KR20190103823A - 패치형 광 치료 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따르면, 플렉서블(flexible) 기판과, 플렉서블 기판 상에 소정의 간격을 두고 배열되는 복수의 발광 소자들과, 플렉서블 기판 상에서 복수의 발광 소자들을 둘러싸는 보호층과, 복수의 발광 소자들의 상면이 노출되도록 보호층의 적어도 일부를 덮는 반사층과, 복수의 발광 소자들의 상면 및 반사층을 덮는 도파로층, 및 도파로층을 덮는 분산층을 포함하는 패치형 광 치료 장치가 게시된다.

Description

패치형 광 치료 장치 및 이의 제조 방법{PATCH TYPE LIGHT THERAPY APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명의 기술적 사상은 패치형 광 치료 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광 손실률을 최소화하고 광 이용 효율을 개선하여 치료 효과를 극대화할 수 있는 패치형 광 치료 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

광원을 이용하는 광 치료 장치는, 경미한 통증, 낮은 부작용 발생률, 짧은 회복 시간 등의 장점으로 인해 피부, 탈모, 비만 치료 등은 물론 미용 목적으로 널리 사용되고 있다.

기존에는 광 치료 장치의 광원으로 레이저, 할로겐 램프, 형광 램프 등이 이용되어 왔으나, 최근에는 LED가 자외선부터 적외선까지 다양한 파장을 용이하게 구현할 수 있고, 파장 선폭이 좁아 치료 효과를 개선시킬 수 있으며, 저전력으로 구동 가능하다는 장점으로 인해 광 치료 장치의 광원으로 각광 받고 있다.

그러나, LED를 광원으로 이용하는 기존의 헬멧, 마스크 형태의 광 치료 장치들은, 환부에 조사되는 광량이 불균일하고, 광 치료 장치로부터 방출된 광이 공기 또는 특정 매질을 통해 환부로 도달하게 됨에 따라 광 손실률이 크며, 환부의 치료에 요구되는 파장의 선택이 제한됨에 따라 높은 치료 효과를 기대하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 기술적 사상에 따른 패치형 광 치료 장치 및 이의 제조 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는, 광 이용 효율을 개선하고 광 손실률을 최소화하며 치료 목적에 맞는 광 파장을 집중시켜 치료 효과를 극대화할 수 있는 패치형 광 치료 장치 및 이의 제조 방법을 구현하는데 있다.

본 발명의 기술적 사상에 따른 패치형 광 치료 장치 및 이의 제조 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따르면, 플렉서블(flexible) 기판; 상기 플렉서블 기판 상에 소정의 간격을 두고 배열되는 복수의 발광 소자들; 상기 플렉서블 기판 상에서 상기 복수의 발광 소자들을 둘러싸는 보호층; 상기 복수의 발광 소자들의 상면이 노출되도록 상기 보호층의 적어도 일부를 덮는 반사층; 상기 복수의 발광 소자들의 상면 및 상기 반사층을 덮는 도파로층; 및 상기 도파로층을 덮는 분산층;을 포함하는, 패치형 광 치료 장치가 게시된다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 보호층의 상면은, 상기 플렉서블 기판의 상면을 기준으로 상기 복수의 발광 소자들의 상면과 동일 평면(coplanar)을 이룰 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 도파로층의 굴절률은, 상기 보호층의 굴절률보다 클 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 분산층의 굴절률은, 상기 보호층 및 상기 도파로층 각각의 굴절률 보다 클 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 분산층은, PDMS(polydimethylsiloxane) 및 복수의 비드들(beads)을 포함할 수 있고, 상기 복수의 비드들은, 상기 분산층 내 포함 함량이 20wt% 이상 내지 70wt% 이하일 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 분산층은, 상면에 요철 구조의 미세 패턴이 형성될 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 패치형 광 치료 장치는, 상기 도파로층과 상기 분산층 사이에 개재되며, 상기 복수의 발광 소자들로부터 방출된 광 파장의 일부를 선택적으로 투과시키는 필터층;을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 필터층은, 순차 적층된 제1 물질층, 유전체층, 및 제2 물질층을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 복수의 발광 소자는, 서로 동일한 간격을 두고 이격되도록 배열될 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 복수의 발광 소자 중 적어도 일부는, 서로 제1 간격을 두고 이격되도록 배열될 수 있고, 상기 복수의 발광 소자 중 다른 일부는, 상기 제1 간격과 상이한 제2 간격을 두고 서로 이격되도록 배열될 수 있다.

