KR101817157B1 - LED lamp - Google Patents
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Abstract
개시된 엘이디 램프는, 엘이디 발광소자가 마련된 회로기판과, 엘이디 발광소자의 열을 방출하기 위한 방열부재와, 램프커버를 구비한다. 방열부재는, 회로기판이 탑재되는 탑재면과, 탑재면으로부터 하방으로 연장된 코어와, 적어도 일부가 탑재면의 아래에까지 연장된 투광성을 갖는 외주부를 구비한다.The disclosed LED lamp includes a circuit board provided with an LED light emitting element, a heat radiating member for emitting heat of the LED light emitting element, and a lamp cover. The heat dissipating member has a mounting surface on which the circuit board is mounted, a core extending downward from the mounting surface, and an outer peripheral portion at least a portion extending to the lower side of the mounting surface.
Description
본 발명은 엘이디(LED:light emitting diode)램프에 관한 것이다. The present invention relates to an LED (light emitting diode) lamp.
발광다이오드(Light Emitting Diode; 이하 '엘이디'라 함)는 화합물 반도체(compound semiconductor)의 PN접합을 통해 발광원을 구성함으로서 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다. 엘이디는 수명이 길고, 소형화 및 경량화가 가능하며, 빛의 지향성이 강하여 저전압 구동이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 엘이디는 충격 및 진동에 강하고, 예열시간과 복잡한 구동이 불필요하며, 다양한 형태로 패키징할 수 있어 여러가지 용도로 적용이 가능하다. A light emitting diode (LED) refers to a semiconductor device that can emit light of various colors by forming a light emitting source through a PN junction of a compound semiconductor (compound semiconductor). The LED has a long lifetime, can be reduced in size and weight, has a strong directivity of light, and can be driven at a low voltage. In addition, the LED is resistant to impact and vibration, does not require preheating time and complicated driving, can be packaged in various forms, and can be applied to various applications.
근래에는 엘이디를 이용하여 백열등, 형광등, 할로겐등 등의 전통 조명램프를 대체하려는 시도가 진행되고 있다.In recent years, attempts have been made to replace conventional lighting lamps such as incandescent lamps, fluorescent lamps, and halogen lamps with LEDs.
엘이디를 이용하여 기존의 백열등, 할로겐등, 형광등 등의 전통 조명램프를 대체하고자 하는 경우에, 후배광 분포가 기존의 전통 조명과 유사한 옴니-디렉셔날 램프(omni-directional lamp)가 요구된다.In order to replace traditional incandescent lamps such as incandescent lamps, halogen lamps, and fluorescent lamps with LEDs, an omni-directional lamp having a similar distribution to that of conventional lighting is required.
본 발명은 상기한 필요성을 충족시키기 위하여 창안된 것으로서, 후배광 특성을 개선한 엘이디 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an LED lamp which is developed to satisfy the above-mentioned need and which has improved afterglow characteristics.
본 별명의 일 측면에 따른 엘이디 램프는, 엘이디 발광소자가 마련된 회로기판; 상기 회로기판이 탑재되는 탑재면과, 상기 탑재면으로부터 하방으로 연장된 코어를 구비하는 금속제의 제1방열부재; 상기 엘이디 발광소자의 열을 외부로 방출하는 투광성을 갖는 제2방열부재;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an LED lamp, comprising: a circuit board having an LED light emitting element; A first heat dissipating member made of metal and having a mounting surface on which the circuit board is mounted and a core extending downward from the mounting surface; And a second radiation member having a light transmitting property for emitting heat of the LED light emitting device to the outside.
상기 제2방열부재의 적어도 일부는 상기 탑재면의 아래에까지 연장될 수 있다.And at least a part of the second heat radiation member may extend down to the mounting surface.
상기 제1방열부재는 상기 제2방열부재와 접촉될 수 있다.The first heat radiation member may be in contact with the second heat radiation member.
상기 제1방열부재는 상기 제2방열부재의 내측에 위치되어 전체적으로 제2방열부재에 의하여 에워싸인 형태일 수 있다.The first heat-radiating member may be located inside the second heat-radiating member and may be surrounded by the second heat-radiating member as a whole.
