KR20110002883A - 전구형 조명용 광원 - Google Patents

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Abstract

종래보다 방열특성이 양호한 발광소자를 적용한 전구형 조명용 광원을 제공한다. 조명용 광원(10)은 히트싱크 부재(11)와, 히트싱크 부재(11)의 표면에 면 접촉시켜서 배치된 탑재기판(21)과, 의 표면에 배치된 발광부(24)와, 발광부(24)의 광 사출방향을 덮는 글로브(41)와, 탑재기판(21)의 표면에서의 발광부(24)가 탑재되어 있지 않은 주연부(28)에 면 접촉하는 제 1 부분 및 히트싱크 부재(11)에 면 접촉하는 제 2 부분을 갖는 히트싱크 부재(31)를 구비한다.

Description

전구형 조명용 광원{BULB-TYPE LIGHTING SOURCE}
본 발명은 LED 등의 발광소자를 이용한 전구형 조명용 광원에 관한 것으로, 특히, 발광소자를 효율적으로 방열시키는 방열기술에 관한 것이다.
최근, 조명 분야에서는 LED 등의 발광소자를 조명용 광원에 적용하는 기술이 연구개발되고 있고(특허문헌 1 참조), 그 일환으로 백열전구 대체용도의 전구형 조명용 광원에 적용하는 것도 검토되고 있다(특허문헌 2, 3 참조). 전구형 조명용 광원은 조명기구와의 적합성을 고려하여 외형 치수를 백열전구 상당으로 제한할 것이 요구되며, 또, 조명용도에 적합한 전 광속(total luminous flux)을 얻을 것이 요구된다.
조명 용도에 적합한 전 광속을 얻기 위해서는 LED에 투입되는 투입전력을 어느 정도 크게 할 필요가 있다. 그런데 LED에 투입되는 투입전력을 크게 하면 LED의 발열이 증대하여 온도상승을 초래한다. LED는 고온이 될수록 발광효율이 저하해 버리므로, 단지 투입전력을 크게 하는 것만으로는 기대한 것과 같은 전 광속을 얻을 수 없다. 그래서 통상은 LED의 방열특성을 높이기 위해서 LED 탑재기판(mounting substrate)에서의 LED 탑재 면에 대향하는 면(하면)에 체적이 큰 히트싱크 부재(heat sink member)를 배치하는 것으로 하고 있다.
특허문헌 1 : 일본국 특개 2005-038798호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특개 2003-124528호 공보 특허문헌 3 : 일본국 특개 2004-265619호 공보 특허문헌 4 : 일본국 특개 2005-294292호 공보
지금까지의 LED 등의 발광소자를 적용한 조명용 광원에서는 탑재기판이 밀폐되는 구조는 그다지 상정되어 있지 않으며, 탑재기판의 자연 공랭 및 탑재기판 하면의 히트싱크 부재에 의해 방열효과를 얻는 것으로 하고 있다.
그러나 전구형 조명용 광원에서는 가정용의 일반조명으로 이용되므로 보호커버(글로브)로 탑재기판을 가릴 필요가 있으며, 자연 공랭에 의한 방열효과를 그다지 기대할 수 없다. 또 상술한 바와 같이 전구형 조명용 광원에는 외형 치수에 제한이 부과되므로 탑재기판 하면의 히트싱크 부재의 체적을 크게 하는데도 한계가 있다. 이와 같이 전구형 조명용 광원에 LED 등의 발광소자를 적용하려고 하면 각종 제약으로부터 방열구조를 재검토하여 개선할 필요가 있다.
