KR20200047982A - 살균 유닛 및 이를 포함하는 정수기 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 살균 유닛은 내부에 중공 형상의 유로공을 포함하는 유로부, 상기 유로부의 상면 상에 배치되며 자외선을 방출하는 발광소자, 상기 유로부의 하면 상에 배치되는 수광소자 및 상기 수광소자에 수광된 광량 정보를 바탕으로 에너지 값을 산출하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 발광소자에서 방출되는 광 중 반치폭 이외의 파장 영역의 광을 이용하여 에너지 값을 산출한다.
Description
실시예는 살균 유닛 및 이를 포함하는 정수기에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 발광소자는 넓고 조정이 용이한 밴드갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져 다양한 분야에 사용되고 있다.
3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 황색, 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 파장 대역의 빛을 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광원도 구현이 가능하다. 이러한 발광소자는, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다.
특히, 자외선을 방출하는 발광소자의 경우 상기 발광소자의 활성층에서 상대적으로 세기가 큰 파장의 광을 방출할 수 있다. 자세하게 상기 발광소자는 상대적으로 짧은 피크 파장대역, 예컨대 약 400nm 이하의 광을 방출할 수 있고, 상기 활성층은 이에 대응하는 밴드갭 에너지를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 상기 발광소자는 상기 파장대역에서 단파장의 경우 살균 및 정화 등에 사용되며 장파장의 경우 노광기 또는 경화기 등에 사용될 수 있다.
최근에는 세균, 진드기, 전염성 질병 등의 유해 생물을 살균하거나 오염된 물을 정화하기 위해 단파장의 발광소자가 다양한 분야에 적용되고 있다. 이 경우, 상기 발광소자는 수중에 배치되거나 습도가 높은 고습의 환경에 배치되며 방수 및 방습 기능의 저하로 발광소자의 불량이 초래될 수 있고 동작 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.
일례로, 정수기 등과 같은 유로를 포함하는 기기 내부에 UV 광원을 배치하여 기기를 살균하고 있다. 상기 UV 광원은 상기 유로와 인접하게 배치되며 상기 유로 또는 상기 유로를 통과하는 액체에 자외선을 조사하며, 이로 인해 상기 유로 및 상기 유로를 통과하는 액체는 살균될 수 있다.
그러나, 상기 유로는 일반적으로 기기 내부에 배치되기 때문에 사용자가 상기 유로의 오염 상태를 파악하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 상기 자외선은 사람의 눈에 시인되지 않으며 인체에 입사될 경우 유해하기 때문에 상기 UV 광원은 일반적으로 기기 내부에 배치된다. 이때, 상기 UV 광원은 상기 유로 및 상기 유로를 통과하는 액체의 오염도와 무관하게 일정한 세기의 광을 조사하기 때문에 불필요한 에너지를 낭비하는 문제점이 있다. 이에 따라, 상기 UV 광원의 수명이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 살균 유닛이 요구된다.
실시예는 우수한 방수 및 방습 특성을 가지는 살균 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 유로부를 통과하는 물을 살균할 수 있는 살균 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 상기 유로부의 오염 상태를 판단할 수 있는 살균 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 일정한 살균력을 가질 수 있는 살균 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 발광소자의 수명 특성을 개선할 수 있는 살균 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 에너지 효율을 개선할 수 있는 살균 유닛을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 살균 유닛은 내부에 중공 형상의 유로공을 포함하는 유로부, 상기 유로부의 상면 상에 배치되며 자외선을 방출하는 발광소자, 상기 유로부의 하면 상에 배치되는 수광소자 및 상기 수광소자에 수광된 광량 정보를 바탕으로 에너지 값을 산출하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 발광소자에서 방출되는 광 중 반치폭 이외의 파장 영역의 광을 이용하여 에너지 값을 산출한다.
실시예에 따른 살균 유닛은 유로부의 내측에 액체가 이동할 수 있고, 외측에 발광소자 및 수광소자가 배치될 수 있다. 이때 상기 발광소자에서 방출된 광은 상기 유로부를 통해 상기 수광소자에 입사될 수 있다. 이에 따라 상기 발광소자 및 상기 수광소자는 우수한 방수 및 방습 특성을 가질 수 있다.
또한, 실시예는 일정한 너비(직경)을 가지는 유로부를 포함할 수 있다. 이에 따라 실시예는 상기 유로부 내에서 난류(turbulent flow)가 생성되는 것을 방지할 수 있고, 층류(laminar flow)를 생성할 수 있다. 이에 따라, 상기 살균 유닛을 통과하는 액체는 균일한 유동성을 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 살균 유닛은 상기 유로부에 자외선을 조사할 수 있다. 자세하게, 상기 발광소자는 유로공의 표면 및 상기 유로공을 통과하는 액체에 자외선을 조사할 수 있고, 상기 표면 및 상기 액체를 효과적으로 살균할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 살균 유닛은 상기 수광소자에 입사되는 광량을 바탕으로 상기 유로공 또는 상기 액체의 오염 상태를 판단할 수 있고, 상기 발광소자의 출력을 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 살균 유닛의 제어부는 상기 수광소자에 입사되는 광량을 바탕으로 에너지 값을 산출할 수 있고, 설정된 에너지 값을 기준으로 발광소자의 출력을 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 발광소자의 수명 특성을 개선할 수 있고, 상기 살균 유닛의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 살균 유닛은 상기 발광소자의 피크 파장 이상의 영역의 광을 이용하여 상기 에너지 값을 산출할 수 있다. 즉, 상기 제어부는 상대적으로 민감도(sensitivity)가 높은 파장 대역의 광을 이용하여 에너지 값을 산출할 수 있다. 이에 따라, 상기 살균 유닛은 오염 정도를 보다 정확하게 파악할 수 있고 상기 발광소자의 출력을 보다 효율적으로 제어할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 살균 유닛은 정수기 등과 같이 유로를 포함하는 기기 내부에 배치되어, 상기 유로를 통과하는 대장균, 살모넬라 및 리스테리아 등과 같은 유해 생물을 99.99% 이상 살균할 수 있다.