상기 제1방열부재는 상기 코어의 외측으로 연장된 적어도 하나의 제1방열부를 구비하며, 상기 제2방열부재는 상기 탑재면의 하방으로 연장된 적어도 하나의 제2방열부를 구비할 수 있다. 상기 제1방열부재는 방사상으로 배열되는 복수의 상기 제1방열부를 구비하며, 상기 제2방열부재는 복수의 상기 제1방열부 사이에 배치되는 복수의 상기 제2방열부를 구비할 수 있다.The first heat dissipating member may include at least one first heat dissipating unit extending to the outside of the core and the second heat dissipating member may include at least one second heat dissipating unit extending downward from the mount surface. The first heat radiation member may include a plurality of the first heat radiation parts arranged in a radial direction and the second heat radiation member may include a plurality of the second heat radiation parts disposed between the plurality of first heat radiation parts.
상기 제2방열부재는 열전도성 투명 세라믹 재료로 형성될 수 있다. 상기 투명 세라믹 재료는 알루미나, PLZT, CaF2, Y2O3, YAG와 다결정 AlON, MgAl2O4 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.The second radiation member may be formed of a thermally conductive transparent ceramic material. The transparent ceramic material may include at least one selected from the group consisting of alumina, PLZT, CaF 2 , Y 2 O 3 , YAG and polycrystalline AlON and MgAl 2 O 4 .
상기 엘이디 램프는, 상기 제2방열부재에 결합되는 램프 커버;를 더 구비할 수 있다. 상기 램프 커버는 상기 엘이디 발광소자로부터 방출되는 광을 확산투과 및 확산반사시킬 수 있다. 상기 회로기판의 상면 중 상기 엘이디 발광소자가 탑재되는 영역 이외의 영역은 반사처리될 수 있다. 상기 램프 커버는 알루미나, PLZT, CaF2, Y2O3, YAG와 다결정 AlON, MgAl2O4 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다. 상기 램프 커버는 투광성 재료로된 커버와, 상기 방열부재와 직접 접촉되며 상기 커버의 외주부에 형성되는 한 층 이상의 열전도성층을 포함할 수 있다. 상기 램프 커버는 투광성 베이스 물질에 열전도성 필러가 분산된 재료로 형성될 수 있다.The LED lamp may further include a lamp cover coupled to the second heat radiation member. The lamp cover may diffuse and diffuse and reflect the light emitted from the LED light emitting device. A region other than a region where the LED light emitting device is mounted on the upper surface of the circuit board can be subjected to reflection processing. The lamp cover may be formed of at least one material selected from the group consisting of alumina, PLZT, CaF 2 , Y 2 O 3 , YAG and polycrystalline AlON and MgAl 2 O 4 . The lamp cover may include a cover made of a light-transmitting material, and one or more thermally conductive layers directly contacting the heat-radiating member and formed on the outer periphery of the cover. The lamp cover may be formed of a material in which a thermally conductive filler is dispersed in a light-transmitting base material.
본 별명의 일 측면에 따른 엘이디 램프는, 엘이디 발광소자가 마련된 회로기판; 상기 엘이디 발광소자의 열을 방출하기 위한 것으로서 상기 회로기판이 탑재되는 탑재면과, 상기 탑재면으로부터 하방으로 연장된 코어와, 적어도 일부가 탑재면의 아래에까지 연장된 투광성을 갖는 외주부를 구비하는 방열부재; 상기 방열부재에 결합되는 램프 커버;를 구비할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an LED lamp, comprising: a circuit board having an LED light emitting element; And a heat dissipation member for emitting heat of the LED light emitting device, the heat dissipation member including a mounting surface on which the circuit board is mounted, a core extending downward from the mounting surface, and a peripheral portion having translucency extending at least partially down to the mounting surface absence; And a lamp cover coupled to the heat dissipating member.
상기 방열부재는 열전도성 투명 세라믹 재료로 형성될 수 있다. 상기 투명 세라믹 재료는 알루미나, PLZT, CaF2, Y2O3, YAG와 다결정 AlON, MgAl2O4 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.The heat dissipating member may be formed of a thermally conductive transparent ceramic material. The transparent ceramic material may include at least one selected from the group consisting of alumina, PLZT, CaF 2 , Y 2 O 3 , YAG and polycrystalline AlON and MgAl 2 O 4 .