그래서 본 발명은 종래보다 방열특성이 양호한, 발광소자를 적용한 전구형 조명용 광원을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 전구형 조명용 광원은, 베이스를 통해서 전력 공급을 받는 전구형 조명용 광원으로, 베이스가 돌출 형성되어 있는 동시에 내부에 전원회로를 수용하고 있는 볼 형상(bowl-shaped)의 케이스와, 상기 볼 형상의 케이스의 개구를 봉쇄하는 상태로 고정된 제 1 히트싱크 부재와, 상기 제 1 히트싱크 부재의 개구 봉쇄 면에 대향하는 표면에 면 접촉시켜서 배치된 탑재기판과, 상기 탑재기판의 상기 제 1 히트싱크 부재에 접촉하는 접촉 면에 대향하는 표면에 탑재되며, 상기 전원회로로부터 전력 공급을 받아서 발광하는 발광소자 및 당해 발광소자에서 나온 광의 파장을 변환하는 파장변환 부재를 포함하는 발광부와, 적어도 상기 발광부의 광 사출방향을 덮는 글로브와, 탑재기판의 상기 표면에서의 상기 발광부가 배치되어 있지 않은 영역에 면 접촉하는 제 1 부분과 상기 제 1 히트싱크 부재에 면 접촉하는 제 2 부분을 갖는 제 2 히트싱크 부재를 구비한다.
발명자들은 히트싱크의 구조에 관한 연구에 의해, 탑재기판의 발광소자 탑재 면을 기점으로 하는 방열 경로를 확보한 경우에는 단지 발광소자 탑재 면에 대향하는 면에 배치된 히트싱크의 포락 체적을 크게 한 경우보다 양호한 방열특성을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명은 이 새로운 지견에 의거한 것이며, 제 2 히트싱크를 설치함으로써 탑재기판의 발광소자 탑재 면을 기점으로 하는 방열 경로를 확보하는 것으로 하고 있다. 이 구성에 의해 전구형 조명용 광원의 방열특성을 종래보다 양호하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 조명용 광원의 구성을 나타내는 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 조명용 광원의 구성을 나타내는 단면도,
도 3은 히트싱크 부재 및 탑재기판의 접촉부분을 설명하기 위한 상면도,
도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 조명용 광원의 방열 경로를 나타내는 도면,
도 5는 방열특성의 실험시스템을 모식적으로 나타내는 도면,
도 6은 각 위치에서의 측정온도 및 접합온도를 나타내는 그래프,
도 7은 방열특성의 실험시스템을 모식적으로 나타내는 도면,
도 8은 각 버전에서의 측정온도를 나타내는 그래프,
도 9는 본 발명의 변형 예에 관한 조명용 광원의 구성을 나타내는 단면도,
도 10은 히트싱크 부재 및 탑재기판의 접촉부분을 설명하기 위한 상면도,
도 11은 본 발명의 변형 예에 관한 조명용 광원의 구성을 나타내는 단면도,
도 12는 본 발명의 변형 예에 관한 조명용 광원의 구성을 나타내는 단면도,
도 13은 본 발명의 변형 예에 관한 조명용 광원의 구성을 나타내는 단면도,
도 14는 본 발명의 변형 예에 관한 조명용 광원의 구성을 나타내는 단면도,
도 15는 본 발명의 변형 예에 관한 조명용 광원의 구성을 나타내는 단면도,
도 16] 본 발명의 변형 예에 관한 조명용 광원의 구성을 나타내는 단면도,
도 17은 본 발명의 변형 예에 관한 조명용 광원의 구성을 나타내는 단면도,
도 18은 본 발명의 변형 예에 관한 조명용 광원의 구성을 나타내는 단면도이다.
