KR101607290B1 - 자외선 경화 장치 - Google Patents

Abstract

자외선 경화 장치가 제공된다. 상기 자외선 경화 장치는 베이스 기판, 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 파장의 자외선광을 제공하는 제1 발광 소자, 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 파장과 다른 제2 파장의 자외선광을 제공하는 제2 발광 소자, 제1 발광 소자 상에 형성된 제1 실린더형 렌즈 및 제2 발광 소자 상에 형성된 제2 실린더형 렌즈를 포함한다.

Description

자외선 경화 장치{UV curing apparatus}

본 발명은 자외선 경화 장치에 관한 것이다.

자외선 LED는 소모전력이 작고 소형화 및 경량화가 가능하다. 특히, 자외선 LED는 수명이 길어서 기존의 아크 램프 유형(Arc Lamp type)의 자외선 광원을 혁신적으로 대체 할 수 있다. 하지만, 제품화 과정에서, 광 에너지 효율, 집광, 다파장 구현 등 해결해야 할 여러가지 과제가 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는, 광손실을 최소화한 자외선 경화 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 자외선 경화 장치의 일 실시예는, 베이스 기판, 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 파장의 자외선광을 제공하는 제1 발광 소자, 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 파장과 다른 제2 파장의 자외선광을 제공하는 제2 발광 소자, 제1 발광 소자 상에 형성된 제1 실린더형 렌즈 및 제2 발광 소자 상에 형성된 제2 실린더형 렌즈를 포함한다.

상기 제1 발광 소자는 다수개이고, 다수의 제1 발광 소자는 제1 방향으로 일렬로 배열되고, 제1 실린더형 렌즈는 다수의 제1 발광 소자 상에, 제1 방향으로 길게 연장되어 형성될 수 있다.

상기 제2 발광 소자는 다수개이고, 다수의 제2 발광 소자는 제1 방향으로 일렬로 배열되고, 제2 실린더형 렌즈는 다수의 제2 발광 소자 상에, 제1 방향으로 길게 연장되어 형성될 수 있다.

상기 제1 실린더형 렌즈 상에 배치된 제3 실린더형 렌즈를 더 포함하고, 다수의 제1 발광 소자로부터 발생된 자외선광은, 제1 실린더형 렌즈 및 제3 실린더형 렌즈를 통과하여 선광이 될 수 있다.

상기 제1 실린더형 렌즈와 제3 실린더형 렌즈 사이의 거리를 조절하여 선광의 폭을 조절할 수 있다.

상기 다수의 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자로부터 발생된 자외선광은, 제1 실린더형 렌즈 및 제2 실린더형 렌즈를 통과하여 면광이 될 수 있다.

상기 제1 발광 소자는 다수개이고, 제2 발광 소자는 다수개이고, 제1 실린더형 렌즈는 다수의 제1 발광 소자 중 일부와 다수의 제2 발광 소자 중 일부 상에 배치되고, 제2 실린더형 렌즈는 다수의 제1 발광 소자 중 다른 일부와 다수의 제2 발광 소자 중 다른 일부 상에 배치될 수 있다.

상기 제1 발광 소자와 제2 발광 소자는 서로 교대로 배치되고, 제1 실린더형 렌즈는 교대로 배치된 제1 및 제2 발광 소자 중 일부 상에 배치되고, 제2 실린더형 렌즈는 교대로 배치된 제1 및 제2 발광 소자 중 다른 일부 상에 배치될 수 있다.

상기 제1 및 제2 발광 소자는 LED(light emitting diode)를 포함할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 자외선 경화 장치의 다른 실시예는, 베이스 기판, 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 파장의 자외선광을 제공하는 제1 발광 소자, 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 파장과 다른 제2 파장의 자외선광을 제공하는 제2 발광 소자, 제1 발광 소자 상에 형성된 제1 비구면 렌즈 및 제2 발광 소자 상에 형성된 제2 비구면 렌즈를 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 자외선 경화 장치의 또 다른 실시예는, 베이스 기판, 베이스 기판 상에 제1 방향으로 일렬로 배열되고, 제1 파장의 자외선광을 제공하는 다수의 제1 발광 소자, 베이스 기판 상에 제1 방향으로 일렬로 배열되고, 제1 파장과 다른 제2 파장의 자외선광을 제공하는 다수의 제2 발광 소자, 다수의 제1 발광 소자 상에, 제1 방향으로 길게 연장되어 형성된 제1 실린더형 렌즈, 다수의 제2 발광 소자 상에, 제1 방향으로 길게 연장되어 형성된 제2 실린더형 렌즈, 베이스 기판 하단에 배치되고, 제1 및 제2 발광 소자에서 발생하는 열을 방출 및 분산하는 히트 스프레더(heat spreader), 히트 스프레더의 외부를 둘러싸도록 형성되고, 열을 통풍시키는 통풍용 커버 및 히트 스프레더를 냉각하는 쿨러를 포함한다.

상기 쿨러는 히트 스프레더 하단에 배치될 수 있다.

