)과 제2전극패턴(32)은 서로 다른 극성의 전기가 공급된다. 전극 패턴(30)과 전기적으로 연결되는 광원(11)은 2개의 전극이 하방에 형성되는 수직형 발광다이오드 인 것이 바람직하다. 전극 패턴(30)들에 수직형 발광 다이오드가 실장되면, 별도의 와이어 본딩이 필요 없는 이점이 존재한다.

전극 패턴(30)은 절연층(20)에 구리 등의 도전성 물질을 스퍼터링, 전해/무전해 도금 등의 방법으로 전도성 층을 형성한 후, 이를 에칭하는 방법에 의해서 형성할 수 있다.

다른 방법으로, 전극 패턴(30)은 절연층(20)에 전극 패턴(30)이 형성될 형상과 대응되는 형상으로 레이저 등에 의해 식각하여 함몰부(21)를 형성하고, 함몰부(21)에 전극 패턴(30)들을 패터닝할 수도 있다.

몸체는 광원(11)에서 생성되는 광을 효율적으로 반사하기 위해 반사층(40)을 더 포함할 수 있다. 반사층(40)은 절연층(20) 상에 배치된다. 구체적으로, 반사층(40)은 절연층(20)의 상면에서 광원(11)이 위치되는 영역을 제외한 영역에 배치된다.

예를 들면, 반사층(40)에는 전극 패턴(30)의 일 영역을 노출하는 오프닝(41)이 형성된다. 광원(11)은 반사층(40)의 오프닝(41)을 관통해 전극 패턴(30)들과 전기적으로 연결된다.

반사층(40)은 광을 효율적으로 반사할 수 있는 재질을 포함한다. 예를 들면, 반사층(40)은 반사율이 우수한 금속물 또는 수지재질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 반사층(40)은 전극 패턴(30) 및 광원(11)과 전기적 쇼트를 방지하기 위해 절연성이 있는 폴리카보네이트 재질을 포함한다. 반사층(40)은 절연층(20)의 상면이 백색 또는 은색의 물질로 코팅될 수 있다.

다른 예를 들면, 반사층(40)은 서로 다른 굴절율을 가지는 복수 개의 층들이 적층된 구조를 가질 수 있다. 광원(11)에서 입사되는 빛은 굴절율이 서로 다른 층 들의 경계에서 전반사된다.

반사층(40)에는 에어홀(122)과 연통되는 홀(42)이 형성될 수 있다.

또한, 실시예는 광원(11)을 차폐하고, 광원(11)에서 생성된 광을 굴절시키는 다수의 렌즈(141)를 더 포함할 수 있다.

렌즈(141)는 광원(11)에서 생성된 광을 확산시킨다. 렌즈(141)는 그 형상에 따라 광원(11)에서 생성된 빛의 확산각이 결정될 수 있다. 예를 들면, 렌즈(141)는 볼록한 형태로 광원(11)을 몰딩할 수 있다. 구체적으로, 렌즈(141)는 광을 투과하는 재질을 포함할 수 있다.

예를 들면, 렌즈(141)는 투명한 실리콘, 에폭시, 및 기타 수지 재질로 형성될 수 있다.

또한, 렌즈(141)는 외부의 수분 및 충격에서 광원(11)을 보호하도록 광원(11)이 외부와 격리되게 광원(11)을 감싸게 배치될 수 있다.

더욱 구체적으로, 조립의 편의성을 위해, 렌즈(141)는 절연층(20)과 대응되게 형성된 렌즈 커버(142)에 배치될 수 있다.

렌즈 커버(142)는 절연층(20)의 상면에 절연층(20)과 대응되게 형성되고, 렌즈 커버(142)에 위치되는 렌즈(141)는 광원(11)과 중첩되는 위치에 배치될 수 있다. 렌즈 커버(142)는 안착부(121)에 내삽되어 광원(11)과 외부를 수밀한다.