본 발명의 실시를 위한 최선의 형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
<구성>
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 조명용 광원의 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 조명용 광원의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 1에 나타내는 것과 같이 조명용 광원(1)은 E형 베이스(16)가 돌출 형성된 볼 형상(bowl-shaped)의 케이스(15), 케이스(15)의 개부를 봉쇄하는 상태로 고정된 히트싱크 부재(11), 히트싱크 부재(11)의 상면(개구봉쇄 면에 대향하는 상면)(14)에 배치된 탑재기판(21), 탑재기판(21)의 상면(히트싱크 부재(11)에 접촉하는 접촉 면에 대향하는 면)에 배치된 발광부(24), 히트싱크 부재(11)의 상면(14)에 배치된 히트싱크 부재(31), 히트싱크 부재(31)에 고정되고 발광부(24)의 광 출사 방향을 덮는 글로브(41)를 구비하고 있다. 또, 도 2에 나타내는 것과 같이 케이스(15)의 내부에는 E형 베이스(16)를 통해서 공급된 상용전력을 발광부(24)에 공급하는 전원회로(18)가 수용되어 있다. 전원회로(18)는 프린트 배선 판(17)에 각종 전자부품이 탑재된 것이며, 프린트 배선 판(17)이 케이스(15)의 내부에 고정되어 있다. 전원회로(18)와 발광부(24)는 배선(19)을 통해서 전기적으로 접속되어 있다. 배선(19)은 히트싱크 부재(11)에 설치된 관통구멍(13) 및 히트싱크 부재(31)에 설치된 관통구멍(33)을 통과하고 있다. 케이스(15)는 수지나 세라믹스 등으로 이루어지며, 전기 절연성을 갖는다. 또, 볼 형상이란 E형 베이스(16)가 돌출 형성된 단부와는 반대 측 단부에 개방구를 갖는 것과 같은 형상 전반을 가리키며, 특히 개방구의 형상이 원형으로 한정되는 것은 아니다.
히트싱크 부재(11)는 예를 들어 알루미늄을 양극 산화처리(anodized) 가공한 것과 같이 금속제이며, 대략 원추 사다리꼴 형상의 측면부에 핀(12)이 형성되어 있는 동시에 상면(14)이 평탄하게 되어 있다. 또 배선 도입용의 관통구멍(13)이 뚫려 있다.
탑재기판(21)은 알루미늄이나 동 등으로 이루어지는 금속기판(22)과 금속기판(22)의 상면(히트싱크 부재(11)에 접촉하는 접촉 면에 대향하는 면)에 적층된 수지나 세라믹스 등으로 이루어지는 절연 층(23)으로 구성되어 있다. 절연 층(23)에는 발광부(24) 및 전극 패드(27)가 탑재되어 있다. 탑재기판(21)의 상면에서의 주연부(28)는 발광부(24)가 배치되어 있지 않은 영역으로 되어 있다. 주연부(28)에서는 절연 층(23)은 존재하지 않으며 금속기판(22)의 상면이 노출하고 있다.
발광부(24)는 LED(25) 및 실리콘 수지 성형체(26)로 구성되어 있다(도 2의 A부분 확대도 참조). LED(25)는 청색 광을 발하는 발광소자이다. 실리콘 수지 성형체(26)는 황색 형광체를 함유하고 있고, 청색 광을 황색 광으로 변환하는 파장변환 부재로서 기능을 한다.
히트싱크 부재(31)는 예를 들어 알루미늄을 양극 산화처리 가공한 것과 같이 금속제의 대략 원판형상의 평판이며, 그 하면이 오목부(34)를 갖는 동시에 오목부(34)의 일부가 상면까지 관통하는 개구(32)로 형성되어 있다. 히트싱크 부재(31)의 하면은 히트싱크 부재(11)의 상면(14)에 면 접촉하고 있다. 히트싱크 부재(31)의 오목부(34)는 탑재기판(21)을 수용하는 동시에 탑재기판(21) 상면의 주연부(28)에 면 접촉하도록 형성되어 있다. 또 히트싱크 부재(31)의 개구(32)는 발광부(24)를 수용하도록 형성되어 있다.
글로브(41)는 투광성의 수지나 유리 등으로 이루어지며, 발광부(24)나 탑재기판(21)에 사용자가 직접 접촉하거나 수분 등이 비산하지 않도록 보호하기 위해서 발광부(24) 및 탑재기판(21)의 위쪽을 덮도록 히트싱크 부재(31)에 장착되어 있다. 또한 글로브(41)의 장착은 히트싱크 부재(31)의 상면에 열 전도성 접합재료로 접합하거나, 또는 히트싱크 부재(31)에 설치된 나사 홈에 나사 결함 됨으로써 이루어지고 있다. 히트싱크 부재(31)의 주연부(35)는 글로브(41)에 의해 덮이지 않고 외기에 접하는 구조로 되어 있다(도 2 참조).
