KR102223144B1

KR102223144B1 - 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치

Info

Publication number: KR102223144B1
Application number: KR1020190107114A
Authority: KR
Inventors: 김선국; 조해원
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2021-03-04

Abstract

본 발명은 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치는, 제1 전반사 애노드 및 제1 투명 캐소드를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시키는 발광부, 및 상기 발생된 빛을 상기 제1 투명 캐소드 및 제1 반투명 캐소드의 사이에 위치한 제1 전기 활성 고분자의 공진기 길이에 따라 공진시키고 상기 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 상기 제1 반투명 캐소드를 통해 외부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력하는 제1 공진부를 포함하고, 상기 제1 전기 활성 고분자에 인가된 제2 전압에 따라 상기 공진기 길이가 조절된다.

Description

전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치{CAVITY APPARATUSES USING ELECTRO ACTIVE POLYMER}

본 발명은 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치에 관한 것이다.

FMCW(Frequency modulated continuous wave) 방식의 라이다(LiDAR)는 기본적으로　FMCW　레이더와 원리가 동일하다. 다만, 송신부가　RF이면 레이더가 되고,　레이저가 되면 라이다가 된다.　

도 1은 주파수 변조 연속파 방법에서 주파수 변화를 나타낸 도면이다.

주파수 변조(FMCW)　방법에서 주파수가 선형적인 경우,　즉 이상적인 경우는 도 1의 (a)와 같다. 일반적인 경우는　도 1의 (b)와 같이 주파수가 비선형적으로 변화를 한다.　도 1에서 레퍼런스 신호는 기준 신호로서, 레이저를 통해 송출된 신호를 의미하고,　반사된 신호는 표적에서 반사된 신호를 의미한다.　그리고 f_B는 비트 주파수로써 두 신호의 주파수 차이를, τ_RTT는 레이저 빔의 왕복 시간을 나타내며, △f는 주파수 변화의 폭,　그리고 t_RAMP는 램프 신호의 주기,　즉 주파수 변화의 시간을 나타낸다. FMCW　레이저 거리측정기에서 표적의 거리 정보는 비트 주파수에 포함되어 있으므로 레퍼런스 신호와 반사된 신호를 믹서의 입력 신호로 사용하여 비트 주파수 신호를 획득한 후 푸리에 변환으로 비트 주파수를 얻는다.

이와 같이, 주파수 변조 연속파(FMCW, Frequency modulated continuous wave) 방식은 신호의 흔들림 또는 누화 현상에 의해 시스템 성능이 제한된다. 특히 FMCW 방식은 주파수 변화의 비선형성으로 인해 여러 주파수 성분이 존재하여 정확한 거리 정보를 얻기 어렵다.

본 발명의 실시예들은 광출력 모듈 내에 발광 다이오드 구조에서 제1 전기 활성 고분자(EAP, Electro-active polymer)를 기반으로 빛의 파장을 선형적으로 조절함으로써, 이를 이용한 라이다 센서를 통해 거리 정보에 대한 감지 능력을 향상시킬 수 있는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들은 제1 전기 활성 고분자를 이용하여 광출력 모듈 내부의 발광 다이오드 송출 신호에 주파수의 선형적 변화를 줌으로써, 이를 이용한 라이다 센서를 통해 반사된 신호와의 주파수 차이를 통해 거리에 대한 정보를 정확하게 추출할 수 있는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들은 발광부가 유기 발광 다이오드로 구성된 경우, 다양한 파장 및 주파수의 빛을 출력함으로써, 전기 활성 고분자를 이용한 공진기 길이 조절을 통해 컬러 필터의 기능을 제공할 수 있는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 전반사 애노드 및 제1 투명 캐소드를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시키는 발광부; 및 상기 발생된 빛을 상기 제1 투명 캐소드 및 제1 반투명 캐소드의 사이에 위치한 제1 전기 활성 고분자의 공진기 길이에 따라 공진시키고 상기 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 상기 제1 반투명 캐소드를 통해 외부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력하는 제1 공진부를 포함하고, 상기 제1 전기 활성 고분자에 인가된 제2 전압에 따라 상기 공진기 길이가 조절되는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치가 제공될 수 있다.

상기 발광부는, 레이저 다이오드(LD, Laser Diode) 또는 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode)를 포함할 수 있다.

상기 레이저 다이오드는, 상기 제1 전반사 애노드 및 상기 제1 투명 캐소드 사이에 적층된 제1 타입 기판, 제2 타입 클래드층, 활성층 및 제1 타입 클래드층을 포함할 수 있다.

상기 유기 발광 다이오드는, 상기 제1 전반사 애노드 및 상기 제1 투명 캐소드 사이에 적층된 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 전반사 애노드 및 제1 투명 캐소드를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시키는 발광부; 및 제1 투명 애노드, 제1 전기 활성 고분자 및 제2 투명 캐소드가 적층된 복수의 전기 활성 고분자층이 다층 유전체 구조로 구성되고, 상기 발생된 빛을 상기 복수의 전기 활성 고분자층의 공진기 길이에 따라 공진시키고 상기 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 최외곽에 위치한 제1 반투명 캐소드를 통해 외부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력하는 제1 공진부를 포함하고, 상기 복수의 전기 활성 고분자층은 광섬유, 에어갭, 광접착필름 및 광접착레진 중 어느 하나로 서로 연결되는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치가 제공될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 전반사 애노드 및 제2 반투명 캐소드를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시키는 발광부; 상기 발생된 빛을 제1 투명 애노드, 제1 전기 활성 고분자 및 제1 반투명 캐소드가 적층된 전기 활성 고분자층의 공진기 길이에 따라 공진시키고 상기 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 상기 제1 반투명 캐소드를 통해 외부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력하는 제1 공진부; 및 상기 발광부 및 상기 공진기를 서로 연결시켜 상기 발생된 빛을 상기 제1 공진부로 전달하는 전달층을 포함하고, 상기 제1 전기 활성 고분자에 인가된 제2 전압에 따라 상기 공진기 길이가 조절되는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치가 제공될 수 있다.

