KR20190056508A - 스트레처블 패치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스트레처블 패치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 치료를 위한 광을 방출하는 마이크로 LED를 구동시키는 드라이버 및 전원을 공급하는 배터리 및 배터리의 충전 및 방전 회로부를 형상 가변시킬 수 있도록 유연한 FBCB에 일체로 형성 및 내장하여 슬림화할 수 있는 스트레처블 패치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스트레처블 패치는 피부에 부착되는 실리콘 시트를 클램프(플라스틱)를 적용함으로써 탈부착 및 교환이 매우 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 스트레처블 패치는 실리콘 시트에 미세홀을 가공함으로써 통풍 가능하게 하여 피부 발진을 예방할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 스트레처블 패치는 마이크로 LED 광원모듈을 보호하기 위해 투명 실리콘 보호층을 적용하여 통풍을 위해 실리콘 시트에 형성된 미세홀을 통해 실리콘 시트 내측으로 인입되는 땀이나 이물질 등으로부터 오염을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스트레처블 패치는 마이크로 LED 광원모듈에 전원을 공급 및 저장하기 위한 박막형 배터리모듈 및 충전모듈과, 광원모듈의 동작을 제어하는 제어모듈을 FPCB에 집적화함으로써 제품을 슬림화할 수 있는 장점이 있다.

Description

스트레처블 패치{Stretchable patch}
본 발명은 스트레처블 패치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 치료를 위한 광을 방출하는 마이크로 LED를 구동시키는 드라이버 및 전원을 공급하는 배터리 및 배터리의 충전 및 방전 회로부를 형상 가변시킬 수 있도록 유연한 FBCB에 일체로 형성 및 내장하여 슬림화할 수 있는 스트레처블 패치에 관한 것이다.
광 치료(Light therapy)란 치료부위에 특정 파장의 광선을 조사하여 사람의 조직을 자극함으로써 피부 재생을 돕거나 병변을 치료하는 방식이다.
광 치료 방법 중 LED를 이용한 시술은 피부과에서 행해지는 일반적인 피부재생시술 중의 하나로, NASA 등의 연구결과에 보고되고 있다.
이러한 LED를 이용한 광 치료는 주로 LED 구동시 발생시킬 수 있는 380~780㎚의 파장을 가진 다양한 색상의 광원을 피부에 조사하여 피부 치료 효과를 준다.
예를 들어, 450~500㎚의 파장을 가진 청색광은 여드름 치료에 효과가 있고, 620~700㎚의 파장을 가진 적색광은 콜라겐 생성을 증진시키며, 570~590㎚의 파장을 가진 황색광은 피부 홍조 제거에 효과가 있고, 500~570㎚의 파장을 가진 녹색광은 피부 색상 톤 유지 등의 효능을 보인다고 알려져 있다.
종래에 보고되는 광 치료 시술은 대부분 피부과에서 행하여지는 것으로 시술효과 면에서는 우수하지만, 한번 시술시마다 고액의 시술비용을 지불해야 하기 때문에, 일반 소비자들에게는 경제적인 부담이 될 수밖에 없다.
이로 인해 가정에서 손쉽게 상기 시술과 동등한 수준의 시술 효과를 볼 수 있는 광 치료 방법이 요구되고 있다.
종래의 휴대용으로 제작되는 LED 조사기는 범용 건전지와 각종 제어장치를 내장하도록 설계되기 때문에, 기기의 크기가 크고 제품의 가격이 높은 문제점이 있다.