이하에 히트싱크 부재(31) 및 탑재기판(21)의 상호 관계에 대해서 설명한다.
도 3은 히트싱크 부재 및 탑재기판의 접촉부분을 설명하기 위한 상면도이다.
본 실시형태에서는 탑재기판(21)과 히트싱크 부재(31)의 접촉면적은 발열 원인 발광부(24)가 배치된 면적보다 넓다. 이와 같이 탑재기판(21)과 히트싱크 부재(31)의 접촉면적을 넓게 취함으로써 발광부(24)의 온도 상승을 큰 폭으로 억제할 수 있다.
또 탑재기판(21)은 상면에서 본 때에 사각형이며, 히트싱크 부재(31)는 탑재기판(21)의 주연부(28)의 3 변에 면 접촉하고 있다. 발광부를 배치하는 탑재기판으로 금속 베이스의 탑재기판을 채용하면 세라믹스 기판을 채용한 경우에 비해 양호한 방열특성을 얻을 수 있다. 그러나 금속 베이스의 탑재기판은 상면과 하면에 온도차가 발생한 경우에 열팽창 양의 차이에 의한 내부 응력이 발생하여 휨이 발생한다고 하는 결점이 있다. 탑재기판에 휨이 발생하면 탑재기판의 하면과 히트싱크 부재의 접촉면적이 좁아져서 방열특성이 열화 해 버린다. 본 실시형태에서는 히트싱크 부재(31)는 탑재기판(21)의 상면에 면 접촉하고 있으므로 탑재기판(21)의 상면과 하면의 온도차를 억제하는 효과를 발휘하며, 가사 온도차에 기인해 내부 응력이 발생하였다고 해도 탑재기판(21)의 상면을 눌러서 휨을 규제하는 효과를 발휘할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는 히트싱크 부재(31)가 탑재기판(21)의 주연부(28)의 3 변에 면 접촉하고 있으므로 탑재기판(21)의 휨을 규제하는 효과를 더욱 높일 수 있다.
또, 본 실시형태에서는 히트싱크 부재(31)의 탑재기판(21)의 상면에 면 접촉하고 있는 부분의 두께 T2는 탑재기판(21)의 두께 T1보다 두껍다(도 2의 A부분 확대도 참조). 이와 같이 히트싱크 부재(31)의 두께 T2를 두껍게 함으로써 히트싱크 부재(31)의 강성을 높일 수가 있어서 탑재기판(21)의 휨을 규제하는 효과를 한층 높일 수 있다.
또, 본 실시형태에서는 히트싱크 부재(31)는 절연 층(23)을 개재하지 않고 금속기판(22)에 직접 접촉하고 있다(도 2의 A부분 확대도 참조). 따라서 탑재기판(21)과 히트싱크 부재(31)의 계면에서의 열 저항을 감소시킬 수 있어서 양호한 방열특성을 실현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 조명용 광원의 방열 경로를 나타내는 도면이다.
탑재기판(21)에는 하면을 기점으로 하여 히트싱크 부재(11)에 열을 전도하여(부호 51) 히트싱크 부재(11)에서 자연 공랭하는(부호 52) 경로, 상면을 기점으로 하여 히트싱크 부재(31)에 열을 전도하여(부호 53) 히트싱크 부재(31)에서 자연 공랭하는(부호 54) 경로 및 상면을 기점으로 하여 히트싱크 부재(31)에 열을 전도하여(부호 53), 히트싱크 부재(31)에서 히트싱크 부재(11)에 열을 전도해서(부호 55) 히트싱크 부재(11)에서 자연 공랭하는(부호 52) 경로가 형성된다. 이와 같이 본 실시형태에서는 탑재기판(21)의 하면뿐만 아니라 상면을 기점으로 하는 방열 경로가 형성된다.
이하, 탑재기판(21)의 상면을 기점으로 하는 방열 경로를 형성한 때의 방열특성에 대해서 실험결과에 의거하여 검증한다.
<검증>
발명자들은 먼저 탑재기판의 하면에 배치된 히트싱크 부재의 포락 체적(enveloping volume)을 변화시킨 때의 방열특성의 변화에 관한 실험을 하였다.
