KR101342668B1 - Led 조명의 방열용 혼합조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED 조명의 발열 문제를 해결하기 위한 방열용 혼합조성물에 관한 것으로, LED 조명에서 발열하는 열량을 효과적으로 공기 중으로 복사시킴으로써 LED 조명의 수명과 에너지 효율을 높일 수 있는 새로운 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 "LED 조명의 방열용 혼합조성물"은 "남동석, 차노카이트, 섬장암"을 주성분으로 하여 구성되어 진다.
본 발명에 따른 "LED 조명의 방열용 혼합조성물"은 LED 조명의 수명을 연장시키고, 에너지 효율을 높여 LED 조명의 전원소모량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 저렴한 가격으로 대량생산이 가능한 장점을 아울러 지니고 있다.

Description

LED 조명의 방열용 혼합조성물{The mixture for Cooling of 'LED Lighting'}

본 발명은 'LED 조명의 과도한 발열 문제를 해결하기 위하여 개발한 방열용 혼합조성물'에 관한 것으로 LED 조명의 수명을 연장시키고, 에너지 효율을 높여 LED 조명의 전원소모량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 저렴한 가격으로 대량생산이 가능한 장점을 아울러 지니고 있는 새로운 기술에 관한 것이다.

발광 다이오드(發光diode)는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자이다. LED(한국어:엘이디,Light Emitting Diode)라고도 불리며, 발광 원리는 전계 발광(Electroluminescence) 효과를 이용하고 있다. 또한 수명도 백열전구보다 상당히 길다.

