KR101082847B1

KR101082847B1 - LED Lamp

Info

Publication number: KR101082847B1
Application number: KR1020090126653A
Authority: KR
Inventors: 남충모
Original assignee: 한국산업기술대학교산학협력단
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2011-11-11
Also published as: KR20110070018A

Abstract

본 발명은 방열 특성이 우수한 LED 조명등에 관한 것이다. 상기 LED 조명등은, 열을 방출하는 방열판; 공통 사파이어 기판상에 다수 개의 LED 칩들이 형성된 베어 LED 그룹들로 구성되어 상기 방열판위에 장착되는 LED 모듈; 투명 재질로 이루어져 상기 LED 모듈의 상부에 장착된 덮개부;및 상기 LED 모듈의 배선과 전기적 연결되어 외부의 전원 공급부와 LED 모듈이 연결되도록 하는 전극 단자; 를 구비하고, 상기 덮개부와 LED 모듈의 사이에는 공기로 충진되거나 진공으로 이루어지며, 상기 덮개부의 내부 표면에는 형광체가 첨가된 에폭시(Epoxy) 수지 물질이 도포된 것을 특징으로 하며, 상기 방열판의 일부 영역은 절연 물질로 도포되며, 상기 전극 단자는 상기 절연 물질이 도포된 방열판의 일부 영역에 고정 장착된 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an LED lamp having excellent heat dissipation characteristics. The LED lamp, the heat sink for emitting heat; An LED module comprising bare LED groups formed with a plurality of LED chips on a common sapphire substrate and mounted on the heat sink; A cover part made of a transparent material and mounted on an upper portion of the LED module; and an electrode terminal electrically connected to the wiring of the LED module to connect an external power supply unit to the LED module; It is provided with, between the cover and the LED module is filled with air or made of a vacuum, characterized in that the inner surface of the cover portion is coated with an epoxy resin material with a phosphor added, a part of the heat sink The region is coated with an insulating material, and the electrode terminal is fixedly mounted to a portion of the heat sink to which the insulating material is applied.

LED, 조명등, 사파이어 기판, 방열LED, lighting, sapphire board, heat dissipation

Description

LED lighting lamp with excellent heat dissipation characteristics {LED Lamp}

본 발명은 방열 특성이 우수한 LED 조명등에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 사파이어 기판상에 다수 개의 LED 칩이 제조된 베어(bare) LED 그룹들을 방열판위에 직접 배치함으로써, 방열 특성이 매우 향상된 LED 조명등에 관한 것이다. The present invention relates to an LED lamp having excellent heat dissipation characteristics, and more particularly, to a LED lamp having very high heat dissipation characteristics by directly arranging bare LED groups on which a plurality of LED chips are manufactured on a sapphire substrate directly on a heat dissipation plate. will be.

일반적인 광소자나 전자소자들은 그 작동시에 내부 저항 등에 의해 상당한 열을 발생시킨다. 특히 최근에 여러 응용분야에서 사용량이 많아진 발광소자의 경우에, 어레이 구조를 도입함으로 인해서 더욱 심각하게 고려해야 할 요소가 되고 있다. 일반적으로 발광소자를 조명용 램프로 사용하기 위해서는 단위면적당 수천 칸델라의 휘도가 되어야 하는데, 한 개의 발광소자 칩만으로는 이 정도의 휘도를 내기가 힘들므로 다수개의 발광소자 어레이(LED Array)를 구성하여 필요한 휘도를 얻도록 구성하고 있다. 종래 기술에서 어레이를 형성할 때 기술적으로 해결해야 할 중요한 것은, 각각의 발광소자에서 발생한 빛을 가능한 한 열로 전환하지 않고 빛으로서 효율적으로 취출하여 발광 가용성을 극대화함으로써 전력소모효율을 높이는 것과, 그럼에도 불구하고 LED chip에서 발생하는 열을 빠른 시간 내에 칩이나 기판의 외부로 방출함으로써 LED의 수명 및 신뢰성을 향상하는 것이다. In general, optical or electronic devices generate considerable heat due to internal resistance or the like during their operation. In particular, in the case of a light emitting device which has recently been used in many applications, the array structure has become a factor to be considered more seriously. In general, in order to use a light emitting device as a lighting lamp, the brightness of the unit should be several thousand candelas per unit area. It is configured to get Technically, when forming an array in the prior art, it is important to solve the problem of increasing the power consumption efficiency by maximizing emission availability by efficiently extracting the light generated from each light emitting device as light without converting it into heat as much as possible. And by emitting heat generated from the LED chip to the outside of the chip or substrate in a short time to improve the life and reliability of the LED.

