CN110573798B - 发光二极管模块及包括其的发光二极管照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种发光二极管模块。本发明示例性实施例的发光二极管模块包括：光源部，其包括贴装于电路基板的一面的至少一个发光二极管；散热器，其包括支撑所述光源部并释放所述光源部产生的热的基材、在所述基材的外部面涂覆的绝缘性散热涂层；保护罩，其包括在与所述发光二极管对应的区域形成的凸出部，结合于所述散热器的一面以便保护所述光源部不受外部环境影响；空气流动空间，其在所述光源部与保护罩之间形成，提供空气能够流动的空间；及至少一个通气孔部，其执行供空气能够从所述空气流动空间移动到外部的通路作用，用于使所述空气流动空间的内部压力与外部气体的压力维持在平衡状态。

Description

发光二极管模块及包括其的发光二极管照明装置
技术领域
本发明涉及发光二极管模块及包括其的发光二极管照明装置，更详细而言，涉及一种能够防止内部压力增加的发光二极管模块及包括其的发光二极管照明装置。
背景技术
发光二极管耗电少，以高亮度发光，能够半永久性使用。因此，所述发光二极管正在用于多样的照明装置。
作为一个示例，所述发光二极管正在应用于为了街道照明或交通安全或美观等而沿着街边安装的路灯。另外，所述发光二极管也应用于在隧道内安装而用于确保驾驶员视野的隧道灯。
这种发光二极管照明装置的结构一般包括由诸如铝的金属、陶瓷、塑料等材质构成的外壳及在所述外壳的一面或内部配置的发光二极管光源及结合于所述外壳的透光性罩。
但是，发光二极管在发光时发散大量的热。因此，存在于透光性罩内部的空气因发光二极管产生的热而升温。升温的空气与低温空气相比，运动量增加，因而空气在密闭空间被加热时，内部压力增加。
这种内部压力作为对机械性结合的部分中结合力脆弱部分加压的外力进行作用。
另一方面，发光二极管照明装置为了对机械性结合的部分提高气密性而配置有垫圈。这种垫圈通常使用橡胶材质，以便能够提高气密性。
在结合部分配置的垫圈当内部压力变更时，受到因内部压力的增加及减小导致的反复应力，从而时间越久，复原力越下降。因此，所述垫圈即使内部压力下降，也无法复原为原状而是保持变形的状态，从而存在无法执行原有功能的问题。
发明内容
解决的技术问题
本发明正是鉴于如上所述问题而研发的，其目的在于提供一种通过使得在光源部与保护罩之间形成的空间与外部连通，从而能够改善温度增加导致的内部压力增加的问题的发光二极管模块及包括其的发光二极管照明装置。
另外，本发明另一目的在于提供一种通过在散热器上涂覆绝缘性散热涂层，从而能够在减轻整体重量的同时提高散热性的发光二极管模块及包括其的发光二极管照明装置。
技术方案
为了解决上述课题，本发明提供一种发光二极管模块，包括：光源部，其包括贴装于电路基板的一面的至少一个发光二极管；散热器，其包括支撑所述光源部并释放所述光源部产生的热的基材、在所述基材的外部面涂覆的绝缘性散热涂层；保护罩，其包括在与所述发光二极管对应的区域形成的凸出部，结合于所述散热器的一面以便保护所述光源部不受外部环境影响；空气流动空间，其在所述光源部与保护罩之间形成，提供空气能够流动的空间；及至少一个通气孔部，其执行供空气能够从所述空气流动空间移动到外部的通路作用，用于使所述空气流动空间的内部压力与外部气体的压力维持在平衡状态。
另外，所述保护罩可以包括用于维持与所述电路基板的间隔所需的至少一个突出部，以便在与所述散热器结合时形成所述空气流动空间；所述突出部可以从所述保护罩的一面形成。
另外，所述凸出部可以在与所述发光二极管相向的相向面形成有用于容纳所述发光二极管的容纳空间，所述容纳空间可以与所述空气流动空间连通。由此，被所述发光二极管产生的热所加热的空气沿着所述空气流动空间流动后，能够通过所述通气孔部排出到外部。
作为一个示例，所述通气孔部可以包括：移动通路，其以与所述空气流动空间连通的方式在所述散热器贯通形成；通气孔构件，其以覆盖所述移动通路的开放的上部的方式附着于所述散热器的一面。
作为另一示例，所述通气孔部可以包括：移动通路，其以与所述空气流动空间连通的方式在所述保护罩贯通形成；通气孔构件，其以覆盖所述移动通路的方式附着于所述保护罩的一面。
作为又一示例，所述通气孔部可以包括：移动通路，其以与所述空气流动空间连通的方式在电缆固定件贯通形成；通气孔构件，其以覆盖所述移动通路的方式附着于所述电缆固定件的一面。
另外，所述通气孔部可以包括具有通气性及透湿性的通气孔构件。作为一个示例，所述通气孔构件可以为隔膜，更详细而言，可以为由纳米纤维集成体构成的隔膜。
另外，所述绝缘性散热涂层可以包括：包含主剂树脂的涂层形成成分；及绝缘性散热填料，其相对于所述主剂树脂100重量份包含25～70重量份。作为一个示例，所述绝缘性散热填料可以包括碳化硅。