상기 방열부재는, 상기 탑재면과 상기 코어가 마련된 금속제 제1방열부재;Wherein the heat dissipation member includes a first heat dissipation member made of metal and having the mounting surface and the core;
상기 제1방열부재와 접촉되고, 상기 외주부가 마련된 제2방열부재;를 포함할 수 있다. 상기 제1방열부재는 상기 제2방열부재의 내측에 위치되어 전체적으로 제2방열부재에 의하여 에워싸인 형태일 수 있다. 상기 제1방열부재는 상기 코어의 외측으로 방사상으로 연장된 적어도 하나의 제1방열부를 구비하며, 상기 제2방열부재는 상기 탑재면의 하방으로 연장된 적어도 하나의 제2방열부를 구비할 수 있다. 상기 제2방열부재는, 알루미나, PLZT, CaF2, Y2O3, YAG와 다결정 AlON, MgAl2O4 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다.And a second heat dissipation member in contact with the first heat dissipation member and provided with the outer circumferential portion. The first heat-radiating member may be located inside the second heat-radiating member and may be surrounded by the second heat-radiating member as a whole. The first heat radiation member may include at least one first heat radiation portion radially extending to the outside of the core and the second heat radiation member may include at least one second heat radiation portion extending downward from the mounting surface . The second radiation member may be formed of at least one material selected from the group consisting of alumina, PLZT, CaF 2 , Y 2 O 3 , YAG and polycrystalline AlON and MgAl 2 O 4 .
상기 램프 커버는 상기 엘이디 발광소자로부터 방출되는 광을 확산투과 및 확산반사시키며, 상기 회로기판의 상면 중 상기 엘이디 발광소자가 탑재되는 영역 이외의 영역은 반사처리될 수 있다.The lamp cover diffuses and diffuses and reflects light emitted from the LED light emitting device, and a region other than the area on which the LED light emitting device is mounted may be subjected to reflection treatment on the upper surface of the circuit board.
상술한 본 발명의 엘이디 램프에 따르면, 적어도 일부가 발광소자가 마련된 회로기판의 탑재면 아래에까지 연장된 형태의 방열부재를 채용함으로써 후배광 특성이 향상된 엘이디 램프를 구현할 수 있다. 또한, 램프 커버를 유효한 방열면적으로 활용함으로써 방열특성을 형상시킬 수 있다.According to the above-described LED lamp of the present invention, an LED lamp having improved afterglow characteristics can be realized by adopting a heat dissipating member having at least a part extending down to a mounting surface of a circuit board provided with a light emitting device. Further, the heat radiation characteristic can be formed by utilizing the lamp cover as an effective heat radiation area.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 램프의 분해 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 램프의 측면도.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 램프에서 램프 커버와 제2방열부재와의 결합구조의 일 예의 단면도.
도 4는 후배광 특성을 도시한 그래프.
도 5는 발광소자가 입체적으로 배열된 엘이디 램프를 도시한 도면.
도 6은 반사처리한 회로기판을 도시한 분해사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 램프의 측면도.
도 8은 도 7의 X-X;' 단면도.
도 9는 열전도성층을 갖는 램프 커버의 일 예를 도시한 단면도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 램프의 측면도.1 is an exploded perspective view of an LED lamp according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a side view of an LED lamp according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an example of a coupling structure of a lamp cover and a second heat radiation member in an LED lamp according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a graph showing the afterglow characteristics. FIG.
5 is a view showing an LED lamp in which light emitting elements are three-dimensionally arranged.
6 is an exploded perspective view showing a circuit board subjected to reflection processing;
7 is a side view of an LED lamp according to another embodiment of the present invention;
8 is a cross-sectional view taken along line XX ' Cross-section.
9 is a cross-sectional view showing an example of a lamp cover having a thermally conductive layer.
10 is a side view of an LED lamp according to another embodiment of the present invention;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size and thickness of each element may be exaggerated for clarity of explanation.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 엘이디 램프의 일 실시예의 분해 사시도와 측면도를 각각 도시한 도면이다. 도 1과 도 2에 도시된 엘이디 램프는 백열등 대체용 엘이디 램프의 일 예이다. 1 and 2 are an exploded perspective view and a side view, respectively, of an embodiment of an LED lamp according to the present invention. The LED lamp shown in Figs. 1 and 2 is an example of an incandescent lamp replacement LED lamp.
