KR102506586B1 - 살균 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 살균 장치에 관한 것이다. 본 출원의 일 실시 예에 따른 살균 모듈은 자외선 출구가 형성된 메인 바디; 상기 자외선 출구에 위치하며, 자외선을 투과하는 투명 부재 및 상기 투명 부재를 향하여 자외선을 조사하는 광원 유닛을 포함하며, 상기 광원 유닛은 발광 다이오드 칩; 및 상기 발광 다이오드 칩을 실장하는 회로 기판을 포함한다. 본 출원의 실시 예에 따른 살균 장치는 소형화 가능할 뿐만 아니라 살균 효율이 증가될 수 있다.
Description
본 출원은 살균 모듈에 관한 것이다.
자외선(Ultraviolet, UV)은 파장의 종류에 따라 다른 성질을 가지며, 파장의 종류에 따른 성질을 이용하여 살균 모듈에 적용되고 있다. 자외선을 이용한 살균 모듈에는 일반적으로 수은(Hg) 램프가 사용되고 있다. 수은 램프에서 나오는 파장에 의하여 생성되는 오존(O3)을 이용하여 살균 작용이 이루어진다. 그러나 수은(Hg) 램프는 내부에 수은을 함유하고 있으므로 사용 시간이 증가할수록 환경을 오염시킬 수 있는 문제가 있다.
근래에는 다양한 자외선을 이용한 살균 모듈이 개발되어 제공되고 있다. 또한, 살균 대상물도 다양하게 적용되고 있다. 이와 같은 살균 모듈은 냉장고, 세탁기, 가습기 또는 정수기 등과 같은 특정 장치 내에 내장되어 있다.
본 출원의 목적은 소형화 가능하면서도 살균 효율을 증가시킬 수 있는 살균 모듈을 제공하는데 있다.
본 출원의 일 실시 예에 따른 살균 모듈은 자외선 출구가 형성된 메인 바디; 상기 자외선 출구에 위치하며, 자외선을 투과하는 투명 부재; 및 상기 투명 부재를 향하여 자외선을 조사하는 광원 유닛을 포함하며, 상기 광원 유닛은 발광 다이오드 칩; 및 상기 발광 다이오드 칩을 실장하는 회로 기판을 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은 성장 기판; 상기 성장 기판에 형성된 도전형 반도체층을 포함하며, 자외선은 상기 성장 기판을 통과하여 상기 투명 부재를 향하여 조사된다.
실시 예에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은 상기 회로 기판에 전기적으로 연결되는 전극을 더 포함하며, 상기 전극은 본딩 물질을 사용하여 상기 회로 기판에 본딩된다.
실시 예에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은 상기 회로 기판에 전기적으로 연결되는 전극을 더 포함하며, 상기 전극은 본딩 물질을 사용하여 상기 회로 기판에 본딩 된다.
실시 예에 있어서, 상기 본딩 물질은 은(Ag), 주석(Sn) 및 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나의 도전성 재료를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 투명 부재와 상기 회로 기판 사이에 이격 공간을 형성하는 실링 부재를 더 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 실링 부재에 의하여 이격되는 상기 투명 부재와 상기 회로 기판 사이의 거리는 상기 발광 다이오드 칩의 높이보다 길다.
실시 예에 있어서, 상기 실링 부재는 상면 및 하면이 개방된 형태를 가지며, 상기 실링 부재의 내측에는 상기 투명 부재를 삽입하기 위한 체결홈이 형성된다.
실시 예에 있어서, 상기 실링 부재의 상면, 하면 및 측면 중 적어도 하나에는 표면이 돌출된 돌기가 형성된다.
실시 예에 있어서, 상기 메인 바디는 상기 자외선 출구가 형성된 상부 바디; 및 상기 상부 바디의 하부에 위치하며, 상기 광원 유닛이 설치되는 공간을 제공하는 하부 바디를 포함하며, 상기 상부 바디의 하면에는 상기 실링 부재의 상면이 밀착되며, 상기 자외선 출구의 둘레를 따라 형성된 안착부를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 상부 바디의 하면에는 제 1 방향으로 연장되며, 상기 실링 부재의 측면에 밀착된 가이드가 형성되고, 상기 실링 부재의 두께인 상기 제 1 방향의 길이는 상기 가이드의 상기 제 1 방향의 길이보다 길다.
실시 예에 있어서, 상기 상부 바디의 하면에는 상기 제 1 방향으로 연장되며 상기 회로 기판을 상기 상부 바디에 고정시키기 위한 메인 바디 체결부가 형성되고, 상기 메인 바디 체결부의 상기 제 1 방향으로의 길이는 상기 실링 부재의 상기 제 1 방향의 길이와 같다.
실시 예에 있어서, 상기 회로 기판을 관통하여 상기 메인 바디 체결부에 결합되는 체결 부재를 더 포함하며, 상기 체결 부재가 상기 메인 바디 체결부에 결합될 때에, 상기 체결 부재는 상기 회로 기판을 가압하고, 상기 회로 기판은 상기 실링 부재를 가압하며, 상기 실링 부재는 상기 안착부와 상기 회로 기판 사이의 압력에 의하여 탄성 수축된다.
실시 예에 있어서, 상기 체결 부재는 나사이며, 상기 메인 바디 체결부의 내벽에는 나사홈이 형성된다.
실시 예에 있어서, 상기 체결 부재는 상기 메인 바디 체결부와 후크 결합 방식에 의하여 체결된다.
실시 예에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 체결 부재를 관통시키는 광원 모듈 체결부; 및 상기 광원에 전원을 공급하는 전선을 외부로 인출하기 위한 연결 통로를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 상부 바디의 하면과 상기 하부 바디의 측면에 밀착된 복수의 지지 부재를 더 포함하며, 상기 복수의 지지 부재 중 적어도 하나는 상기 연결 통로를 통하여 외부로 노출되고, 상기 상부 바디의 하면에는 상기 회로 기판을 상기 상부 바디에 고정시키기 위한 메인 바디 체결부가 형성되며, 상기 외측 가이드의 측면 중 적어도 일부는 상기 메인 바디 체결부에 접촉된다.
실시 예에 있어서, 상기 메인 바디는 상기 자외선 출구가 형성된 상부 바디; 및 상기 상부 바디의 하부에 위치하며, 상기 광원 유닛이 설치되는 공간을 제공하는 하부 바디를 포함하며, 상기 실링 부재는 상기 상부 바디와 상기 투명 부재 사이에 배치되는 제 1 실링 부재; 및 상기 투명 부재와 상기 회로 기판 사이에 배치되며, 상기 제 1 실링 부재와 다른 제 2 실링 부재를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 회로 기판에 실장되어, 상기 광원과 전기적으로 연결된 커넥터를 더 포함하며, 상기 실링 부재에 의하여 이격 되는 상기 투명 부재와 상기 회로 기판 사이의 거리는 상기 커넥터의 높이보다 길다.
실시 예에 있어서, 상기 실링 부재의 적어도 일부분에는 자외선을 반사하는 반사 물질이 코팅된다.
실시 예에 있어서, 상기 자외선 출구의 측벽은 소정의 기울기를 갖도록 형성된다.
본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈은 소형화 가능할 뿐만 아니라, 살균 효율 역시 증가될 수 있다.
도 1은 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈의 전체적인 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 2는 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈을 보여주는 단면도이다.
도 3 및 도 4는 각각 메인 바디의 형상을 보여주는 사시도이다.
도 5는 메인 바디의 하부를 보여주는 저면도이다.
도 6은 메인 바디의 단면을 보여주는 단면도이다.
도 7은 투명 부재와 실링 부재의 결합을 보여주는 사시도이다.
도 8은 투명 부재와 실링 부재의 결합을 보여주는 단면도이다.
도 9는 기판에 광원이 장착된 모습을 좀 더 자세히 보여주는 도면이다.
도 10 및 도 11은 광원의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 12 및 도 13은 도 1의 살균 모듈이 조립된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 14는 도 1의 살균 모듈의 조립된 모습을 보여주는 저면도이다.
도 15는 도 14의 절취선 C-C'을 따라 취해진 단면도를 보여주는 도면이다.
도 16은 도 15의 D 부분에 대한 부분 확대도이다.
도 17은 도 1의 살균 모듈에 외부 홀더가 체결되는 모습을 보여주는 분해 사시도이다.
도 18은 살균 모듈에 외부 홀더가 체결된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 19는 외부 홀더를 사용하여 살균 모듈을 외부 장치에 설치한 모습을 보여주는 단면도이다.
도 20은 본 출원의 일 실시 예에 따른 메인 바디의 사시도이다.
도 21은 도 20의 메인 바디를 갖는 살균 모듈이 외부 장치에 설치된 모습을 보여주는 도면이다.
도 22는 본 출원의 일 실시 예에 따른 제 1 및 제 2 실링 부재를 보여주는 단면도이다.
도 23은 본 출원의 일 실시 예에 따른 접착 부재와 실링 부재를 보여주는 단면도이다.
도 24는 본 출원의 일 실시 예에 따른 광원 유닛의 사시도이다.
도 25는 도 23의 광원 유닛의 단면도이다.
도 26은 본 출원의 일 실시 예에 따른 살균 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈을 보여주는 단면도이다.
도 3 및 도 4는 각각 메인 바디의 형상을 보여주는 사시도이다.
도 5는 메인 바디의 하부를 보여주는 저면도이다.
도 6은 메인 바디의 단면을 보여주는 단면도이다.
도 7은 투명 부재와 실링 부재의 결합을 보여주는 사시도이다.
도 8은 투명 부재와 실링 부재의 결합을 보여주는 단면도이다.
도 9는 기판에 광원이 장착된 모습을 좀 더 자세히 보여주는 도면이다.
도 10 및 도 11은 광원의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 12 및 도 13은 도 1의 살균 모듈이 조립된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 14는 도 1의 살균 모듈의 조립된 모습을 보여주는 저면도이다.