도 1은 일반적인 LED 모듈의 구조를 설명하기 위하여 도시한 단면도이며, 도 2는 도 1의 회로 기판위에 장착되는 개별 패키징된 LED 소자의 구조를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating the structure of a general LED module, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the structure of an individual packaged LED device mounted on a circuit board of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 기존의 패키징된 LED 소자는 GaN LED 칩이 패키지 내에 배치되고, 칩위에 형광체를 포함하는 에폭시 수지를 도포한다. 전술한 구조로 이루어지는 기존의 패키징된 LED 소자들은 GaN LED 칩과 형광체 및 에폭시 수지가 서로 맞닿아 있기 때문에 LED 칩에서 발생하는 열에 의해 형광체 및 에폭시가 열화되어 갈색으로 탄화되는 현상이 종종 발생한다. 이로 인하여, LED 모듈의 광 세기가 낮아질 뿐만 아니라 사용할 수 없게 되기도 한다. Referring to FIG. 2, in a conventional packaged LED device, a GaN LED chip is disposed in a package and an epoxy resin including a phosphor is coated on the chip. Conventionally packaged LED devices having the above-described structure, because the GaN LED chip, the phosphor and the epoxy resin are in contact with each other, the phosphor and epoxy deteriorate due to the heat generated from the LED chip often occurs. As a result, the light intensity of the LED module is not only lowered, but also unusable.

한편, 도 1을 참조하면, 기존의 LED 모듈은 패키징된 LED 소자들이 회로 기판(PCB)위에 배치되고, 회로 기판은 열 전도성이 우수한 금속 기판위에 배치되고, 금속 기판의 뒷면에 방열층이 고정된다. 또한, 금속기판과 방열층 사이에는 Thermal grease가 있으며, 이것은 금속기판으로 전도된 열을 방열층으로 잘 전달하기 위한 역할을 수행한다. 전술한 구조를 갖는 기존의 LED 모듈들은 개별 패키징된 LED 소자들로부터 발생되는 열이 연성회로 기판(Flexible PCB)을 통해 금속 기판, Thermal grease 및 방열층으로 전달되므로, 높은 열저항으로 인한 방열 특성이 좋지 않을 뿐만 아니라, 구성이 복잡하다.Meanwhile, referring to FIG. 1, in a conventional LED module, packaged LED elements are disposed on a circuit board (PCB), the circuit board is disposed on a metal substrate having excellent thermal conductivity, and a heat dissipation layer is fixed to the rear surface of the metal substrate. . In addition, there is a thermal grease between the metal substrate and the heat dissipation layer, which serves to transfer heat conducted to the metal substrate to the heat dissipation layer well. Existing LED modules having the above-described structure transfer heat generated from individual packaged LED elements to a metal substrate, a thermal grease, and a heat dissipation layer through a flexible PCB, so that heat dissipation characteristics due to high thermal resistance are not achieved. Not only is it bad, but the configuration is complicated.

도 3은 종래의 LED 조명등의 내부 구조를 개략적으로 도시한 블록도이다. 기존의 LED 조명등은 주로 DC 전원에 의해 동작되므로, 교류 전원인 상용 전원에 사용할 수 있도록 하기 위하여 내부에 AC-DC 컨버터를 구비한다. 도 3을 참조하면, 종래의 LED 조명등은 LED 모듈, LED 모듈에 연결된 히트 싱크, 외부의 전원을 변환하여 LED 모듈로 제공하는 AC-DC 컨터버로 이루어진다. 이러한 종래의 LED 조명등은 내부에 AC-DC 컨버터를 구비하여야 하므로 조명등의 전체 크기를 감소시킬 수 없을 뿐만 아니라 제조 비용도 증가하게 된다. 3 is a block diagram schematically showing the internal structure of a conventional LED lamp. Existing LED lighting is mainly operated by a DC power source, it is equipped with an AC-DC converter in order to be used for commercial power source AC power. Referring to FIG. 3, a conventional LED lamp includes an LED module, a heat sink connected to the LED module, and an AC-DC converter that converts external power to provide the LED module. Since the conventional LED lamp has to be provided with an AC-DC converter therein, not only can not reduce the overall size of the lamp but also increases the manufacturing cost.