상기 레이저 다이오드는, 상기 제1 전반사 애노드 및 상기 제2 반투명 캐소드 사이에 적층된 제1 타입 기판, 제2 타입 클래드층, 활성층 및 제1 타입 클래드층을 포함할 수 있다.

상기 유기 발광 다이오드는, 상기 제1 전반사 애노드 및 상기 제2 반투명 캐소드 사이에 적층된 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함할 수 있다.

상기 전달층은, 구비된 에어갭 및 DAT를 통해 상기 발광부 및 상기 공진기를 서로 연결시키고, 상기 발생된 빛을 상기 구비된 에어갭을 통해 상기 제1 공진부로 전달할 수 있다.

상기 전달층은, 광섬유, 광접착필름 및 광접착레진 중 어느 하나를 구비하고, 상기 구비된 광섬유, 광접착필름 및 광접착레진 중 어느 하나를 통해 상기 발광부 및 상기 공진기를 서로 연결시키고, 상기 발생된 빛을 상기 구비된 광섬유, 광접착필름 및 광접착레진 중 어느 하나를 통해 상기 제1 공진부로 전달할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 전반사 애노드 및 제1 전반사 캐소드를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시키는 발광부; 상기 발생된 빛을 기설정된 방향으로 반사시키는 반사경; 상기 반사된 빛을 제1 반투명 캐소드와 제2 전반사 애노드 사이에 위치한 제1 전기 활성 고분자의 공진기 길이에 따라 공진시키고 상기 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 상기 제1 반투명 캐소드를 통해 외부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력하는 제1 공진부를 포함하고, 상기 제1 전기 활성 고분자에 인가된 제2 전압에 따라 상기 공진기 길이가 조절되는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치가 제공될 수 있다.

상기 레이저 다이오드는, 상기 제1 전반사 애노드 및 상기 제1 전반사 캐소드 사이에 적층된 제1 타입 기판, 제2 타입 클래드층, 활성층 및 제1 타입 클래드층을 포함할 수 있다.

상기 유기 발광 다이오드는, 상기 제1 전반사 애노드 및 상기 제1 전반사 캐소드 사이에 적층된 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제2 투명 애노드 및 제1 투명 캐소드를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시키는 발광부; 상기 발생된 빛을 상기 제1 투명 캐소드 및 제1 반투명 캐소드의 사이에 위치한 제1 전기 활성 고분자의 공진기 길이에 따라 공진시키고 상기 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 상기 제1 반투명 캐소드를 통해 상부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력하는 제1 공진부; 및 상기 발생된 빛을 상기 제2 투명 애노드 및 제1 반투명 애노드의 사이에 위치한 제2 전기 활성 고분자의 공진기 길이에 따라 공진시키고 상기 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 상기 제1 반투명 애노드를 통해 하부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력하는 제2 공진부를 포함하고, 상기 제1 전기 활성 고분자 및 상기 제2 전기 활성 고분자에 인가된 제2 전압에 따라 상기 공진기 길이가 조절되는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치가 제공될 수 있다.

상기 레이저 다이오드는, 상기 제2 투명 애노드 및 상기 제1 투명 캐소드 사이에 적층된 제1 타입 기판, 제2 타입 클래드층, 활성층 및 제1 타입 클래드층을 포함할 수 있다.

상기 유기 발광 다이오드는, 상기 제2 투명 애노드 및 상기 제1 투명 캐소드 사이에 적층된 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 광출력 모듈 내에 발광 다이오드 구조에서 제1 전기 활성 고분자를 기반으로 빛의 파장을 선형적으로 조절함으로써, 이를 이용한 라이다 센서를 통해 거리 정보에 대한 감지 능력을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들은 제1 전기 활성 고분자를 이용하여 광출력 모듈 내부의 발광 다이오드 송출 신호에 주파수의 선형적 변화를 줌으로써, 이를 이용한 라이다 센서를 통해 반사된 신호와의 주파수 차이를 통해 거리에 대한 정보를 정확하게 추출할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 발광 다이오드 구조에서 제1 전기 활성 고분자를 이용하여 공진기 길이를 선형적으로 조절함으로써, 파장의 선택성을 가지게 되어 거리 감지의 성능에 제한을 없앨 수 있다.

본 발명의 실시예들은 발광부가 유기 발광 다이오드로 구성된 경우, 다양한 파장 및 주파수의 빛을 출력함으로써, 전기 활성 고분자를 이용한 공진기 길이 조절을 통해 컬러 필터의 기능을 제공할 수 있다.

도 1은 주파수 변조 연속파 방법에서 주파수 변화를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 장치에서 공진기 길이 조절 동작을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

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 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

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 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치(100)는, 발광부(110) 및 제1 공진부(130)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 공진 장치(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 공진 장치(100)가 구현될 수 있다.

이하, 도 2 및 도 3의 공진 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.

우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 장치(100)는 라이다 센서 또는 컬러 필터에 사용될 수 있다. 일례로, 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 장치(100)는 FMCW 타입의 라이다 센서에 사용될 수 있다. FMCW 라이다 센서를 살펴보면, 주파수 변조 연속파 방식의 라이다 센서에서 얻는 표적의 거리 정보는 입력 신호 (레퍼런스 신호)와 반사된 신호의 주파수 차이(비트 주파수)를 가지고 얻을 수 있다. 여기서 신호는 어느 특정 주파수를 가지고 있는 레이저 형태이다. 주파수 변조 연속파 방식의 라이다 센서는 레퍼런스 신호와 반사된 신호를 믹서의 입력 정보로 사용하여 비트 주파수 신호를 획득하고 푸리에 변환을 통해 비트 주파수를 얻는다.