도 15는 도 14의 절취선 C-C'을 따라 취해진 단면도를 보여주는 도면이다.
도 16은 도 15의 D 부분에 대한 부분 확대도이다.
도 17은 도 1의 살균 모듈에 외부 홀더가 체결되는 모습을 보여주는 분해 사시도이다.
도 18은 살균 모듈에 외부 홀더가 체결된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 19는 외부 홀더를 사용하여 살균 모듈을 외부 장치에 설치한 모습을 보여주는 단면도이다.
도 20은 본 출원의 일 실시 예에 따른 메인 바디의 사시도이다.
도 21은 도 20의 메인 바디를 갖는 살균 모듈이 외부 장치에 설치된 모습을 보여주는 도면이다.
도 22는 본 출원의 일 실시 예에 따른 제 1 및 제 2 실링 부재를 보여주는 단면도이다.
도 23은 본 출원의 일 실시 예에 따른 접착 부재와 실링 부재를 보여주는 단면도이다.
도 24는 본 출원의 일 실시 예에 따른 광원 유닛의 사시도이다.
도 25는 도 23의 광원 유닛의 단면도이다.
도 26은 본 출원의 일 실시 예에 따른 살균 모듈을 보여주는 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)의 전체적인 구성을 보여주는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 살균 모듈(100)의 조립된 단면을 보여주는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 살균 모듈(100)은 메인 바디(110), 투명 부재(140), 실링 부재(150), 광원 유닛(160) 및 체결 부재(170)를 포함한다.
메인 바디(110)는 상면 및 하면의 일부가 개방된 구조를 가지며, 살균 모듈(100)의 외관을 형성한다. 메인 바디(110)는, 또한, 투명 부재(140), 실링 부재(150), 광원 유닛(160) 등이 설치되기 위한 공간을 제공한다. 메인 바디(110)는 하부 바디(120) 및 상부 바디(130)를 포함한다.
하부 바디(120)는 메인 바디(110)의 하부에 형성된다. 하부 바디(120)는 상면 및 하면이 개방된 원통의 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 실링 부재(150)과 광원 유닛(160)을 실장할 수만 있다면, 그 형상은 제한되지 않는다. 예를 들어, 하부 바디(120)는 사각형과 같은 다각형의 형상으로 형성될 수 있다. 다른 예로, 하부 바디(120)의 외측은 원통의 형상으로 형상되고, 하부 바디(120)의 내측은 다각형의 형상으로 형성될 수도 있다.
상부 바디(130)는 메인 바디(110)의 상부에 형성되며, 하부 바디를 덮도록 형성된다. 상부 바디(130)는 횡방향, 즉 제 1 및 제 2 방향으로의 단면(X-Y 방향으로의 단면)이 원의 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 상부 바디(130)는 횡방향으로의 단면이 다각형, 타원형 등의 형상으로 형성될 수도 있다.
상부 바디(130)의 중앙에는 자외선 출구(131)가 형성된다. 자외선 출구(131)는 광원 유닛(160)으로부터 조사된 자외선이 살균 모듈(100)의 외부로 방출되는 통로에 해당한다. 자외선 출구(131)는, 예를 들어, 상부 바디(130)를 관통하는 사각형의 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 자외선을 외부로 방출하는 통로를 제공할 수만 있다면, 자외선 출구(131)의 형태는 제한되지 않는다. 예를 들어, 자외선 출구(131)는 상부 바디(130)의 일부를 관통하는 원형, 다각형 등의 형상으로 형성될 수도 있다.
살균 모듈(100)은 외부 홀더(220, 도 16 참조)와의 나사 결합에 의하여 외부 장치에 장착될 수 있다. 이 경우, 하부 바디(120)의 외주면에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 외부 홀더(220, 도 16 참조)와의 나사 결합을 위한 나사산이 형성될 수 있다. 또한, 외부 홀더(220)를 안착하기 위하여, 상부 바디(130)의 직경은 하부 바디(120)의 직경보다 크도록 형성될 수 있다. 이는, 이하의 도 17을 참조하여, 좀 더 자세히 설명될 것이다.
투명 부재(140)는 자외선 출구(131)에 대응하는 형상을 갖도록 형성되며, 실링 부재(150)와 함께 자외선 출구(131)에 설치되어 메인 바디(110)의 외부로부터 메인 바디(110)의 내부를 차단한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 자외선 출구(131)가 사각형의 형상으로 형성된 경우, 투명 부재(140)는 자외선 출구(131)와 같은 사각형의 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 자외선 출구(131)에 안착되어 메인 바디(110)의 외부와 내부를 서로 차단할 수 있다면, 투명 부재(140)의 형상은 제한되지 않는다.
투명 부재(140)는 광원 유닛(160)으로부터 출사된 자외선이 살균 모듈(100)의 외부로 조사될 수 있도록 자외선을 투과하는 재질을 사용하여 형성된다. 예를 들어, 투명 부재(140)는 석영(quartz), 퓨즈드 실리카(fused silica), 폴리 메티크릴산 메틸(메틸(Poly methyl methacrylate; PMMA) 수지, 불소계 중합체 수지 재질 중 적어도 어느 하나를 사용하여 형성될 수 있다.
실링 부재(150)는 투명 부재(140)를 내부에 수납하며, 자외선 출구(131)와 투명 부재(140) 사이의 방수 구조를 제공한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 실링 부재(150)의 내측면에는 투명 부재(140)의 각 단부를 수납하기 위한 체결홈이 형성될 수 있으며, 투명 부재(140)의 단부들이 상기 체결홈에 끼워짐으로써 투명 부재(140)가 실링 부재(150)에 수납될 수 있다. 이 후, 실링 부재(150)는 투명 부재(140)와 함께 자외선 출구(131)에 설치되고, 기판(161)이 실링 부재(150)를 가압함으로써 자외선 출구(131)와 투명 부재(140) 사이가 밀폐될 수 있다. 이에 따라, 자외선 출구(131)를 통하여 외부의 물이 침투되는 것이 방지될 수 있다.
실링 부재(150)는 신축성이 있는 연성의 재질 또는 접착성의 재질을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 실링 부재(1150)는 바이톤(VITON), E.P.R(ETYLENE PROPYLENE), 테프론(TEFLON) 또는 칼레츠(KALREZ)를 재질로 하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
광원 유닛(160)은 살균 기능을 갖는 자외선을 방출하며, 광원 유닛(160)이 방출한 자외선은 투명 부재(140)를 통해 살균 모듈(100)의 외부로 방출된다. 광원 유닛(160)은 기판(161), 광원(162) 및 광원 유닛 체결부(163)를 포함한다.
기판(161)은 하부 바디(120)와 대응하는 형상을 가지며, 하부 바디(120)의 내부에 설치된다. 예를 들어, 하부 바디(120)가 원통형의 형상으로 형성된 경우, 기판(161)은 횡방향의 단면적이 원형인 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 광원(162)에 연결된 전선을 외부로 인출하기 위하여, 기판(161)의 측부의 일부는 절단될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 하부 바디(120)의 내에 설치되어 실링 부재(150)를 가압할 수 있다면, 기판(161)의 형상은 제한되지 않는다.
기판(161)은 광원(162)과 전기적으로 연결되며, 외부로부터 공급받은 전원을 광원(162)에 제공한다. 예를 들어, 기판(161)은 회로 기판, 인쇄 회로 기판(PCB), 금속 기판, 세라믹 기판일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 광원(162)과 전기적으로 연결될 수만 있다면, 기판(161)의 종류 및 재질은 특별히 한정되지 않는다.
광원(162)은 기판(161)의 상면에 실장되며, 살균 효과를 갖는 자외선을 방출한다. 예를 들어, 광원(162)은 UVC 영역인 200nm 내지 280nm의 파장대의 자외선을 방출하는 발광 다이오드 칩(Light emitting diode chip)일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 방출하는 자외선이 살균 효과를 가지고 있다면, 광원(162)의 종류 및 방출 파장은 제한되지 않는다.
광원(162)은 기판(161)의 주로 상부 방향으로 광을 출사한다. 그러나, 상기 광원(162)은 다양한 지향각을 가질 수 있으며, 광원(162)에 따라 상부 방향뿐만 아니라, 광원(162)의 측부 방향으로도 일부 광을 출사할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에서는 상부로 향하는 광을 최대화하기 위해 기판(161)의 적어도 일부 영역에 추가적인 반사 부재가 제공될 수 있다. 반사 부재는 광을 상부 방향으로 반사할 수 있는 것이라면 그 형태나 재료가 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 반사 부재는 기판(161)의 상면 상에 반사막의 형태로 제공될 수 있으며, 반사 재료로는 입경이 작은 무기 충전제가 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 무기 충전제로는 황산바륨, 황산칼슘, 황산마그네슘, 탄산바륨, 탄산칼슘, 염화마그네슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 이산화티탄, 알루미나, 실리카, 탈크, 제올라이트 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
광원 유닛 체결부(163)는 기판(161)을 관통하여 형성되며, 체결 부재(170)에 의하여 기판(161)이 메인 바디(110)에 고정되도록 한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(161)에는 3개의 광원 유닛 체결부(163)가 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 기판(161)을 메인 바디(110)에 안정적으로 고정할 수 있다면, 광원 유닛 체결부(163)의 개수는 제한되지 않는다.
체결 부재(170)는 광원 유닛 체결부(163)를 관통하여 기판(161)을 메인 바디(110)에 고정한다. 예를 들어, 체결 부재(170)는 광원 유닛 체결부(163)를 관통하여 메인 바디(110)의 메인 바디 체결부(133, 도 3 참조)에 체결될 수 있다. 예를 들어, 체결 부재(170)는 나사일 수 있으며, 이 경우에 메인 바디 체결부(133)의 내벽에는 나사홈이 형성되어 있을 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)은 투명 부재(140)를 통하여 외부로 자외선을 방출한다. 따라서, 살균 모듈(100)은 외부에 대한 살균 동작을 수행할 수 있다.