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따르면, 플렉서블 기판 상에 소정의 간격을 두고 배열된 복수의 발광 소자들을 덮도록 예비 보호층을 형성하는 단계; 상기 예비 보호층과 임시 기판을 맞대어 가압하는 단계; 상기 예비 보호층을 경화시켜 보호층을 형성하는 단계; 상기 보호층으로부터 상기 임시 기판을 분리하는 단계; 상기 복수의 발광 소자들의 상면이 노출되도록 상기 보호층의 적어도 일부를 덮는 반사층을 형성하는 단계; 상기 복수의 발광 소자들의 상면 및 상기 반사층을 덮는 도파로층을 형성하는 단계; 및 상기 도파로층을 덮는 분산층을 형성하는 단계;를 포함하는, 패치형 광 치료 장치의 제조 방법이 게시된다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 예비 보호층을 형성하는 단계와, 상기 예비 보호층과 상기 임시 기판을 맞대어 가압하는 단계 사이에, 상기 예비 보호층과 맞닿는 상기 임시 기판의 일면을 자기조립 단분자층(self-assembled monolayers)으로 처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 예비 보호층과 임시 기판을 맞대어 가압하는 단계는, 상기 예비 보호층의 상면이 상기 플렉서블 기판의 상면을 기준으로 상기 복수의 발광 소자들의 상면과 동일 평면을 이루도록 상기 예비 보호층과 상기 임시 기판을 맞대어 가압할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 도파로층을 형성하는 단계와 상기 분산층을 형성하는 단계 사이에, 상기 도파로층을 덮는 필터층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 분산층을 형성하는 단계 후에, 상기 분산층의 상면에 요철 구조의 미세 패턴을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 패치형 광 치료 장치 및 이의 제조 방법에 의하면, 광 이용 효율을 개선하고 광 손실률을 최소화하며 치료 목적에 맞는 광 파장을 집중시켜 부작용을 줄이고 치료 효과를 극대화할 수 있는 패치형 광 치료 장치 및 이의 제조 방법을 구현할 수 있다.

본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 패치형 광 치료 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 패치형 광 치료 장치의 요부(要部)를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1a 및 도 1b의 복수의 발광 소자들의 배열 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1a 및 도 1b에서 복수의 발광 소자들을 둘러싸는 차단층이 더 형성되는 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 1a 및 도 1b의 필터층의 파장에 따른 투과 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5a 내지 도 5h는 도 1a 및 도 1b의 패치형 광 치료 장치의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.

본 발명의 기술적 사상에 따른 예시적인 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역, 부위, 또는 구성 요소를 다른 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명의 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것이다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.

첨부한 도면에 있어서, 예를 들어, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들어, 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.

여기에서 사용된 '및/또는' 용어는 언급된 부재들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 대해 상세히 설명한다.

도 1a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 패치형 광 치료 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 패치형 광 치료 장치의 요부(要部)를 확대하여 도시한 단면도이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 패치형 광 치료 장치(100)는 플렉서블 기판(110), 복수의 발광 소자들(120), 보호층(130), 반사층(140), 도파로층(150), 필터층(160), 및 분산층(170)을 포함할 수 있다. 패치형 광 치료 장치(100)는 배터리(BAT), 구동회로(DC)를 더 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서는 스위치(도시생략), 타이머(도시생략) 등을 더 포함할 수도 있다.