발광부(110)는 제1 전반사 애노드(121) 및 제1 투명 캐소드(122)를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시킨다. 제1 전반사 애노드(121)는 반사율이 100%(R~100%)인 애노드(Anode)이고, 제1 투명 캐소드(122)는 투명도가 100%(Tr~100%)인 캐소드(Cathdode)이다. 발광부(110)는 레이저 다이오드(LD, Laser Diode) 또는 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode)를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드는 제1 전반사 애노드(121) 및 제1 투명 캐소드(122) 사이에 적층된 제1 타입 기판(111), 제2 타입 클래드층(112), 활성층(113) 및 제1 타입 클래드층(114)을 포함할 수 있다. 일례로, 제1 타입 기판(111)은 n-타입 기판(n-type substrate)이고, 제2 타입 클래드층(112)은 n-타입 클래드층(n-type clad layer)이고, 제1 타입 클래드층(114)은 p-타입 클래드층(p-type clad layer)일 수 있다. 레이저 다이오드는 발광 다이오드(Light emitting diode)이다. 레이저 발생 장치인 레이저 다이오드는 파장 및 위상이 동일한 빛을 출력할 수 있어 간섭성이 높다. 레이저는 유도방출 광자와 입사광자가 파동에서 같은 파장과 같은 위상을 가지게 되어 서로 보강 및 중첩이 일어나고 전자파가 증폭이 된다. 이와 같이 전류를 주입함으로써 발생한 빛이 제1 공진부(130) 내부에서 전반사 기판에 해당하는 제1 전반사 애노드(121)와 반사율을 줄인 기판에 해당하는 제1 반투명 캐소드(123) 사이를 왕복하여 광자들이 서로 보강하도록 조정이 된다. 반사율 줄인 기판에 해당하는 제1 반투명 캐소드(123)를 통해 광선 일부를 밖으로 투과시켜 레이저 발진이 일어난다. 제1 반투명 캐소드(123)는 반사율을 줄여 반투명 캐소드(semi transparent Cathode)이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 유기 발광 다이오드는 제1 전반사 애노드(121) 및 제1 투명 캐소드(122) 사이에 적층된 정공 주입층(HIL, Hole injection layer)(115), 정공 수송층(HTL, Hole transporting layer)(116), 발광층(EML, Emission material layer)(117), 전자 수송층(ETL, Electron transporting layer)(118) 및 전자 주입층(EIL, Electron injection layer)(119)을 포함할 수 있다. 유기 발광 다이오드에 전압을 인가하여 발광층(EML)(117)을 통해 빛이 나오게 되면 공진기 내부(L)에서 빛이 제1 전반사 애노드(121)와 제1 반투명 캐소드(123) 사이를 왕복하여 광자들이 서로 보강하도록 조정이 되고, 제1 반투명 캐소드(123)를 통해 광선 일부를 밖으로 투과시켜 빛이나 광 신호가 나오게 된다. 이 구조는 유기 발광 다이오드의 캐소드 부분이 투과율 100%(Tr~100%)인 경우이다.

제1 공진부(130)는 발광부(110)에서 발생된 빛을 제1 투명 캐소드(122) 및 제1 반투명 캐소드(123)의 사이에 위치한 제1 전기 활성 고분자(131)의 공진기 길이에 따라 공진시키고, 그 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 제1 반투명 캐소드(123)를 통해 외부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력한다. 제1 전기 활성 고분자(131)에 인가된 제2 전압에 따라 공진기 길이가 조절된다. 제1 공진부(130) 구조 내부에 제1 전기 활성 고분자(131)에 특정 전압을 인가함에 따라 기계적 변형을 일으켜 공진기 길이(ΔL)를 조절하여 다양한 파장 및 주파수의 빛이나 광 신호를 출력할 수 있다. 즉, 공진 장치(100)는 제1 공진부(130) 내부인 제1 전반사 애노드(121)와 반사율을 줄인 제1 반투명 캐소드(123) 사이에 형성된 제1 전기 활성 고분자(131)를 포함한다. 제1 전기 활성 고분자(131)에 전압을 인가하게 되면 인가된 전압에 따라 제1 공진부(130)의 길이가 조절될 수 있다. 이때, 발광부(110)에서 나오는 빛은 제1 공진부(130)의 길이 조절을 통해 단일 파장이 아닌 여러 파장대의 빛으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 라이다 센서 내부에는 발광부(110)로서 발광 다이오드가 포함된다. 이를 확장해서 레이저 다이오드뿐만 아니라 유기 발광 다이오드(OLED)까지 포함될 수 있다. 발광 다이오드에 전압을 인가하여 빛이 나오게 되면, 공진기 내부(L)에서 빛이 공진기 내부에서 전반사 기판과 반사율을 줄인 기판 사이를 왕복하여 광자들이 서로 보강하도록 조정이 되고 반사율 줄인 기판을 통해 광선 일부를 밖으로 투과시켜 레이저 발진 또는 빛이 나오게 된다. 이때, 공진기 구조 내부에서 제1 전기 활성 고분자(131)에 특정 전압을 인가함에 따라 기계적 변형을 일으켜 공진기 길이(ΔL)를 조절할 수 있다. 다양한 파장 및 주파수의 빛이나 레이저 신호를 출력할 수 있다. 이 구조는 레이저 다이오드의 캐소드 부분이 투과율 100%(Tr~100%)인 경우이다.