한국 공개 특허 제 10-2005-0052474호의 "복수의 발광 소자를 갖는 발광 장치"는 높은 구동전압 및 낮은 구동전류로 동작하는 발광 장치를 개시하고 있다. 전술한 특허에 개시된 발광 장치는 사파이어 기판 등의 절연기판상에 복수의 LED를 이차원적으로 모놀리식 형성하고, 복수의 LED를 직렬 접속해서 LED 어레이로 하며, 2조의 LED 어레이를 서로 역극성으로 전극에 접속하며, LED의 사이 및 LED와 전극 사이에는 에어 브리지 배선으로 하며, LED 어레이를 지그재그 형상으로 배치함으로서 다수의 LED를 형성하고, 높은 구동전압과 낮은 구동전류를 얻게 되며, 2조의 LED 어레이는 역극성이기 때문에, 전원으로서 교류전원을 사용할 수 있다. 하지만, 전술한 특허에 개시된 발광 장치는 도금에 의해 사파이어 공통 기판상의 LED등을 연결한 후 AlN 기판 또는 Al, Cu판위에 칩을 본딩하는 경우, LED 칩은 주로 진공의 pick & place tool 에 의해 옮겨지고 단위 cm×cm 당 약 10g 이상의 압력을 가해 Metal PCB와 같은 금속 기판에 접합하게 된다. 이때 도금(plating) 부분에 압력에 의한 손상(예컨대 변형 또는 끊어짐 현상)이 발생하게 되며, 이러한 손상에 의해 상당한 불량을 야기하게 되어 실제 사용이 불가능한 기술이 되는 문제점이 있다. 또한, 전술한 특허는 에어 브리지 배선 형성을 포함하는 도금 공정을 위해 사진 식각 공정 및 도금 공정이 반복되어야 하므로 최소 21 단계의 공정과 4장의 포토 마스크가 필요하게 되어 공정이 전체적으로 매우 복잡하다는 문제점을 갖고 있다. Korean Patent Application Publication No. 10-2005-0052474 discloses a light emitting device that operates with a high driving voltage and a low driving current. The light emitting device disclosed in the above-described patent forms a plurality of LEDs monolithically on an insulating substrate such as a sapphire substrate, connects the plurality of LEDs in series to form an LED array, and sets two LED arrays in reverse polarity with each other. It is connected to the electrode, and the air bridge wiring between the LED and between the LED and the electrode, and by arranging the LED array in a zigzag shape to form a plurality of LEDs, to obtain a high driving voltage and low driving current, two sets of LED array Since is reverse polarity, an AC power source can be used as the power source. However, in the light emitting device disclosed in the above-described patent, when the LEDs on the sapphire common substrate are connected by plating, and the chips are bonded onto the AlN substrate or the Al and Cu plates, the LED chips are mainly moved by a pick & place tool of vacuum. It is applied to a metal substrate such as a metal PCB by applying a pressure of about 10 g or more per cm x cm. At this time, damage due to pressure (for example, deformation or breaking phenomenon) occurs in the plating part, and this damage causes a considerable defect, thereby causing a problem in that the technology cannot be actually used. In addition, the aforementioned patent requires a photolithography process and a plating process to be repeated for the plating process including the formation of air bridge wiring, so that at least 21 steps and four photo masks are required, and thus the process is very complicated. have.

한국 공개 특허 제10-2009-0098451호의 "엘이디 등기구의 누설전류 차단장치"는 메탈 PCB를 채용한 엘이디 등기구에서 메탈 PCB에 캐패시터 특성에 의한 누설 전류가 발생하지 않도록 한 엘이디 등기구의 누설전류 차단장치를 개시하고 있다. 상기 엘이디 등기구의 누설전류 차단장치는 복수의 상용전원 입력 라인에 연결되는 엘이디 모듈의 모든 입력 라인에 각각 설치되어, 엘이디 모듈의 모든 입력 라인으로의 상용전원 입력을 차단시키는 차단 소자를 포함한다. 하지만, 전술한 특허도 개별 패키지된 LED 모듈을 사용하고, Metal PCB를 사용하고 있으므로, LED 모듈의 열 저항 증가에 따른 손상 및 제조비용 증가의 문제점이 그대로 내포되어 있다. "Leakage current blocking device of LED luminaire" of Korean Patent Publication No. 10-2009-0098451 discloses a leakage current blocking device of an LED luminaire that prevents leakage current due to capacitor characteristics on the metal PCB in the LED luminaire employing the metal PCB. It is starting. The leakage current blocking device of the LED luminaire includes a blocking element which is installed on all input lines of the LED module connected to the plurality of commercial power input lines, respectively, to block the commercial power input to all the input lines of the LED module. However, the above-mentioned patent also uses a separately packaged LED module and uses a metal PCB, so the problems of damage and increase in manufacturing cost due to an increase in the thermal resistance of the LED module are implied.