발광색은 사용되는 재료에 따라서 다르며 자외선 영역에서 가시광선, 적외선 영역까지 발광하는 것을 제조할 수 있다. 일리노이 대학의 닉 호로니악이 1962년에 최초로 개발하였다. 오늘날까지 여러 가지 용도로 사용되었으며 향후 형광등이나 전구를 대체할 광원으로 기대되고 있다. 발광 다이오드의 극성개발광 다이오드는 반도체를 이용한 PN 접합이라고 불리는 구조로 만들어져 있다. 발광은 PN 접합에서 전자가 가지는 에너지를 직접 빛 에너지로 변환되어, 거시적으로는 열이나 운동에너지를 필요로 하지 않는다. 전극으로부터 반도체에 주입된 전자와 정공은 다른 에너지띠 (전도띠나 원자가띠)를 흘러 PN 접합부 부근에서 띠간격를 넘어 재결합한다. 재결합할 때 거의 띠간격에 상당한 에너지가 광자, 즉 빛으로 방출된다. 다른 일반적인 다이오드와 동일하게 극성을 가지고 있으며, 캐소드 (음극)에서 애노드 (양극)로 정전압을 가해서 사용한다. 전압이 낮은 동안은 전압을 올려도 거의 전류가 흐르지 않고, 발광도 하지 않는다. 어느 전압 이상이 되면 전압 상승에 대하여 전류가 빠르게 흘러서, 전류량에 비례해서 빛이 발생된다. 이 전압을 순방향 강하전압이라고 하고, 일반적인 다이오드와 비교해서 발광 다이오드는 순방향 강하전압이 높다. 발광색에 따라 다르지만, 빨간색, 오렌지색, 노란색, 초록색에서는 2.1V 정도이다. 빨간빛을 내지 않는 것은 1.4V 정도이다. 백색과 파란색은 3.5V 정도이다. 고출력 제품은 5V 전후인것도 있다. 발광할 때 소비 전류는 표시등 용도에서는 수 mA ∼ 50 mA정도이지만, 조명 용도에서는 소비 전력이 수W 단위의 대출력 발광 다이오드도 판매되고 있어 구동 전류가 1 A 를 넘는 제품도 있다. 역방향으로 전압을 가하는 경우의 내전압은 일반적인 실리콘 다이오드 보다 더 낮고, 보통은 -5 V 정도이며, 이것을 넘으면 소자가 파괴된다. 따라서, 정류 용도로 사용할 수 없다. 형광등이나 백열등 같은 다른 대다수 광원과 다르게 불필요한 자외선이나 적외선을 포함하지 않는 빛을 간단하게 얻을 수 있다. 그렇기 때문에 자외선에 민감한 문화재나 예술 작품이나 열조사를 꺼리는 물건의 조명에 사용된다. 입력 전압에 대한 응답이 빨라서 통신에도 사용되고, 조명으로 사용할 경우는 점등하자마자 최대 빛의 세기를 얻을 수 있다. 구조가 간단하기 때문에 대량생산이 가능하고 저렴하다. 전구처럼 필라멘트를 사용하지 않기 때문에 소형이며 진동에 강하고 긴 수명을 가지고 있어서 고장날 확률이 낮다. 제품에 따라서 직접 바라보면 눈에 나쁜 영향을 줄 우려가 있다. 전류의 양에 대하여 빛의 세기가 결정되며 최대 정격전류를 넘으면 수명이 짧아져서 소자가 파손되서 사용할 수 없게 된다. 정전압으로 구동하면 소자의 격차나 소자 온도에 의한 순방향 강하 전압의 변동으로 전류도 변하므로 기본적으로 전류량을 제어하는 사용법이 추천된다. 발광 다이오드의 순방향 강하 전압보다 높은 접압을 발생하는 직류 전원을 사용해서 직렬로 저항기나 정전류 다이오드를 연결하여 직류를 제한하는 방법이 잘 행해진다. 극성이 있으므로 어노드와 캐소드를 반대로 인가했을 경우 발광하지 않는다. 또한 역방향 내전압이 낮으며 파괴되기도 쉽다. GaN계열 방광 다이오드는 정전기나 서지 전류에 약하기 때문에 취급에 주의가 필요하다. 제품에 따라서 점등 로가 필요하다. 높은 출력 제품의 대부분은 방열판같은 방열대책이 필요하다. 적절한 방열이 되지 않을 경우에는 수명이나 성능이 현저하게 떨어지거나 연기나 불꽃으로 인한 화재가 발생될 수 있다. 발광되는 빛의 파장(색)은 PN 접합을 형성하는 소재의 띠간격의 크기와 관련있다. 발광 다이오드는 근적외선이나 가시광선, 자외선에 이르는 파장에 대응하는 띠간격을 가지는 반도체 재료가 이용된다. 일반적으로 발광 다이오드에는 발광재결합 확률이 높은 직접 천이형의 반도체가 적합하고, 일반적인 반도체 재료인 규소(실리콘)나 게르마늄 같은 간접 천이형 반도체에서는 전자나 정공이 재결합할 경우에 빛을 방출하기 어렵다. 그러나 노란색이나 황녹색에 오랫동안 사용되어온 GaAsP계나 GaP계는 도핑한 불순물 준위를 개입시켜 강한 발광을 하는 재료도 있어서 넓게 사용되고 있다. 발광 다이오드는 낮은 전력으로 구동할 수 있는 광원이기 때문에 조명 장치에 응용하는 것을 기대하고 있다. 하지만 1980년대 중순까지 빛의 삼원색에 필요한 빨간색은 실용화되었지만, 파란색은 실용적으로 높은 휘도를 내는 제품은 없었다. 그리고 노란녹색은 일찍부터 실용화되었지만 순수한 녹색은 파란색과 같은 GaN계 반도체 재료가 사용되기 때문에 녹색 LED의 실용화는 파란색 LED의 등장 이후이다. 그렇기 때문에 발광 다이오드에 의한 RGB 조명의 구현은 쉽지 않았다. 순수한 파란색 발광의 구현때문에 셀렌화 아연(ZnSe)계 화합물이나 탄화 규소 (SiC)를 이용한 연구가 예전부터 행해져 ZnSe계에 의한 파란녹 ∼ 녹색 발광 다이오드 개발 이외, SiC의 파란색 발광 다이오드는 낮은 발광 강도로 시판도 되었다. 그러나 이 후에 GaN계 화합물에 의한 발광 다이오드가 급속도로 보급되었기 때문에 현재에는 이러한 재료계의 기술은 흰색 발광소자나 기판같은 용도에만 사용되고 있다. 흰색 발광 다이오드흰색빛은 단색빛이 아니고 연속된 스펙트럼에 따라 구현된 색이기 때문에 발광 다이오드는 기본적으로 좁은 범위의 파장만 발광하므로 단일 소자에서 흰색빛을 발생시킬 수 없다. 거기에서 인간의 눈에는 빛의 삼원색의 혼합이나 보색 관계에 있는 2색 혼합도 흰색으로 보이는 것을 이용하여 흰색빛을 얻는 방법이 몇 가지 고안되고 있다. 이후에 "흰색"이란 "인간의 눈에 흰색으로 보이는 빛"을 의미한다. 현재 주 방식은 형광체를 이용하는 방법이고 파란색 발광 다이오드의 제조를 하고있는 니치아 화학은 원래 형광제의 제조사여서 이 방식을 만족해 하고 있다. 도요타 합성도 같은방식을 사용하고 있다. 발광 부분의 팁은 파란색 발광 다이오드의 물질을 이용하고 그것을 YAG계열의 형광체로 가리면 형광에서 얻을 수 있는 노란색과 투과된 파란색이 합쳐져서 흰색 발광을 얻을 수 있다. 특히 단일의 팁과 패키지만으로 흰색 발광의 구현이 가능하다. 이것이 세계 최초의 흰색 발광 다이오드가 되었다. 세계적으로 충격을 준 파란색 발광 다이오드 발표 이후였기 때문에 흰색 발광 다이오드 구현의 보도는 소극적이었지만 업계에서는 큰 뉴스였다. 그리고 형광체에 따라 원래의 빛보다 긴 파장의 형광을 얻을 수 있어도 반대로 할 수 없기 때문에, 흰색 발광 다이오드의 구현에는 파란색 발광 다이오드의 존재가 꼭 필요했다. 이 형광제 방식을 개발함으로써 흰색 발광 다이오드의 본격적인 보급이 시작되었다.