다양한 파장의 빛의 경우는 전기 활성 고분자를 이용한 공진기 길이 조절을 통해 컬러 필터의 기능을 가질 수 있다. 그리고 레이저 신호의 경우, 여러 파장의 조절을 통해 거리 정보를 원활히 읽어내는 라이다 센서로서 동작할 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 장치에서 공진기 길이 조절 동작을 나타낸 도면이다.

공진기 길이(Micro cavity length)는 제1 전기 활성 고분자(131)에 인가된 전압에 따라 조절된다. 빛이 발진함에 있어 파장은 발광층의 결정재료가 가지는 밴드갭과 공진기 길이로 결정된다. 이때, 후자를 고려하게 되면 보강간섭으로 나오는 레이저는 공진기 길이를 조절함으로써 발광하는 빛의 파장을 변화시킬 수 있게 된다. 공진기 내부에서 안정적인 빛으로 존재하기 위해서 공진기 내부에 정현파(standing wave)가 만들어진다. 빛이 공진기 내에서 1회 왕복 시 위상 지연이 2π 만큼 생겨 정현파의 마디가 정확하게 거울의 위치에 존재해야 한다. 공진기 길이 L을 조절하여 빛의 파장 λ의 절반에 정수배가 되도록 공진 조건을 만족해야 한다.

제1 전기 활성 고분자(131)는 전기적 자극에 의해 팽창, 수축 및 휨 현상을 재현성 있게 나타낼 수 있는 고분자로서, 전기적 자극을 가하면 기계적인 움직임을 얻을 수 있다. 제1 전기 활성 고분자(131)는 기계적인 자극이 주어지면 전기를 얻을 수 있어 차세대 센서로써 적용 가능성이 큰 소재이다. 특히, 제1 전기 활성 고분자(131)는 빠른 응답속도, 큰 작동 변위(예컨대, 1 ~ 200%)를 가지고 있다.

도 4는 제1 전기 활성 고분자(131)에 전압을 인가하기 전의 도면이다. 도 5는 제1 전기 활성 고분자(131)에 전압을 인가한 경우의 도면이다. 제1 전기 활성 고분자(131)에 전압을 인가하기 전의 공진기 길이 L은 제1 전기 활성 고분자(131)에 전압을 인가한 경우의 공진기 길이 L'로 조절된다. 이에 따라, 제1 전기 활성 고분자(131)에 전압을 인가하기 전의 빛의 파장 λ은 제1 전기 활성 고분자(131)에 전압을 인가한 경우의 빛의 파장 λ'로 조절된다. 이와 같이, 도 4 및 도 5는 전기 활성 고분자를 이용한 공진기 길이 조절 동작을 나타내고 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 장치(100)는 제1 전기 활성 고분자(131)의 두께를 조절함으로써, 주파수를 선형적으로 변화시킬 수 있다. 전계를 가해준 제1 전기 활성 고분자(131)의 기계적 거동 변화가 공진기 길이를 결정하고 파장 및 주파수를 변화시킬 수 있게 된다. 제1 전기 활성 고분자(131)의 전계(Electric field)에 따른 두께 변형(thickness strain)은 선형적으로 이루어진다. PVDF(Polyvinylidene fluoride)에 PDMS-NH2(polydimethylsiloxane)로 가교결합하여 하이브리드 구조를 만든 대표적인 제1 전기 활성 고분자(131)는 합성하고자 하는 PDMS-NH2 의 wt%에 따라 전계에 따른 두께 변형율을 가진다. 이를 통해, 제1 전기 활성 고분자(131)는 가해주는 전계에 의해 두께 조절이 가능하다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치(100)는, 발광부(110) 및 제1 공진부(130)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 공진 장치(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 공진 장치(100)가 구현될 수 있다.

이하, 도 6 및 도 7의 공진 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.

발광부(110)는 제1 전반사 애노드(121) 및 제1 투명 캐소드(122)를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시킨다. 발광부(110)는 레이저 다이오드(LD, Laser Diode) 또는 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode)를 포함할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드는 제1 전반사 애노드(121) 및 제1 투명 캐소드(122) 사이에 적층된 제1 타입 기판(111), 제2 타입 클래드층(112), 활성층(113) 및 제1 타입 클래드층(114)을 포함할 수 있다. 레이저 다이오드에 전압을 인가하여 발광층(117)(EML)을 통해 빛이 나오게 되면 공진기 내부(L)에서 빛이 제1 전반사 애노드(121)와 제1 반투명 캐소드(123) 사이를 왕복하여 광자들이 서로 보강하도록 조정이 되고, 제1 반투명 캐소드(123)를 통해 광선 일부를 밖으로 투과시켜 레이저가 나오게 된다. 이 구조는 레이저 다이오드의 캐소드 부분이 투과율 100%(Tr~100%)인 경우이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 유기 발광 다이오드는 제1 전반사 애노드(121) 및 제1 투명 캐소드(122) 사이에 적층된 정공 주입층(115), 정공 수송층(116), 발광층(117), 전자 수송층(118) 및 전자 주입층(119)을 포함할 수 있다. 유기 발광 다이오드에 전압을 인가하여 발광층(117)(EML)을 통해 빛이 나오게 되면 공진기 내부(L)에서 빛이 제1 전반사 애노드(121)와 제1 반투명 캐소드(123) 사이를 왕복하여 광자들이 서로 보강하도록 조정이 되고, 제1 반투명 캐소드(123)를 통해 광선 일부를 밖으로 투과시켜 빛이나 광 신호가 나오게 된다. 이 구조는 유기 발광 다이오드의 캐소드 부분이 투과율 100%(Tr~100%)인 경우이다.