도 1과 도 2를 보면, 엘이디 발광소자(10)는 회로기판(20)에 실장된다. 엘이디 발광소자(10)는 예를 들어, 엘이디 칩(LED chip)을 리드 프레임(leadframe)과 몰드 프레임(mold frame), 형광체, 투광성 충진재을 이용하여 프리몰드방식에 의하여 패키징한 엘이디 패키지의 형태로 회로기판(20)에 실장될 수 있다. 또한, 엘이디 발광소자(10)는 형광체로 코팅된 엘이디 칩의 형태로서 회로기판(20)에 와이어 본딩 방식에 의하여 실장될 수 있다. 또한, 엘이디 발광소자(10)는 형광체로 코팅된 엘이디 칩의 형태로서 플립-칩-본딩방식에 의하여 회로기판(20)에 실장될 수 있다. 회로기판(20)은 방열 특성을 향상시키기 위한 금속기판 또는 금속 코어가 구비된 회로기판일 수 있다. Referring to Figs. 1 and 2, the LED
엘이디 발광소자(10)가 실장된 회로기판(20)은 방열부재(100)에 탑재된다. 본 실시예의 방열부재(100)는 회로기판(20)이 탑재되는 탑재면(31)이 마련된 제1방열부재(30)와, 제1방열부재(30)와 접촉되는 제2방열부재(40)를 포함한다. The
전력회로부(50)는 예를 들어 백열등의 사양을 만족하는 소켓부(70)와 회로기판(20)을 전기적으로 연결한다. 전력회로부(50)에는 소켓부(70)를 통하여 공급되는 전기에너지를 이용하여 엘이디 발광소자(10)를 구동하기 위한 구동회로(미도시)가 마련된다. 절연부재(60)는 전력회로부(50)를 감싸며 방열부재(100)를 소켓부(60)로부터 절연시킨다. The
램프 커버(80)는 내부가 빈 돔 형의 투광성 커버로서, 방열부재(100)에 결합되어 엘이디 발광소자(10)와 회로기판(20)을 포함하는 발광부를 덮는다. 램프 커버(80)는 전구 형상 유지 기능, 엘이디 발광소자(10)를 보호하는 기능 등을 갖는다. 또한, 램프 커버(80)는 광을 확산 반사 및 확산 투과시키는 확산 커버일 수 있다. The
도 3을 보면, 제2방열부재(40)의 상단부에는 램프 커버(80)가 결합되는 결합홈(44)이 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 램프 커버(80)의 하측의 개방된 가장자리(81)에는 나선형 돌기(82)가 마련되고, 결합홈(44)은 나선형 돌기(82)와 상보적인 형상을 가질 수 있다. 램프 커버(80)와 제2방열부재(40)의 결합방법은 이에 한정되지 않으며, 스냅-핏(snap-fit) 결합방법 등 다양한 방법이 적용될 수 있다.Referring to FIG. 3, the upper end of the second
엘이디 발광소자(10)가 구동되는 과정에서 발생된 열은 회로기판(20)을 통하여 제1방열부재(30)로 전달된다. 열은 제2방열부재(40)로 전도되고, 대기에 노출된 제2방열부재(40)의 외주부(41)를 통하여 대기 중으로 방출된다.The heat generated in the process of driving the LED
엘이디를 이용하여 기존의 백열등, 할로겐등, 형광등 등의 전통 램프를 대체하고자 하는 경우에, 후배광 특성이 보완될 필요가 있다. 도 4를 보면, 선(A)는 엘이디 패키지 상태에서의 배광특성 도시한 것이다. 엘이디 패키지 상태에서 엘이디에서 발생된 광은 거의 전방을 향하고 있어 후배광, 즉 90°와 -90°를 연결하는 선의 뒤쪽으로 향하는 광이 거의 없다는 것을 알 수 있다. 후배광 특성을 구현하기 위하여 램프 커버(80)의 확산 투과율과 확산 반사율을 조절하는 방안을 고려할 수 있다. In order to replace conventional lamps such as incandescent lamps, halogen lamps, and fluorescent lamps with LEDs, it is necessary to complement the downstream optical characteristics. 4, line A shows the light distribution characteristics in the LED package state. In the state of the LED package, the light emitted from the LED is almost directed forward, and it can be seen that there is almost no light directed toward the rear side of the line connecting 90 ° and -90 °. A method of adjusting the diffusion transmittance and the diffuse reflectance of the
선(B)는 램프 커버(80)에 확산 반사율 50%, 확산 투과율 50%를 적용한 경우 배광 특성을 시뮬레이션한 결과를 도시한 것이다. 선(B)로부터 90°이상의 각도로 광이 진행되는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 여전히 135°이상의 각도에서의 후배광은 5% 미만이다. 전통 조명을 대체하기 위하여는 후배광이 135°이상의 각도에서 5% 이상일 필요가 있다. The line B shows the result of simulating the light distribution characteristic when the diffuse reflectance of 50% and the diffuse transmittance of 50% are applied to the