파란색과 노란색으로 된 흰색빛은 빨간색이 적으며, 이는 조명에 사용했을 때 연색성이 낮아지는 단점이 있다. 특히 빨강 계열의 색 재현성이 나빠진다. (빨간 물체가 덜 빨간색 보임) 이것은 당시 이용 가능한 형광체 재료가 형광등용의 자외선이 여기되는 것이 주였고, 푸른색이 여기해서 녹색이나 빨간색을 발하는 적절한 형광체가 없었던 것 때문이다. 최근에는 파란색에서 노란색 이외의 색을 발하는 형광체나 보라색 ∼ 자외선을 발하는 발광 다이오드가 개발되고 있다. 이에 따라 형광등과 같은 삼원색을 여기 및 발광시켜 연색성을 향상시킨 흰색 발광 다이오드도 등장하고 있다. 그외 흰색 발광의 구현 방법으로 단순하게 빛의 삼원색인 빨간색, 녹색, 파란색의 발광 다이오드의 팁을 이용해 하나의 발광원으로서 흰색을 얻는 방법도 있다. 원리 자체는 단순하지만 3개의 팁이 필요하고 보는 각도에 상관없이 균일한 발광색을 얻는 것이 어렵다. 그리고 점등 회로역시 3개의 채널이 필요하다. 하지만 형광체가 발광 다이오드의 팁에서 발열하여 열화되는 문제를 피할 수 있고, 각 발광 다이오드의 광량을 조절하여 임의의 빛깔을 얻을 수 있는 장점이 있다.

발광 다이오드의 특성중 하나인 낮은 소비 전력으로 큰 빛 에너지를 얻을 수 있는 특징으로 조명용으로 주목받고 있다. 그러나 조명으로 적당한 흰색의 고휘도 제품의 구현이 어렵고, 제조에 걸리는 비용이 흰색 전구나 형광등에 비교해 비싸기 때문에 현재에는 간단한 램프 종류의 용도에 머물고 있다. 향후 개발이 진행됨에 따라서 기존의 조명기구를 대체할 것으로 여겨지고 있다.

발광 다이오드의 기본은 PN 접합이지만 실제로 발광 효율을 올리기 위해서 이중 이질접합 구조나 양자 우물접합 구조를 이용하며 기술적으로 반도체 레이저와 공통점이 많다. 제조법은 기판위에 화학기상 성장법을 이용하여 박막을 겹쳐 쌓아가는 방식이 사용된다.