특히, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)은 기판(161) 위에 LED 패키지가 아닌 칩(chip) 형태의 광원을 실장하며, 칩(chip)은 투명 부재(140)에 의하여 외부로부터 보호될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)은 광원(162), 메인 바디(110) 및 투명 부재(140)를 하나의 패키지로 하여 제공할 수 있다. 이와 같이, 광원(162), 메인 바디(110) 및 투명 부재(140)를 하나의 패키지로 제공함으로써, 살균 모듈(100)이 소형화될 수 있다.
좀 더 자세히 설명하면, LED를 광원으로 사용하는 종래의 살균 모듈은 메인 바디 및 메인 바디의 상면에 설치된 투명 부재를 포함하며, 투명 부재의 아래에는 기판 및 기판 위에 실장된 광원이 배치된다. 특히, 종래의 살균 모듈은 광원으로 보통 LED 패키지를 사용하기 때문에 기판 위에는 LED 칩이 아닌 LED 패키지가 실장 되며, 이러한 LED 패키지는 LED 칩을 보호하고 외부와 전기적으로 연결하기 위한 렌즈부, 케이스 등의 패키지 구조를 포함하고 있다. 예를 들어, LED 패키지에는 램프형 LED 패키지, 표면 실장형 LED 패키지, COB LED 패키지 등이 있다.
이 경우, LED 패키지와 투명부재 사이의 제 3 방향(z)으로의 거리를 “a”라 하면, “a”는 적어도 LED 패키지의 제 3 방향의 길이(즉, 패키지의 높이)보다 길어야 한다. 더욱이, 만약 기판 위에 커넥터 등이 실장 되어 있다면, LED 패키지와 투명 부재 사이의 거리 “a”는 더욱 길어질 수 있다.
이에 비하여, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)은 기판(161) 위에 LED 패키지가 아닌 LED 칩을 실장 한다. 이 경우, LED 칩(162)과 투명 부재(140) 사이의 제 3 방향(z)의 거리를 “b”라 하면, LED 칩(162)의 높이가 LED 패키지의 높이보다 낮 때문에, “b”는 “a” 보다 짧아질 수 있다. 따라서, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)은 종래에 비하여 소형화에 유리한 장점이 있다.
도 3 내지 도 6은 도 1의 메인 바디(110)의 구조를 좀 더 자세히 보여주는 도면들이다. 구체적으로, 도 3 및 도 4는 각각 메인 바디(110)의 형상을 보여주는 사시도이며, 도 5는 메인 바디(110)의 하부를 보여주는 저면도이고, 도 6은 메인 바디(110)의 단면을 보여주는 단면도이다.
도 3 내지 도 6를 참조하면, 메인 바디(110)는 상부 바디(130) 및 하부 바디(120)로 구분될 수 있으며, 상부 바디(120)에는 자외선 출구(131), 가이드(132), 메인 바디 체결부(133), 안착부(134) 등이 형성되어 있다.
자외선 출구(131)는 자외선이 외부로 방출되는 통로이며, 상부 바디(130)를 관통하여 형성된다. 자외선 출구(131)를 통하여 외부로 방출되는 자외선의 손실을 최소화할 수 있도록, 자외선 출구 측벽(131_1)은 소정의 기울기를 갖도록 형성될 수 있다.
좀 더 자세히 설명하면, 광원(162)으로부터 출사된 자외선이 외부로 조사될 때에, 일부 자외선은 출구 측벽(131_1)에 반사되어 외부로 조사되지 않을 수 있다. 이러한 자외선의 의도치 않은 반사를 방지하기 위하여, 자외선 출구 측벽(131_1)은 내접원의 직경이 상부 바디 하면(130_1)에서 상부 바디 상면(130_2)로 갈수록 증가는 기울기를 갖도록 형성될 수 있다. 이 경우, 자외선 출구 측벽(131_1)의 기울기는 광원(162)의 지향각을 고려하여, 최대한 넓은 범위로 자외선이 조사되는 범위로 설정될 수 있다.
또한, 자외선 출구(131)에 설치된 투명 부재(140)와 광원(162) 사이의 거리가 종래에 비하여 짧기 때문에, 자외선 출구(131)의 면적은 종래의 살균 모듈의 자외선 출구에 비하여 작게 형성될 수 있다.
좀 더 자세히 설명하면, 일정한 지향각을 갖는 광원이 살균 모듈에 장착된다고 가정하자. 이 경우, 자외선 손실 없이 투명 부재를 통하여 자외선을 외부로 방출하기 위해서는, 광원과 투명 부재의 사이의 거리가 멀수록 면적이 큰 투명 부재가 사용되어야 한다. 이는 투명 부재가 설치되는 자외선 출구 역시 광원과 투명 부재 사이의 거리가 멀어짐에 따라 점점 넓어져야 함을 의미하며, 결국 이는 살균 모듈의 소형화를 저해함은 물론 제조비용의 상승을 초래하게 된다. 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)은 기판(161) 위에 LED 패키지가 아닌 LED 칩이 실장되기 때문에, 광원(162)과 투명 부재(140) 사이의 거리가 종래에 비하여 짧게 구현된다. 따라서, 투명 부재(140)가 설치되는 자외선 출구(131) 역시 종래에 비하여 작게 형성될 수 있다.
가이드(132)는 상부 바디 하면(130_1)에서 제 3 방향(Z 방향)으로 돌출된 구조로 형성된다. 가이드(132)는, 또한, 자외선 출구(131)의 둘레에 따라 형성되며, 안착부(134)와 함께 실링 부재(150)를 수납하기 위한 공간을 제공한다.
메인 바디 체결부(133)는 상부 바디 하면(130_1)에서 제 3 방향(Z 방향)으로 돌출된 구조로 형성된다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 3개의 메인 바디 체결부(133)가 형성될 수 있으나, 안정적으로 기판(161)을 고정할 수 있다면, 메인 바디 체결부(133)의 숫자는 이에 한정되지 않는다.
메인 바디 체결부(133)의 제 3 방향으로 돌출된 일단은, 예를 들어, 가이드(132)의 제 3 방향으로 돌출된 일단에 비하여 길도록 형성될 수 있다. 이 경우, 메인 바디(110)에 기판이 고정될 때에, 메인 바디 체결부(133)의 일단은 기판(161)의 상면에 밀착되며, 가이드(132)의 일단은 기판(161)의 상면에 밀착되지 않을 것이다.
다른 예로, 메인 바디 체결부(133)의 제 3 방향으로 돌출된 일단은 가이드(132)의 제 3 방향으로 돌출된 일단과 동일 선상에 위치하도록 형성될 수 있다. 따라서, 메인 바디(110)에 기판(161)이 고정될 때에, 메인 바디 체결부(133)의 일단과 가이드(132)의 일단이 모두 기판(161)의 상면에 밀착될 수 있다.
이 경우, 메인 바디 체결부(133)의 제 3 방향으로의 길이 및/또는 가이드(132)의 제 3 방향으로의 길이는 실링 부재(150)와 광원(162)의 높이를 고려하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 메인 바디 체결부(133)의 제 3 방향으로의 길이는 실링 부재(150)의 탄성 압축에 의하여 방수가 이루어질 수 있도록, 실링 부재(150)의 높이보다 짧게 형성될 것이다. 더불어, 메인 바디 체결부(133)의 제 3 방향으로의 길이는 기판(161)에 실장된 광원(162)을 보호하기 위하여, 투명 부재(140)와 기판(161) 사이의 이격 거리가 광원(162)의 높이보다 길도록 형성될 것이다. 이는 이하의 도 15및 도 16서 좀 더 자세히 설명될 것이다.
안착부(134)는 상부 바디 하면(130_1)에 형성되며, 자외선 출구(131)의 둘레를 따라 형성된다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 안착부(134)는 상부 바디 하면(130_1)에서 자외선 출구(131)의 둘레를 따라 형성된, 가이드(132)와 자외선 출구(131) 사이의 부분을 가리킨다.
안착부(134)는 실링 부재(150)에 대응하는 형상을 갖는다. 예를 들어, 안착부(134)의 횡방향(즉, 제 1 및 제 2 방향)의 형상 및 너비는 실링 부재(150)의 횡방향의 형상 및 너비와 동일하거나 유사하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 실링 부재(150)가 외부로 직접 노출되지 않아, 살균 모듈(100)의 미관을 해치지 않을 수 있다.
계속해서, 도 5를 참조하면, 상부 바디 하면(130_1)과 하부 바디(120)의 내측면에는 제 1 내지 제 3 지지부재(133_1~133_3)가 형성되어 있을 수 있다. 이러한 제 1 내지 제 3 지지부재(133_1~133_3)는 외부 홀더(220, 도 17 참조) 결합 시에 하부 바디(120)에 가해지는 압력을 상부 바디(130)에 분산함으로써, 하부 바디(130)를 좀 더 안정적으로 지지하는 역할을 수행한다.
한편, 메인 바디(110)는 방수 물질로 형성되거나 메인 바디(110)의 외벽이 방수 물질로 코팅될 수 있다. 여기서, 메인 바디(110)의 외벽은 메인 바디(110)의 외부로 노출되는 면이다. 예를 들어, 메인 바디(110)의 외벽은 하부 바디(120)의 외측면, 상부 바디 상면(130_2) 및 상부 바디 하면(130_1)일 것이다. 메인 바디(110)의 외벽이 방수 물질로 코팅됨으로써, 메인 바디(110)가물에 의해서 부식되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 살균 모듈(100)가 물에 의한 부식으로 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 1의 투명 부재(140) 및 실링 부재(150)를 좀 더 자세히 보여주는 도면들이다. 구체적으로, 도 7은 투명 부재(140)와 실링 부재(150)의 결합을 보여주는 사시도이며, 도 8은 투명 부재(140)와 실링 부재(150)의 결합을 보여주는 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 실링 부재(150)의 내측에는 체결홈(151)이 형성되며, 투명 부재(140)의 각 단부는 실링 부재(150)의 체결홈(151)에 끼워져 결합된다. 또한, 실링 부재(150)의 상면, 측면 및 하면에는 각각 제 1 내지 제 3 돌기(152_1~152_3)가 실링 부재(150)의 둘레를 따라 형성되어 있으며, 이는 좀 더 완벽한 방수 구조를 제공한다.