후배광 특성을 향상시키기 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이 단일의 금속제 방열부재(300)를 채용하여 복수의 엘이디 발광소자(10)를 3차원 배치하는 방안을 고려할 수 있다. 그러나, 이 경우에는 다수의 회로기판(20)이 필요하여, 회로기판(20)으로 전기를 공급하기 위한 경로가 복잡하며, 방열부재(300)의 형태 또한 복잡하다. 따라서, 조립 공정이 복잡하여 조립 양산성이 떨어질 수 있으며, 공정비용이 증가될 수 있다. 엘이디 램프의 고효율과 장수명 특성을 구현하기 위하여는 충분한 방열성능을 확보하여야 하며, 고출력화될수록 더욱 그러하다. 도 5에서 상부의 탑재면(301)의 위치가 도 2에 도시된 탑재면(31)의 위치와 동일한 경우에 외부로 노출된 방열부재(300)의 외주부(302)의 면적이 줄어들게 되어 방열특성이 저하될 수 있다. In order to improve the afterglow characteristics, a method of three-dimensionally arranging a plurality of LED
본 실시예의 엘이디 램프에 따르면, 방열부재(100)를 열전도도가 높은 제1방열부재(30)와 투광성을 가진 제2방열부재(40)로 구분한다. 제1방열부재(30)에는 엘이디 발광소자(10)가 실장된 회로기판(20)이 직접 탑재된다. 제1방열부재(30)는 엘이디 발광소자(20)에서 발생된 열을 외부로 방출하기 위하여 열전도도가 높은 알루미늄 등의 금속재료로 형성된다. 제2방열부재(40)는 열전도성을 가진 투광성 재료로 형성된다. 도 1 및 도 2의 실시예에 따르면, 제1방열부재(30)는 제2방열부재(40)의 내측에 배치될 수 있다. 즉, 제2방열부재(40)는 제1방열부재(30)를 전체적으로 감까는 형태를 가질 수 있다. 제2방열부재(40)는 제1방열부재(30)의 외측에 배치되며, 제1방열부재(30)로부터 전도과정에 의하여 열을 전달받기 위하여 제1방열부재(30)와 접촉된다. 일 예로서, 제1방열부재(30)는 탑재면(31)으로부터 하방으로 연장된 코어(32)와, 코어(32)로부터 외측으로 연장된 복수의 방열핀(33)을 구비할 수 있다. 복수의 방열핀(33)은 제2방열부재(40)에 접촉될 수 있다. 도면으로 상세히 도시되지는 않았지만, 제1방열부재(30)와 제2방열부재(40)는 예를 들어 나사 등의 체결부재에 의하여 서로 결합될 수 있다.According to the LED lamp of this embodiment, the
열전도성을 가진 투광성 재료로서, 세라믹 재료를 활용할 수 있다. 예를 들어, 알루미나(Al2O3)의 성형체는 투명한 재료로서, 열전도성을 가진다. -AL2O3 의 열전도도는 25℃에서 33 W/m·K-1 정도이다. 열전도성을 가진 투광성 재료는 알루미나에 한정되지 않는다. 예를 들어, 광전자적 특성을 이용하여 광통신 재료로 사용되는 PLZT와, 고품질의 투명 세라믹 재료인 높은 입방결정을 갖는 CaF2, Y2O3, YAG와 다결정 AlON, MgAl2O4 등이 제2방열부재(40)의 재료로서 사용될 수 있다. AlON은 Al2O3와 AlN의 조성비와, 소결제로 사용되는 Y2O3 , BN, CaO, MgO등의 첨가량을 조절하여 제작하는데, 조성비와 첨가량에 따라 투광성이 높고 열전도도를 갖는 재료를 찾을 수 있다. Surmet 사에서 개발한 AlON는 조성비가 AL23 -1/3 xO27 +x N5 -x (0.49<x<2)로 열전도도가 75℃에서 9.7 W/m·K- 1 이고, MgAl2O4는 25℃에서 25 W/m·K-1 투광성은 4mm두께일 때 650nm 파장광의 76% 정도이다. As the translucent material having thermal conductivity, a ceramic material can be utilized. For example, a molded product of alumina (Al 2 O 3 ) is a transparent material and has thermal conductivity. The thermal conductivity of AL 2 O 3 is about 33 W / m · K -1 at 25 ° C. The translucent material having thermal conductivity is not limited to alumina. For example, PLZT, which is used as an optical communication material using optoelectronic properties, and CaF 2 , Y 2 O 3 , YAG and polycrystalline AlON, MgAl 2 O 4 having high cubic crystal, which are high quality transparent ceramic materials, Can be used as the material of the heat radiation member (40). AlON is produced by controlling the composition ratio of Al 2 O 3 and AlN and the amount of Y 2 O 3 , BN, CaO, MgO, etc. used as a sintering agent. Materials having high light transmittance and thermal conductivity depending on the composition ratio and amount . A AlON developed Surmet used is the composition ratio is AL 23 -1/3 x O 27 + x N 5 -x (0.49 <x <2) thermal conductivity at 75 ℃ 9.7 W / m · K a - and 1, MgAl 2 O 4 at 25 ° C 25 W / m · K -1 Transparency is about 76% of 650 nm wavelength light at 4 mm thickness.
