KR101453841B1 - 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기 - Google Patents

일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 열전도성 수지로 형성되는 공동구조의 투명 하우징; 상기 하우징 내에 설치되는 발광 다이오드; 상기 외부 교류 전원을 상기 전원공급 단자를 통해 수신하여 이를 상기 발광 다이오드에 공급하기 위한 전원 공급 모듈; 상기 하우징 내의 발광 다이오드를 침지시켜서 상기 발광 다이오드 및 상기 전원 공급 모듈로부터 발생되는 열을 방열시키는, 상기 공동 구조의 하우징을 채우는 투광성 절연 방열액;을 포함하는, 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기에 관한 것이다.

Description

일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기{LED LAMP HAVING INTEGRAL TYPE HOUSING}
본 발명은, 우수한 방열효과를 가지게 함으로써, 발광 다이오드 및 전원 공급 모듈등의 제조 수명을 보장하는 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기에 관한 것이다.
기존의 백열램프 또는 형광램프를 대신하여, LED(Light Emitting Diode)를 백색 광원으로 이용하는 조명 장치의 개발이 늘고 있다. LED(Light Emitting Diode)는 전류 인가에 의한 p-n 반도체 접합(p-n junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 소자이다. 이러한 LED는 배어 칩(bare chip) 형태로 이용되거나, 또는, 패키지 구조로 제작되어 이용되고 있다. 흔히, 배어 칩 형태의 LED는 'LED칩'이라 칭해지고, 패키지 구조의 LED는 'LED패키지'라 칭해진다. 위와 같은 LED는 적정가로 신뢰성이 높고 변조가 쉬우며 동작이 안정되어 있다는 등의 이점이 있다.
백색 LED를 이용하여 백색광의 조명을 제공하는 백색 발광 조명 장치가 종래에 제안된 바 있다. 사용자의 요구, 사용 목적, 또는, 사용 공간 등에 따라, 고유의 색온도를 갖는 다른 종류의 백색 발광 조명 장치가 선택되어 이용된다. 그 중에서도, 주광색(daylight) 또는 온백색(warm white light)의 백색 조명을 제공하는 백색 발광 조명 장치가 많이 이용되고 있다.
한편, 종래의 백색 발광 조명 장치는, LED의 점등 과정 또는 LED 주변의 온도 상승으로 인해, 광의 파장대 변화에 의한 광의 색깔 변화, 즉, 색온도의 변화가 야기될 수 있다. 예컨대, 온백색의 백색 조명을 제공하도록 제조된 조명 장치가, 온도 증가에 의해, 푸른색이 도는 파장대로 변화된 광을 발할 수 있다. 이는 원래의 조명 장치의 조명 특성을 상실한다는 점에서 큰 문제점으로 지적되고 있다. 또한, LED 점등과정 중에서의 발열은 조명 장치의 수명을 단축시키고, 화재나 화상의 위험을 만들 수 있다는 점에서 LED 개발을 위해 우수한 방열 특성을 가지는 것이 매우 필요하게 되었다.
이러한, LED의 방열 문제를 해결하기 위하여 수냉식 방열 구조를 제안되고 있으나, 이 경우, 방열액이 기판이나 LED와 화학적으로 반응하여 오히려 LED의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다. 또한, 최종적으로 LED 및 전원 공급 모듈에서 발생되는 열은 외계로 방출되어야 하는데, 방열액이 열전도성이 낮은 하우징에 채워지는 경우, 하우징의 열전도성이 낮기 때문에, LED 및 전원 공급 모듈이 오랜시간동안 높은 온도의 분위기에서 동작하게 되는 문제점이 생길 수 있다.
