A light-emitting diode patch assembly provided with insoluble hydrogel according to the present invention includes: a circuit board on which at least one light-emitting diode (LED) is mounted a battery electrically connected to the circuit board and supplying electric power to the light-emitting diode an insoluble hydrogel layer provided on the circuit board and transmitting optical energy to the skin by transmitting the optical energy discharged by the light-emitting diode and a chemical layer provided in the insoluble hydrogel layer. According to the present invention, a constant irradiation strength is maintained over time, and thus an initially set skin improvement (regeneration) purpose can be achieved without living body cell damage attributable to more-than-necessary optical energy irradiation.COPYRIGHT KIPO 2016본 발명에 따른 불용성 하이드로겔이 구비된 발광다이오드 패치 어셈블리는 하나 이상의 발광다이오드(LED Light Emitting Diode)가 실장된 회로기판, 상기 회로기판에 전기적으로 연결되어 상기 발광다이오드에 전력을 공급하는 배터리, 상기 회로기판의 상면에 구비되어 상기 발광다이오드에 의해 방출되는 광에너지를 투과시켜 피부에 상기 광에너지를 전달하는 불용성 하이드로겔층 및 상기 불용성 하이드로겔층에 구비되는 약제층을 포함하며, 시간에 따른 조사강도를 균일하게 유지함에 따라 필요 이상의 광에너지 조사로 인한 생체 세포파괴가 없이 초기 설정된 피부 개선(또는 재생) 목적을 달성할 수 있다.