발광 다이오드를 이용한 역 안내 표시는 소비 전력이 낮고 수명이 길어서 많은 전자기기에 사용되고 있다. 그리고 1개의 소자로 여러 가지 색을 낼 수 있는 구조의 발광 다이오드도 있다. 기기의 동작 모드에 따라서 색을 바꿀 수 있는 것은 기기의 소형화에 기여하였다.

초기에는 휘도가 낮았기 때문에 전자기기의 동작 표시등이나 옥내 용도에 한정되었지만 빨강이나 녹색의 고휘도 종류의 발광 다이오드가 실용화되고 나서는, 역의 행선지 안내판같은 옥외용 조명에도 사용되게 되었다. 게다가 고휘도의 파란색이나 흰색 발광 다이오드가 생산되고 나서는 경기장의 스크린같은 완전한 색의 대형 조명, 전구 대신한 손전등이나 신호기, 자동차의 방향 표시등이나 미등 같은 다양한 조명에 이용되고 있다. 특히 미등에 사용했을 경우 전구보다 브레이크 페달을 밟은 후 점등할 때까지의 시간이 짧기 때문에 안전성이 향상된다. 그리고 철도, 버스의 방향 표시에도 롤지식이나 안내판 대신 사용되고 있다. 또 냉음극 형광 램프에서 발생되는 흰색빛을 컬러 필터에 투과해 얻을 수 있는색 (빨강, 녹색, 파랑)에 비해서 발광 다이오드가 발생하는 빛이 색순도가 높다. 그렇기 때문에 액정 조명의 백라이트를 냉음극 형광 램프에서 발광 다이오드로 변경하여서 색 재연 범위를 크게 개선할 수 있다. 그러나 발광 다이오드는 점광원이기 때문에 넓은 면적을 조사하려면 얼룩 번짐이 생기기 쉽고, 백라이트용으로는 휴대용 소형 조명에 주로 이용되었다.

또한 발광 다이오드 자체의 수명은 길지만 사용 목적에 따라서 수지의 열화에 의한 조도 저하의 진행이 빨리 되기도 하기 때문에 발광 다이오드 교환이 필요한 정도까지 조도가 떨어졌을 때 기판의 교환을 포함하여 대규모 보수가 필요하게 되는 것이 앞으로 풀어야 할 과제이다. 일반적으로 LED는 소비전류도 적고, 효율도 높고, 열도 적게 발생한다고 생각하고 있습니다. 물론 1∼2개정도 켜는 정도라면 열문제는 그렇게 신경쓰지 않아도 된다. 하지만 LED의 효율은 그리 높은 편이 아니다. 형광등이 빛 변환효율이 대략 20％내외인데, LED는 그보다도 낮은 편이다. 따라서 10W LED를 켜면 1.5W만 빛으로 바뀌고, 나머지8.5W는 열로 발생하게 된다. 더구나 LED는 반도체라서 열에 매우 취약하다. 온도가 올라가면 수명이 급속히 떨어지게 된다. 따라서, 수십개 이상 많은 LED를 사용할 때와 power LED처럼 출력이 높은 LED를 사용할 때는 발열문제가 크게 대두된다.

본 발명에 따른 'LED 조명의 방열용 혼합조성물'은 LED 조명의 수명을 연장시키고, 에너지 효율을 높여 LED 조명의 전원소모량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 저렴한 가격으로 대량생산이 가능한 혼합조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 "남동석, 차노카이트, 섬장암"을 주성분으로 하여 구성되는 혼합조성물을 제공하여, LED 조명의 발열부에 도포함으로써 LED에서 발생하는 열을 빠른 시간내에 공기중으로 복사시키는 방식으로 LED 조명에서 발생하는 발열문제를 해결하고자 하는데 그 주된 특징이 있다.

본 발명은 LED 조명의 발열 문제를 해결하기 위한 방열용 혼합조성물에 관한 것으로, LED 조명에서 발열하는 열량을 효과적으로 공기중으로 복사시킴으로써 LED조명의 수명과 에너지 효율을 높일 수 있다. 또한 LED 조명의 수명을 연장시키고, 에너지 효율을 높여 LED 조명의 전원소모량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 저렴한 가격으로 대량생산이 가능한 장점을 아울러 지니고 있다. 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허등록청구범위에 속한다 할 것이다.