도 5는 방열특성의 실험시스템을 모식적으로 나타내는 도면이다.
LED 모듈의 샘플은 탑재기판(62)에 발광부(64)를 배치하여 제작되어 있다. 탑재기판(62)의 하면에는 히트싱크 부재(61)가 배치되어 있다. 탑재기판(62)에는 알루미나 기판을 채용하고, 발광부(64)의 발광소자로는 각 변이 1.0㎜의 LED 칩을 채용하고 있다. 알루미나 기판에는 12개의 LED 칩이 플립 칩 탑재되어 있다.
이와 같은 실험시스템에서 포락 체적이 다른 4종류의 히트싱크 부재를 준비하고(포락 체적 : 54, 208, 1108.8, 2625㎤) 발광부(64)에 전류를 투입한 때의 각 위치(샘플 상면(Pos. 1), 샘플 측면의 히트싱크 부재 상면(Pos. 2), 히트싱크 부재 단부 상면(Pos. 3), 히트싱크 부재 하면(Pos. 4))의 온도 및 LED 칩의 접합온도(junction temperature) Tj를 측정하였다. 발광부(64)에 투입하는 전류는 100, 150, 200㎃의 3 종류로 하였다.
도 6은 각 위치에서의 측정온도 및 접합온도를 나타내는 그래프이며, (a)는 샘플 상면(Pos. 1)의 온도를 나타내고, (b)는 샘플 측면의 히트싱크 부재 상면(Pos. 2)의 온도를 나타내며, (c)는 히트싱크 부재 단부 상면(Pos. 3)의 온도를 나타내고, (d)는 히트싱크 부재 하면(Pos. 4)의 온도를 나타내며, (e)는 LED 칩의 접합온도를 나타낸다.
이에 의하면 각 위치에서의 온도는 탑재기판의 하면에 배치된 히트싱크 부재의 포락 체적이 클수록 낮아진다는 것을 알 수 있다. 다만 포락 체적을 크게 함에 따른 온도 저하의 효과는 포락 체적을 크게 할수록 점차 작아진다. 예를 들어 샘플 상면(Pos. 1)에서는 히트싱크 부재의 포락 체적을 54㎤에서 208㎤로 바꾼 때에는 우수한 온도 저하의 효과를 얻을 수 있다. 그런데 히트싱크 부재의 포락 체적을 1108.8㎤에서 2625㎤로 바꾸어도 온도 저하의 효과는 거의 얻을 수 없다. 이와 같은 경향은 샘플 측면(Pos. 2), 히트싱크 부재 단부 상면(Pos. 3), 히트싱크 부재 하면(Pos. 4)에서도 보이나, 특히 샘플 상면(Pos. 1)에서는 현저하게 나타나고 있다. 또 접합온도 Tj에서는 샘플 상면(Pos. 1)과 동일한 경향을 보인다.
이상으로부터, 탑재기판의 하면에 배치된 히트싱크 부재의 포락 체적을 크게 하면 온도 저하의 효과를 얻을 수 있으나, 거기에도 한계가 있다는 것을 알 수 있다. 이것은 히트싱크 부재의 포락 체적이 작은 경우에는 방열효과는 포락 체적에 의해 규율되고, 포락 체적이 어느 정도 큰 경우에는 방열효과는 히트싱크 부재와 탑재기판과의 접촉면적에 의해 규율되기 때문이라고 추측된다. 발명자들은 상기 실험결과를 반영하여, 포락 체적은 동일하면서 히트싱크 부재와 탑재기판의 접촉면적을 변화시킨 때의 방열특성의 변화에 관한 실험을 하였다.
도 7은 방열특성의 실험시스템을 모식적으로 나타내는 도면이며, (a)는 LED 모듈의 샘플 치수를 나타내고, (b)는 버전 1의 시스템을 나타내며, (c)는 버전 2의 시스템을 나타내고, (d)는 버전 3의 시스템을 나타낸다.