또한, 종래의 광 치료 기기는 시술자가 피부에 밀착시키거나, 또는 일정거리에 떨어진 위치에 정지한 상태로 치료해야 하기 때문에, 사용자가 움직이지 못하는 불편함이 있고, 거리에 따른 피부에 조사되는 빛의 에너지 밀도 차가 커 치료 효율이 저하되거나 화상을 포함한 부작용이 발생할 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2017-0111335호 대한민국 공개실용신안 제20-2016-0003886호 대한민국 공개실용신안 제20-2013-0005764호 대한민국 등록특허 제10-1515992호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 마이크로 LED를 구동시키는 드라이버 및 전원을 공급하는 배터리 및 배터리의 충전 및 방전 회로부를 형상이 가변될 수 있도록 유연한 FBCB에 일체로 형성 및 내장하여 슬림화할 수 있는 스트레처블 패치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 연신율이 높은 소재를 적용하여 피부의 어느 부위에도 부착이 자유롭고, 피부에 부착하는 것만으로 광원과 피부 사이에 일정한 거리를 유지할 수 있어 광을 균일하게 조사할 수 있는 스트레처블 패치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 피부에 부착되는 실리콘 시트를 용이하게 탈부착 및 교환 가능하게 함으로써 패치의 청결을 유지할 수 있는 스트레처블 패치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 피부에 부착되는 실리콘 시트에 미세홀을 가공함으로써 통풍 가능하게 하여 피부 발진을 예방할 수 있는 스트레처블 패치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 마이크로 LED 광원모듈을 보호하기 위해 투명 실리콘 보호층을 적용하여 통풍을 위해 실리콘 시트에 형성된 미세홀을 통해 실리콘 시트 내측으로 인입되는 땀이나 이물질 등으로부터 오염을 방지할 수 있는 스트레처블 패치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스트레처블 패치는 소정의 연신율을 갖는 베이스와, 상기 베이스의 일 면에 형성되는 회로패턴과, 상기 베이스 상의 회로패턴에 실장되는 복수의 마이크로 LED 및 상기 LED를 감싸도록 형성된 투명한 봉지부를 포함하는 광원모듈과; 상기 LED와 대향되는 상기 베이스의 타 면에 접하도록 설치되는 방열시트와; 상기 방열시트 상에 적층 및 일 측이 상기 광원모듈에 접속되고, 상기 광원모듈의 동작을 제어하는 구동드라이버와, 상기 광원모듈에 전원을 공급하는 박막배터리와, 상기 박막배터리를 충전하기 위한 충전회로가 내장된 연성회로기판과; 상기 베이스의 타 면 길이방향 양측 단부에 각각 설치되는 클램프와; 소정의 연신율을 갖고, 상기 광원모듈의 전방 측에 배치되며, 상기 광원모듈에서 방출되는 빛이 통과할 수 있게 투명하게 형성되고, 통풍을 위한 복수의 통풍구멍이 형성되며, 상기 클램프에 탈착 가능하게 고정되는 실리콘 부착시트;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스트레처블 패치는 피부에 부착되는 실리콘 시트를 클램프(플라스틱)를 적용함으로써 탈부착 및 교환이 매우 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 스트레처블 패치는 실리콘 시트에 미세홀을 가공함으로써 통풍 가능하게 하여 피부 발진을 예방할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 스트레처블 패치는 마이크로 LED 광원모듈을 보호하기 위해 투명 실리콘 보호층을 적용하여 통풍을 위해 실리콘 시트에 형성된 미세홀을 통해 실리콘 시트 내측으로 인입되는 땀이나 이물질 등으로부터 오염을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스트레처블 패치는 마이크로 LED 광원모듈에 전원을 공급 및 저장하기 위한 박막형 배터리모듈 및 충전모듈과, 광원모듈의 동작을 제어하는 제어모듈을 FPCB에 집적화함으로써 제품을 슬림화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스트레처블 패치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 스트레처블 패치의 하부를 나타낸 사시도.
도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 스트레처블 패치의 제조 공정을 나타낸 도면.
도 10은 도 3 내지 도 9를 통해 제조된 본 발명에 따른 스트레처블 패치를 나타낸 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스트레처블 패치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 10에는 본 발명에 따른 스트레처블 패치(1)가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 스트레처블 패치(1)는 광원모듈(10)과, 방열시트(20)와, 연성회로기판(30)과, 클램프(40)와, 실리콘 부착시트(50)를 포함한다.
광원모듈(10)은 피부치료를 위한 광을 방출하는 것으로서, 베이스(11)와, 회로패턴부(13)와, 마이크로 LED(15) 및 봉지부(17)를 포함하여 구성된다.
베이스(11)는 폴리우레탄 등을 이용하여 소정의 연신율(일 예로, 50%)과, 일정 면적을 갖도록 사각 형상으로 형성된다.
회로패턴부(13)는 마이크로 LED(15)를 베이스(11)에 장착할 수 있도록 베이스(11)의 저면에 형성된다.
마이크로 LED(15)는 미백, 주름개선, 여드름, 홍반, 광선각화증 등의 치료 및 관리에 사용되는 파장대의 광을 방출하는 것을 적용하며, 회로패턴부(13) 상에 접속된다. 도면에 도시되어 있지 않지만, 회로패턴부(13) 표면에는 비등방전도성소재 일 예로, ACF((Anisotropic Conductive Film) 또는 ACA(Anisotropic Conductive Adhesive) 또는 ACP(Anisotropic Conductive Paste) 등을 미리 접착 또는 도포한 후 마이크로 LED(15)를 회로패턴부(13)에 접속시킬 수 있다.
광원모듈(10)은 미백, 주름개선, 여드름, 홍반, 광선각화증을 치료 및 관리하기 위해 410nm, 595nm, 630nm, 850nm, 940nm의 파장을 방출하는 마이크로 LED(15)를 적용할 수 있다.