한국 공개 특허 제10-2008-0080012호의 "ＬＥＤ 구동 회로 및 ＬＥＤ 발광 장치"는 드라이버 회로로부터 SSR에 대해, 상용 전원의 반파마다 펄스 신호를 발생하고, LED유닛을 구성하는 역병렬 접속된 LED군의 발광량을 독립적으로 제어하는 기술을 개시하고 있다. 하지만, 전술한 특허의 LED 발광 장치는 R, G, B 각각의 LED를 직렬 및 병렬로 연결하기 때문에, 매우 복잡한 회로 구성을 하고 있다는 문제점이 있다. The "LED drive circuit and LED light emitting device" of Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2008-0080012 generates pulse signals for every half wave of commercial power from the driver circuit to the SSR, and the LED group of the anti-parallel connected LED constituting the LED unit is constructed. A technique for independently controlling the amount of light emitted is disclosed. However, the LED light emitting device of the above-described patent has a problem in that it has a very complicated circuit configuration because the LEDs of R, G, and B are connected in series and in parallel.

한편, 한국 공개 특허 제10-2007-0120576호의 "ＬＥＤ 유닛 및 이 ＬＥＤ 유닛을 이용한 ＬＥＤ 조명 램프"는 열전도성이 높은 베이스와, 배선 패턴을 가지며 상기 베이스 상에 설정되는 회로 기판과, 상기 배선 패턴과 전기적으로 접속되어 상기 베이스 상에 배치되는 적어도 하나의 LED 소자와, 이 LED 소자를 밀봉하기 위해 상기 베이스의 위쪽을 덮도록 설치되는 투광성의 수지체를 구비한 방열 구조를 갖는 LED 유닛을 개시하고 있다. 전술한 특허에 개시된 LED 유닛은 사파이어 기판상에 단일의 LED 칩이 형성된 것을 사용함으로써, 사파이어 기판상에 다수 개의 LED 칩을 형성한 후 칩별로 절단 공정(sawing)을 수행하여야 되므로 비용 및 시간이 추가적으로 발생하고, bare chip 본딩 비용 및 시간도 추가로 발생된다. 또한, 전술한 특허에 따른 LED 유닛은 별도의 Heat-sink가 LED bar에 설치되어야 하므로, Heat-sink와 LED bar 사이에 열저항이 높은 Thermal Grease가 반드시 존재하게 되는 문제점이 있다. On the other hand, "LED unit and LED lighting lamp using this LED unit" of Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2007-0120576 have a high thermal conductivity base, a circuit board set on the base having a wiring pattern, and the wiring pattern Discloses an LED unit having a heat dissipation structure having at least one LED element electrically connected to and disposed on the base, and a light-transmissive resin body installed to cover the upper portion of the base to seal the LED element. have. The LED unit disclosed in the aforementioned patent uses a single LED chip formed on the sapphire substrate, so that a plurality of LED chips must be formed on the sapphire substrate and sawing is performed for each chip, thereby adding cost and time. In addition to the bare chip bonding cost and time. In addition, the LED unit according to the above patent has a problem that a separate heat-sink must be installed in the LED bar, so that a high thermal resistance thermal grease exists between the heat-sink and the LED bar.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 별도의 전원 컨버터없이 상용 전원을 그대로 사용하면서 단순화된 구조로 제작하여 방열 특성이 매우 우수한 LED 조명등을 제공하는 것이다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide a LED lamp having excellent heat dissipation characteristics by making a simplified structure while using commercial power as it is without a separate power converter.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따른 LED 조명등은, 열을 방출하는 방열판; 공통 사파이어 기판상에 다수 개의 LED 칩들이 형성된 베어 LED 그룹들로 구성되어 상기 방열판위에 장착되는 LED 모듈; 투명 재질로 이루어져 상기 LED 모듈의 상부에 장착된 덮개부;및 상기 LED 모듈의 배선과 전기적 연결되어 외부의 전원 공급부와 LED 모듈이 연결되도록 하는 전극 단자; 를 구비하고, 상기 덮개부와 LED 모듈의 사이에는 공기로 충진되거나 진공으로 이루어지며, 상기 덮개부의 내부 표면에는 형광체가 첨가된 에폭시(Epoxy) 수지 물질이 도포된 것을 특징으로 하며, 상기 방열판의 일부 영역은 절연 물질로 도포되며, 상기 전극 단자는 상기 절연 물질이 도포된 방열판의 일부 영역에 고정 장착된다. LED lighting lamp according to the first aspect of the present invention for achieving the above technical problem, the heat sink for emitting heat; An LED module comprising bare LED groups formed with a plurality of LED chips on a common sapphire substrate and mounted on the heat sink; A cover part made of a transparent material and mounted on an upper portion of the LED module; and an electrode terminal electrically connected to the wiring of the LED module to connect an external power supply unit to the LED module; It is provided with, between the cover and the LED module is filled with air or made of a vacuum, characterized in that the inner surface of the cover portion is coated with an epoxy resin material with a phosphor added, a part of the heat sink The region is coated with an insulating material, and the electrode terminal is fixedly mounted to a portion of the heat sink to which the insulating material is applied.