도 1은 실시예예 따른 살균 유닛의 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 살균 유닛의 평면도이다.
도 3은 실시예에 따른 살균 유닛의 배면도이다.
도 4는 실시예에 따른 살균 유닛의 단면도이다.
도 5는 실시예에 따른 발광소자의 발광 스펙트럼을 도시한 그래프이다.
도 6은 실시예에 따른 살균 유닛의 동작에 대한 순서도이다.
도 7은 실시예에 따른 살균 유닛에 적용된 발광소자의 예를 나타낸 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 살균 유닛의 평면도이다.
도 3은 실시예에 따른 살균 유닛의 배면도이다.
도 4는 실시예에 따른 살균 유닛의 단면도이다.
도 5는 실시예에 따른 발광소자의 발광 스펙트럼을 도시한 그래프이다.
도 6은 실시예에 따른 살균 유닛의 동작에 대한 순서도이다.
도 7은 실시예에 따른 살균 유닛에 적용된 발광소자의 예를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 발명의 실시예에 대한 설명을 하기 앞서 수평 방향은 도면에 도시된 x축 방향 및 상기 x축 방향과 수직인 y축 방향을 의미할 수 있고, 수직 방향은 도면에 도시된 z축 방향으로 상기 x축 및 y축 방향과 수직인 방향일 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 살균 유닛의 사시도이고, 도 2는 실시예에 따른 살균 유닛의 평면도이다. 또한, 도 3은 실시예에 따른 살균 유닛의 배면도이고, 도 4는 실시예에 따른 살균 유닛의 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 유로부(100), 발광소자(200) 및 수광소자(300)를 포함할 수 있다.
상기 유로부(100)는 글래스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 상기 유로부(100)는 상기 발광소자(200)로부터 방출되는 자외선 파장에 의해 분자 간의 결합 파괴와 같은 손상 없이 투과시켜 줄 수 있는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유로부(100)는 석영 글래스를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 유로부(100)는 상기 발광소자(200)의 발광 칩(210)으로부터 방출되는 자외선 파장의 광을 투과시킬 수 있다. 또한, 상기 유로부(100)는 불소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유로부(100)는 불소 수지계를 포함하며, 상기 발광 칩(210)으로부터 방출되는 광을 투과시킬 수 있고 산소나 물 또는 기름과 같은 수분이 상기 유로부(100)의 외측으로 유출되어 상기 발광소자(200) 및/또는 상기 수광소자(300)로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 유로부(100)는 금속 재질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 유로부(100)는 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 스테인리스(Stainless) 및 이를 포함하는 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 유로부(100)는 금속 재질을 포함함에 따라 자외선 광에 의한 파손을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 살균 유닛(1000)은 우수한 방수 및 방습 특성을 가질 수 있다.
상기 유로부(100)는 내부에 중공이 형성되며 x축 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다. 일례로, 상기 유로부(100)는 내부에 중공이 형성된 원통 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 유로부(100)는 파이프 형태일 수 있다.
상기 유로부(100)는 외측면(110) 및 내측면(120)을 포함할 수 있다. 상기 유로부(100)의 외측면(110)은 평면 및 곡면 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 유로부(100)의 외측면(110)은 제 1 면(111) 및 제 2 면(112)을 포함하며 상기 제 1 면(111) 및 상기 제 2 면(112)은 평면일 수 있다. 상기 제 1 면(111)은 상기 유로부(100)의 외측 상면일 수 있고, 상기 제 2 면(112)는 상기 유로부(100)의 외측 하면일 수 있다.
상기 제 1 면(111) 및 상기 제 2 면(112)은 z축 방향(수직 방향)으로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 면(111) 및 상기 제 2 면(112)은 z축 방향으로 마주보며 배치될 수 있다. 상기 제 1 면(111) 및 상기 제 2 면(112)은 서로 평행할 수 있다. 상기 제 1 면(111) 및 상기 제 2 면(112) 사이에는 제 3 면(113) 및 제 4 면(114)이 배치될 수 있다. 상기 제 3 면(113)은 상기 제 1 면(111) 및 상기 제 2 면(112)을 연결하는 측면일 수 있다. 상기 제 3 면(113)은 상기 제 4 면(114)과 y축 방향으로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 면(113) 및 상기 제 4 면(114)은 y축 방향으로 대향할 수 있다. 상기 제 3 면(113)은 상기 제 1 면(111)의 일 끝단에서 z축 방향으로 연장되어 상기 제 2 면(112)의 일 끝단과 연결될 수 있다. 또한, 상기 제 4 면(114)은 상기 제 1 면(111)의 타 끝단에서 z축 방향으로 연장되어 상기 제 2 면(112)의 타 끝단과 연결될 수 있다. 일례로, 상기 제 3 면(113) 및 상기 제 4 면(114)은 곡면일 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 면(113) 및 상기 제 4 면(114)은 상기 유로부(100)의 외측 방향으로 볼록한 곡면일 수 있다. 상기 제 3 면(113) 및 상기 제 4 면(114)은 상기 유로부(100)의 외측에서 서로 반대되는 방향으로 볼록한 형태를 가질 수 있다.
