KR101997258B1 - 발광 소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

발광 소자 패키지는 광을 생성하는 적어도 하나의 발광 소자와, 발광 소자로부터 이격되고 광의 진행 방향을 제어하는 다수의 광 제어 유닛을 포함한다. 광 제어 유닛은 광을 제어하기 위해 이동이 가능한 렌즈 구조물을 포함한다.

Description

발광 소자 패키지{Light emitting device package}
실시예는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
발광 소자를 구비한 발광 소자 패키지에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다.
발광 소자는 예컨대 반도체 물질로 형성되어 전기 에너지를 빛으로 변환하여 주는 반도체 발광 소자 또는 반도체 발광 다이오드이다.
반도체 발광 소자는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 반도체 발광 소자로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.
반도체 발광 소자는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
실시예는 광의 방사각을 제어할 수 있는 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시예는 응용 가능성을 확대시킨 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시예는 광을 생성하는 적어도 하나의 발광 소자; 및 상기 발광 소자로부터 이격되고 상기 광의 진행 방향을 제어하는 다수의 광 제어 유닛을 포함하고, 상기 광 제어 유닛은, 다수의 내면을 포함하는 리세스를 갖는 바디; 상기 다수의 내면 상에 형성된 제1 전극; 상기 제1 전극의 상과 상기 제1 전극에 의해 노출된 상기 다수의 내면 상에 배치된 유전층; 상기 유전층의 일부분 상에 형성되는 렌즈 구조물; 상기 다수의 내면 중 어느 하나의 내면 상에 형성된 전극 패드와 상기 전극 패드와 연결되며 상기 렌즈 구조물 내에 위치된 전극 라인을 포함하는 제2 전극; 상기 렌즈 구조물을 둘러싸는 봉지 구조물; 상기 봉지 구조물 내에 형성되는 매질층을 포함하고, 상기 다수의 내면 중 어느 하나의 내면에 대해 다른 내면은 경사지 면을 가지는 발광 소자 패키지를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 발광 소자 패키지는 광을 생성하는 적어도 하나의 발광 소자; 및 상기 발광 소자로부터 제1 방향을 따라 서로 상이한 거리로 이격되는 다수의 광 제어 유닛 그룹을 포함하고,
상기 광 제어 유닛 그룹 각각은 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 배열되는 다수의 광 제어 유닛을 포함하고, 상기 발광 소자로부터의 거리가 가까울수록 상기 광 제어 유닛 그룹 각각에 포함된 다수의 광 제어 유닛은 개수는 감소된다.
실시예는 발광 소자의 전방에 다수의 광 제어 유닛을 구비함으로써, 발광 소자에서 생성된 광의 진행 방향을 사용자에 맞도록 변경하여 줄 수 있으므로, 사용자 편의를 극대화할 수 있다.
실시예는 광을 사용자의 요구에 따라 다양한 방향으로 변경하여 주거나 집광 또는 광의 퍼짐을 통해 방사각을 조절할 수 있으므로, 다양한 제품에 적용될 수 있어 응용 가능성을 확대하여 줄 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자 패키지를 상세하게 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 광 제어 유닛의 전극 구조를 도시한 도면이다.
도 4내지 도 8은 광이 특정 방향으로 진행되도록 제어된 모습을 보여주는 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 1의 렌즈 구조물을 이동시키기 위한 회로도이다.
도 11 및 도 12는 도 1의 렌즈 구조물의 형상이 가변되는 모습을 도시한 도면이다.
도 13은 제2 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 14는 제3 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 도시한 단면도이다.
발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1)는 적어도 하나의 발광 소자(10) 및 다수의 광 제어 유닛(20, 30, 40)을 포함할 수 있다.
도면에는 3개의 광 제어 유닛(20, 30, 40)이 보여지고 있지만, 2개의 광 제어 유닛이 구비될 수 있고 또는 3개 이상의 광 제어 유닛이 구비될 수도 있다.
설명의 편의를 위해, 이하에서는 3개의 광 제어 유닛(20, 30, 40)이 구비된 것으로 설명하지만, 제1 실시예는 이에 한정하지 않는다.
상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 상기 발광 소자(10)로부터 생성된 광이 특정 방향으로 진행되도록 제어할 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 모두 동일한 방향으로 광이 진행되도록 제어될 수 있다.
예컨대, 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 광이 우측 대각선 방향으로 진행되도록 제어할 수 있다(도 4). 예컨대, 상기 제1 내지 제3 광 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 광이 좌측 대각선 방향으로 진행되도록 제어할 수 있다(도 5). 예컨대, 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 광이 전방 또는 상부 방향으로 진행되도록 제어할 수 있다(도 6).
상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40) 각각에서의 광 진행 방향은 서로 상이할 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
예컨대, 상기 제1 광 제어 유닛(20)은 광이 우측 대각선 방향으로 진행되도록 제어되고, 상기 제2 광 제어 유닛(30)은 광이 상부 방향으로 진행되도록 제어되며, 상기 제3 광 제어 유닛(40)은 광이 좌측 대각선 방향으로 진행되도록 제어될 수 있다(도 7). 이러한 광 제어에 의해 광이 전방으로 집중적으로 진행될 수 있다.
예컨대, 상기 제1 광 제어 유닛(20)은 광이 좌측 대각선 방향으로 진행되도록 제어되고, 상기 제2 광 제어 유닛(30)은 광이 전방 또는 상부 방향으로 진행되도록 제어되며, 상기 제3 광 제어 유닛(40)은 우측 대각선 방향으로 진행되도록 제어될 수 있다(도 8). 이러한 광 제어에 의해 광의 방사각(광이 퍼지는 정도)이 더욱 더 확대될 수 있다.
제1 실시예는 발광 소자(10)로부터 제공된 광을 제어하여 광을 특정 방향으로 진행시키거나 광을 집중 또는 분산시켜 줌으로써, 사용자의 광 사용 용도에 최적화될 수 있다. 예컨대, 사용자는 보다 강한 광, 자신만이 사용하기 위한 광 또는 옆 사람이 사용하기 위한 광을 원할 수 있다. 이러한 사용자의 요구가 제1 실시예에 따른 광 제어에 의해 가능할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 서로 간에 이격되도록 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도시되지 않았지만, 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 서로 간에 접촉하도록 배치될 수 있다.