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전술한 제1 특징에 따른 LED 조명등에 있어서, 상기 방열층은 다수 개의 방열 핀(fin)을 구비하는 히트-싱크(heat-sink) 또는 히트 파이프로 구성되는 것이 바람직하다. In the LED lamp according to the first aspect described above, the heat dissipation layer is preferably composed of a heat-sink or heat pipe having a plurality of heat dissipation fins.

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전술한 제1 특징에 따른 LED 조명등에 있어서, 상기 LED 조명등을 구성하는 LED 칩들은 본딩 와이어(bonding wire) 방식으로 배선 연결되는 것이 바람직하다. In the LED lamp according to the first aspect described above, the LED chips constituting the LED lamp are preferably connected by a bonding wire method.

본 발명에 따른 LED 조명등은 LED 모듈을 방열판위에 직접 배치함으로써, 별도의 연성 PCB가 포함된 Metal PCB가 없기 때문에, 제조비용이 절감되고 열저항이 감소되어 LED 칩의 수명 및 발광효율이 증가하게 된다. LED lamp according to the present invention by directly placing the LED module on the heat sink, because there is no metal PCB containing a flexible flexible PCB, manufacturing cost is reduced and heat resistance is reduced to increase the lifetime and luminous efficiency of the LED chip .

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또한, 본 발명에 따른 LED 조명등은 LED 칩위에 덮개부가 형성되고, LED 칩들과 덮개부의 사이에 공기가 충진되거나 진공으로 형성하며, 덮개부의 내부 표면에 형광체가 첨가된 에폭시 수지를 코팅함으로써, 형광체가 첨가된 에폭시 수지가 LED 칩에서 발생하는 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the LED lighting lamp according to the present invention, the cover is formed on the LED chip, the air is filled or vacuum is formed between the LED chip and the cover, and the phosphor is coated on the inner surface of the cover by adding an epoxy resin, the phosphor is The added epoxy resin can be prevented from being damaged by heat generated in the LED chip.

또한, 본 발명에 따른 LED 조명등은 기존의 LED 조명등과는 달리 컨버터 및 Metal PCB가 없음으로 인해 기존 조명용 LED에 비해 소형제작 및 원가절감이 가능 하다.In addition, unlike the conventional LED lamps, the LED lamp according to the present invention can be manufactured and reduced in cost compared to the conventional LED for lighting because there is no converter and metal PCB.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등의 구조 및 동작을 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the structure and operation of the LED lamp according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등의 전체 구조를 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등(4)은 LED 모듈(40), LED 모듈에 연결된 방열판(50) 및 전극 단자(60)를 구비한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 조명등(4)은 별도의 컨버터없이 외부의 공급 전원이 전극 단자(60)를 통해 LED 모듈(40)에 직접 연결된다. Figure 4 is a block diagram schematically showing the overall structure of an LED lamp according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the LED lamp 4 according to the preferred embodiment of the present invention includes an LED module 40, a heat sink 50 connected to the LED module, and an electrode terminal 60. As shown in FIG. 4, the LED lamp 4 according to the present invention is directly connected to the LED module 40 through an electrode terminal 60 without an external supply power source without a separate converter.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등을 도시한 평면도이며, 도 6은 도 5의 A-A 방향의 단면도이다. 도 5 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 LED 조명등의 LED 모듈(40)은 다수 개의 베어 LED 그룹(400)들, 베어 LED 그룹의 상부에 배치되는 덮개부(430), 및 상기 베어 LED 그룹들과 덮개부의 사이에 형성되는 공기층 또는 진공층(440)으로 이루어지며, 각 베어 LED 그룹은 방열판위에 장착된다. 5 is a plan view showing an LED lamp according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view of the A-A direction of FIG. 5 to 6, the LED module 40 of the LED lamp according to the present invention includes a plurality of bare LED groups 400, a cover unit 430 disposed on the bare LED group, and the bare LEDs. It consists of an air layer or vacuum layer 440 formed between the groups and the cover portion, each bare LED group is mounted on the heat sink.