본 발명은, 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 제조 단가를 낮추어 경제성을 높이고, 방열 효율을 높여 LED 조명 장치의 보장 수명을 연장할 수 있는, 방열 효율이 우수한 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기를 제공하기 위한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 일실시예인 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기는, 열전도성 수지로 형성되는 공동구조의 투명 하우징; 상기 하우징 내에 설치되는 발광 다이오드; 상기 외부 교류 전원을 상기 전원공급 단자를 통해 수신하여 이를 상기 발광 다이오드에 공급하기 위한 전원 공급 모듈; 상기 하우징 내의 발광 다이오드를 침지시켜서 상기 발광 다이오드 및 상기 전원 공급 모듈로부터 발생되는 열을 방열시키는, 상기 공동 구조의 하우징을 채우는 투광성 절연 방열액;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 열전도성 수지는, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 아크릴로스티렌, 폴리스티렌, 투명 ABS 중 하나이상을 포함하는 투광성 수지재 및 포타시움계-GLC, 실리카, MgO, MgFr, 및 CaCo3 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 전도성 분자 및 CNT, 그라핀, 글래스 파우다, 칼슘 포스페이트, 멜라민 파우다 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 전도성 분자를 포함하는 전도성 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 투광성 수지재는, 85~99 중량% 포함하고, 상기 열전도성 물질은 1~10 중량% 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 하우징의 외측에는 방열핀이 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 방열핀은, 상기 하우징과 동일한 소재로 제조될 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 방열핀을 포함하는 하우징은 상기 열전도성 소재를 사출성형하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 발광 다이오드 조명 기기는, 상기 하우징의 내부 공간에 설치되어서, 상기 발광 다이오드에 전원을 공급하는 전원 공급 모듈을 더 포함하며,상기 전원 공급 모듈은, 상기 투광성 절연 방열액에 의해 침지될 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 투광성 절연 방열액은, 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 일태양 의하면, 상기 투광성 절연 방열액은, 상기 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산의 각 분자 사이의 공극을 채우기 위한, 액상 실리카를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, LED 및 전원 공급 모듈에서 발생되는 열이 방열액에 의해 흡수된 후, 열전도도가 상대적으로 높은 투광성 열전도성 수지로 이루어지는 일체형 하우징에 의해 그 열이 외계로 방출되기 때문에, 우수한 방열 효과를 가지게 된다. 더욱이, 상기 하우징의 상부에 리브 형태의 방열핀을 사출로 동시 형성함으로써, 방열 효과를 더욱 높임과 더불어 제작 비용도 절감할 수 있게 된다.
도 1는, 본 발명의 일실시예인 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기의 사시도
도 2는, 본 발명의 일실시예인 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기의 단면도.
도 3은, 본 발명의 일실시예이 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기의 하우징을 이루는 투광성 열전도성 수지의 열전도성을 설명하기 위한 도면들
이하, 본 발명과 관련된 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 발광 다이오드 조명기기는, 크게, 전원 공급 단자(110)가 형성되는 베이스부(100), 그리고, 상기 베이스부(100)와 일체를 이루며, 열전도성 수지재로 이루어지는 하우징(200)을 포함하여 형성될 수 있다. 이 조명기기는 대체적으로 보면 직관형으로 제조된다. 본 발명은 이에 한정되지 않고, 벌브형이나 형광등형에도 적용될 수 있음이 이해되어야 한다.
하우징(200)은 상부에는 리브(방열핀)(210)이 일체로 형성된다. 이 하우징(200)은 투광성 열전도성 수지재로 이루어져서, 하우징(200) 내부에 설치된 발광 다이오드(320)로부터 투사되는 광을 외계로 투과시킬 수 있음과 더불어, 하우징(200) 내에 채워지는 방열액(400)으로부터의 열을 외계로 방출하는 기능을 한다.
더욱이, 상기 리브(210)를 포함하는 하우징(200)을 사출 성형을 통해 제조할 수 있기 때문에, 제조 비용을 낮출 수 있음과 더불어, 발광 다이오드(320) 및 전원 공급 모듈(330)로부터 발생되는 열을 흡수한 방열액(400)을 냉각시키는 효과를 높일 수 있다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예인 발광 다이오드 조명기기의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도시된 바와 같이, 하우징(200)의 내부에는, 베이스부(100)의 전원 공급 단자(110)로부터 연결되는 리드선에 의해 외부 전원과 연결되는 기판(310)과, 이 기판(310)에 부착되는 발광 다이오드(320)가 설치된다. 그리고, 하우징(200)이 형성하는 수밀 구조의 공동에는 투광성 절연 방열액(400)이 채워지게 된다. 전원 공급 모듈(330)도 투광성 절열 방열액(400)에 의해 침지되도록, 상기 기판(310)상에 설치될 수 있다. 이 경우, 전원 공급 모듈(330)에서의 열은 방열액(400)에 의해 흡수되게 된다. 또는 전원 공급 모듈(330)은 열전도성 수지로 이루어진 하우징(200) 부분에 내장되어 될 수도 있다.