버전 1에서는 탑재기판의 하면에만 히트싱크 부재가 배치되고, 히트싱크 부재의 포락 체적은 200㎤이다. 버전 2에서는 탑재기판의 하면에만 히트싱크 부재가 배치되고, 히트싱크 부재의 포락 체적은 300㎤이다. 버전 3에서는 탑재기판의 하면 및 상면에 히트싱크 부재가 배치되고, 히트싱크 부재의 포락 체적은 300㎤이다.
도 8은 각 버전에서의 측정온도를 나타내는 그래프이다.
버전 1과 버전 2, 3을 비교하면 히트싱크 부재의 포락 체적을 200㎤에서 300㎤로 하면 샘플 상면의 온도가 저하한다는 것을 알 수 있다. 또, 버전 2와 버전 3을 비교하면 히트싱크 부재의 포락 체적이 동일한 300㎤라도 탑재기판의 하면에만 히트싱크 부재를 배치한 버전 2에 비해 탑재기판의 상면 및 하면에 히트싱크 부재를 배치한 버전 3 쪽이 샘플 상면의 온도가 저하한다는 것을 알 수 있다. 즉, 탑재기판의 상면을 기점으로 하는 방열 경로(열전도 경로)를 확보한 경우에는 단지 탑재기판의 하면에 배치된 히트싱크의 포락 체적을 크게 한 경우보다 양호한 방열특성을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.
상기 버전 1, 2가 종래 예에 상당하고, 버전 3이 본 실시형태에 상당한다. 따라서 본 실시형태는 종래보다 양호한 방열특성을 얻을 수 있고, 조명용 광원의 소형화에 공헌할 수 있다.
이상, 본 발명에 관한 조명용 광원에 대해서 실시형태에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 이들 실시형태에 한정되지 않는다. 예를 들어 이하와 같은 변형 예를 생각할 수 있다.
(1) 실시형태에서는 전극 패드(27)가 탑재기판(21)의 상면에 설치되어 있고, 배선(19)은 탑재기판(21)의 상면의 전극 패드(27)에 접속되어 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 9에 나타내는 것과 같이, 탑재기판(21)의 하면에 전극 패드(27)를 설치하여 배선패턴(29)과 전극 패드(27)를 스루 홀로 전기적으로 접속하고, 배선(19)을 탑재기판(21)의 하면의 전극 패드(27)에 접속하는 것으로 해도 좋다. 이와 같이 함으로써 도 10에 나타내는 것과 같이 탑재기판(21)의 상면에서의 발광부가 배치되어 있지 않은 영역을 넓게 할 수가 있고, 탑재기판(21)의 사방에 히트싱크 부재(31)를 면 접촉시킬 수 있다. 또 도 11에 나타내는 것과 같이 탑재기판(21)의 상면에서 하면에 걸쳐서 관통구멍을 뚫어서, 이 관통구멍에 배선(19)이 통과하는 것으로 해도 좋다.
(2) 실시형태에서는 히트싱크 부재(31)에는 핀이 설치되지 않으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 12 (a)에 나타내는 것과 같이, 히트싱크 부재(31)의 측면에 핀(36)을 설치하는 것으로 해도 좋다. 또 실시형태에서는 히트싱크 부재(11)에는 측면에 핀이 설치되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 12 (b)에 나타내는 것과 같이 히트싱크 부재(11)의 내부에 핀(12)을 설치하는 것으로 해도 좋다.
(3) 실시형태에서는 글로브(41)를 전구형과 유사한 형상으로 하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 13에 나타내는 것과 같이 글로브(41)를 가능한 한 작게 하고, 히트싱크 부재(31)가 외기와 접하는 부분을 크게 해도 좋다.
(4) 실시형태에서는 히트싱크 부재(31)의 개구의 내주는 어디에서도 일정하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 14에 나타내는 것과 같이, 개구가 히트싱크 부재의 상면에 가까워짐에 따라서 점차 넓어지는 내주 면(37)을 갖는 것으로 해도 좋다. 이에 의해 광의 인출효율을 높일 수 있다.