상기 덮개부(430)는 투명 플라스틱 재질로 형성되며, 상기 덮개부의 내부 표면에는 형광체가 첨가된 에폭지 수지가 도포되어 에폭시 수지층(434)을 형성한다. 상기 덮개부는 상기 베어 LED 그룹들의 상부 표면이 밀봉되도록 고정 장착되며, 덮개부와 베어 LED 그룹은 서로 일정 간격 이격되어 있으며, 그 사이에는 진공층으로 형성되거나 공기등으로 충진된다. 이와 같이, 덮개부의 내부 표면에 형광체가 첨가된 에폭시 수지층(434)을 형성하고, 에폭시 수지층과 LED 칩사이에 일정 간격의 공기층 또는 진공층을 형성하여, LED 칩으로부터 발생하는 열이 에폭시 수지층으로 잘 전달되지 않도록 함으로써, 형광체를 첨가한 에폭시 수지층이 LED 칩으로부터 발생하는 열에 의하여 손상되는 것을 막을 수 있다. The cover part 430 is formed of a transparent plastic material, and the epoxy resin layer 434 is formed on the inner surface of the cover part by applying an epoxy resin to which a phosphor is added. The cover part is fixedly mounted to seal the top surface of the bare LED groups, and the cover part and the bare LED group are spaced apart from each other by a predetermined interval, and are formed in a vacuum layer or filled with air. In this way, an epoxy resin layer 434 having phosphors added to the inner surface of the cover part is formed, and an air layer or a vacuum layer at a predetermined interval is formed between the epoxy resin layer and the LED chip, so that the heat generated from the LED chip is epoxy water. By making it difficult to transfer to the ground layer, it is possible to prevent the epoxy resin layer containing the phosphor from being damaged by heat generated from the LED chip.

LED 모듈(40)은 다수 개의 베어 LED 그룹들이 순방향으로 연결된 순방향부(a)와 다수 개의 베어 LED 그룹들이 역방향으로 연결된 역방향부(b)로 이루어진다. 상기 순방향부와 역방향부는 전극 단자(60)에 대해 병렬 연결된다. The LED module 40 includes a forward portion (a) in which a plurality of bare LED groups are connected in a forward direction, and a reverse portion (b) in which a plurality of bare LED groups are connected in a reverse direction. The forward part and the reverse part are connected in parallel with respect to the electrode terminal 60.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등의 LED 칩을 도시한 것이며, 도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 베어 LED 그룹을 도시한 평면도 및 A-A 방향의 단면도이다. 도 7 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 각 베어 LED 그룹(400)은 공통의 사파이어 기판(402)위에 도 7에 도시된 다수 개의 베어(bare) LED 칩들(403)이 형성되며, 단일의 사파이어 기판위에 형성된 각 베어 LED 칩들(403)은 와이어 본딩(wire bonding) 방식을 이용하여 서로 직렬 연결되어 배치된다. 각 베어 LED 그룹에는 공통 사파이어 기판위에 4 ~ 10개의 베어 LED 칩들이 형성되는 것이 바람직하다. FIG. 7 illustrates an LED chip of an LED lamp according to a preferred embodiment of the present invention, and FIGS. 8A and 8B are a plan view and an AA direction of a bare LED group according to a preferred embodiment of the present invention. It is a cross section of. 7 to 8, each bare LED group 400 according to the present invention has a plurality of bare LED chips 403 shown in FIG. 7 formed on a common sapphire substrate 402, and a single Each of the bare LED chips 403 formed on the sapphire substrate is arranged in series with each other using a wire bonding method. In each bare LED group, 4 to 10 bare LED chips are preferably formed on a common sapphire substrate.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등의 LED 모듈에 대하여 도시한 회로도이며, 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등에 인가되는 교류 전원의 파형도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등에 인가되는 교류 전원은 220 Volt, 60Hz이다. 9 is a circuit diagram showing an LED module of the LED lamp according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 10 is a waveform diagram of the AC power applied to the LED lamp according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in Figure 10, the AC power applied to the LED lamp according to a preferred embodiment of the present invention is 220 Volt, 60Hz.