도시되지 않았지만, 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40) 각각의 바디(21, 31, 41)는 서로 일체로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 일 방향, 예컨대 수평 방향을 따라 나란하게 배열될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 이러한 경우, 상기 제1 또는 제3 광 제어 유닛(20, 40)과 상기 발광 소자(10) 사이의 거리는 상기 제2 광 제어 유닛(30)과 상기 발광 소자(10) 사이의 거리보다 클 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제2 광 제어 유닛(30)은 상기 발광 소자(10)와 동일 선상에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 가상의 수직 라인 상에 상기 발광 소자(10)의 중앙 영역과 상기 제2 광 제어 유닛(30)의 중앙 영역이 위치될 수 있다.
상기 제1 광 제어 유닛(20)과 상기 제3 광 제어 유닛(40)은 상기 제2 광 제어 유닛(30)으로부터 동일 간격으로 이격될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 광이 투과될 수 있는 광 투광성 물질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
한편, 제1 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1)는 기판(3), 제1 및 제2 전극층(5, 7) 및 광학 부재(12)를 더 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1)는 COB(chip on board)나 COF(chip on film) 형 발광 소자 패키지일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 기판(3)은 상기 발광 소자(10) 및 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)을 지지하는 한편, 상기 발광 소자(10)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 기판(3)은 실리콘과 같은 수지 기판, PCB 기판, 금속 기판 및 플라스틱 기판 중 하나를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 기판(3) 상에 상기 제1 및 제2 전극층(5, 7)이 형성될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제1 및 제2 전극층(5, 7)의 노출을 방지하기 위해 상기 제1 및 제2 전극층(5, 7)은 절연 특성이 우수한 보호층에 의해 덮혀질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 보호층은 상기 제1 및 제2 전극층(5, 7)을 외부로부터 보호하기 위한 것으로서, SiOx와 같은 무기 절연 물질, 유기 절연 물질 또는 플라스틱 절연 물질을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 및 제2 전극층(5, 7)은 상기 발광 소자(10)와 전기적으로 연결되어, 상기 발광 소자(10)에 전원을 공급하여 줄 수 있다.
도시되지 않았지만, 상기 제1 및 제2 전극층(5, 7)은 다수의 발광 소자(10)에 전기적으로 연결될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제1 및 제2 전극층(5, 7) 각각은 다수의 발광 소자(10) 중 하나의 발광 소자와 다른 발광 소자에 전기적으로 연결되고, 하나의 발광 소자와 다른 발광 소자 사이의 발광 소자들은 서로 직렬로 연결될 수 있다.
상기 발광 소자(10)의 종류에 따라 상기 제1 및 제2 전극층(5, 7)에 실장되는 방식이 다를 수 있다. 상기 발광 소자(10)는 수평형(lateral type) 발광 소자, 플립칩형(flip-chip type) 발광 소자 및 수직형(vertical type) 발광 소자 중 하나일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 상기 수평형 발광 소자의 경우, 상기 수평형 발광 소자의 일측은 제1 와이어를 이용하여 제1 전극층(5)에 전기적으로 연결되고 상기 수평형 발광 소자의 타측은 제2 와이어를 이용하여 제2 전극층(7)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 플립칩형 발광 소자의 경우, 상기 플립칩형 발광 소자의 일측은 제1 전극층(5)에 부착되고 상기 플립칩형 발광 소자의 타측은 제2 전극층(7)에 부착될 수 있다. 다시 말해, 상기 플립칩형 발광 소자는 와이어가 사용되지 않을 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 수직형 발광 소자의 경우, 상기 수직형 발광 소자의 일측은 와이어를 이용하여 제1 전극층(5)에 전기적으로 연결되고 상기 수직형 발광 소자의 타측은 제2 전극층(7)에 부착될 수 있다.
상기 기판(3) 상에 광학 부재(12)가 형성될 수 있다. 상기 광학 부재(12)는 상기 발광 소자(10) 및 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 상기 광학 부재(12)는 광의 출사각을 제어하는 한편, 상기 발광 소자(10)를 외부로부터 보호하여 줄 수 있다. 상기 광학 부재(12)는 미리 가공된 후 상기 기판(3) 상에 부착되거나 에폭시(epoxy)나 실리콘(silicone)과 같은 수지 물질로 직접 상기 기판(3) 상에 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 상기 광학 부재(12)의 높이의 반(1/2) 이하에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 광학 부재(12)와 상기 기판(3) 사이에 공간으로 이루어진 공간층일 수도 있고 또는 매질층이 형성될 수도 있다. 상기 매질층은 광 투광성을 갖는 에폭시나 실리콘으로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 매질층에 의해 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)이 고정될 수 있다. 즉, 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 상기 매질층 속에 매립될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 상기 매질층에 의해 둘러쌓여질 수 있다.
상기 매질층이 형성되지 않은 경우, 즉 상기 광학 부재(12)와 상기 기판(3) 사이에 공간이 형성된 경우, 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 프레임과 같은 기구물(미도시)에 의해 고정될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 기구물이 상기 기판(3)에 고정되고, 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)이 상기 기구물에 고정될 수 있다. 상기 기구물은 광의 진행을 방해하지 않아야 하므로, 투명한 플라스틱 물질, 투명한 유리 물질 또는 투명한 수지 물질과 같은 광 투광성이 우수한 물질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 2는 도 1의 발광 소자 패키지를 상세하게 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40) 각각은 바디(21, 31, 41), 다수의 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c), 유전층(24, 34, 44), 제2 전극 및 렌즈 구조물(25, 35, 45)을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 바디(21, 31, 41)는 그 상면으로부터 하부 방향으로 제거된 리세스(recess)(23, 33, 43)를 포함할 수 있다. 상기 리세스(23, 33, 43)는 다수의 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c)을 포함할 수 있다. 실시예는 3개의 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c)을 개시하고 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 내면(23a, 33a, 43a)은 가상의 수평 방향을 따라 형성된 평평한 면일 수 있다. 상기 제2 내면(23b, 33b, 43b)은 상기 제1 내면(23a, 33a, 43a)의 일측으로부터 연장되고 상기 제1 내면에 대해 경사진 면을 가질 수 있다. 상기 제3 내면(23c, 33c, 43c)은 상기 제1 내면(23a, 33a, 43a)의 타측으로부터 연장되고 상기 제1 내면(23a, 33a, 43a)에 대해 경사진 면을 가질 수 있다.
