KR20140004452A - 방열 도료를 포함한 엘이디 램프 용 방열 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디 램프에서 엘이디 소자가 구비되는 LED 기판 상단에 구비되는 방열 도료를 포함한 엘이디 램프 용 방열 장치에서, 상기 엘이디 램프의 외부 케이스에 수지와 고체 금속 입자 혹은 고체 입자를 함유 하는 방열 도료를 코팅하고, 상기 금속 혹은 고체 입자는 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 주석(Sn) 등의 산화물, 유화물, 카바이드나 흑색의 금속 미분 혹은 카본블랙 중에서 하나를 사용하거나 혹은 두 개 이상을 혼합 사용할 수 있으며, 상기 외부 케이스에 코팅된 방열 도료의 코팅 두께는 50 - 60 μm이고, 전체 도료의 무게를 기분으로 해서 평균 고체 입자의 비율도 50 - 78 % 이며, 상기 방열 장치는 용매 탱크와 용매 탱크 상단에 구비된 응축관으로 구성되고, 상기 용매 탱크 내부에 용매가 채워지고 LED 램프의 열에 의해 용매가 증발되면 증발관을 통해 응축관으로 전달되고 다시 출구관을 통해 용매 탱크로 전달되며, 상기 증발관은 용매 탱크 안에서 상부에 출구관은 용매 탱크 안에서 하부에 위치하므로서, 용매 탱크를 사용함에도 상대적으로 적은 크기의 방열 장치를 엘이디 램프의 외부에 장착할 수 있도록 하여 효과적으로 방열을 하게 되는 엘이디 램프를 제작할 수 있도록 한다.

Description

방열 도료를 포함한 엘이디 램프 용 방열 장치{HEAT RELEASE DEVICES USING THE HEAT RELEASE PAINT FOR LED LAMP}

본 발명은 엘이디(LED) 램프(lamp)에서 발생하는 열의 방열성을 향상시키기 위해, 용매 탱크냉에 용매를 구비하고, 응축열을 이용하여 방열을 효과적으로 향상시키고, 또한, 열전도성 방열 도료를 포함하는 엘이디([0001] LED)용 전기제품에 관한 것이다. 것에 관한 것이다.

종래의 엘이디(LED) 램프는 열이 많이 발생되며, 따라서 시스템 내부 열을 외부로 확산시키지 못하면 시스템 안정성에 심각한 우려를 제공하며, 이러한 열은 제품의 수명 단축이나 고장 오동작 등을 유발할 수 있다.

그래서, 시스템 내부의 열을 방출하거나 냉각시켜야 한다. 종래 이러한 열을 효율적으로 제어하기 위한 방법들이 많이 시도되었으며, 히트싱크, 히트파이프, 냉각팬을 사용하는 것이 일반적이었다. 그러나, 전자기기의 성능향상, 경량화, 슬림화 등에 의해 사용에 제약이 따를 뿐만 아니라 성능향상이 요구된다.

또한, LED 램프의 경유 야외에 사용하거나, 주변의 디자인과 조화를 이루기 위해서는 LED 램프 케이스 외부 표면 도료를 코팅하게 되는 경우가 많다. 하지만. 도료 물질은 통상 수지막을 형성하는 것이므로, LED 램프의 방열 특성을 저하하게 된다. 통상 LED 램프는 열을 많이 발생하는 소자를 사용하는 발광장치이므로, LED 램프에서 발생하는 열을 방출할 필요가 있게 된다.

종래의 전자장비 회로에는 발열체와 방열체 사이에 발열체의 방열을 위해 열전도성 시트, 열전도성 그리스, 열전도성 접착제 등이 사용되었다.

일반적으로 LCD TV, PDP, 컴퓨터, 통신기 등의 시스템 내부 열을 외부로 확산시키지 못하면 시스템 안정성에 심각한 우려를 제공하며, 이러한 열은 제품의 수명 단축이나 고장 오동작 등을 유발할 수 있다.

그래서, 시스템 내부의 열을 방출하거나 냉각시켜야 한다. 종래 이러한 열을효율적으로 제어하기 위한 방법들이 많이 시도되었으며, 히트싱크, 히트파이프, 냉각팬을 사용하는 것이 일반적이었다.그러나, 전자기기의 성능향상, 경량화, 슬림화 등에 의해 사용에 제약이 따를 뿐만 아니라 성능향상이

요구된다. 이에 따라 방열 시트나 금속물질로 된 열 확산시트 등이 널리 사용진다.

