KR102533685B1 - 광원장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 크기와 파장이 다른 복수의 발광소자를 구비한 광원장치에 관한 것으로, 기판, 기판 상의 제1 배치영역에 배치되며, 제1 자외선 파장대의 광을 출력하는 제1 발광소자, 및 기판 상의 제2 배치영역에 배치되며, 제1 자외선 파장대보다 짧은 제2 자외선 파장대의 광을 출력하는 제2 발광소자를 포함하며, 제1 발광소자 및 제2 발광소자는 기판의 동일면적상에서 제1 발광소자의 갯수보다 제2 발광소자의 갯수가 많도록 배치하는 광원장치를 제공한다.

Description

광원장치{LIGHT SOURCE DEVICE}
본 발명은 크기와 파장이 다른 복수의 발광소자를 구비한 광원장치에 관한 것이다.
일반적으로 경화 대상에 자외선을 조사하여 경화 또는 접착시키는 장치를 자외선 경화 장치라 한다. 이때 경화 대상은 자외선에 의하여 경화될 수 있는 도료 또는 접착제이거나, 또는 불투명한 소재일 수 있다.
이러한 자외선 경화 장치의 자외선 발생의 광원으로는 수은 자외선 램프, 또는 할로겐 램프 등이 이용될 수 있는데, 이러한 램프들은 효율이 떨어지고, 고가라는 문제점이 있다.
자외선 경화 장치의 광원으로 자외선 LED(UV Light Emitting Diode)가 사용될 수 있다. 자외선 LED는 효율이 높고, 상대적으로 저가이며, 수명이 긴 장점이 있다.
그러나, 자외선 LED는 복수 개가 배치되므로 조도 균일도가 중요한 이슈이다. 또한 자외선 LED의 경우 파장이 짧아질수록 광원의 광량이 감소하기 때문에, 파장이 다른 복수의 LED를 동일한 수로 배열시 장파장의 광원과 단파장의 광원간의 광량차이가 발생하게되어 요구되는 경화 공정 조건을 달성하기 어려운 문제가 있다.
대한민국 공개특허 10-2016-0036460 (2016.04.04.) 대한민국 공개특허 10-2019-0089710 (2019.07.31.)
본 발명은 하나의 양상에서 파장이 다른 복수의 발광소자를 구비하는 광원장치에서 동일한 면적에 개선된 광량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또 다른 양상에서 소정의 영역에서 복수 파장을 구현하여 경화 특성이 개선된 광원장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 기판; 기판 상의 제1 배치영역에 배치되며, 제1 자외선 파장대의 광을 출력하는 제1 발광소자; 및 기판 상의 제2 배치영역에 배치되며, 제1 자외선 파장대보다 짧은 제2 자외선 파장대의 광을 출력하는 제2 발광소자;를 포함하며, 제1 발광소자 및 제2 발광소자는 기판의 동일면적상에서 제1 발광소자의 갯수보다 제2 발광소자의 갯수가 많도록 배치하는 광원장치를 제공한다.
본 발명의 하나의 양상에 따르는 광원장치는 파장이 다른 복수의 발광소자를 구비하여, 광원장치에서 동일한 면적에 개선된 광량을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르는 광원장치는 소정의 영역에서 복수 파장을 구현하여 경화 특성을 개선할 수 있다.
도 1은 종래 광원장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 광원장치의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 광원장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 광원장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 광원장치의 사진을 나타낸 도면이다.
도 1은 종래 광원장치(100)를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판(130)의 일면에 발광소자(141, 142)가 배치된다. 발광소자(141, 142)는 제1 자외선 파장대의 광을 출력하는 제1 발광소자(141), 및 제2 자외선 파장대의 광을 출력하는 제2 발광소자(142)를 포함할 수 있다.
여기서 제2 자외선 파장대의 파장이 제1 자외선 파장대의 파장보다 짧은 것일 수 있으며, 제1 발광소자(141)와 제2 발광소자(142)는 크기가 동일하거나 거의 동일할 수 있다.
출력하는 광의 파장이 서로 다른 발광소자의 경우 장파장의 광을 출력하는 발광소자와 단파장의 광을 출력하는 발광소자는 광량 차이가 발생하게 된다.