LED는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)[0032] 를 만들어내고, 이들의 재결합(再結合)에 의하여 발광시키는 것이다.

[0033] 반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상은 전기 루미네선스(전기장발광)라고 하며, 1923년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯된다. 1923년에 비소화갈륨 p-n 접합에서의 고발광효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되었고, 1960년대 말에는 이들이 실용화되기에 이르렀다. 발광다이오드에 적합한 재료로는 ①발광파장이 가시(可視) 또는 근적외영역(近赤外領域)에 존재할 것, ②발광효율이 높을 것, ③p-n접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 것으로서 주로 비소화갈륨 GaAs, 인화갈륨 GaP, 갈륨-비소-인 GaAs1-x Px, 갈륨-알루미늄-비소 Ga1-xAlxAs, 인화인듐 InP, 인듐-갈륨-인 In1-xGaxP 등 3B 및 5B족인 2원소 또는 3원소 화합물 반도체가 사용되고 있는데, 2B, 6B족이나 4A, 4B족인 것에 대하여도 연구가 진행되고 있다. 발광기구는 크게 나누어 ①자유 캐리어의 재결합에 의한 것과, ②불순물 발광중심에서의 재결합에 의한 것이 있다. ①에서 발광파장은 대략 hc/Eg과 같다. 이때 c는 광속, h는 플랑크상수, Eg는 금지띠(band gap)의 에너지 폭이며, 비소화갈륨의 경우에는 파장이 약 900nm인 근적외광이 나온다. 갈륨-비소-인에서는 인의 함유량 증가에 따라 Eg가 증가하므로 가시발광 다이오드가 된다. 한편, ②에서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 불순물의 종류에 따라 다르다. 인화갈륨인 경우, 아연 및 산소 원자가 관여하는 발광은 적색(파장 700nm)이고, 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색(파장 550nm)이다. 발광 다이오드는 종래의 광원(光源)에 비해 소형이고, 수명은 길며, 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율이 좋다. 또한 고속응답이라 자동차 계기류의 표시소자, 광통신용광원 등 각종 전자기기의 표시용 램프, 숫자 표시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 있다. 또, 주입형 반도체 레이저는 주입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며, 반전분포(反轉分布)가 발생하여 간섭성(干涉性) 빛을 생기게 할 수 있다.

LED 조명은 발열량이 높아 LED조명의 수명을 떨어뜨리고, 에너지 효율을 저하시켜 에너지 소모량을 높이는 문제점이 있다.

따라서 열전달을 효과적으로 수행하는 혼합조성물을 제조하여 LED 조명의 발열부위에 도포한다면 열이 공기중으로 신속하게 복사되도록 함으로써 LED조명의 발열문제를 효과적으로 해결할 수 있다.