제1 공진부(130)는 제1 투명 애노드(124), 제1 전기 활성 고분자(131) 및 제2 투명 캐소드(125)가 적층된 복수의 전기 활성 고분자층이 다층 유전체 구조로 구성된다. 제1 공진부(130)는 발광부(110)에서 발생된 빛을 복수의 전기 활성 고분자층의 공진기 길이에 따라 공진시키고 그 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 최외곽에 위치한 제1 반투명 캐소드(123)를 통해 외부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력한다. 전기 활성 고분자층에 인가된 제2 전압에 따라 공진기 길이가 조절된다. 제1 공진부(130) 구조 내부에 제1 전기 활성 고분자(131)에 특정 전압을 인가함에 따라 기계적 변형을 일으켜 공진기 길이(ΔL)를 조절하여 다양한 파장 및 주파수의 빛이나 광 신호를 출력할 수 있다.

복수의 전기 활성 고분자층은 광섬유(Optical fiber)(141), 에어갭(Air gap), 광접착필름(OCA, Optically clear adhesive) 및 광접착레진(OCR, Optically clear resin) 중 어느 하나로 서로 연결될 수 있다. 제1 공진부(130)는 다층 유전체 LD 공진기 구조를 가진다. 제1 공진부(130)는 다중 반사에 의한 빛의 간섭 현상을 이용한다. 제1 공진부(130)는 다층 박막 간섭 현상을 이용하여 제1 공진부(130)의 전기 활성 고분자층이 2개 이상 형성되는 구조를 가진다.

제1 전기 활성 고분자(131)는 기계적 변형 또는 작동 변위가 한정되어 있다. 이런 한계를 해결하기 위해, 제1 공진부(130)는 다층 유전체 구조를 가지며, 이는 조정 가능한 공진기로 지칭될 수 있다. 레이저 다이오드와 유전체 사이는 광섬유(141)로 연결될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공진 장치(100)는 최외곽에 위치한 제1 반투명 캐소드(123)와 광섬유(141)를 통해 연결된 출력부(Output section)(140)를 더 포함할 수 있다. 출력부(140)는 광 분리기(optical isolator)로 구현될 수 있다. 출력부(140)를 통해 레이저가 한쪽 방향으로만 진행이 될 수 있도록 한다. 출력부(140)는 출력된 레이저가 발광부(110) 쪽으로 되돌아오는 반사 빛이 혹여 들어오는 경우, 잘못된 발진이 일어나는 것을 차단하고 방지할 수 있다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치(100)는, 발광부(110), 제1 공진부(130) 및 전달층(150)을 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 공진 장치(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 공진 장치(100)가 구현될 수 있다.

이하, 도 8 내지 도 11의 공진 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.

발광부(110)는 제1 전반사 애노드(121) 및 제2 반투명 캐소드(126)를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시킨다. 제2 반투명 캐소드(126)는 일부가 개방될 수 있다.

발광부(110)는 레이저 다이오드(LD, Laser Diode) 또는 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode)를 포함할 수 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드는 제1 전반사 애노드(121) 및 제2 반투명 캐소드(126) 사이에 적층된 제1 타입 기판(111), 제2 타입 클래드층(112), 활성층(113) 및 제1 타입 클래드층(114)을 포함할 수 있다. 레이저 다이오드에 전압을 인가하여 빛이 나오게 되면 공진기 내부(L)에서 빛이 제1 전반사 애노드(121)와 제1 반투명 캐소드(123) 사이를 왕복하여 광자들이 서로 보강하도록 조정이 되고 제1 반투명 캐소드(123)를 통해 광선 일부를 밖으로 투과시켜 레이저가 나오게 된다. 이때 제1 공진부(130) 구조 내부에 제1 전기 활성 고분자(131)를 이용하여 이에 특정 전압을 인가함에 따라 기계적 변형을 일으켜 공진기 길이(ΔL)를 조절하여 다양한 파장 및 주파수의 빛이나 레이저 신호를 출력할 수 있다. 이 구조는 레이저 다이오드의 캐소드 부분이 투과율이 약 30-70%(반투명)인 경우이다.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 유기 발광 다이오드는 제1 전반사 애노드(121) 및 제2 반투명 캐소드(126) 사이에 적층된 정공 주입층(115), 정공 수송층(116), 발광층(117), 전자 수송층(118) 및 전자 주입층(119)을 포함할 수 있다. 유기 발광 다이오드에 전압을 인가하여 빛이 나오게 되면 공진기 내부(L)에서 빛이 제1 전반사 애노드(121)와 제1 반투명 캐소드(123) 사이를 왕복하여 광자들이 서로 보강하도록 조정이 되고 제1 반투명 캐소드(123)를 통해 광선 일부를 밖으로 투과시켜 빛이 나오게 된다. 이때 공진기 구조 내부에 제1 전기 활성 고분자(131)를 이용하여 이에 특정 전압을 인가함에 따라 기계적 변형을 일으켜 공진기 길이(ΔL)를 조절하여 다양한 파장 및 주파수의 빛을 출력할 수 있다.

제1 공진부(130)는 발광부(110)에서 발생된 빛을 제1 투명 애노드(124), 제1 전기 활성 고분자(131) 및 제1 반투명 캐소드(123)가 적층된 전기 활성 고분자층의 공진기 길이에 따라 공진시키고 그 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 제2 반투명 캐소드(126)를 통해 외부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력한다. 제1 전기 활성 고분자(131)에 인가된 제2 전압에 따라 공진기 길이가 조절된다.