상기 제2 내면(23b, 33b, 43b)의 경사각과 상기 제3 내면(23c, 33c, 43c)의 경사각은 서로 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 제1 내면(23a, 33a, 43a)의 경사각은 대략 10° 내지 50°일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 내면(23a, 33a, 43a)의 경사각은 대략 20° 내지 40°일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 제2 내면(23b, 33b, 43b)의 경사각은 대략 10° 내지 50°일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 내면(23b, 33b, 43b)의 경사각은 대략 20° 내지 40°일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제2 내면(23b, 33b, 43b)과 상기 제3 내면(23c, 33c, 43c)은 상기 제1 내면(23a, 33a, 43a)의 중앙 영역을 가로지르는 가상의 수직 라인을 기준으로 서로 대칭으로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 바디(21, 31, 41)의 배면은 상기 제1 내면(23a, 33a, 43a)과 평행한 면을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도시되지 않았지만, 상기 제1 및 제3 광 제어 유닛(20, 40) 각각의 배면은 상기 발광 소자(10)의 광 진행 방향에 수직인 면을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 이러한 경우, 상기 발광 소자(10)로부터 생성된 광은 상기 제1 및 제3 광 제어 유닛(20, 40) 각각의 배면에 의해 상기 바디(21, 41)의 내부로 주로 입사되므로, 광 손실을 최대한 줄여 줄 수 있다.
상기 바디(21, 31, 41)는 광 투광성 및 강도가 우수한 물질로 형성될 수 있다. 상기 바디(21, 31, 41)는 투명한 플라스틱 물질, 유리 물질, 쿼츠(quartz) 물질 또는 투명한 수지 물질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c)은 상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c) 상에 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 광 제어 유닛(20)에 3개의 제1 전극(22a, 22b, 22c)이 구비되고, 그 중 하나의 제1 전극(22a)은 상기 제1 내면(23a) 상에 형성되고 다른 하나의 제1 전극(22b)은 상기 제2 내면(23b) 상에 형성되며 또 다른 제1 전극(22c)은 상기 제3 내면(23c) 상에 형성될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c) 상에 형성된 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c)은 서로 이격될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c) 상에 형성된 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c)은 독립적으로 구동될 수 있다. 즉, 상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c) 상에 형성된 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c)은 서로 독립적으로 전원이 공급될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c) 상에 유전층(24, 34, 44)이 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c)은 상기 유전층(24, 34, 44)에 의해 덮혀질 수 있다. 상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c) 상에 형성된 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c)에 의해 노출된 상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c) 상에 상기 유전층(24, 34, 44)이 형성될 수 있다.
상기 유전층(24, 34, 44)은 그 상면과 하면에 전하를 대전하여 주는 기능과 그 상면을 소수성을 갖도록 하는 기능을 가질 수 있다. 상기 유전층(24, 34, 44)은 예컨대, 실리콘 계열 재질, 테프론(Teflon) 계열 재질 및 에폭시 계열 재질 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
도시되지 않았지만, 유전층(24, 34, 44)이 상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c)과는 접촉되지 않고 상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c) 상에 형성된 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c) 상에 형성될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 이러한 경우, 상기 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c) 상에 형성된 유전층(24, 34, 44)은 서로 분리되거나 이격될 수 있다.
다시 말해, 상기 유전층(24, 34, 44)은 상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c)뿐만 아니라 상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c) 상에 형성된 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c) 상에만 형성될 수 있다.
상기 유전층(24, 34, 44)이 상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c) 상에 형성된 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c) 상에만 형성되는 경우, 상기 유전층(24, 34, 44)의 면적은 상기 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c)의 면적과 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 유전층(24, 34, 44)층의 일부분에 렌즈 구조물(25, 35, 45)이 형성될 수 있다. 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)은 이동될 수 있다. 예컨대, 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)은 제1 내면(23a, 33a, 43a)에 대응하는 유전층(24, 34, 44) 상에서 제2 내면(23b, 33b, 43b)에 대응하는 유전층(24, 34, 44) 상으로 이동될 수 있다. 예컨대, 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)은 제1 내면(23a, 33a, 43a)에 대응하는 유전층(24, 34, 44) 상에서 제3 내면(23c, 33c, 43c)에 대응하는 유전층(24, 34, 44) 상으로 이동될 수 있다.
상기 유전층(24, 34, 44)이 소수성을 갖는 물질로 형성되지 않는 경우, 상기 유전층(24, 34, 44)의 상면의 전체 또는 일부분에 상기 유전층(23, 24, 44)과 별개인 소수성 특성을 갖는 소수성 영역이 형성될 수 있다. 상기 소수성 영역은 표면 처리 공정을 통해 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 상기 제1 내면(23a, 33a, 43a)에 대응하는 유전층(24, 34, 44)의 상면의 일부분에 소수성 영역이 형성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)이 상기 소수성 영역에 부착될 수 있다.
상기 소수성 영역에 의해 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)이 제1 내면(23a, 33a, 43a)에 대응하는 유전체 상에만 고정되고 제2 내면(23b, 33b, 43b)에 대응하는 유전층(24, 34, 44) 및/또는 제3 내면(23c, 33c, 43c)에 대응하는 유전층(24, 34, 44)으로 퍼지지 않게 될 수 있다.
상기 소수성 영역의 표면 에너지는 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)을 상기 유전체에 부착되도록 할 정도의 세기를 가질 수 있다. 통상적으로 표면 에너지가 낮을수록 더욱더 소수성을 갖는다고 표현될 수 있다. 따라서, 상기 소수성 영역의 표면 에너지는 낮을 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)은 상기 유전층(24, 34, 44)의 상면에 형성된 소수성 영역에 부착될 수 있다. 예컨대, 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)이 제1 내면(23a, 33a, 43a)에 대응하는 유전층(24, 34, 44) 상에서 제2 내면(23b, 33b, 43b)에 대응하는 유전층(24, 34, 44)으로 이동되더라도, 상기 제2 내면(23b, 33b, 43b)에 대응하는 유전층(24, 34, 44)의 상면에 형성된 소수성 영역에 의해 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)은 상기 유전층(24, 34, 44)에 부착될 수 있다.
상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)은 전해질 물질, 예컨대 수산화 나트륨(NaOH), 염화 나트륨(NaCl) 및 질산 나트륨(NaNO3) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)은 0.1mm 내지 2.6mm의 범위의 높이를 가질 수 있다. 0.1mm 이하인 경우, 전압 인가에도 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 형상이 가변되지 않게 되고, 2.6mm 이상인 경우 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 체적(volume)이 커지게 되어 유전층(24, 34, 44)과의 부착력이 약해져 결국 렌즈 구조물(25, 35, 45)이 유전층(24, 34, 44)으로부터 이탈될 수 있다.
상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)은 체적을 가능한 작게 하여 줌으로써, 유전층(24, 34, 44)과의 부착력을 증진시켜 자연적으로 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)이 상기 유전층(24, 34, 44)의 소수성 영역에 고정될 수 있다.
상기 제2 전극은 전극 패드(도 3)와 전극 라인(26, 36, 46)을 포함할 수 있다.