크기가 동일하나 출력하는 광의 파장이 서로 다른 제1 발광소자(141)와 제2 발광소자(142)를 기판상에 배치하는 경우 광량 차이가 발생하여, 요구되는 경화 조건을 충족하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
또한 출력하는 광의 파장이 서로 다른 제1 발광소자(141)와 제2 발광소자(142)를 기판상에 직선형상으로 배치하는 경우, 경화 대상물이 예컨대 제1 발광소자(141)에 대응하는 제1 경화반응을 먼저 하게 되면, 그 후 제2 발광소자(142)에 대응하는 제2 경화반응은 경화율이 감소하거나 더 이상 반응을 하지 않게 되는 등의 공정상의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안되었다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 광원장치의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 광원장치(200)는 기판(230), 제1 발광소자(241), 및 제2 발광소자(242)를 포함할 수 있다.
기판(230)은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB), 또는 메탈 PCB일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 기판(230)은 다각형 형상, 예컨대, 사각형 형상일수 있다. 여기서 기판(230)의 일면은 발광소자들(241, 242)이 배치되는 면일 수 있다.
제1 발광소자(241)는 기판(230) 상의 제1 배치영역(251)에 배치되며, 제1 자외선 파장대의 광을 출력할 수 있다.
제2 발광소자(242)는 기판(230) 상의 제2 배치영역(252)에 배치되며, 제2 자외선 파장대의 광을 출력할 수 있다. 여기서 제2 자외선 파장대는 제1 자외선 파장대보다 짧을 수 있다. 따라서 제2 발광소자(242) 하나의 광량은 제1 발광소자(241) 하나의 광량보다 작을 수 있다.
제1 발광소자(241)가 방출하는 빛의 피크 파장은 375nm 이상 420nm 이하의 파장 영역에 포함될 수 있다. 또한 제2 발광소자(242)가 방출하는 빛의 피크 파장은 315nm 이상 375nm 미만의 파장 영역에 포함될 수 있다.
또는, 제1 발광소자(241)는 385nm의 피크 파장을 갖는 빛을 방출할 수 있고, 제2 발광소자(242)는 365nm의 피크 파장을 갖는 빛을 방출할 수 있다.
제1 발광소자(241)가 방출하는 빛의 파장과 제2 발광소자(242)가 방출하는 빛의 파장이 서로 다르기 때문에, 광원장치(200)는 복수의 피크를 갖는 파장을 구현할 수 있다. 이러한 구성에 의하면 멀티 파장을 구현하여 UV 레진의 경화 특성을 개선할 수 있다. 이 외에도 또 다른 파장대의 파장을 갖는 빛을 방출하는 발광소자들을 추가로 배치할 수도 있다.
한편 제1 발광소자(241) 및 제2 발광소자(242)는 기판의 동일면적상에서 제1 발광소자(241)의 갯수보다 제2 발광소자(242)의 갯수가 많도록 배치될 수 있다.
도 2를 참조하여 더욱 상세하게 설명하면, 제1 발광소자(241)가 배치되는 제1 배치영역(251)과 제2 발광소자(242)가 배치되는 제2 배치영역(252)은 동일한 면적일 수 있다. 도 2에서, 제1 배치영역(251)에는 1개의 제1 발광소자(241)가 배치되며, 제2 배치영역(252)에는 2개의 제2 발광소자(242a, 242b)가 배치될 수 있다. 따라서 기판의 동일면적상에서, 제1 발광소자(241)의 갯수보다 제2 발광소자(242)의 갯수가 많도록 발광소자가 배치될 수 있다.
이와 같이 파장이 서로 다른 광을 출력하는 발광소자의 갯수를 다르게 배치함으로써 파장 차이에 따른 광량 차이를 해결할 수 있다.
본 발명에 있어서, 동일면적의 기판에서 단파장의 광을 출력하는 제2 발광소자(242)를 장파장의 광을 출력하는 제1 발광소자(241)보다 더 많은 갯수를 배치함으로써, 동일면적의 기판에서 광량의 차이에 따른 여러 가지 문제를 해결할 수 있다.