이와 같은 구성에 따르면, 투광성 및 열전도성을 가진 제2방열부재(40)가 탑재면(31)의 아래에까지 연장된 구조가 된다. 엘이디 발광소자(10)로부터 방출된 광은 도 2에 참조부호 L1으로 표시된 바와 같이 직접 제2방열부재(40)를 통하여 외부로 방출될 수 있다. 엘이디 발광소자(10)로부터 방출된 광은 도 2에 참조부호 L2로 표시된 바와 같이 램프 커버(80)의 내표면으로부터 반사되어 제2방열부재(40)를 통하여 외부로 방출될 수 있다. 또, 엘이디 발광소자(10)로부터 방출된 광이 도 2에 참조부호 L3로 표시된 바와 같이 램프 커버(80)의 내부를 통하여 전파되어 제2방열부재(40)를 통하여 외부로 방출될 수 있다. According to such a configuration, the
상기한 바와 같이, 탑재면(31)의 아래에까지 연장된 투광성 제2방열부재(40)를 채용함으로써, 엘이디 램프의 후배광 특성을 구현할 수 있다. 도 4를 참조하면 선(C)는 제2방열부재(40)를 채용한 경우 배광특성을 시뮬레이션 한 결과이다. 이를 보면, 투명 제2방열부재(40)를 채용하지 않은 경우(선(B))에 비하여 135°이상에서의 후배광이 증가된 것을 확인할 수 있다. As described above, by adopting the translucent
램프 커버(80)의 확산 반사율을 높이면 후배광이 더 증가될 수 있다. 즉, 도 2에서 L2의 경로로 진행되는 광량을 증가시킬 수 있다. 이 경우에 광효율이 저하될 수 있는데, 이를 보완하기 위하여 도 6에 도시된 바와 같이 회로기판(20)의 상면 중에서 엘이디 발광소자(10)가 탑재되는 영역(21)을 제외한 영역(22)은 반사처리된 반사면으로 할 수 있다. 반사면은 예를 들어 영역(22)에 반사 시트를 부착시킴으로써 구현될 수 있다. 또, 반사면은 영역(22)을 반사율이 높은 금속물질 등을 코팅, 도금, 증착 등의 방법에 의하여 덮어 반사처리함으로써 구현될 수 있다. 이에 의하여, 확산반사되어 회로기판(20)으로 입사되는 광을 높은 효율로 반사시킴으로써 광효율의 저하를 보완할 수 있다.If the diffuse reflectance of the
상술한 실시예에서는 제2방열부재(40)가 전체적으로 제1방열부재(30)를 에워싸는 형태이나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 제2방열부재(40)는 적어도 일부가 제1방열부재(30)의 탑재면(31)의 아래에까지 연장된 형태이면 족하다. 즉, 제1방열부재(30)의 일부는 외기와 접촉되는 형태를 가질 수 있다. In the above-described embodiment, the
예를 들어, 도 7과 도 7의 X-X'단면도를 도시한 도 8을 보면, 제1방열부재(30a)는 복수의 제1방열부(36, 37, 38)를 구비할 수 있다. 복수의 제1방열부(36, 37, 38)는 상부에 탑재면(도 1 및 도 2의 31)이 형성된 코어(32)의 원주방향으로 배열된다. 제2방열부재(40a)는 원주방향으로 분할된 복수의 제2방열부(46, 47, 48)를 구비할 수 있다. 복수의 제2방열부(46, 47, 48)는 탑재면(도 1 및 도 2의 31) 아래에까지 연장되어 있다. 복수의 제1방열부(36, 37, 38)와 복수의 제2방열부(46, 47, 48)는 원주 방향으로 교대로 배치될 수 있다. 복수의 제1, 제2방열부(36, 37, 38)(46, 47, 48)는 상호 열전도를 위하여 적어도 일부가 서로 접촉된다. For example, referring to FIG. 8, which is a sectional view taken along the line X-X 'in FIGS. 7 and 7, the first
금속제로 된 제1방열부재(30a)는 일반적으로 투광성 재료로 된 제2방열부재(40a)에 비하여 열전도도가 높다. 따라서, 제1방열부재(30a)를 외기에 노출시킴으로써 방열특성을 향상시킬 수 있다.The
도 7과 도 8에서는 복수의 제1방열부와 복수의 제2방열부가 마련된 구성에 관하여 설명하였으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 도면으로 도시되지는 않앗지만, 하나의 제1방열부와 하나의 제2방열부가 마련된 구성 역시 가능하다.7 and 8, a plurality of first heat dissipation units and a plurality of second heat dissipation units are provided. However, the scope of the present invention is not limited thereto. Although not shown in the drawing, it is also possible to provide a configuration in which one first heat-radiating portion and one second heat-radiating portion are provided.