상기 유로부(100)는 내부에 중공이 형성됨에 따라 유로공(150)을 포함할 수 있다. 상기 유로공(150)은 x축 방향으로 연장될 수 있다. 상기 유로부(100)에 유입된 액체는 상기 유로공(150)을 통해 x축 방향으로 이동할 수 있다. 상기 유로부(100)는 상기 유로공(150)에 의해 형성되는 내측면(120)을 포함할 수 있다. 상기 유로부(100)의 내측면(120), 즉, 상기 유로공(150)의 평면 형상은 원형 또는 다각형 형상일 수 있다. 일례로, 상기 유로부(100)의 내측면의 평면 형상은 원형일 수 있다. 또한, 상기 유로공(150)의 너비(직경)는 일정할 수 있다. 즉, 상기 유로공(150)의 시작 지점에서부터 종료 지점까지의 너비(직경)는 일정할 수 있고, 동일한 평면 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 유로부(100)에 유입된 액체는 난류(turbulent flow)가 생성되는 것을 방지할 수 있고 층류(laminar flow)가 생성될 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 유로부(100)의 양측 단부에는 유입관(미도시) 및 유출관(미도시)이 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 유로부(100)의 일측 단부에는 상기 유로부(100)에 액체를 공급하는 유입관이 배치될 수 있고, 상기 유로부(100)의 타측 단부에는 상기 유로부(100)를 통과한 물이 출수되는 유출관이 배치될 수 있다.
상기 유입관은 내부에 중공이 형성된 파이프 형태를 가질 수 있고, 상기 유로공(150)과 연결되어 상기 유로공(150)에 물을 공급할 수 있다. 상기 유출관은 내부에 중공이 형성된 파이프 형태를 가질 수 있고, 상기 유로공(150)과 연결되어 상기 유로부(100)를 통과한 물을 출수시킬 수 있다.
상기 유로공(150)의 너비(직경)는 상기 유입관 및 상기 유출관의 너비(직경)과 대응될 수 있다. 즉, 상기 유입관, 상기 유로공(150) 및 상기 유출관은 서로 대응되는 너비를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 유입관을 통과한 물이 상기 유로부(100)에 공급될 경우 상기 유입관과 상기 유로공(150) 사이에서 난류(turbulent flow)가 생성되는 것을 방지할 수 있고, 층류(laminar flow)가 생성될 수 있다. 또한, 상기 유로공(150)을 통과한 물이 상기 유출관에 공급 시 상기 유로공(150)과 상기 유출관 사이에서 난류(turbulent flow)가 생성되는 것을 방지할 수 있고, 층류(laminar flow)가 생성될 수 있다. 따라서, 상기 유로부(100)를 통과하는 액체는 균일한 유동성을 가질 수 있다.
상기 발광소자(200)는 상기 유로부(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(200)는 자외선 내지 가시광선 파장 영역 내에서 선택적인 파장을 발광할 수 있다. 일례로, 상기 발광소자(200)는 자외선 파장 대역의 광을 발광할 수 있다. 상기 발광소자는 약 400nm 이하의 광을 발광할 수 있고. UV-A, UV-B 및 UV-C 영역대의 자외선을 방출할 수 있다. 상기 발광소자(200) 내에는 하나 또는 복수의 발광 칩이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 칩(210)은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 및 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(210)은 기판 및 상기 기판 상에 화합물 반도체층들이 적층된 발광 구조물을 포함할 수 있다. 상기 발광 구조물은, 제 1 도전형 반도체층, 활성층 및 제 2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 발광 칩은 회로기판 상에 플립 칩 방식으로 배치되거나, 수직형 칩 구조로 배치되거나, 수평형 칩 구조로 배치될 수 있다.
상기 발광소자(200)는 상기 유로부(100)의 외측면(110) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(200)는 상기 유로부(100)의 제 1 면(111) 상에 배치될 수 있다. 상기 유로부(100)의 제 1 면(111)은 평평하게 제공되어 상기 발광소자(200)는 상기 제 1 면(111)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 발광소자(200)는 상기 유로부(100)의 내측면(120) 방향으로 광을 방출할 수 있다. 자세하게, 상기 발광소자(200)의 발광 칩(210)은 상기 유로공(150)과 대면할 수 있다. 이에 따라, 상기 발광소자(200)에서 방출된 광은 상기 유로공(150)에 입사될 수 있다. 상기 발광소자(200)의 광축은 상기 유로부(100)의 제 1 면(111)과 수직일 수 있다. 상기 발광소자(200)의 광축은 상기 유로부(100)의 내측면(120)과 수직일 수 있다. 즉, 실시예에 따른 유로부(100)는 투광성 재질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 발광소자(200)에서 방출된 광은 상기 유로부(100) 내에 입사될 수 있고, 상기 광은 상기 유로공(150)을 통과하는 액체에 입사되어 상기 액체를 살균할 수 있다. 또한, 상기 유로부(100)가 금속 재질을 포함할 경우, 상기 유로부(100)는 제 1 개구부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 개구부는 상기 유로부(100)의 외측면(110)과 내측면(120)을 관통하는 홀일 수 있다. 상기 제 1 개구부는 상기 발광소자(200)와 대응되는 형상을 가질 수 있고, 상기 발광소자(200)와 대응되는 개수로 제공될 수 있다. 상기 제 1 개구부는 상기 발광소자(200)와 중첩되는 영역 상에 형성될 수 있다. 상기 발광소자(200)는 상기 제 1 개구부 상에 배치되거나 상기 제 1 개구부 내에 삽입되어 상기 유로부(100)의 내측으로 광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 상기 유로공(150) 및 상기 유로공(150)을 통과하는 액체를 살균할 수 있다.