상기 전극 패드는 상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c) 중 어느 하나의 내면 상에 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 전극 패드는 상기 제1 내면(23a, 33a, 43a) 상에 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 광 제어 유닛(20)에서 상기 전극 패드는 상기 제1 내면(23a)에서 상기 제1 전극(22a)에 인접하여 형성될 수 있다. 상기 제2 전극의 전극 패드는 상기 제1 전극(22a)과 전기적으로 절연되어야 하므로, 상기 제2 전극의 전극 패드는 상기 제1 전극(22a)으로부터 이격될 수 있다.
상기 유전층(24, 34, 44)은 상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c)의 일부분에 형성될 수 있다. 상기 유전층(24, 34, 44)의 일측 끝단이 상기 제2 전극의 전극 패드와 상기 제1 전극(22a) 사이에 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 즉, 상기 유전층(24, 34, 44)은 상기 제1 전극(22a)을 덮도록 형성되지만 상기 제2 전극의 전극 패드로부터 이격될 수 있다.
상기 전극 라인(26, 36, 46)의 일 측은 상기 전극 패드에 전기적으로 연결되고, 상기 전극 라인(26, 36, 46)의 타측은 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45) 속에 배치될 수 있다.
이를 위해, 상기 전극 라인(26, 36, 46)은 상기 전극 패드 상으로부터 상부 방향으로 제1 높이를 가지고 연장된 제1 라인 영역과, 상기 제1 라인 영역으로부터 수평 방향으로 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)을 향해 연장된 제2 라인 영역과, 상기 제2 라인 영역으로부터 하부 방향으로 제2 높이를 가지고 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45) 속으로 연장된 제3 라인 영역을 포함할 수 있다.
상기 제1 라인 영역의 제1 높이는 적어도 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 높이보다 더 높게 배치될 수 있다.
상기 제1 라인 영역의 제1 높이는 상기 제3 라인 영역의 제2 높이보다 더 클 수 있다.
상기 전극 라인(26, 36, 46)은 2 군데서 절곡되고 있지만, 이에 한정하지 않는다. 즉, 상기 전극 라인(26, 36, 46)은 상기 전극 라인(26, 36, 46)의 일측과 상기 전극 라인(26, 36, 46)의 타측 사이에서 곡률을 가지고 휘어진 구조를 가질 수 있다.
제1 실시예의 전극 라인(26, 36, 46)의 구조에서 가장 중요한 것은 전극 라인(26, 36, 46)의 일측은 상기 전극 패드에 전기적으로 연결되어야 하고 전극 구조의 타측은 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45) 속에 위치되어야 한다는 것이다. 따라서, 상기 전극 라인(26, 36, 46)의 일측과 전극 라인(26, 36, 46)의 타측 사이의 형상은 절곡되든지 곡률을 갖든지 상관없다.
상기 전극 라인(26, 36, 46)의 타측, 즉 상기 제3 라인 영역의 끝단은 렌즈 구조물(25, 35, 45) 속에 위치될 수 있다. 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 형상이 가변 되므로, 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 높이 또한 가변될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 제3 라인 영역의 끝단은 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45) 속에 위치되어야 한다.
상기 전극 라인(26, 36, 46)의 제3 라인 영역은 그 끝단으로부터 분기된 제1 내지 제3 전극단(26a, 26b, 26c, 36a, 36b, 36c, 46a, 46b, 46c)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 전극단(26a, 26b, 26c, 36a, 36b, 36c, 46a, 46b, 46c)과 상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c) 상에 형성된 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
각 전극단(26a, 26b, 26c, 36a, 36b, 36c, 46a, 46b, 46c)은 각 내면(23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c)을 향하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 전극 라인(26, 36, 46)의 제1 전극단(26a, 36a, 46a)은 상기 바디(21, 31, 41)의 제1 내면(23a, 33a, 43a)을 향하도록 배치되고, 상기 전극 라인(26, 36, 46)의 제2 전극단(26b, 36b, 46b)은 상기 바디(21, 31, 41)의 제2 내면(23b, 33b, 43b)을 향하도록 배치되며, 상기 전극 라인(26, 36, 46)의 제3 전극단(26c, 36c, 46c)은 상기 바디(21, 31, 41)의 제3 내면(23c, 33c, 43c)을 향하도록 배치될 수 있다.
상기 전극 라인(26, 36, 46)의 제1 내지 제3 전극단(26a, 26b, 26c, 36a, 36b, 36c, 46a, 46b, 46c)은 상기 유전층(24, 34, 44)의 상면을 기준으로 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 높이가 정의될 때, 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 높이의 대략 10% 내지 70%에 위치될 수 있다. 구체적으로, 상기 전극 라인(26, 36, 46)의 제1 내지 제3 전극단(26a, 26b, 26c, 36a, 36b, 36c, 46a, 46b, 46c)은 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 높이의 20% 내지 50%일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 전극 라인(26, 36, 46)의 제1 내지 제3 전극단(26a, 26b, 26c, 36a, 36b, 36c, 46a, 46b, 46c)이 상기 유전층(24, 34, 44)의 상면에 접촉하는 경우, 렌즈 구조물(25, 35, 45)과 접촉하는 유전층(24, 34, 44)의 상면에 전하가 대전되지 않고 단지 상기 전극 라인(26, 36, 46)의 제1 내지 제3 전극단(26a, 26b, 26c, 36a, 36b, 36c, 46a, 46b, 46c)이 끝단이 접촉하는 유전층(24, 34, 44)의 상면에만 국부적으로 전하가 대전될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c)과 상기 제2 전극에 전원이 인가되더라도 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)은 가변될 수 없다.
상기 전극 라인(26, 36, 46)의 제1 내지 제3 전극단(26a, 26b, 26c, 36a, 36b, 36c, 46a, 46b, 46c)이 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 전체 높이의 70% 이상에 위치되는 경우, 자칫 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 형상 가변시 상기 전극 라인(26, 36, 46)의 제1 내지 제3 전극단(26a, 26b, 26c, 36a, 36b, 36c, 46a, 46b, 46c)이 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 외부에 위치될 수 있다. 이러한 경우, 상기 전극 라인(26, 36, 46)의 제1 내지 제3 전극단(26a, 26b, 26c, 36a, 36b, 36c, 46a, 46b, 46c)이 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)과 접촉되지 않게 되어 전원이 렌즈 구조물(25, 35, 45)로 공급되지 않게 될 수 있다.