플렉서블 기판(110)은, 예를 들어, 유리나 폴리이미드(Polyimide, PI)로 이루어진 기판일 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면, 예를 들어 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등 어느 것이라도 플렉서블 기판(110)으로 사용될 수 있다. 또한, 플렉서블 기판(110)은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 어느 것이나 될 수 있다.

플렉서블 기판(110) 상에는 복수의 발광 소자들(120), 배터리(BAT), 구동회로(DC) 등이 배치된다. 도 1a에서는 설명의 편의를 위해, x 방향을 기준으로 플렉서블 기판(110) 상의 우측 영역을 복수의 발광 소자들(120)이 배치되는 제1 영역(A1)으로, 좌측 영역을 배터리(BAT), 구동회로(DC), 상기 스위치, 상기 타이머 등이 배치되는 제2 영역(A2)으로 정의하였다. 제1 및 제2 영역(A1, A2)의 크기, 개수, 위치 등은 설계안에 따라 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다. 한편, 설명의 편의를 위해 복수의 발광 소자들(120), 배터리(BAT), 구동회로(DC) 등을 전기적으로 연결하는 배선은 도시를 생략하였음을 알려둔다.

복수의 발광 소자들(120) 각각은 구동회로(DC)의 제어에 따라 배터리(BAT)로부터 공급되는 전류를 광으로 변환시키는 반도체 발광 소자로서, 예를 들어, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)일 수 있다. 여기서, 복수의 발광 소자들(120) 각각은 패키지 레벨의 소자일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 복수의 발광 소자들(120) 각각은 칩 레벨의 소자일 수도 있다.

제1 영역(A1)에서, 플렉서블 기판(110) 상에는 복수의 발광 소자들(120)이 소정의 간격을 두고 배열될 수 있다.

도 2는 도 1a 및 도 1b의 복수의 발광 소자들의 배열 형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 더 참조하면, 복수의 발광 소자들(120)은 플렉서블 기판(110)의 상면(110t) 상에서 상호간에 제1 간격(d1)을 두고 x 방향 및 y 방향을 따라 순차적으로 배열될 수 있다(도 1a 및 도 2의 (a) 참고).

또는, 복수의 발광 소자들(120)은 플렉서블 기판(110)의 상면(110t) 상에서 상호간에 제2 간격(d2)을 두고 x 방향과 y 방향이 소정의 각도를 이루는 방향, 즉 사선 방향을 따라 순차적으로 배열될 수 있다(도 2의 (b) 참고).

이와 같이, 복수의 발광 소자들(120)은 패치형 광 치료 장치(100)가 부착되는 사용자의 환부측으로 균일하게 광이 방출되도록 상호간에 균일한 간격을 두고 다양한 형태로 배열될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예에 따라서, 복수의 발광 소자들(120)은 소정 개수로 그룹화될 수 있고, 그룹별로 상이한 밀도로 플렉서블 기판(110)의 상면(110t) 상에 배열될 수도 있다.

예를 들어, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 복수의 발광 소자들(120) 중 제1 그룹(G1)에 포함된 발광 소자들은 상호 간에 제3 간격(d3)을 두고 x 방향 및 y 방향을 따라 순차적으로 배열될 수 있는 반면, 복수의 발광 소자들(120) 중 제1 그룹(G1) 보다 작은 수로 구성되는 제2 그룹(G2)에 포함된 발광 소자들은 상호 간에 제3 간격(d3) 보다 큰 제4 간격(d4)을 두고 x 방향 및 y 방향을 따라 순차적으로 배열될 수 있다.

이를 통해, 발광 소자들이 배치되는 영역 별로, 예를 들어 환부와 인접한 영역과 먼 영역, 환부의 형상에 따라 패치형 광 치료 장치(100)가 구부러지는 영역과 구부러지지 않는 영역 별로 방출되는 광량을 조절할 수 있어, 패치형 광 치료 장치(100)는 개선된 광 치료 효과를 가질 수 있다.