상기 발광소자(200)는 상기 유로부(100)의 외측면(110) 상에 하나 또는 복수개가 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 면(111) 상에는 하나 또는 복수의 발광소자(200)가 배치될 수 있다. 일례로, 상기 발광소자(200)는 상기 제 1 면(111) 상에서 서로 이격되는 제 1 발광소자(201), 제 2 발광소자(202) 및 제 3 발광소자(203)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 발광소자(201)는 상기 제 2 발광소자(202)와 x축 방향으로 이격될 수 있다. 또한, 상기 제 2 발광소자(202)는 상기 제 3 발광소자(203)와 x축 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제 2 발광소자(202)는 상기 제 1 발광소자(201)와 상기 제 3 발광소자(203) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제 1 발광소자(201) 및 상기 제 2 발광소자(202) 사이의 x축 방향 간격은, 상기 제 2 발광소자(202) 및 상기 제 3 발광소자(203)의 x축 방향 간격과 대응될 수 있다. 즉, 상기 복수의 발광소자들(201, 202, 203)은 서로 등간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 유로공(150)을 통과하는 액체에 자외선을 조사할 수 있는 시간을 확보할 수 있다. 따라서, 상기 발광소자(201, 202, 203)는 상기 유로공(150) 내에 일정량의 광을 조사할 수 있고, 상기 유로공(150) 및 상기 유로공(150)을 통과하는 액체를 살균할 수 있다.
상기 수광소자(300)는 상기 유로부(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 수광소자(300)는 상기 발광소자(200)에서 방출되는 광을 수광할 수 있다. 일례로, 상기 수광소자(300)는 포토다이오드(photo diode) 일 수 있다. 상기 수광소자(300)는 자외선 내지 적외선 파장 대역의 광을 수광할 수 있다. 자세하게, 상기 수광소자(300)는 약 100nm 내지 약 2100nm 파장 대역의 광을 수광할 수 있다. 상기 수광소자(300) 내에는 하나 또는 복수의 수광 칩이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 상기 수광소자(300)는 상기 발광소자(200)로부터 출사된 자외선의 광량을 검출할 수 있다.
상기 수광소자(300)는 상기 유로부(100)의 외측면(110) 상에 배치될 수 있다. 상기 수광소자(300)는 상기 유로부(100)의 제 2 면(112) 상에 배치될 수 있다. 상기 유로부(100)의 제 2 면(112)은 평평하게 제공되어 상기 수광소자(300)는 상기 유로부(100)의 제 2 면(112)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 수광소자(300)는 상기 발광소자(200)와 마주하며 배치될 수 있다. 상기 수광소자(300)는 상기 발광소자(200)로부터 방출된 광을 수광할 수 있다. 상기 수광소자(300)는 상기 유로공(150)을 통과한 상기 발광소자(200)의 광을 수광할 수 있다. 자세하게, 상기 수광소자(300)는 상기 발광소자(200)의 광축과 중첩될 수 있다. 일례로, 상기 발광소자(200)가 제 1 내지 제 3 발광소자들(201, 202, 203)을 포함할 경우, 상기 수광소자(300)는 상기 제 1 내지 제 3 발광소자들(201, 202, 203)에서 방출되는 광들을 수광할 수 있다. 자세하게, 상기 수광소자(300)는 상기 제 2 발광소자(202)와 마주보며 배치될 수 있다. 상기 수광소자(300)는 상기 제 2 발광소자(202)와 z축 방향으로 대응되는 영역에 배치될 수 있고, 상기 제 2 발광소자(202)의 광축과 중첩될 수 있다. 또한, 상기 수광소자(300)는 상기 제 1 발광소자(201) 및 상기 제 3 발광소자(203)와 z축 방향으로 중첩되지 않을 수 있다.
실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 발광소자(200) 및 상기 수광소자(300)와 연결될 수 있다. 상기 제어부는 상기 수광소자(300)를 통해 획득한 광량 정보를 바탕으로 에너지 값을 산출할 수 있다. 자세하게, 상기 유로부(100) 및 상기 유로부(100)를 통과하는 액체의 오염 정도에 따라, 상기 수광소자(300)에 입사되는 광량은 변화할 수 있다. 즉, 상기 제어부는 상기 수광소자(300)에 입사되는 광량을 바탕으로 에너지 값을 산출할 수 있고, 상기 유로부(100) 및/또는 상기 유로부(100)를 통과하는 액체의 오염 정도를 파악할 수 있다.
상기 발광소자(200)는 약 400nm 이하의 광을 발광할 수 있다. 상기 발광소자(200)는 UV-A, UV-B 및 UV-C 영역대의 자외선을 방출할 수 있다. 상기 제어부는 상기 발광소자(200)에서 방출되는 광 중 반치폭 이외의 파장 영역의 광을 이용하여 에너지 값을 산출할 수 있다. 도 5를 참조하면 실시예에 따른 상기 발광소자(200)의 발광 스펙트럼을 알 수 있다. 실시예에 따른 발광소자(200)는 약 400nm 이하의 광을 발광할 수 있다. 자세하게, 상기 발광소자(200)는 약 320nm 이하의 광을 발광할 수 있다. 또한, 상기 발광소자(200)의 피크 파장(peak wavelength)은 약 250nm 내지 약 300nm일 수 있다. 자세하게, 상기 발광소자(200)의 피크 파장은 약 260nm 내지 약 290nm일 수 있다. 보다 자세하게, 상기 발광소자(200)의 피크 파장은 약 270nm 내지 약 280nm일 수 있다. 또한, 상기 발광소자(200)의 반치폭(Full width at half maximum, FWHM)은 약 40nm 이하일 수 있다. 자세하게, 상기 발광소자(200)의 반치폭은 약 30nm 이하일 수 있다.