상기 전극 라인(26, 36, 46)은 충격에도 견디어야 하고 전원을 공급해 주어야 하므로, 강도가 우수한 금속 물질로 형성될 수 있다. 이러한 금속 물질로는, 티탄(Ti), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 및 구리-텅스텐(Cu-W) 중 하나 또는 이들의 합금이 사용될 수 있다.
상기 전극 패드는 상기 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c)과 동일한 물질, 예컨대 투명 도전 물질로 형성될 수 있다.
상기 제2 전극의 전극 패드와 상기 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c)은 투명한 도전 물질로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 투명한 도전 물질로는, ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나가 포함될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
따라서, 상기 바디(21, 31, 41)를 투과한 광은 상기 제1 전극(22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c) 및/또는 제2 전극의 전극 패드를 투과할 수 있다.
상기 전극 라인(26, 36, 46)은 상기 전극 패드와 동일한 물질 또는 상이한 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 전극 라인(26, 36, 46)과 상기 전극 패드는 투명한 도전 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 전극 패드는 투명한 도전 물질로 형성되고, 상기 전극 라인(26, 36, 46)은 금속 물질로 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 제2 전극 라인(26, 36, 46)은 충격에도 견디어야 하고 전원을 공급해 주어야 하므로, 강도가 우수한 금속 물질로 형성될 수 있다. 이러한 금속 물질로는, 티탄(Ti), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 및 구리-텅스텐(Cu-W) 중 하나 또는 이들의 합금이 사용될 수 있다.
광의 진행을 방해하지 않도록 상기 전극 라인(26, 36, 46)의 직경은 가늘수록 좋다. 예컨대, 상기 전극 라인(26, 36, 46)의 직경은 대략 50nm 내지 1um의 나노급 사이즈를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 전극 라인(26, 36, 46)의 직경은 대략 100nm 내지 350nm일 수 있지만 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 9 및 도 10은 도 1의 렌즈 구조물을 이동시키기 위한 회로도이다. 도 9는 제1 광 제어 유닛(20)에서 제2 전극의 제1 전극단(26a)과 바디(21, 31, 41)의 제1 내면(23a) 상에 형성된 제1 전극(22a) 사이에 렌즈 구조물(25)이 위치된 경우, 즉 렌즈 구조물(25)이 이동되기 전의 모습을 보여준다. 도 10은 제2 전극의 제2 전극단(26b)과 바디(21, 31, 41)의 제2 내면(23b) 상에 형성된 제1 전극(22a) 사이에 렌즈 구조물(25)이 위치된 경우, 즉 렌즈 구조물(25)이 이동된 후의 모습을 보여준다.
제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c) 각각의 위에 형성된 제1 전극(22a, 22b, 22c) 중 하나와 제2 전극의 제 1 내지 제3 전극단(26a, 26b, 26c) 중 하나 사이에 렌즈 구조물(25)이 위치될 수 있다.
예컨대, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 제1 내면(23a) 상에 형성된 제1 전극(22a)과 상기 제2 전극의 제1 전극단(26a) 사이에 렌즈 구조물(25)이 위치될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 내면(23a, 23b, 23c) 각각의 위에 형성된 제1 전극(22a, 22b, 22c) 각각과 상기 제2 전극 사이에 제1 내지 제3 전원 및 제1 내지 제3 스위치가 설치될 수 있다.
예컨대, 상기 제1 내면(23a) 상에 형성된 제1 전극(22a)과 상기 제2 전극 사이에 제1 전원과 제1 스위치가 설치될 수 있다. 상기 제1 전원과 상기 제1 스위치는 직렬 연결될 수 있다.
예컨대, 상기 제2 내면(23b) 상에 형성된 제1 전극(22b)과 상기 제2 전극 사이에 제2 전원과 제2 스위치가 설치될 수 있다. 상기 제2 전원과 상기 제2 스위치는 직렬 연결될 수 있다.
예컨대, 상기 제3 내면(23c) 상에 형성된 제1 전극(22c)과 상기 제2 전극 사이에 제3 전원과 제3 스위치가 설치될 수 있다. 상기 제2 전원과 상기 제3 스위치는 직렬 연결될 수 있다.
도 10에 도시한 바와 같이, 제2 스위치가 턴온되면, 제2 전원의 전압(또는 전류)가 상기 제2 내면(23b) 상에 형성된 제1 전극(22b)과 상기 제2 전극으로 인가될 수 있다. 이러한 제2 전원의 전압에 의해 상기 렌즈 구조물(25)은 상기 제1 내면(23a) 상에 형성된 제1 전극(22a)과 상기 제2 전극의 제1 전극단(26a) 사이에 위치된 렌즈 구조물(25)이 이동되어 상기 제2 내면(23b) 상에 형성된 제1 전극(22b)과 상기 제2 전극 사이에 위치될 수 있다.
도시되지 안았지만, 제3 스위치가 턴온되면, 제3 전원의 전압(또는 전류)가 상기 제3 내면(23c) 상에 형성된 제1 전극(22c)과 상기 제2 전극으로 인가될 수 있다. 이러한 제3 전원의 전압에 의해 상기 렌즈 구조물(25)은 상기 제1 내면(23a) 상에 형성된 제1 전극(22a)과 상기 제2 전극의 제1 전극단(26a) 사이에 위치된 렌즈 구조물(25)이 이동되어 상기 제3 내면(23c) 상에 형성된 제1 전극(22c)과 상기 제2 전극 사이에 위치될 수 있다.
한편, 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 형상은 전압(또는 전류)에 따라 가변될 수 있다. 즉, 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 직경 및/또는 높이는 전압에 따라 가변될 수 있다.
도 11과 도 12는 제1 광 제어 유닛(20)을 예로 들어 도시하고 있다.
도 11에 도시한 바와 같이, 상기 렌즈 구조물(25)에 전압이 인가되지 않을 때, 상기 렌즈 구조물(25)의 제1 직경(D1)은 상기 유전층(24)의 직경(D3) 및/또는 상기 제2 전극의 직경(D4)보다 작을 수 있다. 여기서, 상기 렌즈 구조물(25)의 제1 직경(D1)은 상기 렌즈 구조물(25)의 최대 직경을 의미하는 것으로서, 상기 렌즈 구조물(25)의 중간 영역에서의 직경일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 렌즈 구조물(25)의 제1 직경(D1)은 5mm 이하일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 렌즈 구조물(25)이 5mm 이상을 차지하는 경우, 점유 면적이 커지게 되어 제1 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1)의 전체 사이즈가 커지게 된다.
상기 유전층(24)과 접촉하는 상기 렌즈 구조물(25)의 배면의 제2 직경(D2)은 상기 렌즈 구조물(25)의 제1 직경(D1)보다 작을 수 있다.