상기 제1 실린더형 렌즈 상에 배치된 제3 실린더형 렌즈를 더 포함하고, 다수의 제1 발광 소자로부터 발생된 자외선광은, 제1 실린더형 렌즈 및 제3 실린더형 렌즈를 통과하여 선광이 될 수 있다.

상기 제1 실린더형 렌즈와 제3 실린더형 렌즈의 거리를 조절하여, 선광의 폭을 조절하는 조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 다수의 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자로부터 발생된 자외선광은, 제1 실린더형 렌즈 및 제2 실린더형 렌즈를 통과하여 면광이 될 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 경화 장치를 설명하는 개념도이다.
도 1b는 도 1a의 발광 소자와 전원과의 연결 관계의 일 예를 설명하는 개념도이다.
도 2는 도 1a의 자외선 경화 장치를 적용한 구체적인 실시예를 설명하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 부분 단면도이다.
도 5a 내지 도 5g는 도 4의 A부분을 확대한 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자외선 경화 장치를 설명하는 개념도이다.
도 7a는 도 6의 발광 소자에 의해 발생되는 면광을 설명하는 개념도이다.
도 7b은 도 6의 발광 소자와 전원과의 연결 관계의 일 예를 설명하는 개념도이다.
도 8은 도 6의 자외선 경화 장치를 적용한 구체적인 실시예를 설명하는 사시도이다.
도 9는 도 8의 평면도이다.
도 10은 도 9의 C-C 선을 따라 절단한 부분 단면도이다.
도 11은 도 9의 D-D 선을 따라 절단한 부분 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 경화 장치를 설명하는 개념도이다.
도 13은 도 12의 자외선 경화 장치를 적용한 구체적인 실시예를 설명하는 사시도이다.
도 14는 도 13의 평면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

또한, 이하에서 설명하는 본 발명의 실시예들은 자외선 경화 장치의 발광 소자로 LED(Light Emitting Diode)를 이용하여 설명할 것이다. 그러나, 본 발명은 LED외 다른 발광 소자를 이용한 경화 장치에 모두 적용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술의 당업자에게 자명하다. 또한 본 발명의 도면들에 개시된 발광 소자, 실린더형 렌즈, 비구면 렌즈의 개수는 일 예를 나타낸 것으로, 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 도 1a 내지 도 5g를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 경화 장치에 대해 설명하도록 한다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 경화 장치를 설명하는 개념도이다. 도 1b는 도 1a의 발광 소자와 전원과의 연결 관계의 일 예를 설명하는 개념도이다. 도 2는 도 1a의 자외선 경화 장치를 적용한 구체적인 실시예를 설명하는 사시도이다. 도 3은 도 2의 분해 사시도이다. 도 4는 도 3의 부분 단면도이다. 도 5a 내지 도 5g는 도 4의 A부분을 확대한 부분 단면도이다.

도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 경화 장치(1)는, 베이스 기판(BP), 발광 소자(LE), 제1 실린더형 렌즈(CL1), 제2 실린더형 렌즈(CL2)를 포함한다.

베이스 기판(BP)은 발광 소자(LE)가 배치되는 기판으로써, 다수의 발광 소자(LE)가 베이스 기판(BP) 상에 배치될 수 있다.

발광 소자(LE)는 베이스 기판(BP) 상에 일방향으로 배열될 수 있다.

구체적으로, 발광 소자(LE)는 다수개일 수 있고, 이러한 다수의 발광 소자(LE)는 서로 다른 파장의 자외선광을 제공할 수 있다. 즉, 다수의 발광 소자(LE)가 예를 들어, 제1 내지 제3 발광 소자를 포함한다고 가정하였을 때, 제1 발광 소자는 350nm의 파장을 가지는 자외선광을 제공하고, 제2 발광 소자는 360nm의 파장을 가지는 자외선광을 제공하고, 제3 발광 소자는 370nm의 파장을 가지는 자외선광을 제공할 수 있다. 또는, 제1 및 제2 발광 소자가 제공하는 자외선광의 파장은 동일하고, 제3 발광 소자가 제공하는 자외선광의 파장만 다를 수도 있다. 또한, 다수의 발광 소자(LE)가 예를 들어, 제1 내지 제6 발광 소자를 포함한다고 가정하였을 때, 제1 내지 제3 발광 소자는 350nm의 파장을 가지는 자외선광을 제공하고, 제4 내지 제6 발광 소자는 370nm의 파장을 가지는 자외선광을 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 각각 350nm의 파장과 360nm의 파장의 자외선광을 가지는 발광 소자가 교대로 반복되어 배치될 수도 있다. 이와 같이, 다수의 발광 소자(LE)는 다양한 조합의 발광 소자 즉, 다양한 파장의 자외선광을 제공할 수 있도록 다양한 배열로 존재할 수 있으며, 앞서 설명한 예시로 한정되는 것은 아니다.

제1 실린더형 렌즈(CL1)는 다수의 발광 소자(LE) 상에 길게 연장되어 형성될 수 있다.

