KR20190119937A

KR20190119937A - Led 패치

Info

Publication number: KR20190119937A
Application number: KR1020180043506A
Authority: KR
Inventors: 김용일
Original assignee: (주)솔라루체
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2018-04-13
Publication date: 2019-10-23

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 LED 패치는 사용자의 신체에 부착되는 점착부, 상기 점착부에 인접하여 배치되고 사용자에 가시광 또는 비가시광을 인가하는 발광부, 및 상기 가시광 또는 비가시광의 발광을 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지고, 상기 제어부는 상기 발광부의 광 조사 빈도를 제어한다. 이에, 본 발명은 피부에 세분화된 적외선, 자외선 및 가시광선을 제어 조사하여 피부 관리를 최적화한다.

Description

LED 패치{LED PATCH}

본 발명은 사용자의 피부에 부착하는 패치에 대한 것으로서, 보다 상세하는 LED에 의해 비가시광 또는 가시광을 사용자의 피부에 인가하는 LED 패치에 대한 것이다.

일반적으로, 인체의 피부는 자연스러운 마사지와 함께 충분한 휴식은 물론 피부각질에 기생하는 각종 박테리아 및 세균 등을 제거함으로써, 보다 탄력 있고 매끈한 피부를 유지할 수 있다.

최근에 들어서는 피부만을 관리해주는 피부 관리 센터가 성업 중에 있으며, 이러한 피부 관리 센터는 안면 및 손, 발 또는 전신에 충분한 영양소를 공급함은 물론 피부를 지속적으로 마사지함으로써, 건강한 피부가 유지되게 하는 것이다.

이때 피부에 각종 영양분이 포함된 패치를 붙이는 경우가 많은데, 패치는 주로 1회용으로 사용 후 폐기되고, 영양분의 흡수 외의 효과는 기대하기 어려운 실정이다.

[선행기술문헌]

한국공개특허 제 10-2012-0116276호

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 피부에 광을 조사하여 피부 세포의 활성화를 정밀하게 구현하는 LED 패치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 LED 패치는 사용자의 신체에 부착되는 점착부, 상기 점착부에 인접하여 배치되고 사용자에 가시광 또는 비가시광을 인가하는 발광부, 및 상기 가시광 또는 비가시광의 발광을 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지고, 상기 제어부는 상기 발광부의 광 조사 빈도를 제어한다.

이때, 상기 제어부는 상기 발광부가 펄스 형태의 광 또는 연속 형태의 광을 조합하여 조사하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 펄스의 길이를 당초에는 상대적으로 짧게 형성하고 설정 시간이 경과하는 경우에 펄스의 길이를 상대적으로 길게 형성할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 비가시광 또는 가시광의 광조사량을 피부 세포의 활성화 정도에 따라 조절할 수 있다.

또한, 상기 비가시광은 적외선을 포함하여 이루어지고, 상기 적외선의 파장대역은 670 내지 900nm를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 가시광은 LED 베어칩에서 출사된 광이 설정거리 이격된 양자점층을 통과하면서 여기되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 양자점층은 적어도 하나의 피크를 갖는 복수개의 양자점레이어로 이루어지고, 상기 복수개의 양자점레이어 중 어느 하나의 양자점레이어에 의해 가시광이 여기되도록 개별 양자점 레이어는 회전 또는 이동 배치될 수 있다.

또한, 상기 LED 패치는 전류인가부를 더 포함하고, 상기 전류인가부는 목적 세포의 활성화를 위해 미세전류를 인가할 수 있다.

또한, 상기 비가시광은 자외선을 더 포함하여 이루어지고, 상기 제어부는 상기 적외선과 함께 상기 자외선을 출사하도록 제어할 수 있다.

본 발명은 피부에 세분화된 적외선, 자외선 및 가시광선을 제어 조사하여 피부 관리를 최적화한다.