한편, 상기 기판(310)은, 조명기기가 직관형인 경우, 저면으로부터 전체 길이의 1/4 지점에 위치할 수 있다. 가열된 방열액(400)은 위로 상승하기 때문에, 이점을 고려하여 전체 길이의 1/4 지점에 위치하는 경우, 방열액의 흡열 효과 및 방열 효과가 최대가 될 수 있다.
한편 도면에 도시하지 않았으나, 상기 공동에는 전자기 교반기가 더 설치될 수 있다. 그리고, 후술하는 방열액에 자기성 입자가 있는 경우, 상기 전자기 교반기가 자기성 입자를 이동시키고 이에 따라 대류가 더욱 원활하게 되어 방열 효율이 높아지게 된다.
이하에서는 본 발명의 일실시예의 하우징(200)에 사용되는 투광성 열전도성 수지의 열전도성을 높이는 이유에 대하여 도 3을 통해 상세하게 설명하도록 한다. 도 3은, 본 발명의 일실시예인 발광 다이오드 조명 기기의 하우징을 이루는 열전도성 재료의 열전도성을 설명하기 위한 도면들이다. 여기서 A는 투광성 베이스 수지의 분자이고, B는 제 1 전도성 분자, C는 제 2 전도성 분자이다. 여기서 포타시움계-GLC, 실리카, MgO, MgFr, 및 CaCo3 가 제 1 전도성 분자에 포함되고, CNT, 그라핀, 글래스 파우다, 칼슘 포스페이트, 및 멜라민 파우다를 포함하는 제 2 전도성 분 자.
일반적으로 플라스틱 소재는 도 3의 왼쪽 도면과 같은 분자 구조를 가지게 된다. 이에 따라, 분자 사이에 공극이 많고. 이 공극으로 인하여 열전도성이 매우 낮아지게 된다. 즉, 공극에 존재하는 공기 또는 진공상태는 열전도도가 매우 낮기 때문에 전체적으로 열전도도가 매우 낮다. 예컨대, 통상적일 폴리머(플라스틱) 소재의 열전도도는 0.15~0.32 Kcal/Min·℃ 정도에 불과하다.
본 발명의 일실시예인 열전도성 수지는 도 3의 오른쪽 도면과 같이, 베이스 수지 분자 사이의 공극에 유리 섬유와 열전도성 분자가 채워지게 되어서, 공극이 매우 적어지게 된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 열전도성 수지의 열전도도는 50-80 Kcal/Min·℃의 열전도도를 갖게 된다. 이는 상기 일반적인 폴리머 소재의 열전도도보다 수백배 높은 열전도도를 갖는 것이다(다만 구리(332Kcal/Min·℃)나 알루미늄(250Kcal/Min·℃)보다는 다소 낮다).
또한 상기 그 분자 크기가 상이한 제 1 전도성 분자와 제 2 전도성 분자를 a모두 이용하게 되기 때문에 그라프팅 중합시의 분산에 대해서도 완전히 고분자(베이스 부재)에 안착시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 광투과율, 파장의 변화, 헤이즈(Haze)등의 소멸 간섭에 대하여 매우 안정적이게 된다.
이와 더불어, 본 발명의 일실시예인 방열액에 의해 냉각시키는 수냉식을 채택하고 있기 때문에, 구리나 알루미늄보다 열전도성이 낮은 열전도성 수지를 사용하더라도 충분한 방열 효율을 유지할 수 있게 된다.
이하에서는, 상기 제 하우징의 공동에 채워지는 투광성 절연 방열액에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
상기 본 발명의 일실시예에 따른 절연 방열액의 물리적 화학적 특징에 대하여 다음과 같이 설명하도록 한다.
절연 방열액은 1) 열전달매체로서 열전도도가 우수하여야 하며, 2) 열에너지를 전달하기 위한 분자 전달 상태(즉, 액상의 점도가 온도에 따른 운동량이 높아야 하며, 3) 분자구조가 고온에서 안정적이어야 하며, 4) 다른 장치와 화학반응, 부식성, 이온 교환등이 발생하지 않는 내약품성, 내화학성이 우수하며(비반응성), 5)광투과율이 우수하며, 고온에서 굴절율의 변화가 없으며, 6) 굴절율이 자유자조로 조절되고, 자가 합성 또는 자가 가교에 의한 gel 또는 이물질 이 생성되는 헤이즈(haze:빛의 굴절, 소멸 간섭등을 일으키는 가로막힘 현상)현상이 없어야 하며, 7)비등점이 높아, 고온에서 동작시 기화 증발이 발생하지 말하야 하며, 8)유체를 둘러싸고 있는 소재에 대하여 빠른 열전달이 이루어져야 하며(계면에서 반데르발스 반발력에 의한 미분공극이 없어야 한다), 9) 온도변화에 따라 변화가 적어야 하며, 10) 전기 장치에 대한 절연성이 높아야 하며, 11) 환경적으로 친환경적이며, 무독성이어야 한다.