도 9를 참조하면, LED 모듈의 순방향부(a)와 역방향부(b)가 병렬로 연결되어 있으며, 도 10의 교류 전원이 LED 모듈로 제공된다. 교류 전원이 인가됨에 따라, (+)의 교류 전압이 인가되면 LED 모듈의 순방향부(a)가 도통되어 순방향부의 LED 칩들이 온(ON)되며, (-)의 교류 전압이 인가되면 LED 모듈의 역방향부(b)가 도통되어 역방향부의 LED 칩들이 온(ON)된다. 따라서, 각 순방향부와 역방향부가 1초에 60번의 온/오프 동작이 일어나고 전체적으로 1초에 120번의 주기로 온/오프가 일어나지만, 사람의 눈에는 온/오프가 인지되지 않고 항상 일정한 광이 발생되는 것으로 인식하게 된다. Referring to FIG. 9, the forward part a and the reverse part b of the LED module are connected in parallel, and the AC power of FIG. 10 is provided to the LED module. As the AC power is applied, when a positive AC voltage is applied, the forward portion (a) of the LED module is turned on so that the LED chips of the forward portion are turned ON. The reverse part b is turned on to turn on the LED chips in the reverse part. Therefore, each of the forward and reverse parts 60 on / off operation occurs in 1 second and on / off occurs in 120 cycles per second as a whole, but the on / off is not recognized by the human eye and always constant light is generated Will be recognized.

또한, 본 발명에 의하여, 2개의 전극 단자의 사이에 ESD(Electrostatic Discharge)에 의한 36,000 Volt 정도의 전압차가 발생하는 경우, 순방향부의 직렬 연결된 LED 칩들에 의한 ESD 에 의해 방전되는 미약한 전류에 의해 역방향부의 LED 칩들의 절연파괴가 되지 않고, 역방향부의 LED 칩들로 미약한 전류가 흐름으로써 순방향부의 LED 칩들의 절연 파괴가 일어나지 않게 된다. 그 결과 LED 칩들을 ESD로부터 보호할 수 있게 된다. In addition, according to the present invention, when a voltage difference of about 36,000 Volt occurs due to electrostatic discharge (ESD) between two electrode terminals, the reverse direction is caused by a weak current discharged by ESD by series-connected LED chips in the forward portion. Insulation breakdown of the negative LED chips does not occur, and a weak current flows to the LED chips in the reverse direction so that the dielectric breakdown of the LED chips in the forward portion does not occur. As a result, the LED chips can be protected from ESD.

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도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명등을 도시한 단면도이다. 도 11에 도시된 LED 조명등은 도 6에 도시된 LED 조명등과 유사한 구조를 가지며, 다만 도 6의 덮개부(430)를 대신하여 GaN LED들을 보호하기 위해 제1 에폭시 수지 층(450)으로 밀봉하고, GaN LED에서 발생되는 청색광을 백색광으로 변환하기 위한 형광체를 첨가한 제2 에폭시 수지층(452)이 제1 에폭시 수지층(450)의 표면에 도포된다는 점에서 차이가 있다. 본 실시예에 따른 LED 조명등은, GaN LED에 공급되는 전기에너지로부터 인체를 보호하고, 외부 접촉으로부터 GaN LED를 보호하기 위한 구조로서, 상기 덮개부가 없어도 되는 구조로 보다 저비용으로 LED 조명등을 구현할 수 있다. 또한 제1 에폭시 수지층(450)이 형광체가 첨가된 제2 에폭시 수지층(452)과 GaN LED 사이에 위치하고 있어, 제2 에폭시 수지층(452)에 첨가된 형광체가 GaN LED로부터 받는 열적 손상을 완화할 수 있는 장점을 가지고 있다.11 is a cross-sectional view showing an LED lamp according to another embodiment of the present invention. The LED illuminator shown in FIG. 11 has a structure similar to that of the LED illuminator shown in FIG. 6, except that the lid 430 of FIG. 6 is sealed with a first epoxy resin layer 450 to protect the GaN LEDs. The second epoxy resin layer 452 is added to the surface of the first epoxy resin layer 450 to which a phosphor for converting blue light generated from GaN LEDs into white light is added. The LED lamp according to the present embodiment is a structure for protecting the human body from electrical energy supplied to the GaN LED and protecting the GaN LED from external contact, and the LED lamp may be implemented at a lower cost with a structure without the cover part. . In addition, since the first epoxy resin layer 450 is located between the second epoxy resin layer 452 to which the phosphor is added and the GaN LED, the phosphor added to the second epoxy resin layer 452 receives thermal damage from the GaN LED. It has the advantage of being mitigated.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof, this is merely an example and is not intended to limit the present invention, and those skilled in the art do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications which are not illustrated above in the scope are possible. And differences relating to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the invention as defined in the appended claims.