또한, 본 발명은 적외선의 정밀한 파장 제어를 통해 피부 목적 세포의 활성화 및 피부 괸리를 정밀하게 구현한다.

또한, 본 발명은 적외선과 목적 가시광의 파장 피크 또는 조합 피크를 함께 출사하여 피부 미용 효과를 극대화한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패치의 사시도이다.
도 3은 도 1에서의 가시광 LED의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패치의 구성도이다.
도 5는 도 4에서의 제어부의 구성도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 패치의 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 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. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패치를 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패치의 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패치(100)는 크게 사용자의 신체의 부착되는 점착부(61)와 본체부(63)로 이루어지고, 본체부(63)의 일측에 점착부(61)에 인접하도록 발광부(20)가 형성된다. 발광부(20)는 가시광 또는 비가시광을 피부에 조사하는데, 가시광 또는 비가시광의 발광 및 조사 빈도에 대한 것을 제어부(30)가 수행한다. 본체부(63)에서 발광부의 하부에는 전류인가부(40)가 삽설되어 구동시 미세전류를 함께 사용자의 피부에 인가할 수 있도록 한다(참조부호 50은 전원부, 51은 전원스위치, 24a, 24b는 구동 인디케이터를 나타낸다).

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패치(100)는 종래의 티슈형 패치가 아니라 전원 및 발광소자가 함께 매설된 것이므로 그 무게가 상당하게 구성된다. 따라서, 매우 강력한 점착 성능을 구현해야 되므로, 점착제의 선정이 매우 중요하였다. 이에 본 실시예에서는 200g의 하중 및 100㎜/분의 시험 속도의 조건하에 측정된 기재 필름의 동적 마찰 계수가 1.5N 이하인 점착 시트를 도입하여 점착부(61)의 점착 시트로 사용하였다.

나아가, 본 실시예에 따른 LED 패치(100)는 점착면적을 최대화하기 위해서 본체부(63)를 점착부(61) 내측 방향로 인입부(64)가 형성되는 구조를 채용하였다. 나아가, 본 실시예에 따른 LED 패치(100)는 부착면인 피부의 굴곡을 고려하여 점착부(61)의 절곡이 가능하도록 골(62)이 형성된다.

발광부(20)는 사용자에게 가시광 또는 비가시광을 인가하는데, 비가시광은 적외선LED(21) 또는 자외선LED(22)가 출사하고, 가시광은 가시광LED(23)가 출사한다.

이때, 적외선LED(21)는 670nm 내지 900nm의 적외선을 출사한다. 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 마사지 장치가 적외선에 의해 최적의 피부 치료 또는 미용 효과를 도출하기 위함으로써, 670nm 미만 파장에서의 헤모글로빈에 의한 적외선 방해 흡수를 배제하기 위함이고, 900nm 초과 파장에서 수분에 의한 적외선 흡수에 따른 광 손실을 방지하기 위함이다. 한편, 온열 작용을 강화하기 위해 6.5㎛ 이상의 원적외선을 더욱 출사하도록 구성할 수 있다. 이는 원적외선의 효능 외에 6.5㎛ 이하에서의 수분 흡수를 배제하기 위함이다.

이때, 치료 또는 미용 목적에 따라 적외선의 적절한 조사량을 제어할 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광 마사지 장치는 제어부(30)가 광조사량(적외선의 광강도와 조사량을 곱한 값, J/cm2)을 센싱된 목적 세포의 활성화에 따라 제어한다. 즉, 본 실시예에 따른 LED 패치는 센서부(10)를 더 포함하는데, 센서부(10)는 피부 표피 또는 진피의 활성화도를 측정한다. 이에 따라, 제어부(30)는 세포활성도의 미분값이 양에서 음으로 변하는 동안에만 광조사량을 증가하도록 제어하여 최적의 피부 상태가 발현되도록 한다. 더욱 바람직하게 광조사량은 1 내지 4 J/cm2으로 제한하는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에 따른 발광부는 자외선LED(22)를 더 포함할 수 있는데, 자외선LED(22)는 400nm 이하의 자외선을 더 포함하도록 하여 표피 세포 활성화를 도모하므로, 상기한 적외선에 의한 진피 세포 활성화를 동시에 수행할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패치의 가시광 조사에 대하여 상세하게 설명한다. 도 3은 도 1에서의 가시광 LED의 단면도이다.