좀 더 자세히 설명하면, 체결 부재(170)가 기판(161)의 광원 유닛 체결부(163)를 통하여 메인 바디 체결부(133)에 체결되면, 기판(161)은 실링 부재(150)를 가압하게 된다. 이 경우, 실링 부재(150)의 상면은 안착부(134)에 압축 밀착되고, 실링 부재(150)의 측면은 가이드(132)에 압축 밀착되며, 실링 부재(150)의 하면은 기판(161)에 압축 밀착된다.
이 때, 만약 기판(161)에 의하여 실링 부재(150)에 가하여지는 압력이 너무 크다면, 투명 부재(140)가 파손될 위험이 있다. 따라서, 기판(161)이 실링 부재(150)에 가하는 압력은 소정의 기준 압력을 초과해서는 안 되는데, 이 경우에 기판(161)에 의하여 실링 부재(150)에 가하여지는 압력이 너무 작아 방수가 되지 않을 위험이 있다.
이러한 위험을 방지하기 위하여, 실링 부재(150)는 제 1 내지 제 3 돌기(152_1~152_3)를 추가로 구비할 수 있다. 제 1 내지 제 3 돌기(152_1~152_3)는 좁은 너비로 형성되어 용이하게 탄성 변형 가능하므로, 작은 압력으로도 용이하게 압축되어 밀착될 수 있는 장점이 있다. 따라서, 투명 부재(140)에 영향을 끼치지 않으면서도 방수 능력을 향상시킬 수 있다.
한편, 투명 부재(140)는 표면이 발수 코팅될 수 있다. 투면 부재(140)의 표면에 발수 코팅을 하면, 투명 부재(140)로 떨어진 물방울이 퍼지지 않고 서로 뭉쳐서 투명 부재(140)의 표면으로부터 쉽게 떨어질 수 있다. 따라서, 투명 부재(140)에 떨어진 물방울에 의해서 외부로 방출되는 자외선의 광량이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 실링 부재(150)의 표면 또는 실링 부재(150)의 내벽은, 예를 들어, 반사율이 높은 물질(예를 들어, 스텐레스, 알루미늄, 산화마그네슘, 테프론 등)로 코팅될 수 있다. 이 경우, 실링 부재(150)는 실링 부재(150)의 내벽에 부딪힌 자외선을 반사시켜 자외선 출구(131)를 향하도록 할 수 있다. 따라서, 자외선이 실링 부재(150)의 내벽에 부딪쳐 손실되는 것을 방지하여, 살균 모듈(100)의 살균 효율을 높일 수 있다.
도 9 내지 도 11은 광원 유닛(160)을 좀 더 자세히 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 9는 기판(161)에 광원(162)이 장착된 모습을 좀 더 자세히 보여주는 도면이며, 도 10 및 도 11은 광원(162)의 구조를 보여주는 단면도이다.
먼저 도 9를 참조하면, 광원 유닛(160)은 기판(161), 광원(162), 광원 유닛 체결부(163), 지지홈(164) 및 연결 통로(165)를 포함한다.
기판(161)의 상면에는 광원(162)이 실장된다. 기판(161)의 일측에는 광원(162)에 전원을 공급하기 위한 전선(미도시)을 외부로 인출하기 위한 연결 통로(165)가 형성되며, 기판(161)의 타측에는 기판(161)을 메인 바디(110)에 고정시킬 때에 제 3 지지부재(133_3, 도 5 참조)를 통과시키기 위한 지지홈(164)이 형성된다.
기판(161)은, 예를 들어, 방열 기판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 기판(161)은 인쇄 회로 기판일 수도 있다.
광원(162)은 기판(161)의 상면에 실장되며, 살균 효과를 갖는 자외선을 방출한다. 도 9에서는, 예시적으로, 기판(161)의 상면에 하나의 광원(162)이 실장되는 것으로 도시되어 있으나, 광원(162)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기판(162)의 상면에는 복수의 광원들이 실장될 수도 있다.
광원 유닛 체결부(163)는 광원 유닛 체결부(163)는 기판(161)을 관통하여 형성되며, 체결 부재(170)에 의하여 기판(161)이 메인 바디(110)에 고정되도록 한다.
본 출원의 일 실시 예에 있어서, 광원(162)은 기판(161)에 다양한 방식으로 실장될 수 있다. 예를 들어, 광원(162)은 LED 일 수 있으며, LED는 성장 기판(epitaxial substrate) 상에 도전형 반도체층 및 활성층 등을 성장시켜 형성된 것일 수 있다. 또한, LED를 기판(161)에 실장 할 때에 성장 기판(epitaxial)이 기판(161)과 이격되어 투명 부재(140)를 향하도록 함으로써, 자외선이 성장 기판을 통과하여 방출되도록 할 수 있다. 이 경우, 성장 기판을 통과한 자외선의 지향각이 성장 기판을 통과하지 않은 자외선의 지향각 보다 크기 때문에, 좀 더 넓은 범위를 효과적으로 살균할 수 있다.
도 10에서는 본 출원의 일 실시 예에 따른 광원(162)의 단면이 도시 되어 있으며, 도 11에서는 도 10의 절취선 A-B-B'-A'를 따라 취해진 단면도가 도시되어 있다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 광원(162)은 제1 도전형 반도체층(1111), 활성층(1112)과 제2 도전형 반도체층(1113)을 포함하는 메사(M), 제1 절연층(1130), 제1 전극(1140), 및 제2 절연층(1150)을 포함할 수 있으며, 나아가, 성장 기판(1100) 및 제2 전극(1120)을 포함할 수 있다.
성장 기판(1100)은 제1 도전형 반도체층(1111), 활성층(1112), 및 제2 도전형 반도체층(1113)을 성장시킬 수 있는 기판이면 한정되지 않으며, 예를 들어, 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, 질화갈륨 기판, 질화알루미늄 기판, 실리콘 기판 등일 수 있다. 성장 기판(1100)의 측면은 경사면을 포함할 수 있으며, 이에 따라 활성층(1112)에서 생성된 광의 추출이 개선될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(1113)은 제1 도전형 반도체층(1111) 상에 배치될 수 있으며, 활성층(1112)은 제1 도전형 반도체층(1111) 및 제2 도전형 반도체층(1113) 사이에 배치될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(1111), 활성층(1112), 및 제2 도전형 반도체층(1113)은 Ⅲ-Ⅴ 계열 화합물 반도체를 포함할 수 있고, 예를 들어, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물계 반도체를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(1111)은 n형 불순물(예를 들어, Si)을 포함할 수 있고, 제2 도전형 반도체층(1113)은 p형 불순물(예를 들어, Mg)을 포함할 수 있다. 또한, 그 반대일 수도 있다. 활성층(1112)은 다중양자우물구조(MQM)를 포함할 수 있다. 광원(162)에 순방향 바이어스가 가해지면 활성층(1112)에서 전자와 정공이 결합하면서 빛을 방출하게 된다. 제1 도전형 반도체층(1111), 활성층(1112), 및 제2 도전형 반도체층(1113)은 금속유기화학 기상증착(MOCVD) 또는 분자선에피택시(MBE) 등의 기술을 이용하여 성장 기판(1100) 상에 성장될 수 있다.
광원(162)은 활성층(1112) 및 제2 도전형 반도체층(1113)을 포함하는 적어도 하나의 메사(M)를 포함할 수 있다. 메사(M)는 복수개의 돌출부를 포함할 수 있으며, 복수개의 돌출부들 사이는 서로 이격될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 광원(162)는 서로 이격된 복수개의 메사(M)를 포함할 수도 있다. 메사(M)의 측면은 포토레지스트 리플로우와 같은 기술을 사용함으로써 경사지게 형성될 수 있으며, 경사진 메사(M)의 측면은 활성층(112)에서 생성된 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 도전형 반도체층(1111)은 메사(M)를 통해 노출되는 제1 컨택 영역(R1) 및 제2 컨택 영역(R2)을 포함할 수 있다. 메사(M)는 제1 도전형 반도체층(1111) 상에 배치된 활성층(1112) 및 제2 도전형 반도체층(1113)을 제거하여 형성하기 때문에, 메사(M)를 제외한 부분은 제1 도전형 반도체층(1111)의 노출된 상면인 컨택 영역이 된다. 제1 전극(1140)은 제1 컨택 영역(R1) 및 제2 컨택 영역(R2)과 접함으로써, 제1 도전형 반도체층(1111)과 전기적으로 접속될 수 있다. 제1 컨택 영역(R1)은 제1 도전형 반도체층(1111)의 외곽을 따라 메사(M) 주위에 배치될 수 있으며, 구체적으로, 메사(M)와 광원(162)의 측면 사이에서 제1 도전형 반도체층의 상면 외곽을 따라 배치될 수 있다. 제2 컨택 영역(R2)은 메사(M)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있다.
제2 컨택 영역(R2)의 장축 방향의 길이는 광원(162)의 일 변 길이의 0.5배 이상일 수 있다. 이 경우, 제1 전극(1140)과 제1 도전형 반도체층(1111)이 접하는 영역이 증가할 수 있으므로, 제1 전극(1140)에서 제1 도전형 반도체층(1111)으로 흐르는 전류가 더욱 효과적으로 분산될 수 있어서, 순방향 전압이 더욱 감소될 수 있다.