이러한 특성 중 우수한 특성을 가지는 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물이 절연 방열액으로 이용될 수 있다.
본 발명에서, 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물을 포함하는 절연 방열액의 물리적, 화학적 특성을 다음과 같이 설명한다.
[대류 열전달계수]
발광 다이오드 조명 장치의 방열장치의 소재가 액상인 경우, 열전도도는 일반적인 금속에 비하여 높지 않지만, 분자 에너지의 에너지 이동을 배가시키는 대류 효과로 인하여 외부계로의 열방출 효과가 매우 높아진다.
대류 열전달 매체에 따른 대류 열전달 계수는 다음 표와 같다.
대류 열전달 매체
(20℃-80℃)		 h.btu/hrft2 F h,W/(m2K)
공기(자연대류상태) 1-10 5-25
물 500-5000 2500-25000
오일 1000-20000 5000-50000
본 발명의 실시예 3000-30000 15000-70000
도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 폴리디메틸 실록산(Polydemetylsiloxane)계 중 스트레이트 성격의 디메틸실리콘오일(dimetylsilicon oil), 메틸페닐실리콘 오일(methylphenyl silicon oil) 또는 폴리메틸 하이드로젠 실리콘(Polymethyl hydrogen siloxane) 중 하나 또는 둘이상의 혼합물은 20℃에서 80℃에서 대류열전달 계수가 15000-70000(W/m2 K)이기 때문에, 다른 매개체(공기, 물, 일반 오일)에 비하여 그 값이 크게 되어 열전달 효과가 높다.
즉, 본 발명에 따른 절연 방열액은 대류 효과(convetion effect)가 크기 때문에 방열 효율이 다른 물질에 비해 현격히 높아지게 된다.
[열전도도]
본 발명의 일실시예인 상술한 구성을 가진 절연 방열액의 열전도도는 1.9×10-4 - 4.2×10-1 (Cal/cm·sec·℃)의 범위를 가진다.
통상적으로, 발광 다이오드의 동작온도는 외부 온도가 20℃인 경우, 60℃를 넘어서게 되면, 발광 다이오드가 열충격을 받게 되어 내구성이 급격히 나빠질 수 있다.
열전도도는, 에너지가 분자간에 이동을 하게 되는 능력을 말한다. 열전도도가 높으면 높을수록 발광 다이오드 및 전원 공급 모듈에서 발생되는 열을 방출할수 있다. 이 열전도도는 점도와 매우 밀접한 비례관계를 갖게 되며, 열전도도가 상기 상한값보다 높아지게 되면, 상기 대류 열전달계수가 급격하게 나빠지게 된다. 또한, 열전도도가 상기 하한값보다 낮아지게 되면 열전달효과에도 불구하고, 열매체로서의 기능이 너무 약해저서 의미 없는 대류 전달만 이루어질 뿐이다.
따라서, 본 발명의 일실시예에서는 상기의 범위의 열전도도를 갖도록 하여, 발광 다이오드 및 전원 공급 모듈의 열배출이 원활하게 이루어지도록 한다.
한편, 열전도도를 높이기 위하여, 본발명의 일실시예인 액상 실리카를 더 포함할 수 있다. 액상 실리카는, 상기 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산의 각 분자 사이의 공극을 채우기 위한 것이다. 상기 액상 실리카는 1-3중량% 정도로 함유될 수 있다. 이는 온도에 따른 비중 변화를 고려하여 결정된다.