다시 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 플렉서블 기판(110) 상에는 복수의 발광 소자들(120)을 둘러싸는 보호층(130)이 배치된다.

보호층(130)은 제1 영역(A1)에서 플렉서블 기판(110)의 상면(110t)을 덮고, 복수의 발광 소자들(120)의 측면을 둘러싸도록 형성될 수 있다.

실시예에 따라서, 보호층(130)의 상면(130t)은 플렉서블 기판(110)의 상면(110t)을 기준으로 복수의 발광 소자들(120)의 상면(120t)과 실질적으로 동일 평면(coplanar)을 이룰 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.

보호층(130)은, 실리콘 고분자 물질, 예를 들어, PDMS(polydimethylsiloxane)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 보호층(130)은 경화제 등을 더 포함할 수 있다.

도 3은 도 1a 및 도 1b에서 복수의 발광 소자들을 둘러싸는 차단층(180)이 더 형성되는 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 3을 더 참조하면, 플렉서블 기판(110) 상에는 복수의 발광 소자들(120)의 측광을 차단하도록 복수의 발광 소자들(120) 각각의 측면을 덮는 차단층(180)이 더 형성될 수 있고, 보호층(130)은 차단층(180)을 둘러싸도록 형성될 수 있다.

이때, 복수의 발광 소자들(120)의 상면(120t), 보호층(130)의 상면(130t) 및 차단층(180)의 상면(180t)은 z 방향을 따라 실질적으로 동일한 높이에 위치할 수 있다. 다시 말해, 복수의 발광 소자들(120)의 상면(120t), 보호층(130)의 상면(130t) 및 차단층(180)의 상면(130t)은, 플렉서블 기판(110)의 상면(110t)을 기준으로 실질적으로 동일 평면을 이룰 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.

차단층(180)은 비전도성을 가지는 재질로 이루어질 수 있으며, 탄성을 더 포함하는 것이 바람직하다. 차단층(180)은, 예를 들어, 실리콘, 아크릴 수지 또는 에폭시 수지 등으로 이루어질 수 있다.

패치형 광 치료 장치(100)는 차단층(180)으로 인해 복수의 발광 소자들(120)로부터 방출되는 광의 손실을 최소화할 수 있다.

다시 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 보호층(130)은 제2 영역(A2)에서 플렉서블 기판(110)의 상면(110t)을 덮고, 배터리(BAT), 구동회로(DC) 등을 밀봉하도록 형성될 수 있다.

보호층(130) 상에는 복수의 발광 소자들(120)의 상면(120t)이 노출되도록 보호층(130)의 적어도 일부를 덮는 반사층(140)이 배치된다.

상세하게는, 반사층(140)은, 제1 영역(A1)에서 복수의 개구(OA)를 통해 복수의 발광 소자들(120)의 상면(120t)이 노출되도록 보호층(130)의 상면(130t)을 덮을 수 있다. 반사층(140)은, 제2 영역(A2)에서는 형성되지 않을 수 있다.

한편, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 차단층(180)이 더 포함되는 경우에는, 반사층(140)은 제1 영역(A1)에서 개구(OA)를 통해 복수의 발광 소자들(120)의 상면(120t)이 노출되도록 보호층(130)의 상면(130t) 및 차단층(180)의 상면(180t)을 덮을 수 있다.

반사층(140)은, 반사율이 높은 금속 물질, 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag) 등으로 이루어질 수 있다.

반사층(140)은, 패치형 광 치료 장치(100)로부터 방출된 광이 패치형 광 치료 장치(100)와 환부의 경계면에서 반사되어 다시 패치형 광 치료 장치(100)로 입력될 때, 재입력된 광을 다시 환부측으로 반사시킬 수 있다. 이에 따라, 패치형 광 치료 장치(100)는 광 손실률이 저감될 수 있다.