제2 전극(1120)은 제2 도전형 반도체층(1113) 상에 배치되며, 제2 도전형 반도체층(1113)과 전기적으로 접속할 수 있다. 제2 전극(1120)은 메사(M) 상에 형성되며, 메사(M)의 형상을 따라 동일한 형상을 가질 수 있다. 제2 전극(1120)은 반사 금속층(1121)을 포함하며, 나아가 장벽 금속층(1122)을 포함할 수 있으며, 장벽 금속층(1122)은 반사 금속층(1121)의 상면 및 측면을 덮을 수 있다. 예컨대, 반사 금속층(1121)의 패턴을 형성하고, 그 위에 장벽 금속층(1122)을 형성함으로써, 장벽 금속층(1122)이 반사 금속층(1121)의 상면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사 금속층(1121)은 Ag, Ag 합금, Ni/Ag, NiZn/Ag, TiO/Ag층을 증착 및 패터닝하여 형성될 수 있다.
한편, 장벽 금속층(1122)은 Ni, Cr, Ti, Pt, Au 또는 그 복합층으로 형성될 수 있으며, 구체적으로, 제2 도전형 반도체층(1113) 상면에 순차적으로 Ni/Ag/[Ni/Ti]2/Au/Ti으로 형성된 복합층일 수 있으며, 더욱 구체적으로, 제2 전극(1120)의 상면의 적어도 일부는 300Å 두께의 Ti층을 포함할 수 있다. 제2 전극(1120)의 상면 중 제1 절연층과 접하는 영역이 Ti층으로 이루어지는 경우, 제1 절연층(1130)과 제2 전극(1120)의 접착력이 개선되어, 광원(162)의 신뢰성이 개선될 수 있다.
제2 전극(1120) 상에 전극 보호층(1160)이 배치될 수 있으며, 전극 보호층(1160)은 제1 전극(1140)과 동일한 재료일 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
제1 절연층(1130)은 제1 전극(1140)과 메사(M) 사이에 배치될 수 있다. 제1 절연층(1130)을 통해, 제1 전극(1140)과 메사(M)가 절연될 수 있으며, 제1 전극(1140)과 제2 전극(1120)이 절연될 수 있다. 제1 절연층(1130)은 제1 컨택 영역(R1) 및 제2 컨택 영역(R2)을 부분적으로 노출시킬 수 있다. 구체적으로, 제1 절연층(1130)은 개구부(1130a)를 통해 제2 컨택 영역(R2)의 일부를 노출시킬 수 있으며, 제1 절연층(1130)이 제1 도전형 반도체층(1111)의 외곽과 메사(M) 사이에서 제1 컨택 영역(R1)의 일부 영역만을 덮어, 제1 컨택 영역(R1)의 적어도 일부가 노출될 수 있다.
제1 절연층(1130)이 제2 컨택 영역(R2) 상에서, 제2 컨택 영역(R2)의 외곽을 따라 배치될 수 있다. 동시에, 제1 절연층(1130)은 제1 컨택 영역(R1)과 제1 전극(1140)이 접하는 영역보다 메사(M)에 인접하게 한정되어 배치될 수 있다.
제1 절연층(1130)은 제2 전극(1120)을 노출시키는 개구부(1130b)를 가질 수 있다. 개구부(1130b)를 통해 제2 전극(1120)은 패드 또는 범프 등과 전기적으로 접속할 수 있다.
제1 컨택 영역(R1)과 제1 전극(140)이 접하는 영역이 제1 도전형 반도체층 상면의 전 외곽을 따라 배치된다. 구체적으로, 제1 컨택 영역(R1)과 제1 전극(1140)이 접하는 영역은 제1 도전형 반도체층(1111)의 네 측면과 모두 인접하도록 배치될 수 있으며, 메사(M)를 완전히 둘러쌀 수 있다. 이 경우, 제1 전극(1140)과 제1 도전형 반도체층(1111)이 접하는 영역이 증가할 수 있으므로, 제1 전극(1140)에서 제1 도전형 반도체층(1111)으로 흐르는 전류가 더욱 효과적으로 분산될 수 있어서, 순방향 전압이 더욱 감소될 수 있다.
본 출원의 일 실시 예에 있어서, 광원(162)의 제1 전극(1140) 및 제2 전극(1120)은 직접 혹은 패드를 통하여 기판(161)에 실장될 수 있다.
예를 들어, 광원(162)이 패드를 통하여 기판(161)에 실장되는 경우, 광원(162)과 기판(161) 사이에 배치된 두 개의 패드가 제공될 수 있으며, 두 개의 패드 각각은 각각 제1 전극(1140) 및 제2 전극(1120)에 접할 수 있다. 예를 들어, 패드는 솔더 또는 유테틱 메틸(Eutectic Metal) 일 수 있으니, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 유테틱 메탈로 AuSn이 사용될 수 있다.
다른 예로, 광원(162)이 직접 기판(161)에 실장되는 경우, 광원(162)의 제1 전극(1140) 및 제2 전극(1120)이 직접 기판(161) 상의 배선에 본딩될 수 있다. 이 경우, 본딩 물질은 도전 성질을 갖는 접착 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본딩 물질은 은(Ag), 주석(Sn), 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나의 도전성 재료를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 본딩 물질은 도전성을 갖는 다양한 물질을 포함할 수 있다.
도 12 내지 도 16는 도 1의 살균 모듈(100)가 조립된 모습을 보여주는 도면들이다. 구체적으로, 도 12 및 도 13은 도 1의 살균 모듈(100)가 조립된 모습을 보여주는 사시도이며, 도 14는 도 1의 살균 모듈(100)의 조립된 모습을 보여주는 저면도이다. 도 15는 도 14의 절취선 C-C'을 따라 취해진 단면도를 보여주는 도면이고, 도 16은 도 15의 D 부분에 대한 부분 확대도이다.
먼저 도 12 내지 도 14을 참조하면, 상부 바디(130)의 상면에는, 투명 부재(140)가 자외선 탈출구(131)를 통하여 외부로 노출된다. 체결 부재(170)는 기판(161)에 형성된 광원 유닛 체결부(163)를 관통하여 하부 바디(120)에 체결되어, 기판(161)을 하부 바디(120)에 견고하게 고정한다. 이 때, 상부 바디 하면(130_1)에 형성된 제 1 및 제 2 지지 부재(133_1. 133_2)는 연결 통로(165)를 통하여 외부로 노출되며, 제 3 지지 부재(133_3)는 지지홈(164)을 통하여 외부로 노출된다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 체결부재(170)가 기판(161)을 관통하여 메인 바디 체결부(133)에 체결된다. 이 때, 기판(161)의 상면은 실링 부재(150)에 밀착되며, 체결부재(170)가 기판(161)을 제 3 방향(Z 방향)으로 가압하고, 기판(161)은 실링 부재(150)를 가압하게 된다. 기판(161)이 실링 부재(150)를 가압함에 따라, 실링 부재(150)는 안착부(134)와 기판(161) 사이에서 탄성 압축된다. 이 경우, 예를 들어, 기판(161)의 가압에 의하여 탄성 압축된 실링 부재(150)의 제 3 방향으로의 길이(d2)는 메인 바디 체결부(133)의 제 3 방향으로의 길이(d2)와 동일하게 된다.
실링 부재(150)는 외부의 물이 살균 모듈(100) 내부로 침투하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 기판(161) 위에 실장된 광원(162)이 파손되지 않도록 투명 부재(140)와 기판(161) 사이에 소정의 이격 거리를 형성하는 역할을 수행한다.
구체적으로, 실링 부재(150)의 탄성 압축에 의하여, 실링 부재(150)와 안착부(134) 사이, 및/또는 실링 부재(150)와 가이드(132) 사이, 및/또는 실링 부재(150)와 기판(161) 사이로 물이 침투되는 것이 방지될 것이다.
또한, 투명 부재(140)의 양단에 끼움 결합된 실링 부재(150)에 의하여, 투명 부재(140)와 기판(161) 사이에는 소정의 이격 거리(d1)가 형성될 것이다. 다시 말하면, 실링 부재(150)는 투명 부재(140)와 기판(161)을 물리적으로 분리하여 광원(162)이 파손되지 않도록 하는 스페이서의 역할을 수행할 것이다.
본 출원의 일 실시 예에 있어서, 투명 부재(140)와 기판 사이의 거리(d1)는 광원(162)을 보호할 수 있도록 광원(162)의 높이보다는 길며, 동시에 살균력이 최대화될 수 있도록 투명 부재(140)와 광원(162) 사이의 거리가 최소화될 수 있다. 예를 들어, 투명 부재(140)와 기판(161) 사이의 거리(d1)는 약 200μm 이상, 약 2mm 이하가 되도록 설정될 수 있다. 투명 부재(140)과 기판(161) 사이의 최소 거리(d1)는 기판(161) 상의 광원(162)의 높이를 고려한 것으로서, 투명 부재(140)과 기판(161) 사이의 거리(d1)가 약 200μm 미만의 경우에는 광원(162)이 투명 부재(140)에 의해 직접 접촉되거나 투명 부재(140)에 의해 눌리는 경우를 피하기 위한 것이다. 그러나, 투명 부재(140)과 기판(161) 사이의 최소 거리(d1)는 광원(162)의 높이에 따라 더 큰 값을 가지거나 더 작은 값을 가지도록 달리 설정될 수 있다. 투명 부재(140)과 기판(161) 사이의 최대 거리(d1)는 자외선에 의한 살균력을 고려한 것이다. 광원(162)로부터 거리가 멀어질수록 자외선의 강도는 현저하게 감소하는 바, 투명 부재(140)과 기판(161) 사이의 거리(d1)가 약 2mm를 초과하는 경우에는 자외선에 의한 충분한 살균 효과를 보기 힘들다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에서는 투명 부재(140)과 기판(161) 사이의 거리(d1)를 약 2mm 이하로 함으로써, 외부의 유체에 대한 살균력을 충분히 유지할 수 있다.