구체적으로, 제1 실린더형 렌즈(CL1)는 다수의 발광 소자(LE)가 배열된 방향과 동일한 방향으로 길게 연장되어 형성될 수 있다. 이러한 제1 실린더형 렌즈(CL1)는 다수의 발광 소자(LE)로부터 제공되는 자외선광을 1차적으로 집광시켜주는 역할을 수행할 수 있다. 또한 제1 실린더형 렌즈(CL1)를 통해서 집광된 자외선광은 제2 실린더형 렌즈(CL2)로 제공될 수 있다.

제2 실린더형 렌즈(CL2)는 제1 실린더형 렌즈(CL1) 상에 배치될 수 있다.

구체적으로, 제2 실린더형 렌즈(CL2)는 제1 실린더형 렌즈(CL1) 상에 오버랩되도록 배치되고, 다수의 발광 소자(LE)로부터 발생된 자외선광은, 제1 실린더형 렌즈(CL1)와 제2 실린더형 렌즈(CL2)를 통과하여 선광(LL)이 될 수 있다. 즉, 제1 실린더형 렌즈(CL1)를 통해서 집광된 자외선광은 제2 실린더형 렌즈(CL2)를 통해서 한번 더 집광되어, 선광(LL)이 될 수 있다.

또한, 앞서 설명한 제1 실린더형 렌즈(CL1)와 제2 실린더형 렌즈(CL2) 사이의 거리를 조절하는 것에 의해 선광(LL)의 폭이 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 실린더형 렌즈(CL1)와 제2 실린더형 렌즈(CL2) 사이의 거리가 가까워질수록 선광(LL)의 폭이 넓어질 수 있고, 제1 실린더형 렌즈(CL1)와 제2 실린더형 렌즈(CL2) 사이의 거리가 멀어질수록 선광(LL)의 폭이 좁아질 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.

도 1b를 참조하면, 도 1a의 발광 소자(LE)가 각각 서로 다른 파장의 자외선광을 발생하는 다수의 발광 소자(LE)를 포함한다고 가정하였을 때의 전원과의 연결 관계의 일 예가 도시되어 있다.

구체적으로, 다수의 발광 소자(LE)가 제1 내지 제6 발광 소자(LE1~LE6)를 포함하고, 제1 내지 제6 발광 소자(LE1~LE6)가 각각 서로 다른 파장의 자외선광을 가지는 경우, 도 1b에 도시된 바와 같이, 서로 다른 전원(V1~V6)으로부터 전압을 인가받을 수 있다. 즉, 제1 내지 제6 발광 소자(LE1~LE6)는 각각 제1 내지 제6 와이어(W1~W6)를 통해 제1 내지 제6 전원(V1~V6)과 연결될 수 있다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제6 발광 소자(LE1~LE6)가 서로 다른 파장의 자외선광을 제공하는 경우, 서로 다른 전원(V1~V6)으로부터 각각 전압을 인가받을 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 발광 소자(LE)와 전원(V) 간에 도 1b에 도시된 연결 관계와 다른 연결 관계가 존재할 수도 있으나, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 경화 장치(1)는, 다수의 발광 소자(LE)로부터 제공되는 다양한 파장의 자외선광을 제1 및 제2 실린더형 렌즈(CL1, CL2)를 이용하여 선광(LL)으로 집광시킴으로써, 광 손실을 최소화하고, 광 에너지 효율을 증가시킬 수 있다는 특징이 있다. 또한 다양한 파장의 자외선광을 제공할 수 있기에, 기존의 아크 램프 유형과 같이 풍부한 광량을 넓은 파장 대역으로 제공할 수 있다는 특징이 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 도 1a의 자외선 경화 장치를 적용한 구체적인 실시예가 도시되어 있다. 도 1a의 자외선 경화 장치를 적용한 구체적인 실시예이기에, 구조적인 특징을 위주로 설명하도록 한다.

도 1a의 자외선 경화 장치(1)를 적용한 구체적인 실시예(100)는 덮개(110), 조절부(115), 제1 및 제2 실린더형 렌즈(CL1, CL2), 열 배열된 다수의 발광 소자(LE), 베이스 기판(BP), 결합부(120), 히트 스프레더(heat spreader)(125), 통풍용 커버(135), 쿨러(140)를 포함한다.

덮개(110)는, 조절부(115) 상에 장착될 수 있다.

구체적으로, 덮개(110)는 조절부(115) 상에 장착되고, 제2 실린더형 렌즈(CL2)는 덮개(110) 상단의 개구부(H)에 형성될 수 있다.

조절부(115)는 결합부(120) 상에 장착될 수 있다.

구체적으로, 조절부(115)는 결합부(120) 상에 장착되고, 조절부(115)와 결합부(120) 간의 접속 방식에 따라, 제1 및 제2 실린더형 렌즈(CL1, CL2)를 통해 발생되는 선광의 폭이 조절될 수 있다. 즉, 조절부(115) 상에 장착된 덮개(110) 상단의 개구부(H)에 제2 실린더형 렌즈(CL2)가 장착되어 있고, 결합부(120) 상의 베이스 기판(BP) 상에 제1 실린더형 렌즈(CL1)가 장착되어 있기에, 조절부(115)와 결합부(120) 간의 거리 변화(즉, P방향으로의 거리 변화)에 따라, 제1 및 제2 실린더형 렌즈(CL1, CL2) 간의 거리가 변화할 수 있다.