광원모듈(10)은 미백 관리를 위한 630nm, 850nm의 광을 방출하는 마이크로 LED(15), 주름 관리를 위한 595nm, 630nm의 광을 방출하는 마이크로 LED(15), 여드름 치료를 위한 410nm, 630nm의 광을 방출하는 마이크로 LED(15), 홍반 치료를 위한 630nm, 940nm의 광을 방출하는 마이크로 LED(15), 광선각화증 치료를 위한 630nm의 광을 방출하는 마이크로 LED(15)가 모두 또는 선택적으로 포함될 수 있다.
또한, 광원모듈(10)은 베이스(11) 상에 마이크로 LED(15)가 단위면적(㎠)당 21개 내외를 배열할 수 있도록 높은 광원 밀집도를 가지며, 최대출력에 대비 50%의 출력시, 단위면적(㎠)당 55mW/㎠의 출력을 가지도록 한다.
봉지부(17)는 마이크로 LED(15)를 보호하기 위한 것으로서, 마이크로 LED(15)가 배열된 전 영역을 감싸도록 형성되며, 마이크로 LED(15)에서 방출되는 광이 통과할 수 있도록 투명한 소재(실리콘 등)로 형성된다.
베이스(11)의 저면에는 봉지부(17)를 형성할 특정영역을 지정하는 표시부가 형성되는데, 표시부는 마이크로 LED(15)가 배치되는 영역으로부터 일정 거리 이격된 위치를 따라 라인 형상으로 형성되며, 베이스(11)의 저면으로부터 일정 깊이로 인입된다. 이 표시부는 베이스(11)에 봉지부(17)를 형성시 봉지부(17)가 그 외의 영역으로 유출되는 것을 방지한다.
방열시트(20)는 마이크로 LED(15)와 대향되는 베이스(11)의 상면에 접하도록 설치되어 광원모듈(10)에서 발생하는 열을 전달받아 외부로 방출한다. 방열시트(20)는 열전도성이 높을 것을 적용하며, 열정도성과 연신율이 높은 소재를 적용할 수 있다.
연성회로기판(30)은 유연성을 갖고 방열시트(20) 상에 적층되는 것으로서, 광원모듈(10)의 동작을 제어하는 구동드라이버(31), 광원모듈(10)에 전원을 공급하는 박막배터리(33)와, 박막배터리(33)를 충전하기 위한 충전회로(35) 및 방전회로가 내장된다. 연성회로기판(30)은 플렉시블한 FPCB를 적용할 수 있다. 연성회로기판(30)에는 광원모듈(10)에 접속을 위해 연성회로기판(30)의 일 측으로 소정길이 연장된 접속부(37)가 더 구비되며, 이 접속부(37)는 베이스(11)의 저면에 형성된 회로패턴부(13)에 연결되어 광원모듈(10)에 제어신호 및 전력을 공급한다.
연성회로기판(30)에 내장된 박막배터리(33)는 500mA 이상의 충전용량을 가지도록 하는 것이 바람직하다.
클램프(40)는 후술하는 실리콘 부착시트(50)를 고정하기 위한 것으로서, 베이스(11)의 상면 길이방향 양측 단부에 각각 설치되는 제1클램프(41)와 제2클램프(42)를 포함하여 구성된다.
제1클램프(41)는 베이스(11) 상에 고정되고, 실리콘 부착시트(50)의 일 측 단부가 베이스(11)나 나란한 수평방향으로 제1클램프(41) 내부로 일정 길이 진입할 수 있게 진입홀 형성된 장착부(43)와, 장착부(43)의 일 측에 결합되어 고정부(44) 내로 진입된 실리콘 부착시트(50)의 일 측 단부를 장착부(43)와 함께 파지 및 고정하는 고정부(44)를 포함하여 구성된다.
실리콘 부착시트(50)는 장착부(43)로부터 고정부(44)를 분리하거나, 장착부(43)에 고정부(44)를 결합시켜 제1클램프(41)로부터 분리시키거나 고정시킬 수 있다.
한편, 제2클램프(42)는 제1클램프(41)와 동일한 구조 및 기능을 가지므로 중복설명은 생략한다.
실리콘 부착시트(50)는 소정의 연신율(일 예로, 80%)을 갖고, 베이스(11)보다 큰 면적과 길이를 갖도록 형성된다. 실리콘 부착시트(50)는 광원모듈(10)의 전방 측에 배치되며, 광원모듈(10)에서 방출되는 빛이 통과할 수 있게 투명하게 형성되고, 사용자의 피부에 부착시 광원모듈(10)에서 방출되는 광에 의해 피부에서 발생하는 열 또는 땀을 식히거나 배출시킬 수 있도록 통풍을 위한 복수의 통풍구멍(51)이 형성된다.