렌즈 커버(142)에는 에어홀(122)과 연통되는 커버홀(143)이 형성될 수 있다.

구체적으로, 커버홀(143)은 렌즈 커버(142)의 중앙에 상하방향(Y축 방향)으로 관통되어 형성될 수 있다.

도 7은 실시예에 광원모듈의 공기유속 분포를 나타낸 도면이다.

이하, 도 7을 참조하여서, 광원모듈의 공기의 흐름과 방열을 설명하도록 한다.

광원모듈(100)은 일반적으로 지상의 물체를 조명하기 위해서, 광원(11)이 중력방향을 향하도록 설치되는 것이 일반적이다.

광원(11)에 전원이 인가되면, 광원(11)에서 빛이 발생되고, 열이 발생된다.

광원(11)에서 발생된 열은 절연층(20)과 전극 패턴(30)으로 전달되고, 절연층(20)과 전극 패턴(30)으로 전달된 열은 히트싱크(120), 공기 안내부(160) 및 방열핀(130)으로 확산된다.

특히, 광원(11)에 발생된 열은 열 전달률이 우수한 히트싱크(120)와, 방열핀(130) 및 공기 안내부(160)로 대부분이 전달될 것이다. 따라서, 광원모듈(100)의 외부와 내부는 온도차가 발생된다.

특히, 공기 안내부(160) 및 에어홀(122)의 내부는 광원모듈(100)의 외부 보다 높은 온도를 가지게 된다.

따라서, 공기 안내부(160)와 에어홀(122) 내의 공기는 부력을 받아 상부로 이동하게 되고, 광원(11)의 외부 영역 중 하부 영역의 차가운 공기가 유입되게 된다(굴뚝 효과).

이러한, 공기의 순환은 외부 공기와 광원(11)의 방열효과를 극대화시킬 수 있다.

특히, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 에어홀(122)과 공기 안내부(160)를 통과한 공기의 유속은 다른 공기의 유속 보다 빠르다.

따라서, 실시예는 별도의 팬을 사용하지 않고도, 팬을 사용하여 냉각하는 효과를 가질 수 있다.

도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원모듈의 사시도이다.

도 8을 참조하면, 실시예의 광원모듈(100A)는 도 2의 실시예와, 안착부(121A), 절연층(20), 전극 패턴(30), 렌즈(41)의 배치 및 형상에 차이점이 존재한다.

여기서, 절연층(20)과 전극 패턴(30)은 절연층(20)과 절연패턴 결합체로 통칭될 수 있다. 절연층(20)과 전극 패턴(30)은 도 2와 달리, 광원(11)과 대응되는 위치에 서로 이격되어 다수 개가 배치될 수 있다. 구체적으로, 다수 개의 광원(11)들은 서로 이격되어 배치된 다수 개의 절연패턴 결합체에 결합된다. 절연패턴 결합체는 에어홀(122)을 감싸게 배치된다.

구체적으로, 광원(11)들은 에어홀(122)의 길이 방향을 따라 다수 개가 2열로 배치된다. 에어홀(122)은 광원(11)들이 형성하는 열(column)들 사이에 위치된다. 이 때, 광원(11)들은 적어도 3개가 에어홀(122)과 수평적으로 중첩되게 위치된다.

안착부(121A)들은 절연패턴 결합체들에 대응되게 서로 이격되어 히트싱크(120)의 일면에 형성된다.

렌즈(141)는 복수 개가 각각의 광원(11) 커버하며 이격되어 배치될 수 있다. 렌즈(141)들은 안착부(121A)들 또는 광원(11)들과 대응되게 위치될 수 있다.

도 8는 본 발명의 광원모듈을 포함하는 조명기기의 사시도이다.

도 6을 참조하면, 실시예의 조명기기(1000)는 광원모듈(100)이 결합되는 공간을 제공하고 외관을 형성하는 본체(1100)와, 본체의 일측에 결합되어 본체에 전원을 공급하는 전원부(미도시)가 내장되고, 지지부와 연결하는 연결부(1200)를 포함할 수 있다.