그리고, 방열 시트에 관한 선행기술로서 한국공개특허 제2003-0032769호에는 구리 흑연 등의 분말을 사용한 기술이 개시되어 있으며, 일본공개특허 제2005-57088호 및 일본공개특허 제2004-43650호는 흑연, 알루미나 등으로 제조된열전도성 시트가 개시되어 있다. 그러나, 종래의 개시된 방열 시트나 열전도성 시트는 사용성이 한정되고 필러 가루 등이 오염원이 되며, 열 전도도는 1.5∼2W/m·K가 되지만, 두께가 두꺼우면 열전도성이 떨어져 효과적인 개선방안을 찾을 수 없는 문제점이 있다.

선행기술 1 : 한국공개특허 제2003-0032769호(2003년04월26일) 선행기술 2 : 일본공개특허 제2005-57088호 (2005년09월10일)

본 발명에서는 LED 램프의 열을 가장 효과적으로 제거하기 위한 방법으로는 응축열을 사용하는 것인데, 이때 응축기와 탱크의 이상적인 배치가 문제가 된다. 따라서, 본 발명에서는 용매 탱크, 응축관 및 LED 소자가 장착된 기판을 효과적으로 장착하여 컴팩트하면서도 효과적인 방열이 가능한 엘이디 램프용 방열 장치를 제공함을 목적으로 하고 있다.

상기 목적은, 엘이디 램프에서 엘이디 소자가 구비되는 LED 기판 상단에 구비되는 방열 도료를 포함한 엘이디 램프 용 방열 장치에서, 상기 엘이디 램프의 외부 케이스에 수지와 고체 금속 입자 혹은 고체 입자를 함유 하는 방열 도료를 코팅하고, 상기 금속 혹은 고체 입자는 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 주석(Sn) 등의 산화물, 유화물, 카바이드나 흑색의 금속 미분 혹은 카본블랙 중에서 하나를 사용하거나 혹은 두 개 이상을 혼합 사용할 수 있으며, 상기 외부 케이스에 코팅된 방열 도료의 코팅 두께는 50 - 60 μm이고, 전체 도료의 무게를 기분으로 해서 평균 고체 입자의 비율도 50 - 78 % 이며, 상기 방열 장치는 용매 탱크와 용매 탱크 상단에 구비된 응축관으로 구성되고, 상기 용매 탱크 내부에 용매가 채워지고 LED 램프의 열에 의해 용매가 증발되면 증발관을 통해 응축관으로 전달되고 다시 출구관을 통해 용매 탱크로 전달되며, 상기 증발관은 용매 탱크 안에서 상부에 출구관은 용매 탱크 안에서 하부에 위치하며, 상기 용매 탱크 내에 용매가 구비되므로서 해결된다.

그리고, 상기 코팅된 방열 도료는 내부층 하부층 상부층의 세 개 층으로 구비되고, 내부층의 고체 입자의 비율이 하부층이나 상부층보다 더 높거나, 내부층에 판형 구조의 고체 입자를 함유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 용매 탱크를 사용함에도 상대적으로 적은 크기의 방열 장치를 엘이디 램프의 외부에 장착할 수 있도록 하여 효과적으로 방열을 하게 되는 엘이디 램프를 제작할 수 있도록 한다.

도 1은 용매 탱크와 응축관을 나타낸 도면이다.
도 2는 용매 탱크와 응축관의 원리도이다.
도 3은 응축관의 기울어진 각도를 나타낸 도면이다.
도 4는 용매 탱크의 내부를 나타낸 실시예의 도면이다.
도 5내지 도 9는 방열 도료를 코팅이 적용되는 엘이디 램프를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 용매 탱크를 이용한 LED 램프의 방열에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 용매 탱크와 응축관을 나타낸 도면이다.

도면에서처럼 용매 탱크(10) 상부에, 증발관(20)이 연결되고 다시 증발관(20)은 감긴 형태로 이루어진 응축관(20a)과 연결된다. 그리고 응축관(20a)의 출구관(30)은 다시 용매 탱크(10)와 연결된다.