另外，所述光源部可以为包括具有预定面积的板状电路基板和在所述电路基板的一面贴装的多个发光二极管的平板型。
另一方面，所述发光二极管模块可以应用于多样的发光二极管照明装置。
发明效果
根据本发明，通过通气孔部，使在光源部与保护罩之间形成的空气流动空间与外部连通，从而空气流动空间的压力与外部的压力能够维持在平衡状态。由此，本发明可以保持气密性及机械性结合力，从而可以确保耐久性及制品的可靠性。
另外，本发明在散热器上涂覆绝缘性散热涂层，从而可以在减轻整体重量的同时提高散热性能。由此，本发明可以防止因劣化导致的光效率低下，延长制品的寿命。
附图说明
图1是显示本发明一个实施例的发光二极管模块的图，
图2是图1的仰视立体图，
图3是图1的分离图，
图4是从下面观察图3的图，
图5是将图1中的保护罩及散热器一部分截开的图，
图6是显示本发明另一实施例的发光二极管模块的分离图，
图7是在图6的发光二极管模块结合状态下将保护罩及散热器一部分截开的图，
图8是显示图6中应用的电缆固定件的立体图及显示一部分截开的状态的图，
图9是显示本发明又一实施例的发光二极管模块的图，
图10是图9的分离图，而且，
图11是将图9中的保护罩一部分截开的图。
具体实施方式
下面以附图为参考，对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易地实施。本发明可以以多种相异的形态体现，不限于在此说明的实施例。为了在附图中明确说明本发明，省略与说明无关的部分，在通篇说明书中，对相同或类似的构成要素赋予相同的附图标记。
本发明一个实施例的发光二极管模块100、200、300如图1、图6及图9所示，包括光源部110、散热器120、保护罩130、空气流动空间S及通气孔部150、250、350。
所述光源部110可以是接入电源时产生光线的发光源。作为一个示例，所述光源部110可以包括电路基板112和贴装于所述电路基板112的至少一个光源111。此时，所述电路基板112可以是具有预定面积的板状，所述光源部110可以是在所述电路基板112上贴装有至少一个光源111的平板型。
在本发明中，所述光源可以是公知的发光二极管111。另外，所述光源部110可以以多个发光二极管111在所述电路基板112的一面配置成预定图案的面光源来体现。另外，所述电路基板112可以是在至少一面形成有电路图案的印刷电路板，所述印刷电路板可以是柔性电路基板或硬性电路基板。优选地，所述电路基板112可以为金属PCB(印刷电路板)，以便所述发光二极管111产生的热能够顺利传递到所述散热器120侧。
这种光源部110由于所述电路基板112与连接器113电气连接，从而可以通过所述连接器113接受外部电源供应。其中，所述连接器113可以以电缆C为媒介而与外部电源电气连接，所述电缆C长度中间穿过在所述散热器120贯通形成的电缆插入孔125，从而可以与所述连接器113。
此时，所述光源部110的所述电路基板112的一面可以固定于所述散热器120的一面。作为一个示例，所述电路基板112既可以以粘合层为媒介而附着于所述散热器120的一面，也可以以紧固件为媒介能拆装地固定于所述散热器120。
所述散热器120可以支撑所述光源部110，接受传递所述光源部110产生的热并释放到外部。为此，所述散热器120可以包括具有预定面积的板状的基材121，以便能够支撑所述光源部110，所述基材121可以由散热性优秀的材质构成。
因此，所述基材121可以在支撑所述光源部110的同时，有效释放所述光源部110产生的热。作为一个示例，所述基材121可以为诸如铝、铜的导热率优秀的金属材质。
由此，本发明一个实施例的发光二极管模块100、200、300在所述发光二极管111发光时产生的热传递到散热器120侧后释放到外部，从而可以防止劣化导致的光效率低下，可以延长发光二极管的制品寿命。
此时，所述散热器120可以包括从所述基材121向一个方向凸出形成的至少一个散热针122，所述散热针122可以以板状形成，以便能够增大与外部气体的接触面积。
而且，所述散热针122可以在表面凸出形成有至少一个凸起部123，以便能够进一步增大与外部气体的接触面积。作为一个示例，所述凸起部123可以凸出形成得沿着与所述散热针122的宽度方向平行的方向具有预定长度，可以沿着所述散热针122的高度方向形成有多个。在这种情况下，所述多个凸起部123可以与彼此相邻的凸起部123平行地形成。
但是，并非将所述凸起部123的形状限定于此，诸如格子图案或射线图案等，只要是能够增大与外部气体的接触面积的方式，则公知的方式均可应用。
另一方面，所述基材121除散热性优秀的金属材质之外，也可以使用其他材质。即，所述基材121只要是具有散热性的板状的构件，则可以无限制地使用。作为其一环，所述基材121既可以只由公知的散热塑料材质构成，也可以是金属材质与散热塑料通过嵌件模塑而一体化的形态。