본 발명에 따른 LED 조명등은 가로등, 보안등, 형광등, 백열등 등의 대체 램프 등으로 널리 사용될 수 있다. LED lighting according to the present invention can be widely used as a replacement lamp, such as street light, security light, fluorescent light, incandescent light.

도 1은 일반적인 LED 모듈의 구조를 설명하기 위하여 도시한 단면도이며, 도 2는 도 1의 회로 기판위에 장착되는 패키징된 LED 소자의 구조를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating the structure of a general LED module, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the structure of a packaged LED device mounted on a circuit board of FIG. 1.

도 3은 종래의 LED 조명등의 내부 구조를 개략적으로 도시한 블록도이다.3 is a block diagram schematically showing the internal structure of a conventional LED lamp.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등의 전체 구조를 개략적으로 도시한 블록도이다. Figure 4 is a block diagram schematically showing the overall structure of an LED lamp according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등을 도시한 평면도이며, 도 6은 도 5의 A-A 방향의 단면도이다. 5 is a plan view showing an LED lamp according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view of the A-A direction of FIG.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 칩을 도시한 것이며, 도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 베어 LED 그룹을 도시한 평면도 및 A-A 방향의 단면도이다. FIG. 7 illustrates an LED chip according to a preferred embodiment of the present invention, and FIGS. 8A and 8B are a plan view and a cross-sectional view in the AA direction of a bare LED group according to a preferred embodiment of the present invention. .

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등의 LED 모듈에 대하여 도시한 회로도이며, 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 조명등에 인가되는 교류 전원의 파형도이다.9 is a circuit diagram showing an LED module of the LED lamp according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 10 is a waveform diagram of the AC power applied to the LED lamp according to a preferred embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 조명등에 대하여 도시한 단면도이다. 11 is a cross-sectional view showing an LED lamp according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

4 : LED 조명등4: LED lighting

40 : LED 모듈40: LED module

50 : 방열판50: heat sink

60 : 전극 단자60: electrode terminal

400 : 베어 LED 그룹400: Bare LED Group

403 : LED 칩403: LED Chip

430 : 덮개부430 cover part

440 : 공기층 또는 진공층440: air layer or vacuum layer

434 : 형광체가 첨가된 에폭시 수지층434: epoxy resin layer with phosphor added

450 : 제1 에폭시 수지층450: first epoxy resin layer

452 : 제2 에폭시 수지층452: second epoxy resin layer

Claims

In the LED lamp,

Heat sinks that dissipate heat;

An LED module comprising bare LED groups formed with a plurality of LED chips on a common sapphire substrate and mounted on the heat sink;

A cover part made of a transparent material and mounted on an upper portion of the LED module; and

An electrode terminal electrically connected to the wiring of the LED module to connect an external power supply unit to the LED module; And,

Between the lid and the LED module is filled with air or made of a vacuum, characterized in that the inner surface of the lid is coated with an epoxy resin material with a phosphor added,

And a portion of the heat sink is coated with an insulating material, and the electrode terminal is fixedly mounted to a part of the heat sink coated with the insulating material.

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The LED lamp of claim 1, wherein the heat sink is formed of a heat-sink or a heat-pipe having a plurality of heat-dissipating fins.

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The LED lamp of claim 1, wherein the LED chips constituting the LED module are connected by wiring using a bonding wire.