한편, 용매 탱크는 어느정도 진공을 유지하여야 하는데, 진공을 만들기 위한 배기관(50)이 더 형성된다. 그리고 상기 배기관을 통해 공기를 제거하여 진공을 만들면, 상기 배기관(50)을 마개(50a)로 막아준다. 상기 배기관 마개(50a)는 압력이 비정상적으로 높아지면, 마개(50a)가 빠져서 과열에 따른 폭발을 방지하는 효과를 가지게 된다.

한편, 용매 탱크(10)하단에는 기판(110)이 구비되고 상기 기판에는 통상의 LED 소자(100)가 더 구비된다.

도 2는 용매 탱크와 응축관의 원리도이다.

용매 탱크(10)내에 용매(40)가 담겨져 있고, LED 소자(100)의 발열에 의해 기판(110)의 온도가 올라갈 경우 상기 용매(40)는 기화현상이 일어나게 된다. 즉, 용매인 액체가 기체로 되는 것이다.

그러면, 상기 기체는 증발관(20)을 통해 코일처럼 회전하는 응축관(20a)을 지나게 되면, 열이 식어져서 다시 용매인 액체로 되돌아 가게 된다. 그러면 상기 액체는 출구관(30)을 통해 용매 탱크(10)로 들어가게 되돌아가게 된다,

이때, 증발관(20)의 끝단은 용매 탱크(10) 위쪽에서 시작되지만, 출구관(30)의 끝단은 용매 탱크(10) 아래 쪽까지 내려오게 된다, 그 이유는 증발관(20)은 기화되는 기체이므로 위에서 시작되는 것이고, 출구관(30)은 액체이므로 아래까지 내려오게 되는 것이다.

즉, 상기와 같은 단계를 통해 LED 소자(100)에서 발생한 열을 제거하며, 이를 위해 용매가 기화되고 다시 응축되는 순환 과정을 거치게 되는 것이다.

한편, 상기 용매는 기화성이 있는 다양한 액체의 사용이 가능하다. 알콜, 프레온, 혹은 다양한 용매이며, 혹은 순수한 물도 사용이 가능한 것이다.

그리고, 도면에서처럼 용매 탱크(10)에 용매(40)가 전부 채워지는 것이 아니다, 통상 10 %에서 80% 정도 채워지게 되는 것이다. 이때, 물질 열수지식은 간단하다. 적분과 시간 및 열 전달 속도의 개념을 도입할 필요가 없고, 램프의 무게 및 각각에 사용되는 재료의 비열을 고려하면 된다. 그리고, 냉매로 사용되는 물질의 기화열을 고려하게 된다. 이에따른 물질 수지식은 아래와 같다.

(T) x t(낮추는 온도) x 비열 x (G1 + G2 + G3)

= (T) x M(사용되는 냉매 질량) x 기화열

이때, G1, G2, G3 등은 램프에 사용되는 각 물질의 무게이다. 그리고, 여기서 고려되어야 할 것은 시간(T)이다. 즉 어느정도의 시간에 온도를 얼마큼 낮추느냐인 데 이것은 실험에 의해 정해진다.

도 3은 응축관의 기울어진 각도를 나타낸 도면이다.

증발관(20)과 응축관(20a)는 직각이 아니라, 응축관(20a)이 약간 기울어진 형태를 가지게 된다. 그 이유는 증발된 기체의 열이 제거되어 액체로 된 다음에는 중력의 작용에 의해 순환되어 다시 용매 탱크(10)로 되돌아 가기 때문이다. 따라서, 중력의 작용에 의하려면 어느정도 기울기는 필요하기 때문이다.

이때, 도면에서처럼 기울어지게 되는 각도는 45도 이내가 된다, 즉, 0.1도에서 45까지가 될 수 있고, 기울기가 너무 크면 응축관(20a)의 설계에 어려움을 겪기 때문에 45를 넘지 않는 것이 좋게 된다.

도 4는 용매 탱크의 내부를 나타낸 실시예의 도면이다.

기판(110)에서 발생하는 열은 용매 탱크(10)를 통해 용매(40)에 전달되게 되는데, 이때, 용매에 전달되는 효과를 더 높이기 위해 용매와 접촉되는 면적을 크게 할 필요가 있게 된다. 따라서, 용매 탱크(10) 내에 돌출부(10a)를 형성하게 된다.그렇게 하므로서 기판(110)의 열이 용매에 더 잘 전달되게 되는 것이다.