일반적인 살균 모듈의 경우, 기판 상에 LED 패키지가 실장 되며, LED 패키지 내에 LED 칩이 내장된다. 따라서, LED 칩과 투명 부재 사이의 거리는 적어도 LED 패키지의 높이보다 길어야 하며, 이는 거리 증가에 따른 살균력 감소의 원인이 된다. 이에 반하여, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)은 기판(161) 위에 LED 패키지가 아닌 LED 칩이 실장 되기 때문에, 광원(162)과 투명 부재(140) 사이의 거리(d1)가 종래에 비하여 짧게 구현될 수 있다. 더욱이, 별도의 스페이서 없이 실링 부재(150)를 사용하여 투명 부재(140)와 기판(161) 사이를 이격 시키기 때문에, 광원(162)과 투명 부재(140) 사이의 거리(d1)는 최소화될 수 있다. 따라서, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)은 살균력을 극대화할 수 있다.
또한, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)은 투명 부재(140)와 광원(162) 사이에 단지 하나의 공기층이 존재하기 때문에, 방열 성능이 개선된다는 장점이 있다.
좀 더 자세히 설명하면, 기판 상에 LED 패키지가 실장되는 일반적인 살균 모듈의 경우에는, LED 칩과 투명 부재 사이에는 이중의 공기층이 형성된다. 예를 들어, 일반적인 살균 모듈의 경우, LED 패키지 내부에 제 1 공기층이 형성되고, LED 패키지와 투명 부재 사이에 제 2 공기층이 형성될 것이다. 이 경우, 투명 부재가 외부의 차가운 유체와 접촉한다고 하더라도, 제 2 공기층의 단열 기능에 의하여, 유체의 온도가 제 1 공기층까지 전달되기 어려울 수 있다. 따라서, 유체에 의한 LED 칩의 냉각 효율이 감소되며, 이에 따라 LED 칩의 열화가 야기되어 칩의 수명이 단축될 수 있다. 이에 반하여, 본 출원의 일 실시 예에 따른 살균 모듈(100)은 기판(161) 위에 LED 칩이 실장되기 때문에, 광원(162)과 투명 부재(140) 사이에는 단지 하나의 공기층이 형성된다. 투명 부재(140)가 외부의 차가운 유체와 접촉하는 경우에, 광원(162)이 노출되어 있는 공기층의 온도가 하강하기 때문에, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)은 방열 성능이 개선되어 칩의 열화를 방지할 수 있는 장점이 있다. 더욱이, 본 출원의 살균 모듈(100)은 LED 칩이 방열 기능을 갖는 기판(161) 위에 직접 접촉되어 있기 때문에, 일반적인 살균 모듈에 비하여 방열 기능이 더욱 개선될 수 있다.
한편, 투명 부재(140)와 기판(161) 사이의 거리(d1)는 실링 부재(150)의 두께에 비례하여 형성될 것이다. 다만, 상술한 바와 같이, 실링 부재(150)의 두께는 광원(162)을 보호하기 위하여 광원(162)의 두께보다는 크며, 살균력을 극대화하기 위하여 투명 부재(140)와 광원(162) 사이의 거리가 최소화되도록 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 실링 부재(150)의 두께는 방수가 가능한 한도에서는 다양하게 조절될 수 있을 것이다.
한편, 도 15 및 도 16에서, 가이드(132)의 제 3 방향으로의 길이(d3)는 메인 바디 체결부(133)의 제 3 방향으로의 길이(d2)보다 짧은 것으로 도시되어 있다. 다만 이는 예시적인 것이며, 본 출원의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 가이드(132)의 제 3 방향으로의 길이(d3)는 메인 바디 체결부(133)의 제 3 방향으로의 길이(d2)와 동일하게 형성될 수 있다. 이 경우, 기판(161)은 가이드(132)의 일단에 밀착되어 좀더 견고히 고정될 수 있으며, 기판(161)과 가이드(132)의 밀착에 의하여 방수 기능이 좀 더 향상될 수 있다.
도 17 내지 도 19는 도 1의 살균 모듈(100)가 외부 홀더(220)와 체결됨으로써, 외부 장치(10)에 설치되는 모습을 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 17은 도 1의 살균 모듈(100)에 외부 홀더(220)가 체결되는 모습을 보여주는 분해 사시도이며, 도 18은 살균 모듈(100)에 외부 홀더(220)가 체결된 모습을 보여주는 단면도이다. 도 19는 외부 홀더(220)를 사용하여 살균 모듈(100)를 외부 장치(10)에 설치한 모습을 보여주는 단면도이다.
먼저 도 17 및 도 18을 참조하면, 외부 홀더(220)는 하부 바디(120)에 대응하는 형상으로 형성된다. 예를 들어, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 외부 홀더(220)는 상면 및 하면이 개방된 원통형의 형상으로 형성되며, 내주면에는 나사산이 형성된다. 하부 바디(120)의 외주면에는 외부 홀더(220)의 내주면에 대응하는 나사산이 형성되어 있으며, 따라서 외부 홀더(220)는 하부 바디(120)의 나사선에 맞추어 회전함으로써, 하부 바디(120)에 체결될 수 있다.
또한, 메인 바디(110)와 외부 홀더(220) 사이에 추가적인 방수 구조를 제공하기 위하여, 메인 바디(110)와 외부 홀더(220) 사이에 외부 실링 부재(210)가 추가적으로 배치될 수 있다.
외부 실링 부재(210)는 상부 바디(130)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 외부 실링 부재(210)는 도 17에 도시된 바와 같이 오-링(O-ring)의 형상으로 형성될 수 있으나, 메인 바디(110)와 외부 홀더(220) 사이에 방수 구조를 제공할 수 있다면 그 형상을 한정되지 않는다.
한편, 외부 실링 부재(210)의 상면, 하면 및 측면에는, 도 8의 실링 부재(150)와 유사하게, 방수 성능을 향상시키기 위한 제 1 내지 제 3 돌기들이 추가적으로 형성될 수도 있다.
도 19를 참조하면, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)가 외부 장치(10)에 설치된다. 외부 장치(10)는, 예를 들어, 물을 저장하는 저수조일 수 있으며, 살균 모듈(10)는 저수조에 저장된 물을 살균하기 위하여 저수조에 설치될 수 있다.
살균 모듈(100)의 설치 방법을 좀 더 자세히 살펴보면, 먼저 살균 모듈(100)의 상부 바디(130)가 외부 장치(10)의 내부에서 외부로 관통하여 끼워진다.
이후, 외부 홀더(220)가 외부 장치(10) 외부에서 하부 바디(120)의 외벽에 결합된다. 예를 들어, 하부 바디(120)의 외주면에는 나사산이 형성되어 있고, 외부 홀더(220)의 내주면에는 대응하는 나사산이 형성되어 있으며, 외부 홀더(220)가 하부 바디(120)의 나사산에 맞추어 회전함으로써, 외부 홀더(220)가 하부 바디(120)에 결합될 수 있다.
이 경우, 외부 홀더(220)가 하부 바디(120)에 결합되면서, 외부 홀더(220)가 외부 장치(10)의 외벽을 가압하고, 상부 바디(130)의 하면 및 외부 실링 부재(210)는 외부 장치(10)의 내벽을 가압하게 된다. 따라서, 살균 모듈(100)가 외부 장치(10)에 고정되게 된다. 이 때, 상부 바디(130)와 외부 장치(10)의 내측면 사이에는 외부 실링 부재(210)가 추가로 배치될 수 있으며, 이에 따라 외부 장치(10)에 저장된 물이 외부 장치(10) 외부로 누수되는 것이 더욱 방지될 수 있다.
한편, 도 19에 도시된 바와 같이, 살균 모듈이 외부 장치(10)의 하면에 설치되는 경우, 일반적인 살균 모듈은 수압에 의하여 투명 부재가 파손될 염려가 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)은 종래의 살균 모듈에 비하여 크기가 투명 부재가 장착될 수 있다. 따라서, 본 출원에 의한 살균 모듈(100)은 수압에 의한 파손 가능성이 적으며, 대용량의 물을 저장하는 외부 장치(10)에도 설치될 수 있는 장점이 있다.
한편, 상술한 설명은 예시적인 것이며, 본 출원의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 18에서는, 외부 실링 부재(210)가 상부 바디(130) 및 외부 장치(10)의 내벽 사이에 배치되는 것으로 설명되었다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 외부 실링 부재(210)는 하부 바디(120) 및 외부 장치(10)의 외벽 사이에 배치될 수 있다.
또한, 도 19에서, 외부 장치(10)의 하면에 살균 모듈(100)가 설치되는 것으로 설명되었다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 살균 모듈(100)는 외부 장치(10)의 하면에 설치되는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 살균 모듈(100)는 외부 장치(10)의 상면 또는 측면에 설치될 수도 있다. 만약 살균 모듈(100)가 외부 장치(10)의 상면에 설치된다면, 살균 모듈(100)는 외부 장치(10)에 저장된 물의 표면으로 자외선을 방출할 수 있다. 만약 살균 모듈(100)가 외부 장치(10)의 측면에 설치된다면, 살균 모듈(100)는 외부 장치(10)에 저장된 물의 표면 및/또는 물의 내부로 자외선을 방출할 수 있다.
도 1 내지 도 19를 참조하여 설명된 바와 같이, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)는 내부에 형성된 체결홈을 통하여 투명 부재(140)를 수납하는 실링 부재(150)를 포함하며, 실링 부재(150)는 자외선 출구(131)와 투명 부재(140) 사이에 방수 기능을 제공할 뿐만 아니라, 기판(161)과 투명 부재(140) 사이에 광원(162)의 압착 손상을 방지하기 위한 스페이서 기능을 추가적으로 제공한다.
이와 같이, 별도의 스페이서를 구비하지 않고 실링 부재(150)를 사용하여 방수 기능 및 스페이서 기능을 제공함으로써, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)는 소형화 및 비용절감에 유리하다. 더불어, 투명 부재(140)와 광원(162) 사이의 거리가 가까워짐에 따라, 기판(161)을 압착시키는 힘이 투명 부재(140)에 도달하기까지의 경로가 단축될 수 있다. 따라서, 방수 효율이 증대될 수 있다
또한, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)는 광원(162)을 보호하기 위하여 광원(162)을 감싸서 형성되는 별도의 쿼츠(quartz) 형 보호관을 구비하지 않는다. 즉, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)는 자외선 출구(131)에 설치된 투명 부재(140)만을 구비하며, 상기 투명 부재(140)는 살균 모듈(100)를 외부로부터 차단할 뿐만 아니라, 광원(162)을 보호하는 역할을 함께 수행한다. 따라서, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)는 소형화에 더욱 유리한 장점이 있다.