[점도]
점도는 대류 열전달효과와 관련이 있으며, 열전달매체의 중요한 요소중에 하나인 열전도도보다 액상장치에서의 열전달속도보다 훨씬 더 많은 비중을 차지한다. 본 발명의 일실시예에 따른 절연 방열액의 점도는, 상기 절연 방열액의 점도는, 25℃에서, 0.65mm2/sec -106 mm2/sec일 수 있다. 상기 상한값 보다 점도가 크게 되면, 대류열전달효과가 급감하며 (정확히는 격막효과의 감소 film coefficiency) 열전달 효율이 급감하게 된다. 또한, 상기 하한값 보다 작게 되면, 점도가 너무 낮아서 Si를 기본 구조로 한 액상의 분자간 에너지전달 분자간 유격이 발생하여 열전달매체로서의 기능이 급감하여 (분자간거리 - 액상은 폴리머 구조라고 하더라도 분자간 결합에너지가 매우 약한 단량체에 가까운-(자유도, 진동거리 1/r2)) 실질적인 대류열전달효과는 매체없이 이동하여 또 다시 급감하여 총괄열전달량은 줄어들게 된다.
[비중]
본 발명의 일실시예에 따른 절연 방열액의 비중은, 25℃에서, 0.76 - 1.10일 수 있다. 이 비중은 온도의 변화에 따른 부피 변화와 밀접한 관계를 가진다. 특히, 통상적으로 실내 20℃ 온도에서 조명 장치가 동작하는 경우, 60℃이상으로 발광 다이오드의 온도가 상승하게 되면 열손상으로 인해 제품의 수명이 급격하게 줄어들게 된다. 즉, 실내등의 경우 20℃에서 60℃의 사용 범위를 갖게 되는데, 이 때, 비중이 상기 범위 밖인 경우, 급격한 팽창 및 수축으로 인하여 하우징 자체가 물리적으로 파손될 우려가 있다.
[기타 특성]
본 발명의 일실시예인 절연 방열액은, 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물로서, 이들의 비등점은 800℃이상이다. 따라서, 60℃가 동작 온도의 최고온도로 보게 되면, 발광 다이오드 조명 장치 동작시 기화로 인한 손실이 전혀 없으며, 이에 따라 반영구적인 수명을 보장할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예인 절연 방열액은 기판(310), 발광 다이오드 및 하우징 등에 대하여 화학적으로 비반응성을 가지기 때문에, 오래동안 사용하더라도 기판(310)등과의 화학적 반응으로 인한 헤이즈 현상이 없고, 기판(310)등의 부품 수명이 보장될 수 있다.
또한, 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산은 무독성이라는 점에서 취급이 용이하게 되고, 폐기 처리에 비용이 적게 들게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 절연 방열액은 나트륨 D 선에 대한 굴절율은 2.0CS 이하가 1.374-1.392, 10CS 이상에서는 1.398-1.404로 유지된다. 이에 따라, 광원인 발광 다이오드로부터 나오는 광이 왜곡되지 않는다.
이하에서는 상술한 열전도성 수지의 구성 성분에 대하여 설명하도록 한다. 열전도성 수지는 본 발명에 따른 일체형 발광 다이오드 조명 기기의 하우징을 이루는 소재로서, 그 내부에 채워지는 방열액에 의하여 흡수된 열을 방출하는 열전달 매체이다.
이러한 투광성 열전도성 수지는 다음과 같은 요건을 만족하여야 한다.
1. 투명하고 굴절율이 높을 것(투과율 97% 이상)
2. 외부환경에 노출되므로, 안정적인 가스배리어(gas barrier)를 가진 분자구조로 이루어진 소재일 것(즉, 가스차단율이 높은 소재)
3. 제조하기 쉽고(가공 용이성이 높음), 경제성이 있을 것.
4. 내화학성과 내약품성이 있을 것(방열액 및 외부 대기 오염물질과의 반응성이 낮으며, 또한 해안에 위치하는 경우를 대비하여 염해등에 내구성이 우수할 것)
5. 경도가 비교적 높을 것 (스크레치등에 의한 Haze 현상을 일으키기 어려운 것)
6. 강도가 높은 것 (장치의 안전성)
7. 열전도도가 높은 것(방열액에 대한 냉각 효과가 높을 것)
8. 투명상태에서 난연성이 있을 것
9. 온도변화 및 외부 환경의 온도 변화에 수축 팽창율이나휨성이 적을 것
10. 사출 혹은 압출에 의하여 대량생산이 가능한 것
11. 형광등과 같은 광확산 효과를 구현할 때, 광확산제를 컴파운딩이 가능하거나, 표면에 빛을 산란/확산/증폭/휘도의 은폐 또는 통제를 시킬 수 있도록 광량 코팅이 가능할 것.