본 발명은 엘이디 램프의 외부 케이스에 방열 도료를 코팅하는 것을 특징으로 한다. 따라서 먼저 본 발명에서 사용되는 방열 도료를 실시예를 통해 설명하고자 한다.

도 5내지 도 9는 방열 도료를 코팅이 적용되는 엘이디 램프를 나타내는 도면이다.

도 5는 사각형 형태의 엘이디 램프(10)의 배면을 나타내는데, 도면에서처럼 배면의 외부 케이스(40)에는 방열판(20)이 구비된다. 상기 방열판(20)은 엘이디 램프의 방열효과를 높이기 위해 핀(fin) 형태로 방열판(20)을 만들게 된다. 즉 공기와의 접촉 면적을 늘여서 방열 효과를 더 갖도록 한 것이다.

도 6은 원형 형태의 엘이디 램프(10)를 나타낸 도면이다. 마찬가지로 엘이디 램프(10) 배면의 외부 케이스(40) 에는 핀모양의 방열판(20)을 구비한다.

상기 방열판도 공가와이 접촉 면적을 늘여서 방열 효과를 더 갖도록 한 것이다.

도 7은 엘이디 램프의 앞면 구조를 나타낸 도면으로, 칩 형태의 엘이디(LED)소자(30)가 메트릭스 상을 배열되어 있게 된다. 따라서, 전원을 공급하면 상기 엘이디 소자(30)가 발광을 하여 빛이 방출되게 되지만, 상당 량의 열도 발생하게 되어, 이때 발생하는 열을 효과적으로 방열하지 않으면 엘이디 소자의 수명은 짧아지게 되는 것이다.

도 8은 방열판을 구비하지 않은 엘이디 램프를 나타내는 도면이다.

엘이디 용량이 적거나 벽 등에 부착하는 형태가 될 때에는 설계 편의상 방열판이 구비되지 않게 되는 것이다.

도 9는 방열 도료가 코팅되는 방법을 타나낸 도면이다.

본 발명의 실시예에서는 방열 도료를 엘이디 램프의 외부 케이스에 코팅할 때에 통상 방열 도료는 단층으로 코팅하며, 그 두께는 50 -60 μm를 넘지 않는 것이 좋다. 너무 두꺼우면 방열성이 떨어지고 너무 얇으면 피막 효과가 떨어지기 때문에 적당한 두께를 고려하게 되는 것이다.

이때, 고체 입자의 함량비에 따라 방열성이 차이가 나는데 일반적으로 고체 입자가 많을수록 방열성은 높아지지만, 고체 입자가 너무 많으면 도료의 접착성은 떨어지게 되는 것이다.

따라서, 이러한 부분을 보완하기 위해 도료층(50)을 3 개 층으로 나누어 코팅을 하게 된다. 즉, 외부 케이스와 직접 접촉하는 하부층(53), 외부에 노출되는 상부층(51) 및 가운데에 존재하는 내부층(52)이 존재하게 된다.

이때 내부층에는 전체 무게(방열도료 전체의 무게)에서 금속 입자가 차지하는 비율이 60 - 85%까지 될 수 있고, 하부층(53)가 상부층(51)은 금속입자가 차지하는 비율을 40- 50%가지 할 수 있다.

하지만, 내부층은 상부층과 하부층보다 3배 이상 두껍게 형성하여, 결과적으로 3 개층을 모두 포함해서 전체 방열 도료 내에서는 금속 입자의 함량을 고려하면, 금속 입자가 차지하는 비중이 더 증가되게 되는 것이다.

즉, 금속 입자의 비율이 높아지면 접착성이 떨어지므로 하부층과 상부층에만 금속 입자의 비율을 낮추고, 내부 층에만 금속 입자의 비율을 높여서, 방열 도료 전체에서 볼 때에는 금속 입자의 함량은 높이지만, 접착성을 그대로 유지하도록 하는 것이다.

- 실시예 1 -

방열 도료의 원리는 수지에 열 전도성이 뛰어난 금속 분말을 혼합하는 것이다. 실시예 1에서 사용되는 금속 분말은 “아연 및 아연- 알루미늄 혼합 계”이다.