반사층(140) 상에는 도파로층(150)이 배치된다.

도파로층(150)은 반사층(140) 및 반사층(140)의 개구(OA)를 통해 노출되는 복수의 발광 소자들(120)의 상면(120t)을 덮을 수 있다.

도파로층(150)은, 보호층(130)보다 큰 굴절률을 갖는 물질로 이루어질 수 있으며, 투명 재질일 수 있다. 보호층(130)이 PDMS로 이루어지는 경우를 가정하면, 도파로층(150)은 PDMS의 굴절률인 약 1.4보다 큰 굴절률을 갖는 고분자 물질로 예컨대 폴리이미드(굴절률 약 1.5 내지 1.7)로 이루어질 수 있다.

도파로층(150)이 보호층(130) 보다 큰 굴절률을 갖기 때문에, 복수의 발광 소자들(120)의 광 및/또는 반사층(140)으로부터 반사된 광이 도파로층(150)을 따라 진행하게 되어 상부로 유도될 수 있고, 광 분산 효과가 개선될 수 있다.

한편, 도 1a 및 도 1b에서는 도파로층(150)이 단일층으로 구성되는 실시예를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라서, 도파로층(150)은, 전반사 조건을 만족시키는 서로 다른 굴절률을 갖는 물질들이 순차 적층된 구조를 가질 수도 있다.

도파로층(150) 상에는 복수의 발광 소자들(120)로부터 방출된 광 파장의 일부를 선택적으로 투과시키는 필터층(160)이 배치된다.

필터층(160)은, 차례로 적층된 제1 물질층(161), 유전체층(163), 제2 물질층(165)을 포함할 수 있으며, 환부의 치료에 요구되는 특정 파장, 예컨대 적외선 파장만을 선택적으로 투과시킬 수 있다.

도 1a 및 도 1b의 필터층(160)의 파장에 따른 투과 특성을 설명하기 위한 그래프인 도 4를 더 참조하여 필터층(160)을 설명한다.

도 4를 더 참조하면, 필터층(160)의 제1 및 제2 물질층(161, 165)이 각각 약 20nm의 두께를 갖는 은(Ag)으로 구성되고 유전체층(163)이 황화아연(ZnS)으로 이루어지는 경우, 유전체층(163)의 두께가 약 145nm이면 940nm의 파장에 대해서는 높은 투과율을 보이고 625nm의 파장에 대해서는 낮은 투과율을 보이는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 필터층(160)의 제1 물질층(161), 유전체층(163), 제2 물질층(165) 각각을 이루는 물질과 두께를 조절함으로써, 패치형 광 치료 장치(100)는 도파로층(150)으로부터 전달되는 광 중에서 적외선과 같이 환부의 치료에 요구되는 특정 파장만을 이용할 수 있어, 부작용을 최소화하면서 치료 효과를 극대화시킬 수 있다.

한편, 실시예에 따라, 패치형 광 치료 장치(100)에서 필터층(160)은 선택적으로 생략될 수도 있다.

다시 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 필터층(160) 상에는 분산층(170)이 배치된다.

분산층(170)은 필터층(160)을 덮을 수 있고, 필터층(160)으로부터 전달되는 특정 파장 대역의 광을 분산시켜 환부에 균일하게 도달시킬 수 있다.

분산층(170)은 보호층(130), 도파로층(150)보다 큰 굴절률을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 분산층(170)은 환부와의 굴절률이 유사한 물질로 이루어질 수 있고, 투명 재질일 수 있다.

보호층(130)이 PDMS로 이루어지고 도파로층(150)이 폴리이미드로 이루어지는 경우를 가정하면, 분산층(170)은 복수의 비드들(beads, 171)이 포함된 PDMS로 이루어질 수 있다.