조절부(115)와 결합부(120) 간의 접속 방식은, 도 4의 A부분을 확대한 부분 단면도인 다음의 도 5a 내지 도 5g를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 5a를 참조하면, 결합부(120a)는 수나사를 포함하고, 조절부(115a)는 암나사를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 결합부(120a)가 암나사를 포함하고, 조절부(115a)가 수나사를 포함할 수 있다. 이러한 거리 조절 방식은 간단하고, 결합 부위의 수명이 길다.

도 5b를 참조하면, 결합부(120b)는 슬라이드 홈을 포함하고, 조절부(115b)는 슬라이드 돌기를 포함할 수 있다. 슬라이드 돌기는 슬라이드 홈과 결합시 고정된다. 슬라이드 돌기 윗방향 혹은 아래방향으로 힘이 가해지는 경우, 슬라이드 돌기는 슬라이드 홈에서 빠져나와 미끄러지듯이 이동한다.

도 5c를 참조하면, 도 5b와 반대 경우로, 결합부(120c)는 슬라이드 돌기를 포함하고, 조절부(115c)는 슬라이드 홈을 포함할 수 있다.

도 5d를 참조하면, 결합부(120d)는 자석 수단추를 포함하고, 조절부(115d)는 자석 암단추를 포함할 수 있다. 자석 수단추와 자석 암단추는 상호 극성에 의해 결합된다는 점에서 결합 방식이 간단하다.

도 5e를 참조하면, 도 5d와 반대 경우로, 결합부(120e)는 자석 암나사를 포함하고, 조절부(115e)는 자석 수나사를 포함할 수 있다.

도 5f를 참조하면, 결합부(120f)는 자석 똑딱이 수단추를 포함하고, 조절부(115f)는 자석 똑딱이 암단추를 포함할 수 있다. 자석 똑딱이 수단추와 자석 똑딱이 암단추 결합 방식은 자석 암단추 및 자석 수단추의 결합방식에 똑딱이를 추가한 방식이다. 똑딱이 방식을 추가함으로써, 자석 암단추 및 자석 수단추의 결합방식보다 강한 결합을 형성할 수 있다. 또한 똑딱이 암단추 홈에 맞추어 똑딱이 수단추가 결합을 하기에 자석 결합 방식보다 정확한 위치에 결합할 수 있다.

도 5g를 참조하면, 도 5f와 반대 경우로, 결합부(120g)는 자석 똑딱이 암단추를 포함하고, 조절부(115g)는 자석 똑딱이 수단추를 포함할 수 있다.

도 5a 내지 도 5g를 통해 살펴본 바와 같이, 조절부(115)와 결합부(120) 간의 접속은 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 또한 본 발명은, 도 5a 내지 도 5g를 통해 조절부(115)와 결합부(120) 간의 접속 방식 중 일부 실시예만을 도시한 것으로, 이에 한정되는 것은 아니다.

다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 제2 실린더형 렌즈(CL2)는 덮개(110) 상단의 개구부(H)에 일부가 돌출되도록 형성될 수 있다.

구체적으로, 제2 실린더형 렌즈(CL2)는 덮개(110)의 개구부(H)에 장착시, 제2 실린더형 렌즈(CL2)의 상면 중 일부가 개구부(H) 바깥쪽으로 돌출되도록 장착될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 제2 실린더형 렌즈(CL2)는 제1 실린더형 렌즈(CL1) 상에 배치될 수 있다.

제1 실린더형 렌즈(CL1)는, 베이스 기판(BP) 상에 일렬로 배열된 다수의 발광 소자(LE) 상에 형성될 수 있다.

구체적으로, 제1 실린더형 렌즈(CL1)은 다수의 발광 소자(LE)가 배열된 방향과 동일한 방향으로 길게 연장되어 형성될 수 있다.

열 배열된 다수의 발광 소자(LE)는 베이스 기판(BP) 상에 형성될 수 있다.

구체적으로, 열 배열된 다수의 발광 소자(LE)는 베이스 기판(BP) 상에 형성되고, 도 1A에서 설명한 바와 같이, 다양한 조합의 발광 소자 즉, 다양한 파장의 자외선광을 제공할 수 있도록 다양한 배열로 존재할 수 있다.

베이스 기판(BP)은 결합부(120) 상에 형성될 수 있다.

구체적으로, 베이스 기판(BP)은 결합부(120) 상에 형성되고, 베이스 기판(BP) 상에는 열 배열된 발광 소자(LE)가 형성될 수 있다.

결합부(120)는 히트 스프레더(125) 상에 형성될 수 있다.

구체적으로, 결합부(120)는 히트 스프레더(125) 상에 형성되고, 도 5a 내지 도 5g에서 설명한 바와 같이, 조절부(115)와 다양한 방식으로 접속됨으로써, 제1 및 제2 실린더형 렌즈(CL1, CL2) 간의 거리 조절을 보조할 수 있다.