한편, 본 출원의 실시 예에 따른 살균 모듈(100)는 조립 완성된 패키지의 형태로 사용자에게 제공될 수 있으며, 사용자는 조립된 살균 모듈(100)를 외부 홀더(220)와 결합함으로써, 살균 모듈(100)를 외부 장치(10)에 용이하게 설치할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 살균 모듈(100)는 조립되지 않은 상태로 사용자에게 제공될 수도 있다.
한편, 상술한 설명은 예시적인 것이며, 본 출원의 기술적 사상은 다양하게 변형되거나 응용될 수 있음이 이해될 것이다. 이하에서는, 본 출원의 기술적 사상에 따른 다양한 변형 예들 혹은 응용 예들이 설명될 것이다.
도 20 및 도 21은 본 출원의 일 실시 예에 따른 메인 바디(110')를 보여주는 도면들이다. 구체적으로, 도 20은 본 출원의 일 실시 예에 따른 메인 바디(110')의 사시도이며 도 21은 도 20의 메인 바디(110')를 갖는 살균 모듈(100')가 외부 장치(10)에 설치된 모습을 보여주는 도면이다.
도 20 및 도 21의 살균 모듈(100')는 도 1 내지 도 19에서 설명된 살균 모듈(100)와 유사하다. 따라서, 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일하거나 유사한 참조번호를 사용하여 표기될 것이며, 동일하거나 중첩되는 설명은 간략한 설명을 위하여 이하 생략될 것이다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 본 출원의 일 실시 예에 따른 살균 모듈(100')는 메인 바디(110')를 구비하며, 메인 바디(110')는 하부 바디(120')와 상부 바디(130')를 포함한다.
도 1의 살균 모듈(100)의 메인 바디(110)와 달리, 도 20의 살균 모듈(100')의 메인 바디(110')는 외부 장치(10)와 결합을 하기 위한 외부 홀더(220, 도 17 참조)를 필요로 하지 않는다.
즉, 도 20의 메인 바디(110')의 하부 바디(120')의 외주면에는 외부 홀더(220)와의 결합을 위한 나사산이 형성되어 있지 않다. 이를 대신하여, 도 20의 메인 바디(110')의 상부 바디(130')에는 외부 체결 부재(230)를 수납하기 위한 결합홀(139)이 형성되어 있다. 예를 들어, 외부 체결 부재(230)는 나사일 수 있으며, 상부 바디(130')의 내주면에는 나사홈이 형성되어 있을 수 있다.
이 경우, 도 21에 도시된 바와 같이, 살균 모듈(100')의 상부 바디(130')가 외부 장치(10)의 내부에서 외부로 관통하여 끼워진다. 이후, 외부 체결 부재(230)가 상부 바디(130')의 결합홀(139)에 나사 결합 방식으로 결합됨으로써, 살균 모듈(100')가 외부 장치(10)에 설치될 수 있다.
이 때, 상부 바디(130')와 외부 장치(10)의 내벽 사이에는 오링과 같은 실링 부재가 추가적으로 배치될 수 있으며, 이에 따라 외부 장치(10)에 저장된 물이 외부 장치(10) 외부로 누수되는 것이 방지될 수 있다.
도 22 및 도 23은 본 출원의 일 실시 예에 따른 실링 부재들을 보여주는 도면들이다. 구체적으로, 도 22는 본 출원의 일 실시 예에 따른 제 1 및 제 2 실링 부재(150_1, 150_2)를 보여주는 단면도이며, 도 23은 본 출원의 일 실시 예에 따른 접착 부재(150_3)와 실링 부재(150_4)를 보여주는 단면도이다.
도 22 및 도 23의 살균 모듈(100')는 도 1 내지 도 19에서 설명된 살균 모듈(100)와 유사하다. 따라서, 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일하거나 유사한 참조번호를 사용하여 표기될 것이며, 동일하거나 중첩되는 설명은 간략한 설명을 위하여 이하 생략될 것이다.
먼저 도 22를 참조하면, 도 8에 도시된 실링 부재(150)와 달리, 도 22의 실링 부재는 제 1 실링 부재(150_1)와 제 2 실링 부재(150_2)로 나뉘어 질 수 있다. 즉, 7에 도시된 실링 부재(150)가 투명 부재(140)를 내부의 체결홈에 끼울 수 있도록 일체화되어 형성된 것이라면, 도 22의 실링 부재는 독립적인 제 1 실링 부재(150_1) 및 제 2 실링 부재(150_2)를 사용하여 투명 부재(140)에 장착될 수 있다.
좀 더 자세히 설명하면, 제 1 실링 부재(150_1)는 안착부(134, 도 4 및 5 참조)와 투명 부재(140) 사이에 배치되며, 자외선 출구(131)를 통하여 물이 내부로 침투하는 것을 방지하는 방수 부재의 역할을 수행한다. 제 2 실링 부재(150_2)는 기판(161, 도 1 참조)과 투명 부재(140) 사이에 배치되며, 기판(161)과 투명 부재(140) 사이에 소정의 이격 거리가 형성되도록 하는 스페이서의 역할을 수행한다.
한편, 제 1 및 제 2 실링 부재(150_1, 150_2)의 상면과 하면에는 도 8에 도시된 것과 같은 돌기들이 형성될 수 있으며, 이 경우에 방수 성능이 좀 더 향상될 수도 있다.
도 23을 참조하면, 도 22와 달리, 제 1 실링 부재(150_1)를 대신하여, 접착 부재(150_3)가 투명 부재(140)와 안착부(134) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 접착 부재(150_3)는 투명 부재(140)가 안착부(134)로부터 떨어지지 않고 견고하게 고정되도록 할 수 있다.
접착 부재(150_3)는 접착력을 갖는 재질을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 접착 부재(150_3)는 방수 기능을 갖는 재질을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 접착 부재(150_3)는 방수 성능을 갖는 양면 테이프일 수 있으며, 상기 양면 테이프형 접착 부재(150_3)에 의하여 안착부(134)와 투명 부재(140)가 견고하게 접착되어, 살균 모듈의 방수 성능이 향상될 수 있다.
도 24 및 도 25는 본 출원의 일 실시 예에 따른 광원 유닛(160')를 보여주는 도면들이다. 구체적으로, 도 24는 본 출원의 일 실시 예에 따른 광원 유닛(160')의 사시도이며, 도 25는 도 24의 광원 유닛(160')의 단면도이다.
도 24 및 도 25의 살균 모듈 및 광원 유닛(160')은 도 1 내지 도 19에서 설명된 살균 모듈(100) 및 광원 유닛(160)과 유사하다. 따라서, 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일하거나 유사한 참조번호를 사용하여 표기될 것이며, 동일하거나 중첩되는 설명은 간략한 설명을 위하여 이하 생략될 것이다.
먼저 도 24를 참조하면, 본 출원의 일 실시 예에 따른 광원 유닛(160')은 기판(161), 광원(162), 광원 유닛 체결부(163),지지홈(164), 연결 통로(165) 및 커넥터(166)를 포함한다.
도 9에 도시된 광원 유닛(160)과 달리, 도 24의 광원 유닛(160')은 커넥터(166)를 추가적으로 구비한다. 커넥터(166)는, 도시된 바와 같이, 기판(161)의 상면에 실장되어 기판(161)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 커넥터(163)는 외부로부터 공급받은 전원을 광원(162)에 전달할 수 있으며, 외부의 전원 장치(미도시) 또는 케이블(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 25를 참조하면, 커넥터(166)과 기판(161)의 상면에 실장된 경우, 커넥터(166)가 파손되는 것을 방지하기 위하여, 투명 부재(140)와 기판(161) 사이는 소정 거리(d4)로 이격될 필요가 있다. LED 칩인 광원(162)에 비하여 커넥터(166)의 크기가 크기 때문에, 커넥터(166)를 보호하기 위한 도 25의 이격 거리(d4)는 광원(162)을 보호하기 위한 도 16의 이격 거리(d1)에 비하여 길어질 필요가 있다.
이러한 이격 거리(d4)를 형성하기 위하여, 본 출원의 일 실시 예에 따른 실링 부재(150'')가 제공될 수 있다. 투명 부재(140)와 기판(161) 사이에 커넥터(166)를 수용할 수 있을 정도의 큰 이격 거리(d4)를 형성하기 위하여, 도 25의 실링 부재(150'')의 제 3 방향(Z 방향)의 높이(d5)는 도 16에 도시된 실링 부재(150)에 비하여 크도록 형성될 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시 예에 따른 실링 부재(150'')는 투명 부재(150)를 체결하는 체결홈을 기준으로 서로 다른 높이를 갖도록 형성될 수도 있다.
예를 들어, 도 25에 도시된 바와 같이, 투명 부재(140)와 기판(161)에 대응하는 실링 부재(150'')의 제 3 방향으로의 높이(d4)는, 커넥터(166)를 수용할 수 있을 정도의 이격 거리를 형성하기 위하여, 비교적 크게 형성될 수 있다. 이에 비하여, 안착부(134)와 투명 부재(140)의 방수 기능을 제공하기 위한 실링 부재(150'')의 제 3 방향으로의 높이(d7)는, 실링 부재(150'')의 제 3 방향으로의 높이(d4)에 비하여 작게 형성될 수 있다.
한편, 도시 되지는 않았으나, 본 출원의 일 실시 예에 따른 커넥터(166)는 기판(161)의 하면에 실장될 수도 있다. 이 경우, 커넥터(166)가 기판(161)의 하면에 실장된다는 점을 제외하고, 광원 유닛의 단면은 도 16와 유사하며, 자세한 설명은 이하 생략될 것이다.