상기 렌즈 구조물(25)에 전압이 인가되지 않을 때, 상기 렌즈 구조물(25)로 진행된 광은 수축되어 출사될 수 있다. 다시 말해, 상기 렌즈 구조물(25)의 광은 비교적 좁은 방사각을 가질 수 있다.
도 12에 도시한 바와 같이, 전압이 인가됨에 따라 렌즈 구조물(25)의 전해질 물질이 해리되어 양전하(+)와 음전하(-)가 생성되고, 음전하(-)는 유전층(24)의 상면에 대전되고 양전하(+)는 렌즈 구조물(25)의 상부의 내면에 대전될 수 있다. 상기 유전층(24)의 하면에는 양전하(+)가 대전될 수 있다.
전압이 증가함에 따라, 유전층(24)의 상면과 하면의 더 넓은 사이즈에 음전하(-)와 양전하(+)가 대전되게 되고, 상기 유전층(24)의 상면과 하면에 대전된 음전하(-)와 양전하(+) 사이의 대전력에 의해 상기 렌즈 구조물(25)의 측면이 측방향으로 퍼지게 되므로 상기 렌즈 구조물(25)의 배면의 직경(D2)이 커지게 된다. 상기 렌즈 구조물(25)의 배면의 직경(D2)가 커지더라도 상기 렌즈 구조물(25)의 체적이 일정해야 하므로, 이를 위해 상기 렌즈 구조물(25)의 높이는 낮아지게 된다.
상기 렌즈 구조물(25)의 배면의 직경(D2)은 최대로 상기 제1 전극(22a)의 직경(D4)과 같아지므로, 상기 렌즈 구조물(25)의 배면의 직경(D2)은 상기 제1 전극(22a)의 직경(D4)에 의해 결정될 수 있다. 즉, 전압을 아무리 증가시키더라도 상기 제1 전극(22a)의 직경(D4)만큼만 상기 유전층(24)의 상하면에 음전하(-)와 양전하(+)가 대전되므로, 상기 렌즈 구조물(25)의 배면의 최대 직경(D2)은 실질적으로 상기 제1 전극(22a)의 직경(D4)이 되거나 상기 유전층(24)의 직경(D3)보다 작을 수 있다.
상기 렌즈 구조물(25)에 전압이 인가될 때, 상기 유전층(24)과 접촉하는 상기 렌즈 구조물(25)의 배면의 직경(D2)이 커지게 되어 상기 제1 전극(22a)의 직경(D4)과 같아질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 렌즈 구조물(25)의 배면의 최대 직경(D2)은 상기 제1 전극(22a)의 직경(D4)일 수 있다.
상기 렌즈 구조물(25)의 배면의 직경(D2)은 상기 유전층(24)의 직경(D3)보다 작을 수 있다.
상기 렌즈 구조물(25)의 중간 영역에서의 직경(D1)은 상기 렌즈 구조물(25)의 배면의 직경(D2)보다 작아질 수 있다.
상기 렌즈 구조물(25)의 높이는 전압이 인가되지 않을 때에 비해 전압이 인가됨에 따라 낮아질 수 있다.
정리하면, 상기 렌즈 구조물(25)에 전압이 인가되지 않을 때와 비교하여, 상기 렌즈 구조물(25)에 전압이 인가됨에 따라 상기 렌즈 구조물(25)의 배면의 직경(D2)은 커지게 되고 상기 렌즈 구조물(25)의 높이는 낮아질 수 있다. 이러한 경우, 상기 렌즈 구조물(25)로 진행된 광은 퍼지도록 출사되어 렌즈 구조물(25)에 전압이 인가되지 않을 때에 비해 방사각이 증가될 수 있다.
따라서, 제1 실시예의 발광 소자 패키지(1)는 각 광 제어 유닛(20, 30, 40)의 렌즈 구조물(25, 35, 45)에 전압이 인가되지 않을 때, 전압이 인가될 때 또는 전압이 증가될 때에 따라 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 형상을 가변시켜 광의 방사각을 정밀하게 제어할 수 있다.
제1 실시예의 발광 소자 패키지(1)는 방사각의 제어에 의해, 수축 광이 요구된 제품이나 퍼짐 광이 요구되는 제품에 자유롭게 적용될 수 있어 제품의 적용 범위가 확대될 수 있다.
한편, 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 형상을 가변시키는 전압과 렌즈 구조물(25, 35, 45)을 이동시키는 전압은 모두 도 9에 도시한 바와 같은 회로도를 이용하여 제공될 있다.
제1 내지 제3 전원 각각은 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 형상을 가변시키는 전압과 렌즈 구조물(25, 35, 45)을 이동시키는 전압(또는 전류)을 생성할 수 있다.
예컨대, 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)을 이동시키고자 하는 경우, 상기 제1 전원은 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)을 이동시키기 위한 제1 전압을 생성할 수 있다. 예컨대, 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 형상을 가변시키고자 하는 경우, 상기 제1 전원은 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)을 가변시키기 위한 제2 전압을 생성할 수 있다. 이러한 경우, 상기 제1 전압은 상기 제2 전압과 같거나 클 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 형상을 가변시키기 위한 제2 전압은0V 내지 제1 전압의 범위에서 가변될 수 있다.
한편, 제1 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 매질층(27, 37, 47)과 봉지 구조물(28, 38, 48)을 더 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 봉지 구조물(28, 38, 48)은 렌즈 구조물(25, 35, 45)과 공간적으로 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 봉지 구조물(28, 38, 48)은 제2 전극의 전극 라인(26, 36, 46)과도 공간적으로 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 봉지 구조물(28, 38, 48)은 미리 가공되어 마련되어, 상기 바디(21, 31, 41)의 상면에 부착될 수 있다.
상기 봉지 구조물(28, 38, 48) 안의 공간이 밀폐되도록 상기 봉지 구조물(28, 38, 48)이 상기 바디(21, 31, 41)의 상면에 부착될 수 있다.
상기 봉지 구조물(28, 38, 48)은 외부의 충격으로부터 깨지지 않는 물질로 형성될 수 있다. 상기 봉지 구조물(28, 38, 48)은 에폭시 계열 재질이나 플라스틱 재질로 형성될 수 있지만, 이에 대해 한정하지 않는다.
상기 바디(21, 31, 410와 상기 봉지 구조물(28, 38, 48)에 의해 형성되는 공간에 매질층이 형성될 수 있다.