作为一个具体示例，所述基材121可以是由包括石墨复合体及高分子树脂的散热构件形成成分构成的散热塑料。
另外，所述基材121也可以由具有预定面积的金属板与由所述散热构件形成成分构成的散热塑料通过嵌件注塑成型而一体化。在这种情况下，所述金属板既可以是完全埋入由所述散热构件形成成分构成的散热塑料内部的形态，也可以是供所述光源部110固定的一面露出于外部的形态。
此时，所述石墨复合体可以由在板状石墨表面结合有纳米金属颗粒的复合体形成，所述纳米金属颗粒可以为导电性金属，以便能够表现出电磁波屏蔽效果，所述石墨复合体也可以包括包围所述纳米金属颗粒的儿茶酚胺(Catecholamine)层。
另外，在所述石墨复合体包括包围纳米金属颗粒的儿茶酚胺层，例如包括聚多巴胺层的情况下，所述石墨复合体可以在所述散热构件形成成分中包含，使得相对于散热构件形成成分全体重量达到50～80重量％。
另一方面，本发明一个实施例的发光二极管模块100、200、300可以包括绝缘性散热涂层126，以便可以在进一步体现优秀散热性的同时防止电气短路。即，所述绝缘性散热涂层126可以形成得包围所述基材121的外部面。
因此，本发明一个实施例的发光二极管模块100、200、300可以通过所述绝缘性散热涂层126而进一步体现优秀的散热性，从而即使减少从所述基材121凸出的散热针122的全体个数或散热针122以狭小面积形成，也可以确保与以往同等水平以上的散热性。
由此，可以减少散热器120包括的散热针122的使用个数或散热针122的形成面积，从而本发明一个实施例的发光二极管模块100、200、300可以在减轻全体重量的同时体现与以往同等水平以上的散热性能。
另外，本发明一个实施例的发光二极管模块100、200、300即使用作户外灯，也可以通过所述绝缘性散热涂层126而确保绝缘性，从而可以显著减小雨天时因诸如雨水的外部环境而发生电气短路的可能性。由此，本发明一个实施例的发光二极管模块100、200、300可以稳定地运转，即使所述基材121以具有导电性的金属材质构成，也可以确保电气稳定性及可靠性。
对这种绝缘性散热涂层126的详细说明将在后面叙述。
所述保护罩130覆盖在所述散热器120的一面配置的光源部110，从而可以保护所述光源部110不受外部环境影响。
这种保护罩130可以能拆装地结合于所述散热器120的一面。
为此，所述散热器120及保护罩130如图3、图6及图10所示，可以包括在相互对应的位置贯通形成的至少一个紧固孔124、133，以便可以供紧固件170通过。因此，所述保护罩130可以以所述紧固件170为媒介，能拆装地与所述散热器120结合。
其中，所述紧固件170既可以通过在紧固孔124、133的内面形成的螺纹部而以螺合方式固定，也可以以在所述紧固件170一侧结合的另外的诸如螺母构件等的固定构件为媒介固定。
另外，所述保护罩130可以在与所述保护罩130接触的边缘侧配置有诸如O形环的气密构件140，以便能够提高气密性。由此，本发明一个实施例的发光二极管模块100、200、300在所述保护罩130以紧固件170为媒介而与散热器120相互结合的情况下，可以通过所述气密构件140防止水分流入结合的隙缝。
此时，所述保护罩130可以包括在与所述发光二极管111对应的区域向上部凸出地形成的凸出部131，所述凸出部131可以在与所述发光二极管111相向的相向面上，凹入形成有用于容纳所述发光二极管111的容纳空间132。
由此，在所述保护罩130与散热器120紧固的情况下，所述发光二极管111即使从电路基板112凸出既定高度，所述发光二极管111的凸出高度也可以被容纳空间132容纳。因此，所述保护罩130的边缘侧可以与所述散热器120顺利贴紧。
在本发明中，在所述光源部110包括多个发光二极管111的情况下，所述保护罩130的所述凸出部131可以与所述多个发光二极管111对应地形成多个。在这种情况下，用于分别容纳所述多个发光二极管111的多个容纳空间132可以通过在彼此相向的保护罩130与散热器120之间形成的空气流动空间S相互连通。
为此，所述保护罩130可以包括用于维持与所述电路基板112的间隔的至少一个突出部134，以便在与所述散热器120结合时，能够形成所述空气流动空间S。这种突出部134可以从所述保护罩130的一面突出形成，更详细而言，可以从与所述散热器120相向的保护罩130的一面突出形成。因此，在彼此相向的保护罩130的一面及散热器120的一面之间，形成空气可通过所述突出部134而移动的空气流动空间S，从而多个容纳空间132可以相互连通。
作为一个示例，所述突出部134如图4所示，可以以具有预定长度的杆形状配备，所述突出部134可以具有比所述保护罩130的全体宽度或全体长度相对较短的长度。