이상과 같은 요건을 만족하기 위한, 본 발명의 일실시예에 따른 열전도성 수지는, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 아크릴로스티렌, 폴리스티렌, 투명 ABS 중 하나이상을 포함하는 투광성 수지재 및 포타시움계-GLC, 실리카, MgO, MgFr, 및 CaCo3 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 전도성 분자 및 CNT, 그라핀, 글래스 파우다, 칼슘 포스페이트, 멜라민 파우다 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 전도성 분자를 포함하는 열전도성 물질을 포함할 수 있다.
여기서 첨가제는 열전도성을 높일 뿐 아니라 난연성 및 굴절율 통제가 가능하게 된다.
보다 구체적으로 설명드리면,
(1) 상기 열전도성 물질은 투광성 수지재의 공극을 메우기 때문에 열전도성이 투광성 수지재에 비하여 1.3배에서 20배 이상 상승한다.
(2) 또한, 굴절율 통제가 가능하다.
(3) 난연성이 높아진다. 즉, 상기 첨가제로 인하여 난연성이 개선되어서, 전기/전자제품의 형식 승인이 가능하게 된다.
이를 위하여, 상기 투광성 수지재는, 85~99 중량% 포함하고, 상기 열전도성 물질은 1~10 중량% 포함하게 됩니다. 투광성 수지재가 85 중량% 이하인 경우에는 투광성이 급격히 낮아지는 문제점이 있으며, 열전도성 물질이 10중량% 이상 넘는 경우에도 투광성이 급격하게 낮아지는 문제가 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, LED 및 전원 공급 모듈에서 발생되는 열이 방열액에 의해 흡수된 후, 열전도도가 상대적으로 높은 투광성 열전도성 수지로 이루어지는 하우징에 의해 그 열이 외계로 방출되기 때문에, 우수한 방열 효과를 가지게 된다. 더욱이, 상기 하우징의 상부에 리브형태의 방열핀을 형성함으로써, 방열 효과를 더욱 높일 수 있게 된다.
상기와 같이 설명된 일체형 발광 다이오드 조명 장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100 : 베이스부
110 : 전원 공급 단자
200 : 하우징
210 : 리브(방열핀)
310 : 기판(310)
320 : 발광 다이오드(LED)
330 : 전원 공급 모듈
400 : 투광성 절연 방열액

Claims (9)

  1. 열전도성 수지로 형성되는 공동구조의 투명 하우징;
    상기 투명 하우징에 설치되며, 외부 교류 전원을 수신하는 전원 공급 단자가 형성되는 베이스부;
    상기 투명 하우징 내에 설치되는 발광 다이오드;
    상기 전원공급 단자를 통해 수신되는 상기 외부 교류 전원을 상기 발광 다이오드에 공급하며, 상기 투명 하우징 내에 설치되는 전원 공급 모듈;
    상기 투명 하우징 내의 발광 다이오드 및 상기 전원 공급 모듈을 침지시켜서 상기 발광 다이오드 및 상기 전원 공급 모듈로부터 발생되는 열을 방열시키며, 상기 투명 하우징에 채워지는 투광성 절연 방열액;을 포함하고
    상기 투광성 절연 방열액은,
    디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산 중 하나 또는 둘이상의 혼합물 및 상기 디메틸 실리콘 오일, 메틸 패닐 실리콘 오일, 및 폴리 메틸 하이드로겐 실록산의 각 분자 사이의 공극을 채우기 위한, 액상 실리카를 포함하는, 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도성 수지는,
    폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 아크릴로스티렌, 폴리스티렌, 투명 ABS 중 하나이상을 포함하는 투광성 수지재 및
    포타시움계-GLC, 실리카, MgO, MgFr, 및 CaCo3 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 전도성 분자 및 CNT, 그라핀, 글래스 파우다, 칼슘 포스페이트, 멜라민 파우다 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 전도성 분자를 포함하는 열전도성 물질을 포함하는, 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 투광성 수지재는, 85~99 중량% 포함하고, 상기 열전도성 물질은 1~10 중량% 포함하는, 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 하우징은 그 외측에 형성되는 방열핀을 포함하는, 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 방열핀은, 상기 투명 하우징과 동일한 소재로 제조되는, 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 투명 하우징은 사출성형하여 제조되는, 일체형 하우징을 구비한 발광 다이오드 조명 기기.
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