실시예의 조명기기(1000)는 실내 또는 실외에 설치될 수 있다. 예를 들면, 실시예의 조명기기(1000)는 가로등으로 사용될 수 있다.

본체(1100)는 적어도 2개의 광원모듈(100)이 위치하는 공간을 제공하도록 다수의 프레임(1110)이 형성될 수 있다.

연결부(1200)는 내부에 전원부가 내장되고, 외부에 본체를 고정하는 지지부(미도시)와 본체를 연결한다.

실시예의 조명기기(1000)를 사용하면, 굴뚝효과로 인해 광원모듈(100)에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각할 수 있고, 별도의 팬을 사용하지 않아서 제조비용을 줄일 수 있는 효과를 가진다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 실시예의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 실시예를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 광원모듈
120: 히트싱크
11: 광원
130: 방열핀

Claims

빛을 생성하는 적어도 하나의 광원; 및
상기 광원을 지지하는 몸체를 포함하고,
상기 몸체는,
열을 외부로 발산하는 히트싱크;
상기 히트싱크의 일면 상에 배치되고, 전기 절연성을 가지는 절연층; 및
상기 절연층 상에 배치되어 상기 광원과 전기적으로 연결되며, 전기 전도성을 가지는 전극 패턴을 포함하는 광원모듈.
제1항에 있어서,
상기 히트싱크의 일면에는 적어도 상기 절연층이 안착되는 안착부가 형성되는 광원모듈.
제1항에 있어서,
상기 몸체는 상기 히트싱크의 일면과 마주보는 상기 히트싱크의 타면에서 연장되는 다수의 방열핀을 더 포함하는 광원모듈.
제3항에 있어서,
상기 몸체는 상기 히트싱크의 일면에서 타면방향으로 관통되어 형성되고, 공기가 유동되는 에어홀을 더 포함하는 광원모듈.
제1항에 있어서,
상기 광원은 적어도 1개의 발광소자를 포함하는 광원모듈.
제4항에 있어서,
상기 절연층에는 상기 에어홀과 연통되는 연통홀이 형성되는 광원모듈.
제4항에 있어서,
상기 몸체는 상기 에어홀의 테두리에서 상기 히트싱크의 타면 방향으로 연장되고, 상기 에어홀과 연통되어 공기가 안내되는 공기 안내부를 더 포함하는 광원모듈.
제7항에 있어서,
상기 공기 안내부는 상기 다수의 방열핀 중 적어도 일부와 연결되는 광원모듈.
제1항에 있어서,
상기 몸체는 상기 절연층 상에 빛을 반사하는 반사층을 더 포함하는 광원모듈.
제9항에 있어서,
상기 반사층에는 상기 전극 패턴의 일 영역을 노출하는 오프닝이 형성되는 광원모듈.
제1항에 있어서,
상기 히트싱크는,
알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 주석(Sn), 아연(Zn), 텡스텐(W) 및 철(Fe)로 이루어진 군중에서 선택된 하나 또는 2 이상의 합금인 것을 특징으로 하는 광원모듈.
제1항에 있어서,
상기 절연층은 접착력을 가지는 바인더를 더 포함하는 광원모듈.
제1항에 있어서,
상기 절연층은 접착력을 가지는 바인더를 더 포함하는 광원모듈.
제4항에 있어서,
적어도 상기 광원을 차폐하고, 상기 광원에서 생성된 광을 굴절시키는 다수의 렌즈를 더 포함하는 광원모듈.
제14항에 있어서,
상기 다수의 렌즈는 상기 절연층과 대응되게 형성된 렌즈커버에 배치되고,
상기 렌즈커버에는 상기 에어홀과 연통되는 커버홀이 형성되는 광원모듈.
제1항 내지 제15항 어느 한 항의 광원모듈을 포함하는 조명기기.