히트 스프레더(125)는 결합부(120) 하단에 배치될 수 있다.

구체적으로, 히트 스프레더(125)는 열 배열된 다수의 발광 소자(LE)가 배치된 결합부(120) 하단에 형성됨으로써, 다수의 발광 소자(LE)로부터 발생하는 열을 방출 및 분산하는 역할을 수행할 수 있다.

통풍용 커버(135)는 히트 스프레더(125)의 외부를 둘러싸도록 형성될 수 있다.

구체적으로, 통풍용 커버(135)는 히트 스프레더(125)의 외부를 둘러싸도록 형성됨으로써, 외부의 충격으로부터 히트 스프레더(125)를 보호할 수 있다. 또한 통풍용 커버(135)는 다수의 구멍을 포함함으로써, 히트 스프레더(125)에서 방출 및 분산되는 열을 통풍시킬 수 있다.

쿨러(140)는 히트 스프레더(135)의 하단에 형성될 수 있다.

구체적으로, 쿨러(140)는 히트 스프레더(135)의 하단에 형성되어, 히트 스프레더(135)를 냉각하는 역할을 수행할 수 있다.

이하에서는, 도 6 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자외선 경화 장치를 설명하도록 한다. 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자외선 경화 장치를 설명하는 개념도이다. 도 7a는 도 6의 발광 소자에 의해 발생되는 면광을 설명하는 개념도이다. 도 7b은 도 6의 발광 소자와 전원과의 연결 관계의 일 예를 설명하는 개념도이다. 도 8은 도 6의 자외선 경화 장치를 적용한 구체적인 실시예를 설명하는 사시도이다. 도 9는 도 8의 평면도이다. 도 10은 도 9의 C-C 선을 따라 절단한 부분 단면도이다. 도 11은 도 9의 D-D 선을 따라 절단한 부분 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자외선 경화 장치(2)는 베이스 기판(BP), 발광 소자(LE), 실린더형 렌즈(CL)를 포함한다.

도 6의 자외선 경화 장치(2)는 도 1a의 자외선 경화 장치(1)와 달리, 면광을 형성하는 것이 목적이기에, 다수의 발광 소자(LE)가 매트릭스(matrix) 형태로 베이스 기판(BP) 상에 배열되어 있음을 알 수 있다.

구체적으로, 다수의 발광 소자(LE)는 매트릭스 형태로 배열되고, 한 개의 행에 다수의 발광 소자(LE)가 제1 방향(X)으로 열 배열되어 있고, 이러한 행이 제2 방향(Y)으로 다수개가 이격되어 위치한다는 것을 알 수 있다. 또한 각 행에 열 배열된 발광 소자(LE)는 도 1a의 발광 소자(LE)와 같이, 다양한 파장의 자외선광을 제공할 수 있도록 다양한 배열로 존재할 수 있다.

다만, 도 1a의 다수의 발광 소자와 달리, 도 6에서, 동일한 행에 열 배열된 다수의 발광 소자(LE)는 모두 동일한 파장의 자외선광을 제공할 수 있고, 다른 행의 발광 소자 간에는 서로 다른 파장의 자외선광을 제공할 수 있다.

즉, 구체적으로 예를 들어, 다수의 행이 제1 내지 제3 행을 포함한다고 가정하였을 때, 제1 행에 포함되는 열 배열된 발광 소자는 350nm의 자외선광을 제공하고, 제2 행에 포함되는 열 배열된 발광 소자는 360nm의 자외선광을 제공하고, 제3 행에 포함되는 열 배열된 발광 소자는 370nm의 자외선광을 제공할 수 있다.

또한 다수의 행이 제1 내지 제6 행을 포함한다고 가정하였을 때, 제1 행에 포함되는 열 배열된 발광 소자는 350nm의 자외선광을 제공하고, 제2 행에 포함되는 열 배열된 발광 소자는 360nm의 자외선광을 제공하고, 제3 행에 포함되는 열 배열된 발광 소자는 370nm의 자외선광을 제공하고, 제1 내지 제3 행에 포함되는 발광 소자들의 조합이 제4 내지 제6 행에서 반복될 수 있다.

결과적으로, 도 6의 다수의 발광 소자(LE)는 도 1a의 다수의 발광 소자와 달리, 매트릭스 형태로 배열될 수 있기에, 위와 같이 동일 행의 발광 소자 간에는 동일한 파장의 자외선광을 제공하고, 다른 행의 발광 소자 간에는, 서로 다른 파장의 자외선광을 제공할 수 있도록 발광 소자(LE)를 배열할 수 있다. 물론 본 발명은, 앞서 설명한 발광 소자의 배열 방식으로 한정되는 것은 아니다.

실린더형 렌즈(CL)는 각 행에 열 배열된 발광 소자(LE) 상에 제1 방향(X)으로 길게 연장되어 형성될 수 있다. 이러한 실린더형 렌즈(CL) 역시 각 행 마다 제1 방향(X)으로 길게 연장되도록 형성되고, 각각의 실린더형 렌즈(CL)는 제2 방향(Y)으로 서로 이격되어 위치할 수 있다. 또한 각각의 실린더형 렌즈(CL)는 발광 소자(LE)로부터 발생된 자외선광이 일정 각도 범위 내로 방사될 수 있도록 모아주는 역할을 수행할 수 있다.