(5) 실시형태에서는 금속 베이스의 탑재기판을 이용하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 알루미나 기판 등의 세라믹스 기판에서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(6) 실시형태에서는 히트싱크 부재(11)의 상면이 평탄면이고, 히트싱크 부재(31)의 하면이 탑재기판(21)을 수용하기 위한 오목부를 가지나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 히트싱크 부재(11)의 상면에 탑재기판(21)을 수용하기 위한 오목부를 설치하고, 히트싱크 부재(31)에는 발광부(24)를 수용하여 광을 인출하기 위한 개구만을 마련하는 것으로 해도 좋다. 또 히트싱크 부재(11)의 상면 및 히트싱크 부재(31)의 하면의 양방 모두에 오목부를 마련하여, 양방의 오목부에서 탑재기판(21)을 수용하는 것으로 해도 좋다.
(7) 실시형태에서는 발광부(24)는 히트싱크 부재(31)의 개부에 완전하게 수용되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 15에 나타내는 것과 같이, 발광부(24)의 정상부의 면(39)이 히트싱크 부재(31)의 상면(38)보다 절연기판(21)에 수직인 방향으로 돌출하고 있어도 좋다. 그렇게 함으로써 광 인출효율을 높일 수 있다. 또, 이 경우에도 히트싱크 부재(31)의 두께 T2를 탑재기판(21)의 두께 T1보다 크게 해 둠으로써 히트싱크 부재(31)의 강성을 높여서 탑재기판(21)의 휨을 규제하는 효과를 확보할 수 있다.
(8) 실시형태에서는 글로브(41)의 내부 공간의 가스에 대해서 언급하고 있지 않으나, 공기라도 좋고 질소가스를 봉입하는 것으로 해도 좋다. 질소가스는 공기에 비해 열 전도성이 좋으므로, 질소가스를 봉입한 경우에는 한층 더 양호한 방열특성을 얻을 수 있다. 또, LED 및 형광체의 흡습에 의해 발광특성이 열화하는 것을 방지할 수 있다.
또, 글로브(41)의 내부 공간의 가스를 배기하여 진공상태로 해도 LED 및 형광체의 흡습을 방지할 수 있다.
글로브(41)의 내부 공간의 밀봉은 예를 들어 도 16, 17, 18에 나타내는 형태에 의해 실현 가능하다. 도 16에서는 히트싱크(11)에 설치된 관통구멍(13)의 개구를 밀봉재(43)로 밀봉하고, 또 글로브(41)에 밀봉 밸브(42)를 설치하는 것으로 하고 있다. 도 17에서는 관통구멍(13)의 개구에 밀봉 밸브(42)를 설치하는 것으로 하고 있다. 또, 도 18에서는 관통구멍(33)의 개구에 밀봉 밸브(42)를 설치하는 것으로 하고 있다. 밀봉 밸브(42)로는 예를 들어 기계적인 진공밸브 등이 이용 가능하다. 밀봉재(43)로는 유리, 수지, 시멘트 등이 이용 가능하다.
(9) 실시형태에서는 LED(25)는 실리콘 수지 성형체(26)에 의해 밀봉되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 18에 나타내는 것과 같이, LED(25)가 노출하고 있어도 괜찮다. 이 경우, 글로브(41)의 내면에 형광체 층(44)을 형성함으로써 실시형태와 마찬가지로 백색광을 얻을 수 있다. 또, LED 및 형광체가 흡습하는 것을 방지하기 위해서 글로브(41)의 내부 공간에 질소가스나 건조공기를 봉입하거나, 내부의 가스를 배기하여 진공 상태로 해 두는 것이 바람직하다.
본 발명은 조명 일반에 널리 이용할 수 있다.