도 26은 본 출원의 일 실시 예에 따른 살균 모듈(100''')를 보여주는 사시도이다. 도 26의 살균 모듈(100''')은 도 1 내지 도 19에서 설명된 살균 모듈(100)과 유사하다. 따라서, 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일하거나 유사한 참조번호를 사용하여 표기될 것이며, 동일하거나 중첩되는 설명은 간략한 설명을 위하여 이하 생략될 것이다.
도 26을 참조하면, 본 출원의 일 실시 예에 따른 살균 모듈(100''')은 후크 결합 방식에 의하여 기판(161)을 메인 바디(110)에 고정시키는 메인 바디 체결부(133')와 체결 부재(170')를 포함한다.
도 1 및 도 5에 도시된 살균 모듈(100)가 나사 결합 방식에 의하여 기판(161)을 메인 바디(110)에 고정하는데 비하여, 도 26의 살균 모듈(100)는 후크 결합 방식에 의하여 기판(161)을 메인 바디(110)에 고정시킨다.
이를 위하여, 상부 바디(130)의 하면에는 메인 바디(110)의 내부를 향하여 돌출된 후크 모양의 메인 바디 체결부(133)가 형성된다. 그리고, 체결 부재(170')는 양단이 메인 바디(110)의 내부를 향하여 돌출된 후크의 모양을 갖는다. 기판(161)을 메인 바디(110)에 결합할 때에, 메인 바디 체결부(133')와 체결 부재(170')를 후크 결합함으로써, 기판(161)이 메인 바디(110)에 견고하게 고정될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100: 살균 모듈
110: 메인 바디
120: 하부 바디
130: 상부 바디
131: 자외선 출구
132: 가이드
133: 메인 바디 체결부
134: 안착부
140: 투명 부재
150: 실링 부재
152_1~152_3: 돌기
160: 광원 유닛
161: 기판
162: 광원
163: 광원 유닛 체결부
164: 지지홈
165: 연결 통로
170: 체결 부재
110: 메인 바디
120: 하부 바디
130: 상부 바디
131: 자외선 출구
132: 가이드
133: 메인 바디 체결부
134: 안착부
140: 투명 부재
150: 실링 부재
152_1~152_3: 돌기
160: 광원 유닛
161: 기판
162: 광원
163: 광원 유닛 체결부
164: 지지홈
165: 연결 통로
170: 체결 부재
Claims (20)
- 자외선 출구가 형성된 메인 바디;
상기 자외선 출구에 위치하며, 자외선을 투과하는 투명 부재;
발광 다이오드 칩 및 상기 발광 다이오드 칩을 실장하는 회로 기판을 포함하고, 상기 투명 부재를 향하여 자외선을 조사하는 광원 유닛; 및
상면 및 하면이 개방된 형태를 가지며 신축성이 있는 재질로 형성된 실링 부재;를 포함하며
상기 발광 다이오드 칩은 성장 기판, 상기 성장 기판에 형성된 도전형 반도체층 및 상기 도전형 반도체층의 한 측에 형성된 전극들을 포함하고,
상기 도전형 반도체층은 상기 전극들에 의해 상기 회로 기판과 전기적으로 연결되며,
상기 자외선은 상기 성장 기판을 통과하여 상기 투명 부재를 향하여 조사되고,
상기 실링 부재는 상기 투명 부재와 상기 회로 기판 사이에 이격 공간을 형성하며,
상기 실링 부재에 의하여 이격되는 상기 투명 부재와 상기 회로 기판 사이의 거리는 상기 발광 다이오드 칩의 높이보다 길고,
상기 실링 부재는 상기 메인 바디와 상기 투명 부재 사이 및 상기 투명 부재와 상기 회로 기판 사이에 위치하여, 상기 메인 바디, 상기 회로 기판 및 상기 투명 부재와 밀착되며,
상기 실링 부재는 상기 투명 부재의 테두리를 따라 위치하며,
상기 광원 유닛은 상기 회로 기판의 일면에 형성된 반사 부재를 포함하고,
상기 회로 기판의 상기 일면은 상기 투명 부재를 마주하는 살균 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 전극들은 상기 회로 기판에 직접 접촉되는 살균 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 전극들은 본딩 물질을 사용하여 상기 회로 기판에 본딩되는 살균 모듈. - 제 3 항에 있어서,
상기 본딩 물질은 은(Ag), 주석(Sn) 및 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나의 도전성 재료를 포함하는 살균 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 실링 부재의 내측에는 상기 투명 부재를 삽입하기 위한 체결홈이 형성된 살균 모듈. - 제 5 항에 있어서,
상기 실링 부재의 상면, 하면 및 측면 중 적어도 하나에는 표면이 돌출된 돌기가 형성된, 살균 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 메인 바디는,
상기 자외선 출구가 형성된 상부 바디; 및
상기 상부 바디의 하부에 위치하며, 상기 광원 유닛이 설치되는 공간을 제공하는 하부 바디를 포함하며,
상기 상부 바디의 하면에는 상기 실링 부재의 상면이 밀착되며, 상기 자외선 출구의 둘레를 따라 형성된 안착부를 포함하는 살균 모듈. - 제 7 항에 있어서,
상기 상부 바디의 하면에는 제 1 방향으로 연장되며, 상기 실링 부재의 측면에 밀착된 가이드가 형성되고,
상기 실링 부재의 두께인 상기 제 1 방향의 길이는 상기 가이드의 상기 제 1 방향의 길이보다 긴 살균 모듈. - 제 8 항에 있어서,
상기 상부 바디의 하면에는 상기 제 1 방향으로 연장되며 상기 회로 기판을 상기 상부 바디에 고정시키기 위한 메인 바디 체결부가 형성되고,
상기 메인 바디 체결부의 상기 제 1 방향으로의 길이는 상기 실링 부재의 상기 제 1 방향의 길이와 같은 살균 모듈. - 제 9 항에 있어서,
상기 회로 기판을 관통하여 상기 메인 바디 체결부에 결합되는 체결 부재를 더 포함하며,
상기 체결 부재가 상기 메인 바디 체결부에 결합될 때, 상기 체결 부재는 상기 회로 기판을 가압하고, 상기 회로 기판은 상기 실링 부재를 가압하며, 상기 실링 부재는 상기 안착부와 상기 회로 기판 사이의 압력에 의하여 탄성 수축되는 살균 모듈. - 제 10 항에 있어서,
상기 회로 기판은 상기 체결 부재를 관통시키는 광원 모듈 체결부; 및
상기 광원 유닛에 전원을 공급하는 전선을 외부로 인출하기 위한 연결 통로;를 포함하는 살균 모듈. - 제 11 항에 있어서,
상기 상부 바디의 하면과 상기 하부 바디의 측면에 밀착된 복수의 지지 부재를 더 포함하며, 상기 복수의 지지 부재 중 적어도 하나는 상기 연결 통로를 통하여 외부로 노출되고,
상기 상부 바디의 하면에는 상기 회로 기판을 상기 상부 바디에 고정시키기 위한 메인 바디 체결부가 형성되며, 상기 가이드의 측면 중 적어도 일부는 상기 메인 바디 체결부에 접촉되는 살균 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 메인 바디는,
상기 자외선 출구가 형성된 상부 바디; 및
상기 상부 바디의 하부에 위치하며, 상기 광원 유닛이 설치되는 공간을 제공하는 하부 바디;를 포함하며,
상기 실링 부재는,
상기 상부 바디와 상기 투명 부재 사이에 배치되는 제 1 실링 부재; 및
상기 투명 부재와 상기 회로 기판 사이에 배치되며, 상기 제 1 실링 부재와 다른 제 2 실링 부재;를 포함하는 살균 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 회로 기판에 실장되어, 상기 광원 유닛과 전기적으로 연결된 커넥터를 더 포함하며,
상기 실링 부재에 의하여 이격되는 상기 투명 부재와 상기 회로 기판 사이의 거리는 상기 커넥터의 높이보다 긴 살균 모듈.
- 상면 및 하면의 일부가 개방되어 형성된 관통 구조를 포함하는 메인 바디;
상기 메인 바디의 상기 관통 구조 내에 제공되는 광원 유닛;
상기 광원 유닛으로부터 빛이 출사되는 방향에 제공되며, 상기 관통 구조의 일 측을 밀폐하는 투명 부재; 및
상면 및 하면이 개방된 형태를 가지며 신축성이 있는 재질로 형성된 실링 부재;를 포함하며,
상기 광원 유닛은
제1 면 및 제2 면을 갖는 기판; 및
상기 기판의 상기 제1 면에 제공되어 빛을 출사하는 발광 다이오드를 포함하고,
상기 기판은 배선을 포함하고,
상기 발광 다이오드는 상기 기판의 상기 배선과 직접 전기적으로 연결되고,
상기 발광 다이오드는 칩 형태로 제공되며, 렌즈 및 케이스 없이 상기 투명 부재를 향해 바로 빛을 출사하며,
상기 실링 부재는 상기 메인 바디와 상기 투명 부재 사이 및 상기 투명 부재와 상기 기판 사이에 위치하여, 상기 메인 바디, 상기 기판 및 상기 투명 부재와 밀착되며,
상기 실링 부재는 상기 투명 부재의 테두리를 따라 위치하며,
상기 광원 유닛은 상기 기판의 일면에 형성된 반사 부재를 포함하고,
상기 기판의 상기 일면은 상기 투명 부재를 마주하는 살균 모듈. - 제 15 항에 있어서,
상기 메인 바디에 결합되는 외부 홀더를 더 포함하고,
상기 외부 홀더는 수조 외벽에 결합될 수 있는 외부 홀더 체결부를 포함하며,
상기 외부 홀더 체결부 단면의 크기는 상기 관통 구조의 단면의 크기보다 작은 살균 모듈. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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