이하에서는 도 3 내지 도 10을 참조하여 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 스트레처블 패치(1)의 제조 공정에 대해 한다.
본 발명에 따른 스트레처블 패치(1)의 제조 공정은 베이스 형성단계, 배선 프린팅 및 실장단계, 캡슐화단계, 클램프 접합단계, 방열시트(20) 적층단계, 연성회로기판 접합단계, 실리콘 시트 장착단계를 포함한다. 도 내지 도 를 참조하여 각 단계별로 설명한다.
(1) 베이스 형성단계
베이스 형성단계는 폴리우레탄 등의 소재를 이용하여 소정의 연신율(일 예로, 50%)을 갖도록 일정 면적의 베이스(11)를 형성한다.
(2) 배선 프린팅 및 실장단계
배선 프린팅 및 실장단계는 마이크로 LED(15)를 베이스(11)의 저면에 실장할 수 있게 베이스(11)의 저면에 회로패턴을 형성하고, ACF 또는 ACA를 이용하여 마이크로 LED(15)를 회로패턴에 접속 및 실장시켜 광원모듈(10)을 형성한다.
(3) 캡슐화단계
캡슐화단계는 투명한 실리콘을 이용하여 베이스(11) 저면 측의 광원모듈(10) 전체를 감싸는 보호층을 형성한다.
(4) 클램프 접합단계
클램프 접합단계는 실리콘 시트를 파지하기 위한 제1클램프(41)와 제2클램프(42)를 베이스(11)의 상면 길이방향 양측에 각각 고정한다.
(5) 방열시트(20) 적층단계
방열시트(20) 적층단계는 광원모듈(10)에서 발생하는 열을 방출하기 위한 방열시트(20)를 베이스(11)의 상면에 부착한다.
(6) 연성회로기판 접합단계
연성회로기판 접합단계는 제어회로, 구동드라이버(31), 충전회로(35), 방전회로, 박막배터리(33) 등이 내장된 연성회로기판(30)을 방열시트(20) 상에 적층 및 접합하고, 광원모듈(10)에 전원을 공급할 수 있게 광원모듈(10)에 접속시킨다.
(7) 실리콘 시트 장착단계
실리콘 시트 장착단계는 소정의 연신율을 갖도록 실리콘을 이용하여 소정 면적의 실리콘 시트를 형성하고, 실리콘 시트 상에 통풍구멍(51)을 형성하며, 실리콘 시트를 광원모듈(10)의 전방 측에 배치 후, 실리콘 시트의 일 측 단부를 제1클램프(41)에 고정 및 타 측 단부를 제2클램프(42)에 고정하여 완료된다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 스트레처블 패치는 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1 : 패치
10 : 광원모듈
11 : 베이스
13 : 회로패턴부
15 : 마이크로 LED
17 : 봉지부
20 : 방열시트
30 : 연성회로기판
31 : 구동드라이버
33 : 박막배터리
35 : 충전회로
37 : 접속부
40 : 클램프
41 : 제1클램프
42 : 제2클램프
43 : 장착부
44 : 고정부
50 : 실리콘 부착시트
51 : 통풍구멍

Claims (1)

  1. 소정의 연신율을 갖는 베이스와, 상기 베이스의 일 면에 형성되는 회로패턴과, 상기 베이스 상의 회로패턴에 실장되는 복수의 마이크로 LED 및 상기 LED를 감싸도록 형성된 투명한 봉지부를 포함하는 광원모듈과;
    상기 LED와 대향되는 상기 베이스의 타 면에 접하도록 설치되는 방열시트와;
    상기 방열시트 상에 적층 및 일 측이 상기 광원모듈에 접속되고, 상기 광원모듈의 동작을 제어하는 구동드라이버와, 상기 광원모듈에 전원을 공급하는 박막배터리와, 상기 박막배터리를 충전하기 위한 충전회로가 내장된 연성회로기판과;
    상기 베이스의 타 면 길이방향 양측 단부에 각각 설치되는 클램프와;
    소정의 연신율을 갖고, 상기 광원모듈의 전방 측에 배치되며, 상기 광원모듈에서 방출되는 빛이 통과할 수 있게 투명하게 형성되고, 통풍을 위한 복수의 통풍구멍이 형성되며, 상기 클램프에 탈착 가능하게 고정되는 실리콘 부착시트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 스트레처블 패치.
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