1 조명용 광원
11 히트싱크 부재
12 핀
13 관통구멍
14 상면
15 케이스
16 E형 베이스
17 프린트 배선 판
18 전원회로
19 배선
21 탑재기판
22 금속기판
23 절연 층
24 발광부
25 LED
26 실리콘 수지 성형체
27 전극 패드
28 주연부
29 배선 패턴
31 히트싱크 부재
32 개구
33 관통구멍
34 오목부
35 주연부
36 핀
37 점차 넓어지는 내주면
38 히트싱크 부재의 상면
39 발광부의 정상부의 면
41 글로브
42 밀봉 밸브
43 밀봉재
44 형광체 층
61 히트싱크 부재
62 탑재기판
64 발광부

Claims (10)

  1. 베이스를 통해서 전력 공급을 받는 전구형 조명용 광원으로,
    베이스가 돌출 형성되어 있는 동시에 내부에 전원회로를 수용하고 있는 볼 형상(bowl-shaped)의 케이스와,
    상기 볼 형상의 케이스의 개구를 봉쇄하는 상태로 고정된 제 1 히트싱크 부재와,
    상기 제 1 히트싱크 부재의 개구 봉쇄 면에 대향하는 표면에 면 접촉시켜서 배치된 탑재기판과,
    상기 탑재기판의 상기 제 1 히트싱크 부재에 접촉하는 접촉 면에 대향하는 표면에 탑재되며, 상기 전원회로로부터 전력 공급을 받아서 발광하는 발광소자 및 당해 발광소자에서 나온 광의 파장을 변환하는 파장변환 부재를 포함하는 발광부와,
    적어도 상기 발광부의 광 사출방향을 덮는 글로브와,
    탑재기판의 상기 표면에서의 상기 발광부가 배치되어 있지 않은 영역에 면 접촉하는 제 1 부분과 상기 제 1 히트싱크 부재에 면 접촉하는 제 2 부분을 갖는 제 2 히트싱크 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 전구형 조명용 광원.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 히트싱크 부재의 적어도 일부는 상기 글로브에 의해 덮이지 않고 외부에 노출하고 있는 것을 특징으로 하는 전구형 조명용 광원.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 히트싱크 부재는 평판이며, 그 일방의 주 면이 상기 제 2 부분이고, 상기 주 면의 일부가 오목하게 들어가서 상기 제 1 부분이 형성되어 있는 동시에, 오목부의 일부가 타방의 주 면까지 관통하는 개구로 형성되며, 당해 개구에 상기 발광부가 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 전구형 조명용 광원.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 개구의 내주는 상기 타방의 주 면에 가까워짐에 따라서 점차 넓어지는 것을 특징으로 하는 전구형 조명용 광원.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 히트싱크 부재와 상기 탑재기판의 접촉면적은 상기 발광부와 상기 탑재기판의 접촉면적보다 넓은 것을 특징으로 하는 전구형 조명용 광원.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 히트싱크 부재에서의 상기 제 1 부분은 탑재기판의 상기 표면에서의 주연부 전체 둘레에 걸쳐서 면 접촉하고 있거나, 또는 탑재기판의 상기 표면에 배치된 전극 패드 부근을 제외하고 전체 둘레에 걸쳐서 면 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 전구형 조명용 광원.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 히트싱크 부재에서의 상기 제 1 부분의 두께는 상기 탑재기판의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 전구형 조명용 광원.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 탑재기판은 상기 제 1 히트싱크 부재의 개구 봉쇄 면에 대향하는 표면에 면 접촉시켜서 배치된 금속기판과 당해 금속기판의 상기 제 1 히트싱크 부재에 접촉하는 접촉 면에 대향하는 표면의 일부 영역에 적층된 절연 층으로 구성되고,
    상기 발광부는 상기 절연 층에 배치되어 있으며,
    상기 제 2 히트싱크 부재에서의 상기 제 1 부분은 상기 금속기판의 상기 표면에서의 상기 절연 층이 적층되어 있지 않은 영역에 면 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 전구형 조명용 광원.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 글로브는 상기 제 2 히트싱크 부재에 설치된 나사 홈에 나사결합되거나 또는 열 전도성 접합재로 접합되어서 상기 제 2 히트싱크 부재에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전구형 조명용 광원.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광부의 정상부는 상기 제 2 히트싱크 부재의 표면보다도 탑재기판에 수직인 방향으로 돌출하고 있는 것을 특징으로 하는 전구형 조명용 광원.
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