전달층(150)은 발광부(110) 및 공진기를 서로 연결시켜, 발광부(110)에서 발생된 빛을 제1 공진부(130)로 전달한다. 전달층(150)은 구비된 에어갭(151) 및 DAT(Double Adhesive Tape, 152)를 통해 발광부(110) 및 공진기를 서로 연결시키고, 발광부(110)에서 발생된 빛을 구비된 에어갭(151)을 통해 제1 공진부(130)로 전달할 수 있다. 여기서, DAT(152)는 양면 접착 테이프를 나타낸다. DAT(152)는 실제 디스플레이 패널 등에 사용하는 테이프 소재로 각 레이어의 공간을 띄워주어 에어갭(air gap)을 형성하고 습기 및 먼지를 막아주는 역할을 한다. 전달층(150)은 광섬유(141), 광접착필름 및 광접착레진(153) 중 어느 하나를 구비할 수 있다. 전달층(150)은 구비된 광섬유(141), 광접착필름 및 광접착레진(153) 중 어느 하나를 통해 발광부(110) 및 공진기를 서로 연결시키고, 그 발생된 빛을 구비된 광섬유(141), 광접착필름 및 광접착레진(153) 중 어느 하나을 통해 제1 공진부(130)로 전달할 수 있다.

한편, 각 레이어(layer)를 접착시키기 위해 사용되는 광학용 접착소재는 투명한 양면 테이프 타입의 OCA(optically clear adhesive)와 투명한 액체 타입의 OCR(optically clear resin) 혹은 LOCA(liquid optically clear adhesive)으로 크게 나눌 수 있다. 여기서 "optically clear"라는 용어는 소재 자체의 투과도가 90% 이상이 됨을 의미하는 것으로, 매우 투명한 상태를 가리킨다.

빛은 공기층과 필름층 사이의 굴절률 차이에 의해 반사 되어 일부 손실이 일어나게 되고 이는 전반적으로 흐릿한 이미지를 표현하게 되어 이미지 품질의 저하를 유발한다. 그러나 에어 갭을 광학용 접착 소재로 채우게 되면 필름층과 접착소재 간의 굴절률 차이가 감소하게 되어 발광부(110)로부터 빛 손실 또한 줄어들 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치(100)는, 발광부(110), 반사경(160) 및 제1 공진부(130)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 공진 장치(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 공진 장치(100)가 구현될 수 있다.

이하, 도 12 및 도 13의 공진 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.

발광부(110)는 제1 전반사 애노드(121) 및 제1 전반사 캐소드(127)를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시킨다.

도 12에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드는 제1 전반사 애노드(121) 및 제1 전반사 캐소드(127) 사이에 적층된 제1 타입 기판(111), 제2 타입 클래드층(112), 활성층(113) 및 제1 타입 클래드층(114)을 포함할 수 있다. 레이저 다이오드에 전압을 인가하여 빛이 나오게 되면 반사경(mirror, 160)을 통해 제1 전기 활성 고분자(131)로 빛이 들어가서 빛이 제1 반투명 캐소드(123)와 제2 전반사 애노드(128) 사이를 왕복하여 광자들이 서로 보강하도록 조정이 되고 제1 반투명 캐소드(123)를 통해 광선 일부를 밖으로 투과시켜 레이저가 나오게 된다.

도 13에 도시된 바와 같이, 유기 발광 다이오드는 제1 전반사 애노드(121) 및 제1 전반사 캐소드(127) 사이에 적층된 정공 주입층(115), 정공 수송층(116), 발광층(117), 전자 수송층(118) 및 전자 주입층(119)을 포함할 수 있다. 유기 발광 다이오드에 전압을 인가하여 빛이 나오게 되면 반사경(160)을 통해 전기 활성 고분자층으로 빛이 들어가서 빛이 제1 반투명 캐소드(123)와 제2 전반사 애노드(128) 사이를 왕복하여 광자들이 서로 보강하도록 조정이 되고 제1 반투명 캐소드(123)를 통해 광선 일부를 밖으로 투과시켜 빛이 나오게 된다.

반사경(160)은 발광부(110)에서 발생된 빛을 기설정된 방향으로 반사시킨다. 반사경(160)은 복수의 반사경으로 포함할 수 있다. 일례로, 하나의 반사경은 발광부(110)의 후면 또는 측면에 위치하여 발광부(110)에서 출력되는 빛이나 레이저가 외부로 출력되지 않게 반사시킨다. 다른 반사경은 경사각을 통해 발광부(110)에서 출력되는 빛이나 레이저를 공진부(130) 방향으로 반사시킬 수 있다.

제1 공진부(130)는 반사경(160)에서 반사된 빛을 제1 반투명 캐소드(123)와 제1 전반사 애노드(121) 사이에 위치한 제1 전기 활성 고분자(131)의 공진기 길이에 따라 공진시키고 그 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 제1 반투명 캐소드(123)를 통해 외부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력한다. 제1 전기 활성 고분자(131)에 인가된 제2 전압에 따라 상기 공진기 길이가 조절된다. 즉, 제1 공진부(130)는 제1 전기 활성 고분자(131)에 특정 전압을 인가함에 따라 기계적 변형을 일으켜 공진기 길이(ΔL)를 조절하여 다양한 파장 및 주파수의 레이저 신호 또는 빛을 출력할 수 있다.

도 14 및 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치(100)는, 발광부(110), 제1 공진부(130) 및 제2 공진부(170)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 공진 장치(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 공진 장치(100)가 구현될 수 있다.

이하, 도 14 및 도 15의 공진 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.