而且，所述突出部134可以配备多个，多个突出部134可以设置彼此间隔地隔开配置。但是需要指出的是，并非将所述突出部134的形状限定于此，也可以以圆点形配备，只要是能够在彼此相向的电路基板112与保护罩130之间形成预定间隔的形态，则均可应用。
所述通气孔部150、250、350可以执行供在所述空气流动空间S内存在的空气能够移动到外部的通路作用。由此，所述空气流动空间S的内部压力可以与外部压力维持平衡状态。
具体而言，在所述容纳空间132存在的空气，可以借助于在所述发光二极管111发光时产生的热而升温，升温的空气可以沿着所述空气流动空间S流动。因此，借助于所述发光二极管111产生的热而在各个容纳空间132升温的空气通过所述空气流动空间S进行移动，从而可以相互合并。通过这种空气对流，在经过预定时间后，在多个容纳空间132及空气流动空间S存在的空气可以全部变更为升温的状态。
在这种情况下，在所述容纳空间132及空气流动空间S内升温的空气为了维持平衡状态而使体积增加，从而发生要降低压力的倾向。
如果通过上述过程，在所述容纳空间132及空气流动空间S内存在的空气的温度上升的情况下，彼此连通的容纳空间132及空气流动空间S如果是完全密闭状态，则升温的空气的体积增加，从而所述容纳空间132及空气流动空间S的内部压力增加。因此，通过空气的温度上升而增加的内部压力，作为推动相互结合部分中薄弱部分的外力进行作用，从而会使相互结合部分的耐久性变得脆弱。
特别是在为了提高气密性而在所述保护罩130及散热器120之间配置有由橡胶材质构成的气密构件140的情况下，所述气密构件140由于材质特性上强度薄弱，因而会因增加的内部压力而变形。因此，所述气密构件140根据所述光源部110是否运转而会发生反复变形。即，所述气密构件140可以通过光源部110运转时增加的压力而变形，所述气密构件140在所述光源部110不运转时，由于内部压力减小而可以复原为原状。
因此，在所述气密构件140借助于反复变形及复原过程中发生的应力而丧失复原力的情况下，会无法维持最初的气密性。
在本发明中，在所述容纳空间132及空气流动空间S存在的空气可以通过所述通气孔部150、250、350而排出到外部。由此，即使在所述容纳空间132及空气流动空间S存在的空气温度变更，所述容纳空间132及空气流动空间S的内部压力也可以适应所述空气温度变化而轻柔地变更。因此，所述容纳空间132及空气流动空间S的内部压力可以始终与外部气体压力维持平衡状态。
为此，所述通气孔部150、250、350可以包括以与所述空气流动空间S连通的方式贯通形成的移动通路151、覆盖所述移动通路151的开放的端部的通气孔构件152。
此时，所述通气孔构件152可以为具有通气性及透湿性的隔膜，所述隔膜可以由纳米纤维集成体构成。因此，本发明一个实施例的发光二极管模块100、200、300由于空气可以通过所述通气孔构件152自由地流入、流出，从而可以将所述空气流动空间S的内部压力与外部气体的压力维持在平衡状态。而且，本发明一个实施例的发光二极管模块100、200、300通过所述通气孔构件152切断水分从外部流入所述空气流动空间S侧，从而可以在防止因诸如湿气的水分渗透导致的电子部件氧化的同时，在所述空气流动空间S存在的水蒸气可以排出到外部。由此，可以防止会在所述保护罩130的表面发生的结露现象。
在本发明中，作为所述通气孔构件152的一个示例，是以具有通气性及透湿性的纳米纤维集成体为例，但并非将所述通气孔构件152限定于此，可以使用为了将内部空气排出到外部而通常使用的公知的所有材料。
另一方面，在图中图示了所述通气孔部150、250、350配备一个的情形，但并非限定于此，所述通气孔部150、250、350可以以与所述空气流动空间S连通的方式安装至少一个以上。另外，在所述空气流动空间S由彼此隔离的多个空间形成的情况下，所述通气孔部150、250、350可以按照与彼此隔离的多个空间至少一对一匹配的个数安装。而且需要指出的是，所述通气孔部150、250、350的安装位置及安装个数可以根据设计条件而适当地变更。
作为一个具体的示例，所述通气孔部150如图1至图5所示，可以配备于所述散热器120侧。
即，所述移动通路151可以以与所述空气流动空间S连通的方式在所述散热器120贯通形成，所述通气孔构件152可以以覆盖所述移动通路151的开放的上部的方式附着于散热器120的一面。
此时，所述通气孔构件152可以具有比所述移动通路151的开放的端部面积相对更大的面积，所述移动通路151可以在至少一部分不与所述电路基板112重叠的位置形成。
作为另一示例，所述通气孔部250如图6至图8所示，可以配备于在所述散热器120侧结合的电缆固定件160。