이와 같이, 도 6의 자외선 경화 장치(2)는, 도 1a의 자외선 경화 장치(1)와 달리, 각 행에 열 배열된 발광 소자(LE) 상에는 1개의 실린더형 렌즈(CL)가 위치할 수 있다.

도 7a를 참조하면, 도 6의 자외선 경화 장치(2)에 의해 발생되는 면광에 대해 살펴볼 수 있다.

도 7a는 도 6의 자외선 경화 장치(2)를 B 방향에서 바라본 도면으로, 각 행의 일렬로 배열된 발광 소자(LE)에서 발생된 자외선광은 각 행의 실린더형 렌즈(CL)를 통과하여, 면광(SL)을 이룰 수 있다.

구체적으로, 각 행의 실린더형 렌즈(CL)를 통과한 자외선광은, 바로 이웃하는 행의 실린더형 렌즈(CL)를 통과한 자외선광과 일부 영역이 겹침으로써, 전체적으로 면 형태의 자외선광 즉, 면광(SL)을 이룰 수 있다.

도 7b를 참조하면, 도 6에 도시된 어느 한 행에 포함되는 다수의 발광 소자(LE)가, 동일한 파장의 자외선광을 발생하는 다수의 발광 소자(LE)를 포함한다고 가정하였을 때의 전원(V)과의 연결 관계의 일 예가 도시되어 있다.

구체적으로, 다수의 발광 소자(LE)가 동일한 파장의 자외선광을 가지는 경우, 도 7b에 도시된 바와 같이, 동일한 전원(V)으로부터 전압을 인가받을 수 있다. 즉, 다수의 발광 소자(LE)는 동일한 전원(V)으로부터 전압을 인가받기에, 도 1b에 비해서, 와이어(W)의 구성이 간단하다는 것을 알 수 있다.

물론, 도 7b에 도시된 바와 같이, 다수의 발광 소자(LE)가 동일한 파장의 자외선광을 제공하는 경우, 동일한 전원(V)으로부터 전압을 인가받을 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 발광 소자와 전원 간에 도 7b에 도시된 연결 관계와 다른 연결 관계가 존재할 수도 있으나, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 자외선 경화 장치(2)는, 매트릭스 형태로 배열된 발광 소자(LE)로부터 제공되는 다양한 파장의 자외선광이, 각 행의 발광 소자(LE) 상에 길게 연장되어 형성되는 실린더형 렌즈(CL)를 통해 일정 각도 범위 내로 방사될 수 있도록 모아줌으로써, 조사 분포도가 높은 면광(SL)을 형성한다는 특징이 있다. 또한 이러한 면광(SL)을 형성함으로써, 광 손실을 최소화하고, 광 에너지 효율을 증가시킬 수 있다는 특징이 있다. 또한 다양한 파장의 자외선광을 제공할 수 있기에, 기존의 아크 램프 유형과 같이 풍부한 광량을 넓은 파장 대역으로 제공할 수 있다는 특징이 있다.

도 8 및 도 9을 참조하면, 도 6의 자외선 경화 장치를 적용한 구체적인 실시예(200)가 도시되어 있다. 도 6의 자외선 경화 장치를 적용한 구체적인 실시예이기에, 구조적인 특징을 위주로 설명하도록 한다.

도 6의 자외선 경화 장치(2)를 적용한 구체적인 실시예(200)는, 다수의 실린더형 렌즈(CL), 다수의 발광 소자(LE), 베이스 기판(도 10의 BP), 덮개(220), 결합부(도 10의 230), 통풍용 커버(235)를 포함할 수 있다. 또한 도 8의 구체적인 실시예(200)는, 도 3에 도시된 히트 스프레더와 쿨러를 통풍용 커버(235) 내에 포함하지만, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다. 다만, 도 8의 구체적인 실시예(200)는, 도 3의 구체적인 실시예(100)와 달리, 조절부를 포함하지 않는다는 차이점이 있다.

덮개(220)는 통풍용 커버(235)의 상단의 개구부에 형성될 수 있다.

구체적으로, 덮개(220)는 베이스 기판(도 10의 BP) 상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 발광 소자(LE)의 각 행을 구분해주는 제1 부분(220a)과 상기 제1 부분(220a)의 양 단에 수직 방향으로 형성되는 제2 부분(220b)을 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 부분(220a)은 다수개이고, 다수의 제1 부분(220a)은 다수의 발광 소자(LE)로 이루어진 매트릭스의 행의 개수보다 하나가 더 많을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

다수의 발광 소자(LE)와 다수의 실린더형 렌즈(CL)는 앞서 도 6에서 설명한 바와 같이, 베이스 기판(도 10의 BP) 상에 배열될 수 있다.