상기 금속 분말의 모양은 판형 혹은 구형이 모두 사용될 수 있다. 구형이 표면이 반드시 매급럽지 않아도 된다, 그리고 입자의 평균 크기는 2-10㎛이지만, 효과를 높이기 위해서는 1-2㎛ 정도의 작은 입자를 사용하게 된다. 판형인 경우도 길이가 10 ㎛ 넘지 않는 것이 좋다. 물론 판형 이외에 바형을 사용할 수 있으며, 이 경우도 10 ㎛ 넘지 않는 것이 좋다. 당연히 최적의 사이즈는 3-4 ㎛ 이다.

이러한 혼합 입자를 사용하면, 상기 아연도료를 구성하는 안료 성분인 아연분말을 구형 아연분말과 판형 알루미늄 분말로 된 혼합분말로 대체함으로써, 도료의 방식성 뿐만 아니라 판형 알루미늄의 열반사성에 의한 방열성이 개선된 고내후성 아연계 방식, 방열도료가 된다.

또한, 상기 입자 이외에 산화알루미늄(Al oxide),탄산칼슘(CaCO3 ) 및 마이카(Si) 등을 첨가할 수 있으며, 상기 성분들을 5-10%(상기의 아연 및 알루미늄 혼합 입자를 기준으로 하여 무게 질량비를 나태내는 퍼센트임.) 혼합하게 된다. 그밖에 첨가물질로는 염수산용액이 0.2-0.8%(상기의 아연 및 알루미늄 혼합 입자를 기준으로 하여 무게 질량비를 나태내는 퍼센트임.) 첨가될 수 있다. 상기 염수산 용액은 도막 건조를 빠르게 하는 효과를 가진다.

그리고, 상기 혼합물에 용매를 사용하게 되는 데, 유기용매로는 에폭시 혹은 염화 고무계 용매가 사용된다, 때로는 무기 용매도 사용되며 무기 용매로는 실리케이트 용매가 있다.

이때, 용매와 첨가제 및 혼합 입자(아연 및 알루미늄 혼합 입자)를 모두 합한 무게를 100이라고 했을 때, 상기 혼합 입자의 비율은 40 - 85% 정도가 적당하다.

상기와 같은 재료를 기반으로 엘이디 램프의 외부 케아스에 50 ㎛ - 60 ㎛ 이내의 두께로 코팅하게 된다.

물론 상기이 분말 이외에, 은(Ag) 분말을 사용할 수 있고, 세라믹 분말(Low Temperature Cofired Ceramic), 알루미늄나이트라이드 분말, 보론나이트라이드 분말, 알루미나 분말도 사용이 가능하다, 그리고, 수지 용매로는 상기의 제품 이외에 페녹시계 수지, 우레탄계 촉매 경화수지, 실리콘계 촉매 경화수지도 사용은 가능하다.

- 실시예 2 -

실시예 2에서는 다양한 안료 입자를 사용하는 것을 특징으로 한다, 고체 분말 입자(혹은 혼합 입자)로 사용할 수 있는 것은 다음과 같다.

알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 실리카(SiO2), 지르콘(ZrSiO4), 마그네시아(MgO), 이트륨(Y2O3), 코지라이트(2MgO·2Al2O3·5SiO2), β스포듀민(Li2O·Al2O3·4SiO2), 멀라이트(Al2O3·3SiO2), 티탄산알루미늄(Al2O3·TiO2)등올 대표되는 금속 산화물을 사용한다. 그리고 상기 입자들은 카본 블랙을 주 소재로 하여 혼합되게 된다. 즉 카본 블랙과 상기 입자의 비율은 1: 10 - 10 :1 정도가 바람직하다. 하지만 상황에 따라 5; 5 정도로 할 수 있다.

그리고, 상기 도막에는 본 발명의 작용을 해치지 않는 범위에서 카본블랙등의 흑색첨가제 외에, 방청안료, 실리카등의 안료를 첨가하여도 좋다. 또는, 흑색첨가제 이외의 다른 방열성을 가지는 첨가제(예를 들면, TiO2, 세라믹스, 산화철, 산화알루미늄, 유산바륨, 산화규소등을 1 종 또는 2 종이상에서 적어도 1 종)도 본 발명의 작용을 해치치 않는 범위에서 첨가할 수 있다.

한편, 상기 입자들의 바인더로서 수지를 사용할 수 있으며, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀 수지, 불소 수지를 사용할 수 있다. 그리고 상기 수지에, 멜라민계, 벤조그아나민계, 이소시아네이트계 등의 가교제를 함유시켜도 된다.