即，所述移动通路151可以以与所述空气流动空间S连通的方式，沿着所述电缆固定件160的高度方向贯通形成，所述通气孔构件152可以以覆盖所述移动通路151的开放的端部的方式附着于所述电缆固定件160的一面。
其中，所述电缆固定件160可以沿着高度方向贯通形成有通过孔162，用于将外部电源与所述连接器113电气连接的电缆C可以插入于所述通过孔162。另外，所述电缆固定件160可以插入于在所述散热器120形成的电缆插入孔125。这种电缆固定件160可以同时执行固定所述电缆C的作用和防止外部水分流入所述光源部110侧的密闭构件的作用。
在这种情况下，与前述实施例相比，不需要变更散热器120本身或用于形成移动通路151的另外的加工，因而可以提高制品的可靠性及生产率。
作为又一示例，所述通气孔部350如图9至图11所示，可以配备于所述保护罩130。
即，所述移动通路151可以以与所述空气流动空间S连通的方式在所述保护罩130贯通形成，所述通气孔构件152可以以覆盖所述移动通路151的开放的端部的方式附着于所述保护罩130的内面。
另一方面，覆盖所述散热器120表面的绝缘性散热涂层126可以包括包含主剂树脂的涂层形成成分及绝缘性散热填料。此时，所述绝缘性散热填料可以相对于所述主剂树脂100重量份包含25～70重量份。
其中，所述主剂树脂用于形成涂层，只要是本行业公知的成分，则可以无限制地使用。
不过，所述主剂树脂可以包含环氧树脂，以便能够提高与所述基材121的粘结性、不因热而脆化的耐热性、不因电气刺激而脆化的绝缘性、机械强度、改善与绝缘性散热填料相容性而导致的散热性能，提高散热填料的分散性。作为非限制性示例，所述环氧树脂可以是包括选自由缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、线性脂肪族(linear Aliphatic)环氧树脂、橡胶改性环氧树脂及他们的衍生物构成的组的一种以上的环氧树脂。
而且，考虑到散热特性、提高绝缘性散热涂层耐久性方面、提高绝缘性散热涂层表面品质方面及提高散热填料分散性时，所述主剂树脂可以包括后述的绝缘性散热填料，特别是其中还可以包括与碳化硅的相容性非常高的化合物。
另外，所述涂层形成成分可以包括能够用作上述主剂树脂的环氧树脂和固化剂，所述固化剂可以根据可选择的环氧树脂的种类而适当地使用。作为一个示例，所述固化剂可以为本行业公知的固化剂，优选地，可以包括脂肪族聚胺类固化剂、芳香族聚胺类固化剂、酸酐类固化剂及催化剂类固化剂中任意一种以上的成分。
另一方面，所述涂层形成成分的固化剂可以包括第一固化剂及第二固化剂。此时，所述第一固化剂可以包括脂肪族聚胺类固化剂，所述第二固化剂可以包括选自由芳香族聚胺类、酸酐类固化剂及催化剂类固化剂构成的组的一种以上。
由此，所述固化剂可以对后述绝缘性散热填料，特别是对提高其中与碳化硅的相容性非常有利，在绝缘性散热涂层的粘结性、耐久性、表面品质等所有物性方面非常有利。而且，即使散热涂层组合物所应用的被附着面应用于并非平滑平面而是曲折或错层部分，所述固化剂也可以防止所述绝缘性散热涂层发生裂隙或所述绝缘性散热涂层从所述被附着面剥离。
此时，所述固化剂的第一固化剂及第二固化剂可以为1:0.5～1.5的重量比，优选地，可以为1:0.6～1.4的重量比。由此，所述绝缘性散热涂层可以表现进一步提高的物性。
如果所述第一固化剂及第二固化剂的重量比不足1:0.5，则与基材121的附着强度会变弱，如果所述第一固化剂及第二固化剂的重量比超过1:1.4，则涂覆膜的弹性会低下，耐久性会下降。
另外，就所述涂层形成成分而言，所述固化剂相对于所述主剂树脂100重量份可以包含25～100重量份，优选地，所述固化剂相对于所述主剂树脂100重量份，可以包含40～80重量份。
如果所述固化剂相对于所述主剂树脂100重量份包含不足25重量份，则树脂未固化或形成的绝缘性散热涂层的耐久性会低下，当固化剂相对于所述主剂树脂100重量份超过100重量份时，会在形成的绝缘性散热涂层发生裂隙或绝缘性散热涂层破裂。
另一方面，所述绝缘性散热填料在其材质方面，只要是同时具有绝缘性及散热性者，则可以无限制地使用。另外，所述绝缘性散热填料在形状或大小方面没有限制，可以为多孔质或非多孔质，可以根据目的而适当地选择。
作为一个示例，所述绝缘性散热填料可以包括选自由碳化硅、氧化镁、二氧化钛、氮化铝、氮化硅、氮化硼、氧化铝、二氧化硅、氧化锌、钛酸钡、钛酸锶、氧化铍、氧化锰、氧化锆及氧化硼构成的组的一种以上。
优选地，所述绝缘性散热填料可以为碳化硅，以便能够容易地达成优秀的绝缘及散热性能、绝缘性散热涂层的形成容易性、绝缘性散热涂层形成后均一的绝缘及散热性能、绝缘性散热涂层的表面品质等所希望的物性。