상기 제어부는 상기 발광소자(200)의 피크 파장보다 큰 파장 영역의 광을 이용하여 에너지 값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는 상기 발광소자(200)에서 방출되는 광 중 약 280nm 이상의 파장(도 5의 A1 영역)을 이용하여 상기 에너지 값을 산출할 수 있다. 자세하게, 상기 수광소자(300)는 입사되는 광의 파장 대역이 높을수록 광에 대한 민감도(sensitivity)가 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 제어부는 상기 수광소자(300)에 입사된 다양한 파장 대역의 광 중, 상대적으로 민감도가 높은 피크 파장 이상의 영역(A1 영역)의 광을 이용할 수 있다. 즉, 상기 제어부는 상기 수광소자(300)에 입사된 약 280nm 이상의 파장(A1 영역)의 광을 이용하여 에너지 값을 산출할 수 있다. 따라서, 상기 유로부(100) 및 상기 유로공(150) 내의 액체를 통과하는 광의 광량을 보다 정확하게 감지하여 오염도를 효과적으로 감지할 수 있다.
이때, 상기 제어부는 하기 [수학식 1] 및 [수학식 2]를 이용하여 상기 수광소자(300)에 입사되는 광에 대한 에너지 값(dose, mJ/cm2)을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
E = mW * T
(E= 에너지(dose, mJ/cm2), mW= 수광소자에 입사되는 광량(mW/cm2), T: 유로공 내에서 액체가 자외선에 노출되는 시간(s))
[수학식 2]
T = D / V
(D: 자외선이 입사되는 유로공의 길이, V: 유로공 내에서의 액체의 속도)
즉, 상기 제어부는 상기 수광소자(300)에 입사되는 파장 중에 약 280nm 이상의 파장의 광의 광량을 이용하여 에너지 값을 산출할 수 있다. 자세하게, 상기 제어부는 상기 발광소자(200)와 마주하는 수광소자(300)에 입사되는 광량 값과 상기 유로공(150) 내에서 액체가 상기 발광소자(200)의 자외선에 노출되는 시간을 바탕으로 에너지 값을 산출할 수 있다. 여기서, 상기 액체가 상기 자외선에 노출되는 시간은 상기 유로공(150) 내에서 상기 액체의 이동 속도와 상기 유로공(150) 중 상기 자외선이 입사되는 영역의 길이를 바탕으로 산출할 수 있다.
상기 제어부는 상기 에너지 값에 따라 상기 발광소자(200)의 출력을 제어할 수 있다. 상기 제어부는 소정의 에너지 값을 기준으로 상기 발광소자(200)의 출력을 제어할 수 있다.
| 미생물 | UV Dose (mJ/cm2) | ||||
| 0 (0 min) |
0.332 (0.5 min) |
0.63 (1 min) |
1.89 (3 min) |
3.15 (5 min) |
|
| E. Coli 0 157:H7 (대장균) |
0% | 97.64% | 99.97% | > 99.99% | > 99.99% |
| S. Typhimurium (살모넬라) |
0% | 97.81% | 99.78% | > 99.99% | > 99.99% |
| L. monocywogenes (리스테리아) |
0% | 59.57% | 88.25% | 99.97% | > 99.99% |
표 1은 에너지 값에 대한 미생물의 살균력을 평가한 데이터이다. 표 1을 참조하면, 상기 미생물에 0.63mJ/cm2의 에너지를 가할 경우, 대장균(E. coli O 157:H7) 및 살모넬라(S. Typhimuriu)는 약 99% 이상 살균되는 것을 알 수 있고, 리스테리아(L. monocywogenes)는 약 88% 이상 살균되는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 미생물에 1.89mJ/cm2의 에너지를 가할 경우, 대장균, 살모넬라 및 리스테리아가 약 99% 이상 살균되는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 미생물에 3.15mJ/cm2의 에너지를 가할 경우, 대장균, 살모넬라 및 리스테리아가 약 99.99% 이상 살균되는 것을 알 수 있다.