발광부(110)는 제2 투명 애노드(129) 및 제1 투명 캐소드(122)를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시킨다. 발광부(110)는 레이저 다이오드(LD, Laser Diode) 또는 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode)를 포함할 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드는 제2 투명 애노드(129) 및 제1 투명 캐소드(122) 사이에 적층된 제1 타입 기판(111), 제2 타입 클래드층(112), 활성층(113) 및 제1 타입 클래드층(114)을 포함할 수 있다. 레이저 다이오드에 전압을 인가하여 빛이 나오게 되면 공진기 내부(L)에서 빛이 제1 반투명 애노드(171)와 제1 반투명 캐소드(123) 사이를 왕복하여 광자들이 서로 보강하도록 조정이 되고 상부와 하부 양방향으로 투과시켜 레이저 또는 빛이 나오게 된다. 이때 공진기 구조 내부에 제1 전기 활성 고분자(131)를 이용하여 이에 특정 전압을 인가함에 따라 기계적 변형을 일으켜 공진기 길이(ΔL)를 조절하여 다양한 파장 및 주파수의 빛이나 레이저 신호를 출력할 수 있다. 이 구조는 레이더 다이오드에 연결된 제2 투명 애노드(129)와 제1 투명 캐소드(122)가 투과율 100%(Tr~100%)인 경우이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 유기 발광 다이오드는 제2 투명 애노드(129) 및 제1 투명 캐소드(122) 사이에 적층된 정공 주입층(115), 정공 수송층(116), 발광층(117), 전자 수송층(118) 및 전자 주입층(119)을 포함할 수 있다. 유기 발광 다이오드에 전압을 인가하여 빛이 나오게 되면 공진기 내부(L)에서 빛이 제1 반투명 애노드(171)와 제1 반투명 캐소드(123) 사이를 왕복하여 광자들이 서로 보강하도록 조정이 되고 상부와 하부 양방향으로 투과시켜 레이저 또는 빛이 나오게 된다. 이때 공진기 구조 내부에 제1 전기 활성 고분자(131)를 이용하여 이에 특정 전압을 인가함에 따라 기계적 변형을 일으켜 공진기 길이(ΔL)를 조절하여 다양한 파장 및 주파수의 빛이나 레이저 신호를 출력할 수 있다. 이 구조는 유기 발광 다이오드에 연결된 제2 투명 애노드(129)와 제1 투명 캐소드(122)가 투과율 100%(Tr~100%)인 경우이다.

제1 공진부(130)는 발광부(110)에서 발생된 빛을 제1 투명 캐소드(122) 및 제1 반투명 캐소드(123)의 사이에 위치한 제1 전기 활성 고분자(131)의 공진기 길이에 따라 공진시키고 그 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 제1 반투명 캐소드(123)를 통해 상부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력한다. 또한, 제2 공진부(170)는 발광부(110)에서 발생된 빛을 제2 투명 애노드(129) 및 제1 반투명 애노드(171)의 사이에 위치한 제2 전기 활성 고분자(132)의 공진기 길이에 따라 공진시키고 그 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 제2 반투명 애노드를 통해 하부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력한다. 이와 같이, 상부 및 하부 양면으로 레이저 또는 빛을 출력한다. 제1 전기 활성 고분자(131) 및 제2 전기 활성 고분자(132)에 인가된 제2 전압에 따라 공진기 길이가 조절된다.

이상, 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 일련의 기능 블록들을 기초로 설명되고 있지만, 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 실시예들의 조합은 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니며, 구현 및/또는 필요에 따라 전술한 실시예들 뿐 아니라 다양한 형태의 조합이 제공될 수 있다.

전술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

110: 발광부 130: 제1 공진부
111: 제1 타입 기판 112: 제2 타입 클래드층
113: 활성층 114: 제1 타입 클래드층
115: 정공 주입층 116: 정공 수송층
117: 발광층 118: 전자 수송층
119: 전자 주입층
121: 제1 전반사 애노드 122: 제1 투명 캐소드
123: 제1 반투명 캐소드 124: 제1 투명 애노드
125: 제2 투명 캐소드 126: 제2 반투명 캐소드
127: 제1 전반사 캐소드 128: 제2 전반사 애노드
129: 제2 투명 애노드
131: 제1 전기 활성 고분자 132: 제2 전기 활성 고분자
140: 출력부 150: 전달층
151: 에어갭 152: DAT
153: OCA 또는 OCR 160: 반사경
170: 제2 공진부 171: 제1 반투명 애노드