여기서, 복수의 비드들(171)은 약 100um 이하의 직경을 갖는 무기 입자 등으로 이루어질 수 있다. 복수의 비드들(171)은 분산층 내에 포함 함량이 약 20wt% 이상 내지 약 70wt% 이하일 수 있다. 한편, 보호층(130)은 약 10um 이상 내지 약 5mm 이하의 두께를 가질 수 있다. 한편, 실시예에 따라서, 분산층(170)에는 경화제 등이 더 첨가될 수 있다. 그리고, 도 1a 및 도 1b 에서는 복수의 비드들(171)이 균일한 직경을 갖는 것으로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 직경을 갖는 비드들일 수 있다. 또한, 복수의 비드들(171) 각각은 균일한 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 서로 다른 물질들의 조합으로 이루어질 수도 있다. 이와 같이, 피부와 유사한 굴절률을 갖는 물질로 이루어지되 복수의 비드들(171)을 통해 분산 효과가 향상된 분산층(170)을 통해서, 패치형 광 치료 장치(100)는 광 손실률을 최소화할 수 있고 또 광량 균일도를 증가시켜 광 이용 효율이 더욱 개선될 수 있다.

한편, 분산층(170)의 상면에는 요철 구조의 미세 패턴(173)이 형성될 수 있다. 이를 통해, 패치형 광 치료 장치(100)가 환부에 부착되는 경우 피부에서 배출되는 분비물이 용이하게 배출될 수 있으며, 환부와의 접착력 또한 개선될 수 있다.

도 5a 내지 도 5h는 도 1a 및 도 1b의 패치형 광 치료 장치의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다. 도 5a 내지 도 5h는 도 1a 및 도 1b에서 예시한 패치형 광 치료 장치(100)의 예시적인 제조 방법을 나타내며, 도 5a 내지 도 5h는 도 1b와 같이 패치형 광 치료 장치(100)의 요부를 확대한 단면도들을 공정 순서에 따라 도시하였다. 도 5a 내지 도 5h를 설명함에 있어서, 도 1에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 이하에서는 설명의 간략화를 위하여 중복 설명은 생략한다.

도 5a를 참조하면, 플렉서블 기판(110) 상에 소정의 간격을 두고 배열된 복수의 발광 소자들(120)을 덮도록 예비 보호층(130p)을 형성한다.

예비 보호층(130p)은, 예를 들어, 스핀코팅(spin coating), 롤코팅(roll coating), 스크린 코팅(screen coating), 분무코팅(spray coating), 스크린 인쇄(screen printing) 잉크 젯(ink jet) 또는 CVD 등의 다양한 코팅 공정 중 어느 하나를 이용하여, PDMS와 같은 실리콘 고분자 물질을 플렉서블 기판(110)의 상면(110t)에 충분히 도포함으로써 형성할 수 있다.

도 5b를 참조하면, 예비 보호층(130p)과 임시 기판(300)을 맞대어 가압한다.

더 상세하게는, 예비 보호층(130p)과 임시 기판(300)을 맞대어 플렉서블 기판(110)의 상면(110t)을 기준으로 예비 보호층(130p)의 상면(130pt)이 복수의 발광 소자들(120)의 상면(120t)과 동일 평면을 이루도록 가압한다.

실시예에 따라서, 임시 기판(300)은 베이스층(310)과 자기조립 단분자층(self-assembled monolayers, SAMs, 320)을 포함할 수 있다. 자기조립 단분자층(320)은, 예비 보호층(130p)의 상면(130pt)과 맞닿는 면으로, 베이스층(310)의 일면을 Trichloro(1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl) Silane과 Teflon AF, Cytop 등을 이용하여 형성된 층일 수 있다.

그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예에서, 임시 기판(300)은 그 자체가 평평한 평면을 갖는 소수성 기판일 수 있다.

도 5c를 참조하면, 예비 보호층(130p)과 임시 기판(300)이 맞닿은 상태로 열풍 등을 이용한 베이킹 공정을 통해 예비 보호층(130p)을 경화시켜, 복수의 발광 소자들(120)을 둘러싸는 보호층(130)을 형성한다.