즉, 실시예에 따른 제어부는 상기 유로부(100) 및 상기 유로부(100)를 통과하는 액체를 효과적으로 살균하기 위해 소정의 에너지 값, 즉 약 3mJ/cm2의 에너지 값을 기준으로 상기 발광소자(200)의 출력을 제어할 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 살균 유닛의 동작에 대한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 상기 살균 유닛(1000)의 발광소자(200)는 에너지 값에 따라 출력이 변화할 수 있다. 자세하게, 상기 발광소자(200)가 동작할 경우, 상기 발광소자(200)의 광은 상기 유로부(100) 방향으로 입사될 수 있다. 상기 광은 상기 유로부(100) 및 상기 유로공(150)을 통과하는 액체에 입사될 수 있다. 이어서, 상기 유로부(100) 및 상기 액체를 통과한 광은 상기 수광소자(300)에 입사될 수 있다. 이후, 상기 수광소자(300)와 연결된 제어부는 상기 수광소자(300)에 입사된 광량을 이용하여 에너지 값을 산출할 수 있다. 자세하게, 상기 제어부는 상기 발광소자(200)의 피크 파장보다 큰 파장 영역 대의 광을 이용하여 에너지 값을 산출할 수 있다. 이후, 상기 에너지 값에 따라 상기 발광소자(200)의 출력은 변화할 수 있다. 예를 들어, 상기 에너지 값이 약 3mJ/cm2보다 작을 경우 상기 발광소자(200)의 전류 값은 증가되어 출력이 증가할 수 있다. 자세하게, 상기 에너지 값이 약 3mJ/cm2보다 작을 경우는 유로부(100)의 내부 및/또는 상기 유로부(100)를 통과하는 액체가 오염된 것을 의미할 수 있다. 즉, 상기 유로공(150)의 표면이 유해 생물 등에 의해 오염되거나, 상기 유로공(150)을 통과하는 액체 내에 부유물이나 유해 생물 등이 혼재되어 있어 상기 수광소자(300)에 입사되는 광량이 저하된 것을 의미할 수 있다. 따라서, 이 경우 실시예에 따른 제어부는 전류 값을 증가시켜 상기 발광소자(200)의 출력을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 살균 유닛(1000)은 상기 수광소자(300)에 입사되는 광량 값은 증가하여 약 3mJ/cm2 이상의 에너지 값을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 유로공(150) 및 상기 액체 내에 포함된 유해 생물을 효과적으로 살균할 수 있다.
또한, 상기 에너지 값이 약 3mJ/cm2 이상일 경우, 상기 발광소자(200)의 전류 값은 감소되어 출력이 감소할 수 있다. 자세하게, 상기 에너지 값이 약 3mJ/cm2 이상일 경우는 유로부(100) 및/또는 상기 유로부(100)를 통과하는 액체가 오염되지 않은 깨끗한 상태임을 의미할 수 있다. 따라서, 이 경우 실시예에 따른 제어부는 전류 값을 감소시켜 상기 발광소자(200)의 출력을 감소시킬 수 있다. 나아가 상기 발광소자(200)의 전원은 오프(Off) 될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광소자(200)의 출력 및 수명은 향상될 수 있고, 살균 유닛(1000)의 에너지 효율 특성은 개선될 수 있다.
즉, 실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 내부에 액체가 흐를 경우, 상기 발광소자(200)는 발광할 수 있고, 상기 수광소자(300)는 상기 발광소자(200)로부터 출사되는 광을 지속적으로 수광할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 상술한 에너지 값을 산출하여 상기 살균 유닛(1000)의 내부를 효과적으로 살균할 수 있다. 또한, 상기 살균 유닛(1000)은 광에 대한 민감도가 높은 영역, 예컨대 발광소자(200)의 피크 파장 이상의 영역의 광을 이용하여 에너지 값을 산출함에 따라 오염 정도를 보다 정확하게 파악할 수 있다. 또한, 상기 살균 유닛(1000)은 내부가 오염될 경우 약 3mJ/cm2 이상의 에너지 값을 유지하여 상술한 유해 생물, 예컨대 대장균, 살모넬라 및 리스테리아 등을 효과적으로 살균할 수 있다.
실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 정수기(미도시)와 같이 유로를 포함하는 장치에 배치될 수 있다. 일례로, 상기 정수기는 내부에 소정의 수용 공간을 가지는 본체를 포함할 수 있고, 상기 본체 내부에는 물을 정화하기 위한 필터부가 배치될 수 있다. 또한, 상기 정수기는 상기 필터부로부터 정화된 물을 외부로 출수하는 취출부를 포함할 수 있다. 실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 상기 필터부와 상기 취출부 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 정수기는 상기 필터부에 의해 정수된 물이 유동하는 정수관을 포함할 수 있고, 상기 정수관은 상기 살균 유닛(1000)의 유로부(100)의 일 끝과 연결될 수 있다. 또한, 상기 정수기의 취출부는 정수기 외부로 물을 출수하는 취출관을 포함할 수 있고, 상기 취출관은 상기 살균 유닛(1000)의 유로부(100)의 타 끝과 연결될 수 있다. 즉, 상기 필터부를 통해 정수된 물은 상기 살균 유닛(1000)을 통과하여 외부로 출수될 수 있고, 이 과정에서 상기 물을 효과적으로 살균할 수 있다. 또한, 상기 살균 유닛(1000)은 상기 유로부(100)을 통과하는 물의 오염 상태를 파악할 수 있고, 상기 물의 오염 유무, 오염 상태에 따라 상기 발광소자(200)의 출력 및 동작(on/off)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 발광소자(200)의 수명을 개선할 수 있고, 상기 살균 유닛(100) 및 이를 포함하는 상기 정수기의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 살균 유닛에 적용된 발광소자의 예를 나타낸 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 발광소자(200)는 리세스(237)를 포함하는 몸체(230), 상기 리세스(237)에 배치되는 복수의 전극(251, 252, 253), 상기 복수의 전극(251, 252, 253) 중 적어도 하나의 전극 상에 배치되는 발광 칩(210), 상기 리세스(237) 상에 배치되는 투명 윈도우(290)를 포함할 수 있다.
상기 발광 칩(210)은 자외선 파장부터 가시광선 파장의 범위 내에서 선택적인 피크 파장을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 칩(210)은 약 10nm 내지 400nm 영역대의 자외선 파장을 발광할 수 있다. 자세하게, 상기 발광 칩(210)은 UV-A, UV-B 및 UV-C 영역대의 자외선 파장을 발광할 수 있다.