구체적으로, 다수의 발광 소자(LE)의 각 행은 덮개(220)의 제1 부분(220a)과 교대로 배치될 수 있고, 다수의 실린더형 렌즈(CL) 역시, 덮개(220)의 제1 부분(220a)과 교대로 배치될 수 있다. 또한 다수의 실린더형 렌즈(CL)는 도 6에서 설명한 바와 같이, 각 행의 발광 소자(LE) 상에 배치될 수 있다.

도 8의 통풍용 커버(235)는, 도 2의 통풍용 커버(135)와 달리, 구체적인 실시예(200)의 상단까지 둘러싼다는 점에서 일부 차이가 있을 뿐 수행하는 역할은 동일한바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 다수의 발광 소자(LE)와 다수의 실린더형 렌즈(CL)가 배열된 모습을 확인할 수 있다.

이를 간단하게 살펴보면, 결합부(230) 상에 베이스 기판(BP)과 덮개(220)가 위치하고, 베이스 기판(BP) 상에 앞서 살펴본 바와 같이, 발광 소자(LE)와 실린더형 렌즈(CL)가 위치하고, 통풍용 커버(235)가 덮개(220) 및 결합부(230)를 둘러싸고 있다는 것을 알 수 있다.

이하에서는, 도 12 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 경화 장치에 대해 설명하도록 한다. 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 경화 장치를 설명하는 개념도이다. 도 13은 도 12의 자외선 경화 장치를 적용한 구체적인 실시예를 설명하는 사시도이다. 도 14는 도 13의 평면도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 경화 장치(3)는 베이스 기판(BP), 발광 소자(LE), 비구면 렌즈(NSL)를 포함한다.

도 12의 자외선 경화 장치(3)는 도 1a 및 도 6의 자외선 경화 장치(1, 2)와 달리, 점광을 형성하는 것이 목적이기에, 다수의 발광 소자(LE)와 다수의 비구면 렌즈(NSL)가 일대일로 대응하도록 배치될 수 있고, 실린더형 렌즈가 아닌 비구면 렌즈(NSL)가 사용될 수 있다.

구체적으로, 다수의 발광 소자(LE)는 베이스 기판(BP) 상에 일방향으로 열 배열될 수 있고, 각각의 발광 소자(LE) 상에는 다수의 비구면 렌즈(NSL)가 일대일로 대응되도록 배열될 수 있다.

여기에서, 다수의 발광 소자(LE)는 도 1a의 발광 소자와 같이, 다양한 파장의 자외선광을 제공할 수 있도록 다양한 배열로 존재할 수 있다.

또한 각각의 발광 소자(LE)로부터 제공되는 자외선광은, 각각의 비구면 렌즈(NSL)를 통과하여, 점광형태로 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 경화 장치(3)는, 다수의 발광 소자(LE)로부터 제공되는 다양한 파장의 자외선광을, 다수의 발광 소자(LE)와 일대일로 대응하는 다수의 비구면 렌즈(NSL)를 통해 점광의 형태로 방사시킬 수 있다는 특징이 있다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 도 12의 자외선 경화 장치(3)를 적용한 구체적인 실시예가 도시되어 있다. 도 12의 자외선 경화 장치를 적용한 실시예이기에, 구조적인 특징을 위주로 설명하도록 한다.

도 12의 자외선 경화 장치(3)를 적용한 구체적인 실시예(300)는, 다수의 비구면 렌즈(NSL), 다수의 발광 소자(LE), 덮개(320), 통풍용 커버(335)를 포함할 수 있다. 또한 도 13의 구체적인 실시예(300)는, 도 3에 도시된 히트 스프레더, 쿨러, 결합부를 통풍용 커버(335) 내에 포함하지만, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다. 다만, 도 13의 구체적인 실시예(300)는, 도 3의 구체적인 실시예(100)와 달리, 조절부를 포함하지 않는다는 차이점이 있다.

덮개(320)는 통풍용 커버(335)의 상단의 개구부(미도시)에 형성될 수 있다.

구체적으로, 덮개(320)는 통풍용 커버(335)의 상단의 개구부(미도시)로부터 외부로 돌출되도록 형성될 수 있다. 또한 덮개(320)의 상부는 다수의 비구면 렌즈(NSL)가 결합될 수 있도록 다수의 홀(미도시)이 형성되고, 이러한 다수의 홀(미도시)을 통해 베이스 기판(미도시) 상에 열 배열된 다수의 발광 소자(LE)가 외부로 자외선광을 방사할 수 있다.

다수의 발광 소자(LE)는 앞서 도 12에서 설명한 바와 같이, 베이스 기판(미도시) 상에 열 배열될 수 있고, 보다 구체적으로는, 덮개(320)의 상부에 형성된 다수의 홀(미도시)과 대응되는 위치에 배열될 수 있다.

또한 다수의 비구면 렌즈(NSL)는 다수의 발광 소자(LE)와 일대일로 대응되도록 덮개(320)의 상부에 형성된 각각의 홀(미도시) 상에 형성될 수 있다.