위에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따른 LED 패치(100)는 발광부(20)는 가시광이 비가시광과 함께 또는 단독으로 출사된다. 즉, 종래의 적외선 온열 장치 등에서는 사용 시 적색이 보이는 경우가 많은데 이는 가시광의 출사가 목적이 아니라 적외선 램프가 적외선만을 출사하지 않고 넓은 파장 대역을 가지게 되어 인접한 적색광이 보이는 현상이었다. 이에 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부의 적외선 LED(21)의 경우에는 적외선 영역의 파장대역만 갖도록 하고, 나아가 가시광은 그 파장대역이 설정거리 만큼 이격된 영역의 가시광을 출사하도록 한다. 본 발명에 따른 LED 마사지 장치는 별도의 가시광 피부 테라피를 실현하기 위해 적외선 또는 자외선의 부산물로 발광되는 가시광이 아닌 목적 파장을 가진 별도의 가시광을 출사하도록 하기 때문이다.

이때 가시광의 파장 대역은 옐로우 계열, 그린 계열 및 블루 계열 중적어도 어느 하나를 포함하도록 한다. 옐로우 계열의 가시광을 피부가 흡수하도록 하여 피부의 안색정화, 홍조 홍반 완화, 붉은기 완화, 초기 대상 포진 등에 활용하고, 녹색계열의 가시광을 통해 피부예민개선, 진정에 활용하고, 블루계열의 가시광을 통해 피지선억제, 여드름군파괴, 트러블진정에 상승 효과가 생기도록 한다.

그런데, 블루, 그린 및 레드 계열 베어칩에서 출사된 광 또는 이 광이 형광체에 의해 여기된 광은 광 피크로 존재하지 않고 일정 대역으로 존재하게 되어 치료를 위한 정확한 목적 타겟이 어려운 점이 수반되었다.

따라서, 본 실시예에서는 가시광 LED(23)를 블루계열 또는 바이올렛 계열의 LED 베어칩으로 구성하고, 이러한 LED 베어칩에서 출사된 광이 양자점(23q)에 의해 여기되어 목적 파장 피크 또는 목적 파장 대역을 갖도록 하였다. 이에 따라, 가시광의 정확한 파장 피크를 도출하여 목적 광 치료 효과가 더욱 극대화되도록 하였다. 예를 들어, 색소포인 포르필린의 활성화를 위해서는 다른 파장은 배제하고 정확한 620nm의 파장 피크가 필요하므로 이때, 양자점을 이용하여 620nm의 피크를 도출하였다. 이때, 본 실시예에서는 복수의 목표 효과를 도출하기 위해 양자점에 의해 도출된 파장 피크를 복수개 조합하여 사용할 수도 있다.

더욱 상세하게, 본 실시예에 따른 가시광 LED(23)는 기판(1), LED 베어칩 (3), 형광체 층(4), 및 양자점 층(5)를 포함하여 이루어진다.

기판(1)은 직선형, 원형 또는 다각형상의 판으로 이루어질 수 있으며, 본 실시예에 따른 LED 패치(100)는 솔더링부(미도시)를 통해서 발광소자(베어칩)와 기판(1)이 전기적으로 연결되며 별도의 본딩 와이어를 갖지 않을 수 있다. 솔더링부는 표면실장 방식(SMT; Surface Mount Technology)으로 형성될 수 있다.