엘이디 램프는 전통 조명의 크기와 형태를 유지하면서 충분한 방열특성을 만족할 필요가 있다. 이를 위하여는 외기와 접촉되는 방열면적을 확대할 필요가 있다. 램프 커버(80)가 제1방열부재(30, 30a) 또는 제2방열부재(40, 40a)에 체결되어 전도에 의하여 열이 전달될 수 있다는 점을 감안하여 외기와 접촉되는 램프 커버(80)의 외표면을 유효한 방열면적으로 활용하는 방안을 고려할 수 있다. 일반적으로 램프 커버(80)의 재료로 사용되는 투명 재료, 예를 들어 글래스(glass), PC(polycarbonate)계열의 수지 재료, PMMA(polymethylmethacrylate)계열의 수지는 열전도도가 0.3~3 W/m·K- 1 로서 방열재료로는 부적합하다. 제2방열부재(40, 40a)의 재료로 사용되는 투광성 재료는 열전도도가 글래스(glass), PC(polycarbonate)계열의 수지 재료, PMMA(polymethylmethacrylate)계열의 수지의 수배 내지 수십배에 이른다. 따라서, 램프 커버(80)로서 제2방열부재(40, 40a)에 사용되는 투광성 재료를 채용하여 램프 커버(80)를 유효한 방열면적으로 활용함으로써 방열성능을 향상시킬 수 있다. LED lamps need to satisfy sufficient heat dissipation characteristics while maintaining the size and shape of traditional lighting. For this purpose, it is necessary to expand the heat radiation area in contact with the outside air. The
램프 커버(80)는 투광성 베이스 물질에 열전도성 필러가 분산된 재료로 형성될 수도 있다. 투광성 베이스 물질은 예를 들어 글래스(glass), PC(polycarbonate)계열의 수지 재료, PMMA(polymethylmethacrylate)계열의 수지일 수 있다. 필러는 투명한 재료인 것이 바람직하나 반드시 그럴 필요는 없다. 예를 들어 필러로서, 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그라핀(graphene) 등의 입자가 채용될 수 있다. 이외에도 필러로서, 산화 티탄, 산화 아연, 산화 지르코늄, 질화 알루미늄, 산화 알루미늄 등의 입자가 채용될 수 있다. 상술한 입자들 중 하나 이상을 투광성 베이스 물질에 분산한 재료를 이용하여 사출 성형, 블로우 성형 등의 성형방법을 이용하여 램프 커버(80)를 제조할 수 있다. 열전도성 필러는 투광성 베이스 물질 내부에서 열전도성 네트워크를 형성하여 램프 커버(80)의 열전도도를 향상시킬 수 있다. 이에 의하여 램프 커버(80)의 표면적을 유효한 방열 면적으로 활용하여 엘이디 램프의 방열 성능을 형상시킬 수 있다.The
도 9를 참조하면, 램프 커버(80)는 투광성 커버(84)와 이 투광성 커버(84)의 외표면에 형성되는 열전도성층(85)을 포함할 수 있다. 투광성 커버(84)는 예를 들어 글래스(glass), PC(polycarbonate)계열의 수지 재료, PMMA(polymethylmethacrylate)계열의 수지로 형성될 수 있다. 열전도성층(85)을 형성하는 물질로서는 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide), SnO2, ZnO, IZO(Indium Zinc Oxide), 탄소나노튜브, 그라핀 등이 채용될 수 있다. ITO, SnO2, ZnO, IZO는 평판표시장치의 전극재료로 사용될 정도로 전기전도도 및 열전도도가 우수한 물질이다. 탄소나노튜브와 그라핀 역시 우수한 열전도성물질이다. 상술한 물질들을 스퍼터링, 증착 등의 방법에 의하여 투광성 커버(84)의 표면에 코팅하여 열전도성층(85)을 형성할 수 있다. 이와 같은 구성에 따르면, 램프 커버(80)를 유효한 방열면적으로 활용함으로써 방열성능을 향상시킬 수 있다. 9, the
상술한 실시예에서는 방열부재(100)가 엘이디 발광소자(10)가 탑재되는 탑재면(31)을 가진 금속제의 제1방열부재(30, 30a)와, 제1방열부재(30, 30a)와 접촉되고 적어도 일부가 탑재면(31)의 아래에까지 연장된 투광성 제2방열부재(40, 40a)로 구분된 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 도 10에 도시된 바와 같이 방열부재(100a)는 전체적으로 상술한 투광성 및 열전도성을 갖는 재료로 형성되어 탑재면(31)으로부터 하방으로 연장된 구조일 수 있다. 즉, 방열부재(100a)는 회로기판(10)이 탑재되는 탑재면(31)과, 탑재면(31)으로부터 하방으로 연장된 코어(32)와, 외기에 노출된 외주부(101)를 구비하며, 상기 외주부(101)의 일부는 탑재면(31)의 아래에까지 연장된 형태일 수 있다. 외주부(101)와 코어(32)는 방열핀(33)에 의하여 서로 연결될 수 있다.The
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.The above-described embodiments are merely illustrative, and various modifications and equivalent other embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined by the technical idea of the invention described in the following claims.