한편, 경우에 따라서는 미량 첨가재 사용도 가능한데, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산염 등의 분산제 사용도 가능하다.

그리고, 수지와 첨가제 및 고체 입자(혹은 혼합 입자)및 첨가제를 모두 합한 무게를 100이라고 했을 때, 상기 고체 입자의 비율은 40 - 85% 정도가 적당하다.

상기와 같은 재료를 기반으로 엘이디 전기제품 외관에 50 ㎛ - 60 ㎛이내의 두께로 코팅하게 된다.

- 실시예 3 -

실시예 3은 멜라민 수지에 카본 블랙을 주재료로 하여 방열성과 내구성을 높이는 조성물에 관한 것이다.

수지로는 멜라민 수지를 사용하지만, 폴리에스터 수지도 가능하고 안료로는 카본 블랙이 사용된다. 물론 당연하세는 상기 카본 블랙 대신에. Fe, Co, Ni, Cu, Mn, Mo, Ag, Sn 등의 산화물, 유화물, 카바이드나 흑색의 금속 미분등을 사용할 수 있다. 그러나 본 실시예에서는 가장 바람직한 것은 카본블랙이다.

그리고, 상기 고체 입자를 하나 만 사용할 수도 있지만, 상기 고체 입자 중에서 2 개 이상을 혼합해서 사용할 수 있음은 당연하다.

또한, 수지로는 에폭시변성폴리에스테르계 수지, 및/또는 페놀유도체를 골격으로 도입한 폴리에스테르계 수지를 선택하여 추가로 사용할 수 있다. 그리고 상기 수지에 이소시아네이트계 수지등을 가교재로서 혼합하여 사용할 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 멜라민계 수지가 추전되어진다.

그리고, 본 실시예의 금속 입자의 크기는 앞의 실시예를 따르게 된다.

첨가재로는 전체 무게(수지와 첨가제 및 고체 입자)를 기준으로 해서 경화 촉진재와 분산재를 5% 이내로 사용한다. 용제로른 케톤계와 타화수소계와 아세테이트계를 사용한다. 그리고 상기 조성물은 10 % 이내로 사용한다.

한편, 수지와 첨가제 및 고체 입자(혹은 혼합 입자)및 첨가제를 모두 합한 무게를 100이라고 했을 때, 상기 고체 입자의 비율은 40 - 85% 정도가 적당하다.

한편, 본 발명에서 사용되는 방열 도료는 적외선 적외선(4.5∼15.4㎛)의 방사를 향상 시키는 것이 중요한 목적 중에 하나이다. 그리고, 이러한 적외선 방사를 측정할 수도 있는데 적분방사율[상기 E(T=100℃)]로 나타내기도 한다.

상기 적외선(파장 4.5∼15.4㎛)의 임의의 파장역에 있어서의 분광방사율의 최대치 A 와 최소치 B 와의 차(A-B)는 0.35 이하인 것이 바람직하다. 이「A-B」는 상기 적외선 파장역에 있어서「방사율의 변화폭」을 나타내는 것으로,「A-B ≤0.35」는 상기 적외선 파장역의 어느 것에 있어서도 안정되고 높은 방사특성을 발휘하는 것을 나타내고 있다.

참고적으로, 일반 물체의 방사 발산도와 같은 온도의 흑체(黑體) 방사 발산도의 비. 임의의 특정 파장에 대하여 일반 물체의 방사 발산도와 같은 온도의 흑체 방사 발산도의 비를 단색 방사율 또는 분광 방사율이라고 한다.

한편, 본 실시예에서 예시한 수지 이외에도 다양한 수지의 사용이 가능하며, 도막중에 첨가되는 수지(방열도막을 형성하는 베이스수지)의 종류는 방열특성의 관점에서는 특별히 한정하지 않고, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 포리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 불소계 수지, 실리콘계 수지 및 이 들의 혼합 또는 변성한 수지등을 적절히 사용할 수 있다.

단, 본 발명 도장체는 전자 기기의 틀체로서 사용되기 때문에, 방열성외에도 가공성의 향상도 요구되는 것을 고려하면 상기 베이스수지는 비친수성 수지인 것도 사용 가능하다.