복사(radiation)는 열의 세 가지 이동방법인 전도, 복사, 대류 가운데 하나이다. 원자 내부의 전자는 열을 받거나 빼앗길 때 원래의 에너지 준위에서 벗어나 다른 에너지 준위로 전이한다. 이때 전자기파를 방출 또는 흡수하는데, 이러한 전자기파에 의해 열이 매질을 통하지 않고 고온의 물체에서 저온의 물체로 직접 전달되는 현상이다. 매질을 통해 열이 흘러가는 전도나 열과 매질이 같이 움직이는 대류와 달리 복사는 전자기파를 통해서 고온의 물체에서 저온의 물체로 직접 에너지가 전달된다. 에너지를 전달하는 전자기파의 특성에 따라 비전리 복사(nonionizing radiation) - 전파, 단파, 적외선, 가시광선, 자외선 복사 또는 전리 복사(ionizing radiation) - X선, 감마선 복사 등으로 분류된다. 오스트리아의 물리학자 슈테판은 1879년 흑체(blackbody)가 방출하는 복사에너지의 총량을 측정하여 복사에너지는 절대온도의 4승에 비례한다는 것을 실험적으로 구하였고 이를 1884년 볼츠만이 열역학을 이용하여 이론적으로 증명하였다. 이를 슈테판-볼츠만의 법칙이라고 한다. 한편 독일의 물리학자 빈은 1893년 복사체에서 방출하는 여러 복사선중에 에너지가 가장 큰 복사선의 파장은 표면 온도에 반비례한다는 빈의 변위법칙을 증명하였다. 복사현상은 매질과 관계없이 발생하므로 진공 속에서도 발생하게 된다. 따라서 복사에 의한 열의 이동을 막기 위해서는 물체의 표면에서 전자기파의 흡수 및 방출을 차단시켜야 한다. 아래 그림과 같이 보온병은 내부 진공층의 표면을 은색으로 칠한다. 은색에서는 전자기파의 흡수보다 반사가 많으므로 복사에 의한 열전달을 줄일 수 있다. 반대로 검은 표면은 전자기파를 잘 흡수하고 잘 방출한다. 따라서 주택의 지붕이나 외투를 검은 색으로 하게 되면 여름에는 태양 에너지를 더 많이 흡수하고 겨울에는 더 많은 열을 잃게 되므로 미(美)적 효과를 배제하고 에너지 절약 효과만을 고려한다면 좋지 않다. 여름에 서늘하고 겨울에 따뜻하게 하기 위해서는 은색 또는 옅은 색이 좋다

보다 전문적으로 살펴보면, 복사(輻射, radiation)란 물체가 방출하는 전자기파 및 입자선의 총칭으로, 이들을 방출하는 현상을 의미하기도 한다. 원자 내의 전자가 원래 에너지 준위에서 벗어나 다른 에너지 준위로 전이할 경우에 전자기파의 방출이나 흡수가 일어난다. 이때 복사과정이 일어나는 것이다. 방사(放射)라고도 한다. 전자기파인 경우에는 파장에 따라 열선(熱線)·가시광선·자외선·X선·선 등으로 분류한다. 고전전기역학에서는 전자기파의 복사가 일어나는 것은, 체렌코프복사를 제외하면, 전하(電荷) 또는 자기모멘트를 가지는 입자 또는 물체의 운동상태가 가속도로 변할 때에 한정되며, 전기진동(電氣振動)에 의해 전파가 방출되고, 또 자유하전입자(自由荷電粒子)가 원자핵 등의 강한 전기장(電氣場)에 의하여 그 진행방향이 억제되는 경우이다. 이때 제동복사(制動輻射)가 발생한다. 열복사·사이클로트론복사·싱크로트론복사 등은 복사원(輻射源) 쪽의 조건에 따른 구별이다. 양자역학에 따르면, 예컨대 원자 내의 전자는 에너지가 일정하게 유지되는 준위(準位)에 있으며 이것이 다른 준위로 전이(轉移)할 경우에 전자기파, 즉 광자(光子)의 방출 또는 흡수가 일어난다. 이 전이는 전하 또는 자기모멘트를 가지는 입자의 고전적인 진동에 따른 복사 등에 대응하여 생각되는 것으로서, 전기쌍극자(電氣雙極子)에 의한 (전기)쌍극복사가 그 주된 것인데, (전기)사중극복사·자기쌍극복사 등 일반적으로 다중극복사(多重極輻射)도 있다. 보통 일어나는 것은 자연복사인데, 전이확률이 공존하는, 같은 진동수인 전자기파의 밀도에 비례하는 유도복사도 있다.

본 발명에 따른 'LED 조명 방열용 혼합조성물'은 "남동석, 차노카이트, 섬장암"을 주성분으로 하여 구성되어 진다.