另外，所述绝缘性散热填料可以为利用硅烷基、氨基、胺基、羟基、羧基等官能基使表面改性的填料。此时，所述官能基既可以直接结合于填料的表面，也可以以碳原子数1～20个的取代或非取代的脂肪族烃或碳数6～14个的取代或非取代的芳香族烃为媒介间接结合于填料。
而且，所述绝缘性散热填料也可以为以碳类、金属等公知的导电性散热填充物为核且绝缘性成分包围所述核的核壳型填料。
另一方面，所述绝缘性散热填料的平均粒径可以为10nm～15μm，优选地，可以为30nm～12μm。如果绝缘性散热填料的平均粒径不足10nm，则制品的单价会上升，体现为绝缘性散热涂层后，在表面渗出的绝缘性散热填料的量增加，从而散热性能会低下。另外，所述绝缘性散热填料的平均粒径如果超过15μm，则表面均一性会低下。
另一方面，绝缘性散热填料的D50与D97的比率可以为1:4.5以下，优选地，可以为1:1.2～3.5，以便能够提高分散性。如果D50与D97的比率超过1:4.5，则表面的均一性会低下，散热填料的分散性不好，散热效果无法均一表现。在这种情况下，所述绝缘性散热填料由于包括粒径相对较大的颗粒，因而导热系数可以相对提高，但会无法体现所希望的散热特性。
其中，所述D50及D97意味着在体积累积粒度分布中累积度分别达到50％及97％时的绝缘性散热填料的粒径。具体而言，在横轴、纵轴采用自最小粒径起的体积累积频度的图表(以体积为基准的粒径分布)中，所述D50及D97相对于全体颗粒的体积累积值100％，意味着从最小粒径起的体积％的累积值分别相当于50％及97％的颗粒的粒径。所述绝缘性散热填料的体积累积粒度分布可以使用激光衍射散射粒度分布装置进行测量。
另一方面，所述绝缘性散热填料的平均粒径可以根据绝缘性散热涂层的涂膜厚度而变更粒径。作为一个示例，在所述绝缘性散热涂层的厚度形成为25μm的情况下，所述绝缘性散热填料的平均粒径可以为1～7μm，在所述绝缘性散热涂层的厚度形成为35μm的情况下，所述绝缘性散热填料的平均粒径可以为8～12μm。不过，优选所述绝缘性散热填料使用全部满足上述散热填料的平均粒径范围及所述D50与D97比率范围的绝缘性散热填料，以便能够在组合物内进一步提高散热填料的分散性。
另外，所述绝缘性散热涂层组合物可以还包括物性增强成分。这种物性增强成分在所述绝缘性散热涂层126涂覆于基材121时，不仅能够提高绝缘性及散热性，而且表现卓越的粘结性，从而可以提高耐久性。这种物性增强成分可以为硅烷类化合物，只要是本行业采用的硅烷类化合物，则可以无限制地使用。
另一方面，上述绝缘性散热涂层组合物可以包括着色剂，以便能够使光线、空气、水分或极限温度导致的颜色损失实现最小化，还可以包含消光剂，以便能够体现涂膜表面的稳定性，还可以包含用于提高难燃性的阻燃剂。
而且，所述绝缘性散热涂层组合物可以包含分散剂及溶剂，以便能够提高绝缘性散热填料的分散性，体现均一的涂层，还可以包含UV(紫外线)稳定剂，以便能够防止UV导致的黄变。
而且，所述绝缘性散热涂层组合物还可以包含防氧化剂，以便能够防止涂覆干燥涂膜变色，防止氧化导致的脆性、附着强度等物性下降。
另外，所述绝缘性散热涂层组合物也可以添加均染剂、pH调节剂、离子清除剂、粘度调整剂、摇变性助剂、防氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、着色剂、脱水剂、阻燃剂、抗静电剂、抗真菌剂、防腐剂等各种添加剂的一种或两种以上。
通过下述实施例，更具体地说明本发明，但下述实施例并非限定本发明的范围，应解释为其用于帮助理解本发明。
<实施例1>
绝缘性散热涂层组合物相对于以下述化学式1表示的主剂树脂的化合物100重量份，包含固化剂60重量份。此时，所述固化剂由作为第一固化剂的多乙烯多胺与作为第二固化剂的2、4、6-三[N，N-二甲基氨基甲基]苯酚按1:1重量比构成。另外，绝缘性散热涂层组合物使用平均粒径5μm、D50与D97比率1:1.6的碳化硅47重量份作为绝缘性散热填料。另外，绝缘性散热涂层组合物将所述主剂树脂、固化剂及绝缘性散热填料以及作为环氧类硅烷化合物的物性增强成分(上海科技聚合物技术公司，Tech-7130)3重量份、作为着色剂的滑石粉(Talc)44重量份、作为消光剂的二氧化钛44重量份、阻燃剂三锌双(正磷酸盐)22重量份、作为UV稳定剂的2-(2'-羟基-3，5'-二(1，1-二甲基苄基)-苯基)-苯并三唑0.5重量份、作为防氧化剂的2-羟基苯基苯并噻唑1重量份、分散剂(异丁醛和尿素的缩合物)5重量份、作为溶剂的1-丁醇13重量份、n-乙酸丁酯13重量份、2-甲氧基-1-甲基乙基乙酸酯13重量份、甲基乙基酮9重量份、乙酸乙酯37重量份、甲苯9重量份、4-甲基-2-戊酮43重量份、二甲苯103重量份混合后搅拌，形成混合物。然后，去除混合物内包含的气泡，制备最终粘度在25℃基准下为100～130cps，制备了下表1所示的绝缘性散热涂层组合物，然后在5℃下存储。