Claims

제1 전반사 애노드 및 제1 투명 캐소드를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시키는 발광부; 및
상기 발생된 빛을 상기 제1 투명 캐소드 및 제1 반투명 캐소드의 사이에 위치한 제1 전기 활성 고분자의 공진기 길이에 따라 공진시키고 상기 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 상기 제1 반투명 캐소드를 통해 외부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력하는 제1 공진부를 포함하고,
상기 제1 전기 활성 고분자에 인가된 제2 전압에 따라 상기 공진기 길이가 조절되는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제1항에 있어서,
상기 발광부는,
레이저 다이오드(LD, Laser Diode) 또는 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode)를 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제2항에 있어서,
상기 레이저 다이오드는,
상기 제1 전반사 애노드 및 상기 제1 투명 캐소드 사이에 적층된 제1 타입 기판, 제2 타입 클래드층, 활성층 및 제1 타입 클래드층을 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제2항에 있어서,
상기 유기 발광 다이오드는,
상기 제1 전반사 애노드 및 상기 제1 투명 캐소드 사이에 적층된 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제1 전반사 애노드 및 제1 투명 캐소드를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시키는 발광부; 및
제1 투명 애노드, 제1 전기 활성 고분자 및 제2 투명 캐소드가 적층된 복수의 전기 활성 고분자층이 다층 유전체 구조로 구성되고, 상기 발생된 빛을 상기 복수의 전기 활성 고분자층의 공진기 길이에 따라 공진시키고 상기 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 최외곽에 위치한 제1 반투명 캐소드를 통해 외부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력하는 제1 공진부를 포함하고,
상기 복수의 전기 활성 고분자층은 광섬유, 에어갭, 광접착필름 및 광접착레진 중 어느 하나로 서로 연결되는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제5항에 있어서,
상기 발광부는,
레이저 다이오드(LD, Laser Diode) 또는 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode)를 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제6항에 있어서,
상기 레이저 다이오드는,
상기 제1 전반사 애노드 및 상기 제1 투명 캐소드 사이에 적층된 제1 타입 기판, 제2 타입 클래드층, 활성층 및 제1 타입 클래드층을 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제6항에 있어서,
상기 유기 발광 다이오드는,
상기 제1 전반사 애노드 및 상기 제1 투명 캐소드 사이에 적층된 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제1 전반사 애노드 및 제2 반투명 캐소드를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시키는 발광부;
상기 발생된 빛을 제1 투명 애노드, 제1 전기 활성 고분자 및 제1 반투명 캐소드가 적층된 전기 활성 고분자층의 공진기 길이에 따라 공진시키고 상기 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 상기 제1 반투명 캐소드를 통해 외부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력하는 제1 공진부; 및
상기 발광부 및 상기 공진기를 서로 연결시켜 상기 발생된 빛을 상기 제1 공진부로 전달하는 전달층을 포함하고,
상기 제1 전기 활성 고분자에 인가된 제2 전압에 따라 상기 공진기 길이가 조절되는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제9항에 있어서,
상기 발광부는,
레이저 다이오드(LD, Laser Diode) 또는 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode)를 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제10항에 있어서,
상기 레이저 다이오드는,
상기 제1 전반사 애노드 및 상기 제2 반투명 캐소드 사이에 적층된 제1 타입 기판, 제2 타입 클래드층, 활성층 및 제1 타입 클래드층을 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제10항에 있어서,
상기 유기 발광 다이오드는,
상기 제1 전반사 애노드 및 상기 제2 반투명 캐소드 사이에 적층된 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제9항에 있어서,
상기 전달층은,
구비된 에어갭 및 DAT를 통해 상기 발광부 및 상기 공진기를 서로 연결시키고, 상기 발생된 빛을 상기 구비된 에어갭을 통해 상기 제1 공진부로 전달하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제9항에 있어서,
상기 전달층은,
광섬유, 광접착필름 및 광접착레진 중 어느 하나를 구비하고, 상기 구비된 광섬유, 광접착필름 및 광접착레진 중 어느 하나를 통해 상기 발광부 및 상기 공진기를 서로 연결시키고, 상기 발생된 빛을 상기 구비된 광섬유, 광접착필름 및 광접착레진 중 어느 하나을 통해 상기 제1 공진부로 전달하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제1 전반사 애노드 및 제1 전반사 캐소드를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시키는 발광부;
상기 발생된 빛을 기설정된 방향으로 반사시키는 반사경;
상기 반사된 빛을 제1 반투명 캐소드와 제2 전반사 애노드 사이에 위치한 제1 전기 활성 고분자의 공진기 길이에 따라 공진시키고 상기 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 상기 제1 반투명 캐소드를 통해 외부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력하는 제1 공진부를 포함하고,
상기 제1 전기 활성 고분자에 인가된 제2 전압에 따라 상기 공진기 길이가 조절되는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제15항에 있어서,
상기 발광부는,
레이저 다이오드(LD, Laser Diode) 또는 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode)를 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제16항에 있어서,
상기 레이저 다이오드는,
상기 제1 전반사 애노드 및 상기 제1 전반사 캐소드 사이에 적층된 제1 타입 기판, 제2 타입 클래드층, 활성층 및 제1 타입 클래드층을 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제16항에 있어서,
상기 유기 발광 다이오드는,
상기 제1 전반사 애노드 및 상기 제1 전반사 캐소드 사이에 적층된 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제2 투명 애노드 및 제1 투명 캐소드를 통해 인가된 제1 전압에 의해 빛을 발생시키는 발광부;
상기 발생된 빛을 상기 제1 투명 캐소드 및 제1 반투명 캐소드의 사이에 위치한 제1 전기 활성 고분자의 공진기 길이에 따라 공진시키고 상기 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 상기 제1 반투명 캐소드를 통해 상부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력하는 제1 공진부; 및
상기 발생된 빛을 상기 제2 투명 애노드 및 제1 반투명 애노드의 사이에 위치한 제2 전기 활성 고분자의 공진기 길이에 따라 공진시키고 상기 공진시킨 빛 중에서 일부 광선을 상기 제1 반투명 애노드를 통해 하부로 투과시켜 레이저 또는 빛을 출력하는 제2 공진부를 포함하고,
상기 제1 전기 활성 고분자 및 상기 제2 전기 활성 고분자에 인가된 제2 전압에 따라 상기 공진기 길이가 조절되는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제19항에 있어서,
상기 발광부는,
레이저 다이오드(LD, Laser Diode) 또는 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode)를 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제20항에 있어서,
상기 레이저 다이오드는,
상기 제2 투명 애노드 및 상기 제1 투명 캐소드 사이에 적층된 제1 타입 기판, 제2 타입 클래드층, 활성층 및 제1 타입 클래드층을 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.
제20항에 있어서,
상기 유기 발광 다이오드는,
상기 제2 투명 애노드 및 상기 제1 투명 캐소드 사이에 적층된 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하는, 전기 활성 고분자를 이용한 공진 장치.