이어서, 화학적 및/또는 물리적으로 보호층(130)으로부터 임시 기판(300)을 분리한다.

도 5d를 참조하면, 복수의 발광 소자들(120)의 상면(120t)이 노출되도록 보호층(130)의 적어도 일부를 덮는 반사층(140)을 형성한다.

더 상세하게는, 복수의 발광 소자들(120)의 측면을 둘러싸는 보호층(130)의 상면(130t) 상에 증착(evaporation)과 같은 PVD, CVD, 스핀코팅(spin coating), 도금(plating) 등의 공정을 통해 반사율이 높은 금속 물질을 코팅하여 반사층(140)을 형성할 수 있다.

도 5e를 참조하면, 복수의 발광 소자들(120)의 상면(120t) 및 반사층(140)을 덮도록 도파로층(150)을 형성한다.

도파로층(150)은, 예를 들어, 스핀코팅(spin coating), 롤코팅(roll coating), 스크린 코팅(screen coating), 분무코팅(spray coating), 스크린 인쇄(screen printing) 잉크 젯(ink jet) 또는 CVD 등의 다양한 코팅 공정 중 어느 하나를 이용하여, 보호층(130)보다 큰 굴절률을 갖는 폴리이미드와 같은 고분자 물질을 복수의 발광 소자들(120)의 상면(120t) 및 반사층(140) 상에 도포함으로써 형성할 수 있다.

도 5f를 참조하면, 도파로층(150) 상에 필터층(160)을 형성한다.

필터층(160)은 PVD, CVD 의 공정을 이용하여 제1 물질층(161), 유전체층(163), 제2 물질층(165)을 도파로층 상에 순차 적층함으로써 형성할 수 있다.

실시예에 따라서, 제1 및 제2 물질층(161, 165)은 은(Ag), 유전체층(163)은 황화아연(ZnS)으로 이루어질 수 있다.

한편, 필터층(160)은 설계안에 따라 생략될 수도 있다.

도 5g를 참조하면, 필터층(160) 상에 분산층(170)을 형성한다.

분산층(170)은, 예를 들어, 스핀코팅(spin coating), 롤코팅(roll coating), 스크린 코팅(screen coating), 분무코팅(spray coating), 스크린 인쇄(screen printing) 잉크 젯(ink jet) 또는 CVD 등의 다양한 코팅 공정 중 어느 하나를 이용하여, 복수의 비드들(171)을 포함하는 PDMS와 같은 실리콘 고분자 물질을 필터층(160) 상에 충분히 도포하고, 이어서 열풍 등을 이용한 베이킹 공정을 통해 경화시킴으로써 형성할 수 있다.

도 5h를 참조하면, 분산층(170)의 상면에 요철 구조의 미세 패턴(173)을 형성한다.

미세 패턴(173)은, 예를 들어, 임프린트(imprint), 나노 각인 공정 등을 통해 형성할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 명세서에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 패치형 광 치료 장치
110: 플렉서블 기판
120: 발광 소자
130: 보호층
140: 반사층
150: 도파로층
160: 필터층
170: 분산층
BAT: 배터리
DC: 구동회로

Claims (15)