상기 매질층은 공기나 오일을 포함할 수 잇지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 상기 공기는 상압이나 그보다 약간 더 낮거나 약간 더 높은 압력을 가질 수 있지만, 이에 대해 한정하지 않는다. 예컨대, 상기 공기의 압력을 상압의 0.8 내지 1.2배의 범위를 가질 수 있다. 공기의 압력이 너무 낮으면, 렌즈 구조물(25, 35, 45)이 퍼지게 되어 형상이 임의로 변경될 수 있고, 공기의 압력이 너무 높으면, 렌즈 구조물(25, 35, 45)이 수축되게 되어 형상이 임의로 변경될 수 있다.
다시 말해, 상기 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 형상이 임의로 변경되지 않을 뿐만 아니라 전압 인가에 의한 렌즈 구조물(25, 35, 45)의 형상의 가변이 방해받지 않는 범위 내에서 공기나 오일의 압력이 조절될 수 있다.
도 13은 제2 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 도시한 단면도이다.
제2 실시예는 발광 소자(10)와 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40) 사이에 제4 및 제5 광 제어 유닛(50, 60)이 배치되는 것을 제외하고는 제1 실시예와 거의 유사하다. 제2 실시예에서 제1 실시예와 동일한 기능, 동일한 종류의 물질 및/또는 동일한 형상을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
도 13을 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1A)는 기판(3), 하나의 발광 소자(10), 제1 광 제어 유닛 그룹과 제2 광 제어 유닛 그룹을 포함할 수 있다.
제2 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1A)는 상기 상기 기판(3) 상에 배치되고 상기 발광 소자(10) 및 상기 제1 및 제2 광 제어 유닛 그룹을 둘러싸는 광학 부재(12)를 더 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 광 제어 유닛 그룹은 다수의 광 제어 유닛(20, 30, 40)을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 광 제어 유닛 그룹은 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제2 광 제어 유닛 그룹은 다수의 광 제어 유닛(50, 60)을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 광 제어 유닛 그룹은 제4 및 제5 광 제어 유닛(50, 60)을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제2 광 제어 유닛 그룹에 포함되는 광 제어 유닛(50, 60)의 개수가 상기 제1 광 제어 유닛 그룹에 포함되는 광 제어 유닛(20, 30, 40)의 개수와 같거나 적을 수 있다.
예컨대, 상기 제2 광 제어 유닛 그룹에 포함되는 광 제어 유닛(50, 60)의 중앙 영역은 상기 제1 광 제어 유닛 그룹에 포함되는 인접하는 광 제어 유닛(20, 30, 40) 사이에 대응될 수 있다. 즉, 상기 제2 광 제어 유닛 그룹에 포함되는 광 제어 유닛(50, 60)의 중앙 영역의 좌측에 정의된 제1 측 영역은 상기 제1 광 제어 유닛 그룹에 포함되는 인접하는 광 제어 유닛(20, 30, 40)의 하나의 광 제어 유닛과 수직 방향을 따라 중첩되며, 상기 제2 광 제어 유닛 그룹에 포함되는 광 제어 유닛(50, 60)의 중앙 영역의 우측에 정의된 제2 측 영역은 상기 제1 광 제어 유닛 그룹에 포함되는 인접하는 광 제어 유닛(20, 30, 40)의 다른 하나의 광 제어 유닛과 수직 방향을 따라 중첩될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 상기 발광 소자(10)로부터 이격될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 일 방향, 예컨대 수평 방향을 따라 나란하게 배열될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 이러한 경우, 상기 제1 또는 제3 광 제어 유닛(20, 40)과 상기 발광 소자(10) 사이의 거리는 상기 제2 광 제어 유닛(30)과 상기 발광 소자(10) 사이의 거리보다 클 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제4 및 제5 광 제어 유닛(50, 60)은 상기 발광 소자(10)로부터 이격될 수 있다. 상기 제4 및 제5 광 제어 유닛(50, 60)은 수평 방향을 따라 나란하게 배열될 수 있다. 상기 제4 및 제5 광 제어 유닛(50, 60)은 상기 발광 소자(10)와 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 내지 제5 광 제어 유닛(20, 30, 40, 50, 60)의 구조는 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제4 및 제5 광 제어 유닛(50, 60)이 상기 발광 소자(10)와 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40) 사이에 배치됨으로써, 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)뿐만 아니라 상기 제4 및 제5 광 제어 유닛(50, 60)도 특정 방향으로 광을 제어할 수 있으므로, 광의 진행 방향성과 광의 세기가 보다 더 정밀하게 제어될 수 있다.
제2 실시예에서는 제1 및 제2 광 제어 유닛 그룹만을 개시하고 있지만, 상기 제2 광 제어 유닛 그룹과 상기 발광 사이에 추가로 다수의 광 제어 유닛 그룹이 배치될 수도 있다.
도 14는 제3 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 도시한 단면도이다.
제3 실시예는 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)이 일 방향을 따라 배열되지 않고 상기 발광 소자(10)로부터 동일하거나 서로 비슷한 거리로 이격되도록 배치되는 것을 제외하고는 제1 실시예와 거의 유사하다. 제3 실시예에서 제1 실시예와 동일한 기능, 동일한 종류의 물질 및/또는 동일한 형상을 갖는 구성 요소에 대해 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
도 14를 참조하면, 제3 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1B)는 기판(3), 하나의 발광 소자(10) 및 다수의 광 제어 유닛(20, 30, 40)을 포함할 수 있다.
제3 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1B)는 상기 상기 기판(3) 상에 배치되고 상기 발광 소자(10) 및 상기 다수의 광 제어 유닛(20, 30, 40)을 둘러싸는 광학 부재(12)를 더 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 광 제어 유닛은 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 제1 실시예와 같이 수평 방향을 따라 나란하게 배열되지 않는다. 즉, 상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 서로 평행하지만 상이한 위치에 정의된 가상의 제1 및 제2 수평 라인이 정의될 때, 제1 수평 라인 상에 제2 광 제어 유닛(30)이 배치되고, 제2 수평 라인 상에 제1 및 제3 광 제어 유닛(20, 40)이 배치될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40) 각각의 상면이 서로 다른 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 광 제어 유닛(30)은 상부 방향 또는 전방을 향하도록 배치될 수 있다. 상기 제1 광 제어 유닛(20) 및/또는 상기 제3 광 제어 유닛(40)은 대각선 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)의 배면은 상기 발광 소자(10)로부터 생성된 광의 진행 방향에 대해 수직이 되도록 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 상기 제2 광 제어 유닛(30)의 배면은 상기 발광 소자(10)의 광의 진행 방향에 대해 수직이 되도록 배치될 수 있다. 상기 제1 광 제어 유닛(20)의 배면은 상기 발광 소자(10)의 광의 진행 방향에 대해 수직이 되거나 수직에 근접하도록 배치될 수 있다. 상기 제3 광 제어 유닛(40)의 배면은 상기 발광 소자(10)의 광의 진행 방향에 대해 수직이 되거나 수직에 근접하도록 배치될 수 있다.