LED 베어칩(3)은 전술한 바와 같이 기판(1)에 실장되는 청색 또는 보라계열의 발광 LED 칩으로 이루어지며, 형광체층(4)은 LED 베어칩(3)으로부터 출사된 광을 1차적으로 여기한다. 이때, 형광체층(4)은 주로 여기되어 방출되는 파장이 노란색인 형광체(Y)를 주성분으로 하여 제조된다. 여기서, 본 실시예는 LED 베어칩(3)이 청색광을 출력하는 경우, 백색광을 만들기 위한 형광체층(4)를 구성한 경우에 해당하지만, LED 베어칩(3)이 녹색광 또는 적색광을 출력하는 경우 형광체는 백색광을 만들기 위해 다른 형광체가 사용될 수 있다.

LED 베어칩(3)에서 출사된 광이 형광체층(4)에서 여기되어 백색광으로 여기된 이후에 설정 거리 이격된 양자점 층(5)에 진입하게 된다. 즉, 본 실시예에서는 양자점(QD)의 블루 파장대 광에 의한 파괴를 방지하기 위해 형광체에 의한 1차 여기시 백색광을 나오도록 한다.

양자점 층(5)은 형광체 층(4)이 여기한 광을 2차적으로 여기한다. 양자점 층(5)은 고분자 수지와, 고분자 수지에 분산된 복수의 양자점(미도시)을 포함한다. 또한, 양자점 층(5) 수분의 유입을 막도록 밀폐된 시트 형태로 형성하기 위해 상부 및 하부에 접착 형성되는 제1베리어층(미도시) 및 제2베리어층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이때, 본 실시예에서는 양자점 층(5)의 측면에 수분 침투를 방지하는 코팅층(5a)이 형성될 수 있다.

한편, 도시하지는 않았지만 양자점 층은 적어도 하나의 피크를 갖는 복수개의 개별 양자점 레이어로 이루어지고, 상기 복수개의 양자점 레이어 중 어느 하나의 양자점 레이어에 의해 가시광이 여기되도록 각 양자점 레이어는 회전되거나 이동되어 LED 베어칩 상에 배치될 수도 있다.

양자점은 나노미터 크기의 반도체 물질로서 양자제한 효과를 나타내며, '나노 형광체'로 지칭될 수 있다.양자점은 여기원으로부터 빛을 흡수하여 에너지 여기 상태에 이르면, 자신의 에너지 밴드 갭에 해당하는 에너지를 방출함으로써 여기원의 빛(여기광)을 파장 변환(변조)시킨다.

한편, 양자점 플라즈모닉 필름은 양자점의 물질 조성과 입자 크기를 변화시킴으로써 양자점의 에너지 밴드 갭을조절할 수 있고, 여기원의 파장에 대해 원하는 파장 변조를 실현할 수 있다. 양자점은 Si계 나노결정, Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 나노결정, Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 나노결정, 및 이들의 혼합물과 복합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다(한편, 참조부호 6은 봉재재 또는 확산필름을 나타낸다).

한편, 본 실시예에 따른 LED 패치(100)는 광 테라피를 위해 피부에 인가되는 광을 펄스 형태 또는 연속 형태를 조합하여 조사한다. 피부세포 및 광흡수체에 따라 펄스 형태 또는 연속파가 필요하기 때문이다. 이에 모든 세포에 적용이 가능하도록 본 실시예에 따른 LED 패치(100)는 제어부(30)가 펄스의 길이를 당초에는 상대적으로 짧게 형성하고 설정 시간이 경과하는 경우에 펄스의 길이를 상대적으로 길게 형성하여 당초에 강한 펄스를 통해 상부 조직층 내 색소포 분자들을 여기 시키는 다량의 광자를 투입하도록 하고 이후에는 세포탈진 현상 등에 따른 부작용을 방지하기 위해 설정 시간 경과후에는 펄스의 길이를 길게 형성한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패치의 기능을 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패치의 구성도이고, 도 5는 도 4에서의 제어부의 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패치(100)는 전술한 발광부(20), 제어부(30), 및 전원부(50)를 기본구성으로 하고 나아가, 센서부(10) 및 전류인가부(40)를 더 포함할 수 있다.