도 2에는 하나의 제1 배치영역(251)과 하나의 제2 배치영역(252)가 제시되어 있으나, 기판(230)상에 복수의 제1 배치영역(251)과 복수의 제2 배치영역(252)이 배치할 수 있다. 따라서 복수의 제1 발광소자(241)와 복수의 제2 발광소자(242)가 배치할 수 있으며, 이들은 각각 서로 독립적으로 개별 구동될 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 광원장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 광원장치(300)는 기판(330), 제1 발광소자(341), 및 제2 발광소자(342)를 포함할 수 있다.
여기서 제2 배치영역(352)의 주위에 제1 배치영역(351)이 배치될 수 있다. 나머지 구성은 도 2에서 설명한 것과 같다.
도 3을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면, 제1 발광소자(341a)가 제1 배치영역(351a)에 배치되고, 또 다른 제1 발광소자(341b)가 또 다른 제1 배치영역(351b)에 배치될 수 있다. 또한 제2 발광소자(342a, 342b)가 제2 배치영역(352a)에 배치될 수 있다. 여기서 제1 배치영역(351a)과 또 다른 제1 배치영역(351b)은 제2 배치영역(352a) 주위에 배치할 수 있다. 한편 전술한 바와 같이 제1 배치영역(351a, 351b) 각각의 광량과 제2 배치영역(352a)의 광량이 동일하도록, 제1 배치영역(351a, 351b)과 제2 배치영역(352a)에 서로 다른 갯수의 제1 발광소자(341a)와 제2 발광소자(342a, 342b)를 배치할 수 있다.
도 3의 경우 제2 배치영역(352a)이 기판(330)의 가장자리에 배치된 상태를 개략적으로 도시하였으나, 예컨대 또 다른 제2 배치영역(352d)과 같이 제2 배치영역이 기판(330)의 가장자리가 아닌 내부에 배치하는 경우 제2 배치영역의 상하좌우 주위에 제1 배치영역이 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 광원장치(300)에서, 제1 배치영역(351)과 제2 배치영역(352)은 면형상으로 배치하되 가로행 및 세로열에 있어서 서로 교대로 배치할 수 있다.
도 3을 참조하면, 광원장치(300)의 가로행에 있어서, 제2 배치영역(352a)에 이웃하여 제1 배치영역(351a)이 배치하고, 계속하여 제1 배치영역(351a)에 이웃하여 또 다른 제2 배치영역(352b)이 배치하며, 이후 동일한 반복이 계속될 수 있다.
또한 광원장치(300)의 세로열에 있어서, 제2 배치영역(352a)에 이웃하여 제1 배치영역(351b)이 배치하고, 계속하여 제1 배치영역(351b)에 이웃하여 또 다른 제2 배치영역(352c)이 배치하며, 이후 동일한 반복이 계속될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 광원장치(300)에서, 제1 배치영역(351)과 제2 배치영역(352)은 면형상으로 배치하되 대각선에 있어서 서로 교대로 배치할 수 있다.
도 3을 참조하면, 광원장치(300)의 대각선에서, 제2 배치영역(352a)에 이웃하여 제1 배치영역(351c)이 배치하고, 계속하여 제1 배치영역(351c)에 이웃하여 또 다른 제2 배치영역(352d)이 배치하며, 이후 동일한 반복이 계속될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 광원장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 광원장치(400)는 기판(430), 제1 발광소자(441), 및 제2 발광소자(442)를 포함할 수 있다.
여기서 제1 배치영역(451)과 제2 배치영역(452)은 직선형상으로 배치하되 서로 교대로 배치될 수 있다. 나머지 구성은 도 2에서 설명한 것과 같다.