10...엘이디 발광소자 20......회로기판
30, 30a...제1방열부재 31...탑재면
32...코어 33...방열핀
36, 37, 38...제1방열부 40, 40a...제2방열부재
44...결합홈 46, 47, 48...제2방열부
50...전력회로부 60...절연부재
70...소켓부 80...램프 커버
85...열전도성층 100, 100a... 방열부재10 ... LED
30, 30a ... First
32 ...
36, 37, 38 ... first heat-radiating
44 ...
50 ...
70 ...
85 ... thermally
Claims (22)
상기 회로기판이 탑재되는 탑재면과, 상기 탑재면으로부터 하방으로 연장된 코어를 구비하는 금속제의 제1방열부재;
상기 엘이디 발광소자의 열을 외부로 방출하는 것으로서, 투광성을 갖는 제2방열부재;를 포함하고,
상기 제1방열부재는 상기 코어의 외측으로 연장된 적어도 하나의 제1방열부를 구비하고,
상기 제2방열부재는 상기 탑재면의 하방으로 연장된 적어도 하나의 제2방열부를 구비하고,
상기 제1 방열부 및 상기 제2 방열부는 외부로 노출된 엘이디 램프.A circuit board provided with an LED light emitting element;
A first heat dissipating member made of metal and having a mounting surface on which the circuit board is mounted and a core extending downward from the mounting surface;
And a second heat dissipating member having a light transmitting property for emitting heat of the LED light emitting device to the outside,
Wherein the first heat radiation member has at least one first heat radiation portion extending to the outside of the core,
The second radiation member includes at least one second radiation member extending downward from the mounting surface,
And the first heat-radiating portion and the second heat-radiating portion are exposed to the outside.
상기 제1방열부재는 상기 제2방열부재에 접촉된 엘이디 램프.The method according to claim 1,
And the first heat radiation member is in contact with the second heat radiation member.
상기 제1방열부재는 방사상으로 배열되는 복수의 상기 제1방열부를 구비하며,
상기 제2방열부재는 복수의 상기 제1방열부 사이에 배치되는 복수의 상기 제2방열부를 구비하는 엘이디 램프.The method according to claim 1,
Wherein the first heat radiation member has a plurality of the first heat radiation parts arranged in a radial direction,
And the second heat radiation member includes a plurality of the second heat radiation parts disposed between the plurality of first heat radiation parts.
상기 제2방열부재에 결합되는 램프 커버;를 더 구비하는 엘이디 램프.The method according to any one of claims 1, 3, and 6,
And a lamp cover coupled to the second heat radiation member.
상기 램프 커버는 상기 엘이디 발광소자로부터 방출되는 광을 확산투과 및 확산반사시키는 엘이디 램프.10. The method of claim 9,
The lamp cover diffuses and diffuses and reflects light emitted from the LED light emitting device.
상기 회로기판의 상면 중 상기 엘이디 발광소자가 탑재되는 영역 이외의 영역은 반사처리된 엘이디 램프.11. The method of claim 10,
Wherein an area of the upper surface of the circuit board other than a region on which the LED light emitting device is mounted is subjected to reflection processing.
상기 램프 커버는 투광성 재료로된 커버와, 상기 제2방열부재와 접촉되며 상기 커버의 외주부에 형성되는 한 층 이상의 열전도성층을 포함하는 엘이디 램프.10. The method of claim 9,
Wherein the lamp cover includes a cover made of a translucent material and one or more thermally conductive layers that are in contact with the second heat radiation member and formed on the outer periphery of the cover.
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JP2010231913A (en) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Bulb type lamp |
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