도 13의 통풍용 커버(335)는, 상단 부분의 구조(즉, 덮개(320)가 통풍용 커버(335)의 상단의 개구부로부터 외부로 돌출되도록 형성된다는 점)에서 도 2의 통풍용 커버(135)와 일부 차이가 있을 뿐 수행하는 역할은 동일한바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

LE: 발광 소자 CL: 실린더형 렌즈
NSL: 비구면 렌즈 BP: 베이스 기판
LL: 선광 SL: 면광

Claims (15)

1. 베이스 기판;
   상기 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 파장의 자외선광을 제공하는 제1 발광 소자;
   상기 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 제1 파장과 다른 제2 파장의 자외선광을 제공하는 제2 발광 소자;
   상기 제1 발광 소자 상에 형성된 제1 실린더형 렌즈;
   상기 제2 발광 소자 상에 형성된 제2 실린더형 렌즈; 및
   상기 제1 실린더형 렌즈 상에 배치된 제3 실린더형 렌즈를 포함하되,
   상기 제1 발광 소자는 다수개이고,
   상기 다수의 제1 발광 소자는 제1 방향으로 일렬로 배열되고,
   상기 제1 실린더형 렌즈는 상기 다수의 제1 발광 소자 상에, 상기 제1 방향으로 길게 연장되어 형성되고,
   상기 다수의 제1 발광 소자로부터 발생된 자외선광은, 상기 제1 실린더형 렌즈 및 상기 제3 실린더형 렌즈를 통과하여 선광이 되는 자외선 경화 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제2 발광 소자는 다수개이고,
   상기 다수의 제2 발광 소자는 상기 제1 방향으로 일렬로 배열되고,
   상기 제2 실린더형 렌즈는 상기 다수의 제2 발광 소자 상에, 상기 제1 방향으로 길게 연장되어 형성된 자외선 경화 장치.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 실린더형 렌즈와 상기 제3 실린더형 렌즈 사이의 거리를 조절하여 상기 선광의 폭을 조절하는 자외선 경화 장치.
6. 제 3항에 있어서,
   상기 다수의 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자로부터 발생된 자외선광은, 상기 제1 실린더형 렌즈 및 상기 제2 실린더형 렌즈를 통과하여 면광이 되는 자외선 경화 장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 발광 소자는 다수개이고, 상기 제2 발광 소자는 다수개이고,
   상기 제1 실린더형 렌즈는 상기 다수의 제1 발광 소자 중 일부와 상기 다수의 제2 발광 소자 중 일부 상에 배치되고,
   상기 제2 실린더형 렌즈는 상기 다수의 제1 발광 소자 중 다른 일부와 상기 다수의 제2 발광 소자 중 다른 일부 상에 배치되는 자외선 경화 장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 서로 교대로 배치되고,
   상기 제1 실린더형 렌즈는 상기 교대로 배치된 상기 제1 및 제2 발광 소자 중 일부 상에 배치되고,
   상기 제2 실린더형 렌즈는 상기 교대로 배치된 상기 제1 및 제2 발광 소자 중 다른 일부 상에 배치되는 자외선 경화 장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 발광 소자는 LED(Light emitting diode)를 포함하는 자외선 경화 장치.
10. 삭제
11. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 제1 방향으로 일렬로 배열되고, 제1 파장의 자외선광을 제공하는 다수의 제1 발광 소자;
    상기 베이스 기판 상에 상기 제1 방향으로 일렬로 배열되고, 상기 제1 파장과 다른 제2 파장의 자외선광을 제공하는 다수의 제2 발광 소자;
    상기 다수의 제1 발광 소자 상에, 상기 제1 방향으로 길게 연장되어 형성된 제1 실린더형 렌즈;
    상기 다수의 제2 발광 소자 상에, 상기 제1 방향으로 길게 연장되어 형성된 제2 실린더형 렌즈;
    상기 베이스 기판 하단에 배치되고, 상기 제1 및 제2 발광 소자에서 발생하는 열을 방출 및 분산하는 히트 스프레더(heat spreader);
    상기 히트 스프레더의 외부를 둘러싸도록 형성되고, 상기 열을 통풍시키는 통풍용 커버;
    상기 히트 스프레더를 냉각하는 쿨러; 및
    상기 제1 실린더형 렌즈 상에 배치된 제3 실린더형 렌즈를 포함하되,
    상기 다수의 제1 발광 소자로부터 발생된 자외선광은, 상기 제1 실린더형 렌즈 및 상기 제3 실린더형 렌즈를 통과하여 선광이 되는 자외선 경화 장치.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 쿨러는 상기 히트 스프레더 하단에 배치되는 자외선 경화 장치.
13. 삭제
14. 제 11항에 있어서,
    상기 제1 실린더형 렌즈와 상기 제3 실린더형 렌즈의 거리를 조절하여, 상기 선광의 폭을 조절하는 조절부를 더 포함하는 자외선 경화 장치.
15. 제 11항에 있어서,
    상기 다수의 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자로부터 발생된 자외선광은, 상기 제1 실린더형 렌즈 및 상기 제2 실린더형 렌즈를 통과하여 면광이 되는 자외선 경화 장치.

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