상기 발광 칩(210)은 Ⅱ족과 Ⅵ족 원소의 화합물 반도체, 또는 Ⅲ족과 Ⅴ족 원소의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 예컨대 AlInGaN, InGaN, AlGaN, GaN, GaAs, InGaP, AllnGaP, InP, InGaAs와 같은 계열의 화합물 반도체를 이용하여 제조된 반도체 발광 소자를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(210)의 n형 반도체층, p형 반도체층, 및 활성층을 포함할 수 있고, 상기 활성층은 InGaN/GaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/InAlGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs와 같은 페어로 구현될 수 있다.
상기 몸체(230)는 절연 재질 예컨대, 세라믹 소재를 포함할 수 있다. 상기 세라믹 소재는 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic) 또는 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic)을 포함할 수 있다. 상기 몸체(230)의 재질은 예를 들면, AlN 일 수 있으며, 열 전도도가 140W/mK 이상인 금속 질화물을 포함할 수 있다.
상기 몸체(230)는 단차 구조를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 몸체(230)의 상부 둘레는 단차 구조(233)를 포함할 수 있다. 상기 단차 구조(233)는 상기 몸체(230)의 상면보다 낮은 영역으로 상기 리세스(237)의 상부 둘레에 배치될 수 있다. 상기 단차 구조(233)의 깊이는 상기 몸체(230)의 상면으로부터의 깊이로서, 상기 투명 윈도우(290)의 두께보다 깊게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 리세스(237)는 상기 몸체(230)의 상부 영역의 일부가 개방된 영역으로 상기 몸체(230)의 상면으로부터 소정 깊이로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 리세스(237)의 바닥은 상기 몸체(230)의 단차 구조(233)보다 더 깊은 깊이로 형성될 수 있다. 상기 단차 구조(233)의 위치는 상기 리세스(237)의 바닥 상에 배치된 발광 칩(210)에 연결되는 제 1 연결 부재의 높이를 고려하여 배치될 수 있다. 여기서, 상기 리세스(237)가 개방된 방향은 발광 칩(210)으로부터 발생된 광이 방출되는 방향이 될 수 있다.
상기 리세스(237)는 탑뷰 형상이 다각형, 원 형상 또는 타원 형상을 포함할 수 있다. 상기 리세스(237)는 모서리 부분이 모따기 처리된 형상 예컨대, 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 리세스(237)는 상기 몸체(230)의 단차 구조(233)보다 내측에 위치될 수 있다.
상기 리세스(237)의 하부 너비는 상기 리세스(237)의 상부 너비와 동일한 너비로 형성되거나 상부 너비가 더 넓게 형성될 수 있다. 또한, 상기 리세스(237)의 측벽(231)은 상기 리세스(237)의 하면의 연장 선에 대해 수직하거나 경사지게 형성될 수 있다.
상기 리세스(237) 내에는 서브 리세스(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 서브 리세스(237)의 하면은 상기 리세스(237)의 하면보다 수직 방향으로 하부에 배치될 수 있다. 상기 서브 리세스에는 보호 소자(미도시)가 더 배치될 수 있다. 상기 서브 리세스(237)의 수직 방향 높이는 상기 보호 소자의 수직 방향 두께와 대응되거나 더 클 수 있다. 즉, 상기 보호 소자의 상면이 상기 리세스의 하면 위로 돌출되지 않도록 배치하여 상기 보호 소자에 의한 광 출력 저하를 방지할 수 있고, 지향각이 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.
상기 리세스(237)에는 복수 개의 전극(251, 252, 253)이 배치되며, 상기 복수 개의 전극(251, 252, 253)은 상기 발광 칩(210)에 선택적으로 전원을 공급할 수 있다. 상기 복수 개의 전극(251, 252, 253)은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전극(251, 252, 253)은 백금(Pt), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 탄탈늄(Ta) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 전극(251, 252, 253) 중 적어도 하나는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극(251, 252, 253)이 다층으로 형성될 경우, 최상층에는 본딩 특성이 좋은 금(Au)이 배치될 수 있고, 최하층에는 상기 몸체(230)와의 접착성이 좋은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta)의 재질이 배치될 수 있다. 또한, 최상층과 최하층 사이의 중간층에는 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등이 배치될 수 있다.
상기 전극(251, 252, 253)은 상기 발광 칩(210)이 배치되는 제 1 전극(251), 상기 제 1 전극(251)과 이격되는 제 2 전극(252) 및 제 3 전극(253), 상기 서브 리세스 내에 배치되는 제 4 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극(251)은 상기 리세스(237)의 바닥 중심에 배치되며 상기 제 2 전극(252) 및 상기 제 3 전극(253)은 상기 제 1 전극(251)의 양측에 배치될 수 있다. 또한, 제 1 전극(251) 및 제 2 전극(252) 중 어느 하나는 제거될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 상기 발광 칩(210)은 제 1 내지 제 3 전극(251, 252, 253) 중 복수의 전극 상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제 1 전극(251) 및 상기 제 4 전극은 제 1 극성의 전원이 공급될 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극(252) 및 상기 제 3 전극(253)은 제 2 극성의 전원이 공급될 수 있다. 상기 전극의 극성은 전극 패턴이나 각 소자와의 연결 방식에 따라 달라질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(210)은 상기 리세스(237) 내에 배치될 수 있다. 상기 발광 칩(210)은 상기 제 1 전극(251)과 전도성 접착제로 본딩될 수 있고, 제 와이어 등을 포함하는 1 연결부재로 상기 제 2 전극(252)에 연결될 수 있다. 상기 발광 칩(210)은 상기 제 1 전극 및 제 2 전극(251, 252) 또는 제 3 전극(253)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광 칩(210)의 연결 방식은 와이어 본딩, 다이 본딩, 플립 본딩 방식을 선택적으로 이용하여 연결될 수 있고, 본딩 방식에 따라 칩 종류 및 칩의 전극 위치는 변화할 수 있다. 상기 보호소자는 상기 제 4 전극에 본딩될 수 있고 와이어 등을 포함하는 제 2 연결 부재로 상기 제 3 전극(253)에 연결될 수 있다. 그러나 실시예는 이에 제한되지 않고 상기 보호 소자는 상기 리세스(237) 내에서 제거되어 상술한 회로기판(502) 상에 배치될 수 있다.