상기 제1 광 제어 유닛(20)의 배면 및/또는 상기 제3 광 제어 유닛(40)의 배면은 상기 제2 수평 라인에 대해 경사지도록 배치될 수 있다. 상기 제2 수평 라인에 대한 상기 제1 광 제어 유닛(20)의 배면의 경사각(α) 및/또는 상기 제3 광 제어 유닛(40)의 배면의 경사각(β)은 대략 5° 내지 45°일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 수평 라인에 대한 상기 제1 광 제어 유닛(200의 배면의 경사각(α) 및/또는 상기 제3 광 제어 유닛(40)의 배면의 경사각(β)은 대략 20° 내지 45°일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 더욱 구체적으로, 상기 제2 수평 라인에 대한 상기 제1 광 제어 유닛(20)의 배면의 경사각(α) 및/또는 상기 제3 광 제어 유닛(40)의 배면의 경사각(β)은 대략 30° 내지 45°일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)은 상기 발광 소자(10)로부터 동일한 거리로 이격될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 제1 광 제어 유닛(20) 및/또는 상기 제3 광 제어 유닛(40)과 상기 발광 소자(10) 사이의 거리는 상기 제2 광 제어 유닛(30)과 상기 발광 소자(10) 사이의 거리보다 클 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제3 실시예에 의한 제1 내지 제3 광 제어 유닛(20, 30, 40)의 배열 구조는 제2 실시예에도 적용될 수 있다.
제1 내지 제 3 실시예에 따른 발광 소자 패키지(1, 1A, 1B)는 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 상기 라이트 유닛은 표시 장치와 조명 장치, 예컨대 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판, 지시등과 같은 유닛에 적용될 수 있다.
1, 1A, 1B: 발광 소자 패키지
3: 기판
5, 7: 전극층
10: 발광 소자
12: 광학 부재
20, 30, 40, 50, 60: 광 제어 유닛
21, 31, 41: 바디
22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c: 제1 전극
23, 33, 43: 리세스
23a, 23b, 23c, 33a, 33b, 33c, 43a, 43b, 43c: 내면
24, 34, 44: 유전층
25, 35, 45: 렌즈 구조물
26, 36, 46: 전극 라인
26a, 26b, 26c, 36a, 36b, 36c, 46a, 46b, 46c: 전극단
27, 37, 47: 매질층
28, 38, 48: 봉지 구조물
29: 전극 패드
51, 53: 가상의 수평 라인

Claims (21)

  1. 광을 생성하는 적어도 하나의 발광 소자; 및
    상기 발광 소자로부터 이격되고 상기 광의 진행 방향을 제어하는 다수의 광 제어 유닛을 포함하고,
    상기 광 제어 유닛은,
    다수의 내면을 포함하는 리세스를 갖는 바디;
    상기 다수의 내면 상에 형성된 제1 전극;
    상기 제1 전극의 상과 상기 제1 전극에 의해 노출된 상기 다수의 내면 상에 배치된 유전층;
    상기 유전층의 일부분 상에 형성되는 렌즈 구조물;
    상기 다수의 내면 중 어느 하나의 내면 상에 형성된 전극 패드와 상기 전극 패드와 연결되며 상기 렌즈 구조물 내에 위치된 전극 라인을 포함하는 제2 전극;
    상기 렌즈 구조물을 둘러싸는 봉지 구조물;
    상기 봉지 구조물 내에 형성되는 매질층을 포함하고,
    상기 다수의 내면 중 어느 하나의 내면에 대해 다른 내면은 경사진 면을 가지는 발광 소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 광 제어 유닛은 제1 방향을 따라 배열되는 발광 소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 광 제어 유닛은 서로 상이한 방향으로 광이 진행되도록 제어하는 발광 소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 광 제어 유닛은 서로 동일한 방향으로 광이 진행하도록 제어하는 발광 소자 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 광 제어 유닛 중 하나의 광 제어 유닛은 상기 발광 소자와 제2 방향을 따라 중첩되고, 상기 하나의 광 제어 유닛과 인접하는 다른 광 제어 유닛과 상기 발광 소자 사이의 거리는 상기 하나의 광 제어 유닛과 상기 발광 소자 사이의 거리보다 큰 발광 소자 패키지.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바디, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극의 전극 패드 및 상기 유전층 중 적어도 하나 이상은 투명한 물질을 포함하는 발광 소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 내면 상에 형성된 상기 제1 전극은 서로 이격되는 발광 소자 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 매질층은 공기 및 오일 중 하나를 포함하는 발광 소자 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 구조물은 수산화 나트륨(NaOH), 염화 나트륨(NaCl) 및 질산 나트륨(NaNO3) 중 어느 하나를 포함하는 발광 소자 패키지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극의 전극 라인은 상기 전극 라인의 끝단으로부터 분기된 다수의 전극단을 포함하는 발광 소자 패키지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 다수의 전극단과 상기 다수의 내면 상에 형성된 상기 제1 전극은 서로 마주보도록 배치되며,
    상기 렌즈 구조물은 상기 다수의 전극단 중 하나의 전극단과 상기 하나의 전극단과 마주하는 상기 다수의 내면 중 하나의 내면 상에 형성된 상기 제1 전극 사이에 위치되는 발광 소자 패키지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 렌즈 구조물은 상기 다수의 전극단 중 다른 하나의 전극단과 상기 다른 하나의 전극단과 마주하는 상기 다수의 내면 중 다른 하나의 내면 상에 형성된 상기 제1 전극 사이로 이동되는 발광 소자 패키지.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 광 제어 유닛 각각은 서로 평행하며 상이한 위치에 배치되는 발광 소자 패키지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 광 제어 유닛 각각의 상면은 서로 상이한 방향을 향하도록 배치되는 발광 소자 패키지.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 광 제어 유닛 각각의 배면은 상기 발광 소자의 광의 진행 방향에 대해 수직이 되도록 배치되는 발광 소자 패키지.
  17. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 광 제어 유닛 중 하나의 광 제어 유닛의 배면은 상기 발광 소자의 광의 진행 방향에 대해 수직이 되도록 배치되고,
    상기 다수의 광 제어 유닛 중 다른 광 제어 유닛의 배면은 상기 발광 소자의 광의 진행 방향에 대해 경사지도록 배치되는 발광 소자 패키지.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
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