센서부(10)는 피부 표피 또는 진피의 활성화도를 측정한다. 이에 따라, 제어부(30)의 발광제어모듈(31)은 세포활성도의 미분값이 양에서 음으로 변하는 동안에만 광조사량을 증가하도록 제어하여 최적의 피부 상태가 발현되도록 한다. 전류인가모듈(32)은 상기한 펄스 또는 연속파형의 광이 피부에 조사되는 경우와 상보적 시간 동안 피부에 전류를 인가하도록 제어할 수 있다. 즉, 피부의 전류활성화 및 광활성화를 함께 도모하도록 한다. 그러나, 일부 목적 세포의 경우에는 광 및 미세전류가 함께 인가되어 효과가 증대되는 경우가 발견되므로 양자가 동시에 인가되는 경우가 필요함도 물론이다.

살균제어모듈(33)은 패치의 사용 후나 피부의 표피를 활성화하는 경우에 작동되어 자외선을 패치 또는 피부에 인가한다. 피부에의 자외선 인가에 대하여는 중복되므로 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 패치(101)에 대하여 설명한다. 도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 패치의 사시도이다. 본 실시예에서는 대면적 점착부(61')를 형성하였으므로 대면적 점착에 따른 골(61')의 넓이를 더욱 크게 형성하였다. 또한, 대면적 부착에 따라 전류인가부(40')를 복수개로 구성하였다. 한편, 대면적 적용에 따라 본체부(63')의 두께는 보다 얇게 형성되는 것이 가능하였다. 이때, 참조부호 50은 전원부를 나타내고 24a, 24b는 작동 인디케이터를 나타낸다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10: 센서부
20: 발광부
21: 적외선LED
22: 자외선LED
23: 가시광LED
24a,24b: 구동인디케이터
30: 제어부
40: 전류인가부
50: 전원부
51: 전원스위치
61,61': 점착부
62,62': 골
63,63': 본체부
64: 인입부
100,101: LED 패치

Claims

사용자의 신체에 부착되는 점착부;
상기 점착부에 인접하여 배치되고 사용자에 가시광 또는 비가시광을 인가하는 발광부; 및
상기 가시광 또는 비가시광의 발광을 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지고,
상기 제어부는 상기 발광부의 광 조사 빈도를 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 패치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 발광부가 펄스 형태의 광 또는 연속 형태의 광을 조합하여 조사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 패치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 펄스의 길이를 당초에는 상대적으로 짧게 형성하고 설정 시간이 경과하는 경우에 펄스의 길이를 상대적으로 길게 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 패치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 비가시광 또는 가시광의 광조사량을 피부 세포의 활성화 정도에 따라 조절하는 것을 특징으로 하는 LED 패치
제1항에 있어서,
상기 비가시광은 적외선을 포함하여 이루어지고, 상기 적외선의 파장대역은 670 내지 900nm를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 패치.
제1항에 있어서,
상기 가시광은 LED 베어칩에서 출사된 광이 설정거리 이격된 양자점층을 통과하면서 여기되어 형성된 것을 특징으로 하는 LED 패치.
제6항에 있어서,
상기 양자점층은 적어도 하나의 피크를 갖는 복수개의 양자점레이어로 이루어지고, 상기 복수개의 양자점레이어 중 어느 하나의 양자점레이어에 의해 가시광이 여기되도록 개별 양자점 레이어는 회전 또는 이동 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 LED 패치.
제1항에 있어서,
상기 LED 패치는 전류인가부를 더 포함하고, 상기 전류인가부는 목적 세포의 활성화를 위해 미세전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 LED 패치.
제1항에 있어서,
상기 비가시광은 자외선을 더 포함하여 이루어지고, 상기 제어부는 상기 적외선과 함께 상기 자외선을 출사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 패치.