[化学式1]
Figure GDA0002247955070000141
所述R1～R4分别为甲基，所述n是使得以上述化学式1表示的化合物的重均分子量达到2000的游离水。
<实施例2～13>
与实施例1相同地制备，但如下述表1及表2所示，变更绝缘性散热填料的平均粒径、粒度分布、固化剂的重量比等，制备了绝缘性散热涂层组合物。
<比较例1～3>
与实施例1相同地制备，但如下表3所示，变更绝缘性散热填料的含量等，制备了绝缘性散热涂层组合物。
<实验例1>
将实施例及比较例制备的散热涂层组合物，喷涂于由铝材质(Al 1050)构成的、厚度1.5mm、长35mm、宽34mm大小的基材表面，使得最终厚度达到25μm。然后，将在表面涂覆了散热涂层组合物的基材在150℃温度下热处理10分钟，从而制备了形成有绝缘性散热涂层的散热单元后，评价了下述物性。下表1至表3是对各评价项目的结果值。
1.导热性评价
将散热单元置于长、宽、高分别为32cm×30cm×30cm的丙烯酸腔室中央后，调节腔室内部的温度与散热单元的温度达到25±0.2℃。然后，作为热源，将长、宽分别为20mm×20mm的LED，使用TIM(导热性胶带：1W/mk)粘贴于散热单元，制备了试验试片。向制备的试片的热源接入2.1W(DC 3.9V、0.53A)的输入电力而产生热，维持90分钟后，测量散热单元的温度，评价了导热率。具体而言，导热率以针对不具备散热涂层的基材而在相同条件下测量的温度为基准，根据下述数学式1计算。
[数学式1]
Figure GDA0002247955070000151
2.热辐射性评价
将散热单元置于长、宽、高分别为32cm×30cm×30cm的丙烯酸腔室中央后，调节腔室内部的温度与散热单元的温度达到25±0.2℃。然后，作为热源，将长、宽分别为20mm×20mm的LED，使用TIM(导热性胶带：1W/mk)粘贴于散热单元，制备了试验试片。向制备的试片的热源接入2.1W(DC 3.9V，0.53A)的输入电力而产生热，维持90分钟后，测量散热单元正中央的上部5cm地点的温度，评价了热辐射率。具体而言，热辐射率以针对不具备散热涂层的基材而在相同条件下测量的温度为基准，根据下述数学式2计算。
[数学式2]
Figure GDA0002247955070000161
3.散热性能的均一性评价
将散热单元置于长、宽、高分别为32cm×30cm×30cm的丙烯酸腔室中央后，调节腔室内部的温度与散热单元的温度达到25±0.2℃、腔室内部湿度达到50％。然后，作为热源，将长、宽分别为20mm×20mm的LED，使用TIM(导热性胶带：1W/mk)粘贴于散热单元，制备了试验试片。向制备的试片的热源接入2.1W(DC 3.9V，0.53A)的输入电力而产生热，维持90分钟后，测量以散热单元正中央为中心点的半径15mm的圆上的任意10个点的温度，根据下述数学式3，计算了发热温度的误差。误差越小，可以视为散热性能越均一，可以解释为绝缘性散热涂层的散热填料分散性越高。将发热温度误差中的最大值显示于下述表1至3。
[数学式3]
Figure GDA0002247955070000162
4.耐久性评价
将散热单元配置于温度60℃、相对湿度90％的腔室内后，经过480小时后，目视评价了散热单元的表面状态。评价结果，确认绝缘性散热涂层有无裂隙、剥离(翘起)，当无异常时，标识为○，当发生异常时，标识为×。
5.粘结性评价
针对评价了耐久性的试片，按1mm间隔进行交叉刀割。然后在切割的面上附着透明胶带，沿60°角度揭开，确认绝缘性散热涂层剥离的状态。评价基准根据ISO 2409进行了评价。(5B：0％、4B：5％以下、3B：5～15％、2B：15～35％、1B：35～65％、0B：65％以上)
6.表面品质评价
为了确认散热单元的表面品质，用手抚摸表面，确认了有无起伏不平或粗糙感。当有光滑感时标识为5，当有粗糙感的部分的面积占散热单元外部面全体面积2％以下时标识为4，当为超过2％而5％以下的面积时标识为3，当为超过5％而10％以下的面积时标识为2，当为超过10％而20％以下的面积时标识为1，当为超过20％的面积时标识为0。
【表1】
Figure GDA0002247955070000171
【表2】
Figure GDA0002247955070000172
Figure GDA0002247955070000181
【表3】
Figure GDA0002247955070000182
Figure GDA0002247955070000191