도 4를 참조하여 더욱 상세하게 설명하면, 제1 발광소자(441) 및 제2 발광소자(442)는 각각 직선형상으로 기판(430)상에 배치될 수 있다. 여기서 제2 배치영역(452a)에 이웃하여 제1 배치영역(451a)이 배치하고, 계속하여 제1 배치영역(451a)에 이웃하여 또 다른 제2 배치영역(452b)이 배치하며, 이후 동일한 반복이 계속될 수 있다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 광원장치의 사진을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 광원장치(500)는 기판(530), 제1 발광소자(541), 및 제2 발광소자(542a, 542b)를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 광원장치에서, 제1 발광소자는 LED 패키지로 구성되고, 제2 발광소자는 LED 칩스케일패키지(CSP) 또는 LED 칩(chip)으로 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명에 따르는 광원장치는 냉각부를 더욱 포함할 수 있다. 본 발명의 광원장치에 구비되는 기판은 냉각부가 구성된 기구물 위에 위치할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명에 따르는 광원장치는 조도센서를 더욱 포함할 수 있다. 경화 장치 내에서 조도를 실시간으로 측정하는 것은 중요할 수 있다. 예를 들면, 경화가 진행되는 도중에 조도 균일도를 측정할 수 있으면 조도 불량 발생시 신속한 조치가 가능해질 수 있다. 예를 들면, 실시간 측정이 되지 않는 경우 경화 공정이 모두 종료된 후에 비로서 조도 불량을 알게 되므로 이전에 작업한 경화 대상물은 모두 불량이 발생하는 문제가 있다. 그러나, 실시간으로 측정이 가능한 경우 조도 불량 발생시 즉각적으로 공정을 중단할 수 있으므로 제품의 불량을 최소화할 수 있다. 본 발명에서 조도센서는 각각의 파장별로 구비될 수 있다.
이하 본 발명의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 기판; 기판 상의 제1 배치영역에 배치되며, 제1 자외선 파장대의 광을 출력하는 제1 발광소자; 및 기판 상의 제2 배치영역에 배치되며, 제1 자외선 파장대보다 짧은 제2 자외선 파장대의 광을 출력하는 제2 발광소자;를 포함하며, 제1 발광소자 및 제2 발광소자는 기판의 동일면적상에서 제1 발광소자의 갯수보다 제2 발광소자의 갯수가 많도록 배치하는, 광원장치.
(2) 제1 배치영역과 제2 배치영역은 면적이 동일하며, 제2 배치영역의 주위에 제1 배치영역이 배치하는, 광원장치.
(3) 제1 배치영역과 제2 배치영역은 면형상으로 배치하되 가로행 및 세로열에 있어서 서로 교대로 배치하는, 광원장치.
(4) 제1 배치영역과 제2 배치영역은 면형상으로 배치하되 대각선에 있어서 서로 교대로 배치하는, 광원장치.
(5) 제1 배치영역과 제2 배치영역은 면적이 동일하며, 제1 배치영역과 제2 배치영역은 직선형상으로 배치하되 서로 교대로 배치하는, 광원장치.
(6) 제1 발광소자는 LED 패키지로 구성되고, 제2 발광소자는 LED 칩스케일패키지(CSP) 또는 LED 칩(chip)으로 구성되는, 광원장치.
241, 341, 441, 541 : 제1 발광소자
242, 342, 442, 542 : 제2 발광소자
251, 351, 451 : 제1 배치영역
252, 352, 452 : 제2 배치영역
230, 330, 430, 530 : 기판
200, 300, 400, 500 : 광원장치

Claims (6)

  1. 기판;
    기판 상의 제1 배치영역에 배치되며, 제1 자외선 파장대의 광을 출력하는 제1 발광소자; 및
    기판 상의 제2 배치영역에 배치되며, 제1 자외선 파장대보다 짧은 제2 자외선 파장대의 광을 출력하는 제2 발광소자;
    를 포함하며,
    제1 배치영역과 제2 배치영역은 면적이 동일하며,
    제1 배치영역에 배치되는 제1 발광소자의 갯수보다 제2 배치영역에 배치되는 제2 발광소자의 갯수가 더 많도록 배치되어 제1 배치영역으로부터의 광량과 제2 배치영역으로부터의 광량의 차이가 최소가 되도록 구성되는, 광원장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제2 배치영역의 주위에 제1 배치영역이 배치하는, 광원장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    제1 배치영역과 제2 배치영역은 면형상으로 배치하되 가로행 및 세로열에 있어서 서로 교대로 배치하는, 광원장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    제1 배치영역과 제2 배치영역은 면형상으로 배치하되 대각선에 있어서 서로 교대로 배치하는, 광원장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    제1 배치영역과 제2 배치영역은 직선형상으로 배치하되 서로 교대로 배치하는, 광원장치.
  6. 청구항 1부터 청구항 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    제1 발광소자는 LED 패키지로 구성되고, 제2 발광소자는 LED 칩스케일패키지(CSP) 또는 LED 칩(chip)으로 구성되는, 광원장치.
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