1. 플렉서블(flexible) 기판;
   상기 플렉서블 기판 상에 소정의 간격을 두고 배열되는 복수의 발광 소자들;
   상기 플렉서블 기판 상에서 상기 복수의 발광 소자들을 둘러싸는 보호층;
   상기 복수의 발광 소자들의 상면이 노출되도록 상기 보호층의 적어도 일부를 덮는 반사층;
   상기 복수의 발광 소자들의 상면 및 상기 반사층을 덮는 도파로층; 및
   상기 도파로층을 덮는 분산층;
   을 포함하는, 패치형 광 치료 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 보호층의 상면은, 상기 플렉서블 기판의 상면을 기준으로 상기 복수의 발광 소자들의 상면과 동일 평면(coplanar)을 이루는 것을 특징으로 하는, 패치형 광 치료 장치.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 도파로층의 굴절률은, 상기 보호층의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는, 패치형 광 치료 장치.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 분산층의 굴절률은, 상기 보호층 및 상기 도파로층 각각의 굴절률 보다 큰 것을 특징으로 하는, 패치형 광 치료 장치.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 분산층은, PDMS(polydimethylsiloxane) 및 복수의 비드들(beads)을 포함하되,
   상기 복수의 비드들은, 상기 분산층 내 포함 함량이 20wt% 이상 내지 70wt% 이하인 것을 특징으로 하는, 패치형 광 치료 장치.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 분산층은, 상면에 요철 구조의 미세 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는, 패치형 광 치료 장치.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 도파로층과 상기 분산층 사이에 개재되며, 상기 복수의 발광 소자들로부터 방출된 광 파장의 일부를 선택적으로 투과시키는 필터층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 패치형 광 치료 장치.
   
8. 제7 항에 있어서,
   상기 필터층은,
   순차 적층된 제1 물질층, 유전체층, 및 제2 물질층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 패치형 광 치료 장치.
   
9. 제1 항에 있어서,
   상기 복수의 발광 소자는, 서로 동일한 간격을 두고 이격되도록 배열되는, 패치형 광 치료 장치.
   
10. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자 중 적어도 일부는, 서로 제1 간격을 두고 이격되도록 배열되고,
    상기 복수의 발광 소자 중 다른 일부는, 상기 제1 간격과 상이한 제2 간격을 두고 서로 이격되도록 배열되는, 패치형 광 치료 장치.
    
11. 플렉서블 기판 상에 소정의 간격을 두고 배열된 복수의 발광 소자들을 덮도록 예비 보호층을 형성하는 단계;
    상기 예비 보호층과 임시 기판을 맞대어 가압하는 단계;
    상기 예비 보호층을 경화시켜 보호층을 형성하는 단계;
    상기 보호층으로부터 상기 임시 기판을 분리하는 단계;
    상기 복수의 발광 소자들의 상면이 노출되도록 상기 보호층의 적어도 일부를 덮는 반사층을 형성하는 단계;
    상기 복수의 발광 소자들의 상면 및 상기 반사층을 덮는 도파로층을 형성하는 단계; 및
    상기 도파로층을 덮는 분산층을 형성하는 단계;
    를 포함하는, 패치형 광 치료 장치의 제조 방법.
    
12. 제11 항에 있어서,
    상기 예비 보호층을 형성하는 단계와, 상기 예비 보호층과 상기 임시 기판을 맞대어 가압하는 단계 사이에,
    상기 예비 보호층과 맞닿는 상기 임시 기판의 일면을 자기조립 단분자층(self-assembled monolayers)으로 처리하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 패치형 광 치료 장치의 제조 방법.
    
13. 제11 항에 있어서,
    상기 예비 보호층과 임시 기판을 맞대어 가압하는 단계는,
    상기 예비 보호층의 상면이 상기 플렉서블 기판의 상면을 기준으로 상기 복수의 발광 소자들의 상면과 동일 평면을 이루도록 상기 예비 보호층과 상기 임시 기판을 맞대어 가압하는 것을 특징으로 하는, 패치형 광 치료 장치의 제조 방법.
    
14. 제11 항에 있어서,
    상기 도파로층을 형성하는 단계와 상기 분산층을 형성하는 단계 사이에,
    상기 도파로층을 덮는 필터층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 패치형 광 치료 장치의 제조 방법.
    
15. 제11 항에 있어서,
    상기 분산층을 형성하는 단계 후에,
    상기 분산층의 상면에 요철 구조의 미세 패턴을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 패치형 광 치료 장치의 제조 방법.

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