正如在上表1至表3中可以确认的，在第一固化剂及第二固化剂的重量比在本发明优选范围内的实施例1、实施例5及实施例6中，与不满足上述条件的实施例2及实施例5相比，可以确认粘结性及耐久性同时达成。另外，在绝缘性散热填料的平均粒径在本发明优选范围内的实施例1、实施例9及实施例10中，与不满足上述条件的实施例8及实施例11相比，可以确认热辐射效率、导热率及表面品质同时达成。另外，在D50及D97之比在本发明优选范围内的实施例1及实施例12中，与不满足上述条件的实施例13相比，可以确认分散性、表面品质、热辐射效率及粘结性同时达成。
另外，在绝缘性散热填料的含量在本发明优选范围内的实施例1至实施例3中，与不满足上述条件的比较例1及比较例2相比，可以确认散热性能、表面品质同时显著优秀。
另外，不包含绝缘性散热填料的比较例3与实施例1相比，可以确认热辐射性显著低下。
上述本发明一个实施例的发光二极管模块100、200、300在需要照明的室内或室外均可安装。作为一个示例，发光二极管模块100、200、300可以安装于诸如停车场或隧道的户外，可以用作路灯、安全灯、透射灯、照明灯，也可以用作在办公室或居住空间安装的室内灯。
以上对本发明的一个实施例进行了说明，但本发明的思想不限定于本说明中提示的实施例，理解本发明思想的本领域技术人员以在相同的思想范围内，借助于构成要素的附加、变更、删除、追加等，容易地提出其他实施例，这也属于本发明的思想范围内。

Claims (11)

1.一种发光二极管模块，其中，包括：
光源部，其包括贴装于电路基板的一面的至少一个发光二极管；
散热器，其包括支撑所述光源部并释放所述光源部产生的热的基材、在所述基材的外部面涂覆的绝缘性散热涂层；
保护罩，其包括在与所述发光二极管对应的区域形成的凸出部，结合于所述散热器的一面以便保护所述光源部不受外部环境影响；
空气流动空间，其在所述光源部与保护罩之间形成；及
至少一个通气孔部，其提供所述空气流动空间与外部的通路，而且切断异物质及水分的移动而使空气通过，用于使所述空气流动空间的内部压力与外部气体的压力维持在平衡状态；
所述光源部以连接有电缆的连接器为媒介而与外部电源电气连接，
所述电缆的长度中间连接于能拆装地结合于所述散热器的电缆固定件，
所述通气孔部包括：移动通路，其以与所述空气流动空间连通的方式在所述电缆固定件贯通形成；通气孔构件，其以覆盖所述移动通路的方式附着于所述电缆固定件的一面；其中，
当所述移动通路在所述电缆固定件贯通形成时，所述通气孔构件以覆盖所述移动通路的开放的端部的方式附着于所述电缆固定件的一面。
2.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其中，
所述保护罩包括用于维持与所述电路基板的间隔所需的至少一个突出部，以便在与所述散热器结合时形成所述空气流动空间；
所述突出部从所述保护罩的一面形成。
3.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其中，
所述凸出部包括在与所述发光二极管相向的相向面形成以便容纳所述发光二极管的容纳空间；
所述容纳空间与所述空气流动空间连通，以便被所述发光二极管产生的热所加热的空气沿着所述空气流动空间流动后，能够通过所述通气孔部排出到外部。
4.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其中，
所述通气孔部包括由具有通气性及透湿性的纳米纤维集成体构成的通气孔构件。
5.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其中，
所述散热器包括从所述基材向一个方向形成的板状的散热针，
所述散热针在外部面形成有至少一个凸起部，以便能够增大与外部气体的接触面积。
6.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其中，
所述绝缘性散热涂层包括：包含主剂树脂的涂层形成成分；及
绝缘性散热填料，其相对于所述主剂树脂100重量份包含25～70重量份。
7.根据权利要求6所述的发光二极管模块，其中，
所述绝缘性散热填料包含碳化硅。
8.根据权利要求6所述的发光二极管模块，其中，
所述绝缘性散热填料的平均粒径为10nm～15μm，D50与D97的比率为1:4.5以下；
其中，所述D50及D97意味着在体积累积粒度分布中累积度分别达到50％及97％时的所述绝缘性散热填料的粒径。
9.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其中，
所述光源部为包括具有预定面积的板状电路基板和在所述电路基板的一面贴装的多个发光二极管的平板型。
10.根据权利要求1所述的发光二极管模块，其中，
所述基材为金属材质。
11.一种包括权利要求1至10中任意一项所述的发光二极管模块的发光二极管照明装置。
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