상기 몸체(230)의 하면에는 복수의 패드(271, 272)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 몸체(230)의 하면에는 서로 이격되어 배치되는 제 1 패드(271) 및 제 2 패드(272)가 배치될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 패드(271, 272) 중 적어도 하나는 복수로 배치되어 전류 경로를 분산시켜 줄 수 있다.
상기 몸체(230) 내에는 연결 패턴(255)이 배치될 수 있다. 상기 연결 패턴(255)은 상기 리세스(237)와 상기 몸체(230)의 하면 사이의 전기적인 연결 경로를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(251)의 일부는 상기 몸체(230)의 내부로 연장되어 상기 연결 패턴(255)과 연결될 수 있고, 상기 연결 패턴(255)을 통해 다른 전극과 연결될 수 있다. 상기 연결 패턴(255)은 상기 제 1 전극(251), 상기 제 4 전극 및 상기 제 1 패드(271)를 전기적으로 연결시켜줄 수 있고, 상기 제 2 전극(252), 상기 제 3 전극(253) 및 상기 제 2 패드(272)를 전기적으로 연결시켜줄 수 있다.
상기 리세스(237) 상에는 투명 윈도우(290)가 배치될 수 있다. 상기 투명 윈도우(290)는 글래스(glass) 재질 예컨대, 석영 글래스를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 투명 윈도우(290)는 상기 발광 칩(210)으로부터 방출된 광 예컨대, 자외선 파장에 의해 분자 간의 결합 파괴와 같은 손해 없이 투과시켜 줄 수 있는 재질로 정의할 수 있다.
상기 투명 윈도우(290)는 외측 둘레가 상기 몸체(230)의 단차 구조(233) 상에 결합될 수 있다. 상기 투명 윈도우(290)와 상기 몸체(230)의 단차 구조(233) 사이에는 접착층(280)이 배치되며, 상기 접착층(280)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함한다. 상기 투명 윈도우(290)는 상기 리세스(237)의 바닥 너비보다 넓은 너비로 형성될 수 있다. 상기 투명 윈도우(290)의 하면 면적은 상기 리세스(237)의 바닥 면적보다 넓은 면적으로 형성될 수 있다. 이에 따라 투명 윈도우(290)은 상기 몸체(230)의 단차 구조(233)에 용이하게 결합될 수 있다.
상기 투명 윈도우(290)는 상기 발광 칩(210)으로부터 이격될 수 있다. 상기 투명 윈도우(290)가 상기 발광 칩(210)으로부터 이격됨에 따라, 상기 발광 칩(210)에 의해 발생된 열에 의해 팽창되는 것을 방지할 수 있다. 상기 투명 윈도우(290) 아래의 공간은 빈 공간이거나 비금속 또는 금속 화학 원소가 채워질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 투명 윈도우(290) 상에는 렌즈가 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 투명 윈도우(290) 상에는 별도의 렌즈를 결합하여 지향각을 조절할 수 있다.
상기 몸체(230)의 측면에는 몰딩 부재가 더 배치될 수 있다. 즉, 상기 발광소자(200)의 측면에는 몰딩 부재가 더 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광소자(200)의 신뢰성 및 방습력을 향상시킬 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (8)
- 내부에 중공 형상의 유로공을 포함하는 유로부;
상기 유로부의 상면 상에 배치되며 자외선을 방출하는 발광소자;
상기 유로부의 하면 상에 배치되는 수광소자; 및
상기 수광소자에 수광된 광량 정보를 바탕으로 에너지 값을 산출하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 발광소자에서 방출되는 광 중 반치폭(FWHM) 이외의 파장 영역의 광을 이용하여 에너지 값을 산출하는 살균 유닛. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 발광소자의 피크 파장보다 큰 파장 영역의 광을 이용하여 에너지 값을 산출하는 살균 유닛. - 제 2 항에 있어서,
상기 에너지 값은 하기 [수학식 1]을 만족하는 살균 유닛.
[수학식 1]
E = mW * T
(E: 에너지(mJ/cm2), mW: 수광소자에 수광되는 광량(mW/cm2), T: 유로공을 통과하는 액체가 자외선에 노출되는 시간(s)으로, 상기 액체의 속도(V)에 대한 자외선이 입사되는 유로공의 길이(D)이다.) - 제 3 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 에너지 값에 따라 상기 발광소자의 출력을 제어하는 살균 유닛. - 제 4 항에 있어서,
상기 에너지 값이 3mJ/cm2 보다 작을 경우, 상기 발광소자의 출력은 증가하는 살균 유닛. - 제 4 항에 있어서,
상기 에너지 값이 3mJ/cm2 이상일 경우, 상기 발광소자의 출력은 감소하는 살균 유닛. - 제 2 항에 있어서,
상기 발광소자의 피크 파장(peak wavelength)은 250nm 내지 300nm인 살균 유닛. - 제 7 항에 있어서,
상기 발광소자의 반치폭은 40nm 이하인 살균 유닛.
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