이와 같은 비친수성(非親水性)는 예를 들면, 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, 불소계 수지, 실리콘계 수지 및 그 들의 혼합 또는 변성된 수지등의 사용이 바람직하고, 그 중에서도 폴리에스테르계 수지 또는 변성된 폴리에스테르계 수지(에폭시변성폴리에스테르계 수지, 페놀유도체를 골격으로 도입한 폴리에스테르계 수지등의 열경화성(熱硬化性) 폴리에스테르계 수지 또는 불포화 폴리에스테르계 수지)의 사용이 가능할 수가 있는 것이다.

- 실시예 4 -

한편 엘이디 램프 자체가 열을 많이 방출하기도 하고, 또한 엘이디 램프가 외부에서 장기간 노출되면서 강렬한 햇빛을 받을 경우에는 외부 케이스의 온도가 상당히 상승할 수가 있다. 이러한 경우를 대비하여 내열성 수지를 혼합할 수 있다.

즉, 전체 수지에서 10- 25 % 정도 내열성 수지를 혼합하도록 하는 것이다. 이때 내열성 수지로는 엔지니어링 플라스틱 소재가 사용될 수 있는 것이다. 내열성 엔지니어링 플라스틱으로서는 폴리에테르에테르케톤(PEEK, Polyether ether ketone), 서모플라스틱폴리이미드(TPI, thermoplastic polyimide), 폴리에테르이미드(PEI, Polyether imide), 폴리에테르술폰(PES, Polyether sulfone), 폴리아크릴설폰(PAS, Polyacrylsulfone) 등이 사용된다. 즉, 상기 내열성 엔지니어링 플라스 틱 미세 분말(입자 1-2 ㎛)을 앞의 실시예의 수지에 혼합하여 사용한다.

상기 전도성 엔지니어링 플라스틱 내에 카본화이버, 휘스커, 카본파우더, 니켈코팅카본화이버, 스테인레스스틸파이버, 구리코팅화이버 등의 입자가 3-5 % 혼합된어 사용된다.

그리고 내 마모성을 향상 시키기 위해 불소수지 혹은 가장 바람직한 것은 폴리테트라 플루오르에틸렌(PTFE,polytetrafluoroethylene)(상표명 테프론으로 널리 알려져 있다.)를 내열성 플라스틱의 2-10 ％(무게 기준)로 소량 첨가한다.

이러한 조성으로 하므로서, 고열의 환경에 사용되는 엘이디 램프의 방열 도료에 사용이 가능하게 되는 것이다.

10 : 용매 탱크 20 : 증발관
20a : 응축관 30 ; 출구관
50 : 배기관 50a : 마개
110 : 기판 100 : LED 소자
40 : 용매 10a : 돌출부
120 ; 몰드재

Claims (2)

1. 엘이디 램프에서 엘이디 소자가 구비되는 LED 기판 상단에 구비되는 방열 도료를 포함한 엘이디 램프 용 방열 장치에서,
   상기 엘이디 램프의 외부 케이스에 수지와 고체 금속 입자 혹은 고체 입자를 함유 하는 방열 도료를 코팅하고, 상기 금속 혹은 고체 입자는 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 주석(Sn) 등의 산화물, 유화물, 카바이드나 흑색의 금속 미분 혹은 카본블랙 중에서 하나를 사용하거나 혹은 두 개 이상을 혼합 사용할 수 있으며,
   상기 외부 케이스에 코팅된 방열 도료의 코팅 두께는 50 - 60 μm이고, 전체 도료의 무게를 기분으로 해서 평균 고체 입자의 비율도 50 - 78 % 이며,
   상기 방열 장치는 용매 탱크와 용매 탱크 상단에 구비된 응축관으로 구성되고, 상기 용매 탱크 내부에 용매가 채워지고 LED 램프의 열에 의해 용매가 증발되면 증발관을 통해 응축관으로 전달되고 다시 출구관을 통해 용매 탱크로 전달되며, 상기 증발관은 용매 탱크 안에서 상부에 출구관은 용매 탱크 안에서 하부에 위치하며, 상기 용매 탱크 내에 용매가 구비되는 것을 특징으로 하는 방열 도료를 포함한 엘이디 램프 용 방열 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 코팅된 방열 도료는 내부층 하부층 상부층의 세 개 층으로 구비되고, 내부층의 고체 입자의 비율이 하부층이나 상부층보다 더 높거나, 내부층에 판형 구조의 고체 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 방열 도료를 포함한 엘이디 램프 용 방열 장치.
   

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