남동석(藍銅石, azurite)은 석고와 같은 결정 형태인 단사정계에 속하는 광물로 아주라이트라고도 한다. 결정은 유리광택이 나며 남청색을 띄며 반투명 혹은 불투명이다. 구리광[銅鑛]의 일종이며, 화학성분은 함수(含水)탄산구리 Cu3(OH)2(CO3)2이다. 때로 주상 또는 판상(板狀)의 결정을 이루나, 대개는 괴상 ·입상 ·피각상(皮殼狀) ·토상(土狀)을 이룬다. 굳기 3.5∼4, 비중 3.7∼3.9이다. 독특한 남청색으로 반투명 또는 불투명이다. 결정은 유리광택이 나며, 조흔색(條痕色)은 청색이다. 염산에 녹아 발포(發泡)한다. 광학성은 양(陽)이며, 광축각은 68°, 굴절률은 1.730∼1.838이다. 공작석으로 변하기 쉽고, 드물게는 적동석이나 자연구리로 변한다. 구리광상의 산화대에서 산출되며, 특히 석회암이나 석회질 응회암이 분포하는 지역의 구리광상에서 흔히 발견된다. 양질의 것은 장식품이나 안료로 사용된다

차노카이트(charnockite)는 사방휘석을 포함하는 화강암이다. 사방휘석(斜方輝石, orthopyroxene)은 사방정계에 속하는 휘석을 말한다. 2축성으로서 완화휘석, 고동휘석, 자소휘석이 이에 속한다. 심성암, 화산암의 반정(斑晶)과 석기(石基)에서 볼 수 있다. 완화(頑火)휘석 ·고동(古銅)휘석 ·자소(紫蘇)휘석이 여기에 속한다. 어느 것이나 모두 2축성이며, 완화휘석은 양(陽), 고동휘석은 2V=90 °에 가깝고, 자소휘석은 음(陰)이다. 심성암이나 화산암의 반정(斑晶) ·석기(石基)에서 볼 수 있다. 단사정계(單斜晶系)에 속하는 일반휘석류는 단사휘석이라고 한다. 차노카이트는 사방휘석을 포함하고 있으며, 기원(화성암이냐, 변성암이냐)에 대한 논란이 있으나 백립암상(granulite facies)을 가진 곳에서만 발견되며 높은 온도와 압력이 성인(成因)에 중요하다고 생각된다. 명칭은 인도 캘거타를 세운 Job Charnock라는 사람의 이름에서 유래하였다.

섬장암(閃長岩, syenite)은 알칼리장석인 정장석, 미사장석, 퍼사이트 등을 주성분으로 하는 조립 완정질(完晶質)의 화성암이다. 사장석의 함량이 많아지면 몬조나이트라 하고, 석영의 함량이 많아지면 화강암으로 본다. 분포가 적고 산출도 적다. 플리니우스 시대부터 이미 이집트 아스완의 시에네의 돌이라는 뜻에서 syenite라는 이름이 있었다고 한다. 외관상으로 화강암과 비슷하지만, 석영을 거의 함유하지 않는 점으로 구별할 수 있다. 현미경 하에서는 반자형(半自型)의 입상조직을 보인다. 알칼리장석은 정장석(正長石) ·미사장석(微斜長石) ·퍼사이트 등이다. 사장석은, 함유되어 있는 경우에도 알칼리장석보다 그 양이 훨씬 적다. 사장석의 함량이 많아서 거의 알칼리장석의 양과 맞먹는 것을 몬조나이트라 하며, 석영의 함량이 많은 것을 화강암으로 친다. 하석(霞石)이나 노세라이트 ·소디아이트 등을 함유하는 경우도 있으며, 미량이지만 설석 ·인회석 ·철광류 ·지르콘 등을 함유하는 경우도 있다. 분포가 넓지 않고, 산출이 적어 한국에서도 강원 양양 철광산 부근에서 약간 산출된다.

상기한 구성비는 실험을 통하여 가장 적합한 황금비를 찾아낸 결과이다.

이렇게 제조하여 만든 혼합조성물을 LED 조명의 발열부에 도포하면 빠른 시간내에 열을 공기중으로 복사함으로 LED 조명의 발열문제를 효과적으로 해결할 수 있다.

"남동석, 차노카이트, 섬장암"을 주성분으로 하여 구성되는 혼합조성물을 LED 조명의 발열부에 도포하기 위하여 무기질 바인더를 혼합하여 사용하도록 한다.

Claims (1)

1. "남동석(azurite) 22-28 wt％, 차노카이트(charnockite) 45-55wt％, 섬장암(syenite) 22-28 wt％"의 구성비가 되도록 구성한 "LED 조명의 방열용 혼합조성물"