KR101096645B1 - 전계발광소자 및 그를 포함하는 전계발광시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전계발광소자 및 그를 포함하는 전계발광시트에 관한 것으로서, 기판과, 상기 기판에 지지되도록 형성된 음극전극층과 상기 음극전극층에 나란하도록 배치된 투명의 양극전극층과 상기 양극전극층과 상기 음극전극층사이에 배치되고 상기 양극전극층과 상기 음극전극층사이에 교류전압이 공급될 때 상기 양극전극층으로부터 주입되는 정공과 상기 음극전극층으로부터 주입되는 전자의 재결합 과정을 통해 발광동작이 일어나는 발광동작부를 갖는 전계발광소자와, 상기 전계발광소자를 둘러싸는 방수외피를 갖는 전계발광시트에 있어서, 상기 전계발광소자는 상기 양극전극층의 상측과 상기 음극전극층의 하측 중 적어도 어느 일방에서 상기 기판에 지지되고 다수의 보강층공을 갖도록 형성된 절연재질의 보강층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 열발생을 억제하면서 휨에 의해 양극전극층과 음극전극층이 단선될 가능성을 줄일 수 있다.

Description

전계발광소자 및 그를 포함하는 전계발광시트{Electro-Luminescence and Electro-Luminescence Sheet Having the Same}

본 발명은 전계발광소자 및 그를 포함하는 전계발광시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기화합물 또는 무기화합물에 전류가 흐르면 빛을 낸다는 이른바 전계발광(Electro-Luminescence) 현상을 이용한 소자 및 그를 포함하는 시트에 관한 것이다.

최근 화질과 응답속도가 우수하고 자체발광성으로서 두께를 얇게 형성할 수 있는 전계발광소자가 안출되어 사용되고 있다.

이러한 전계발광소자는 휴대전화의 디스플레이, 의류, 완구 등에 부착되는 발광시트 등의 발광원으로 사용되고 있다.

도7은 종래의 전계발광시트의 평면도이고, 도8은 종래의 전계발광시트의 기판과 하부보강층이 전부 제거된 상태를 도시한 저면도이고, 도9는 종래의 전계발광시트의 기판과 하부보강층이 일부 제거된 상태를 도시한 저면도이고, 도10은 도9에 도시된 "A"영역의 단면도이다.

종래의 전계발광시트는, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 전계발광소자(110)와, 전계발광소자(110)를 둘러싸는 방수외피(121)를 갖고 있다.

전계발광소자(110)는 기판(111)과, 기판(111)에 지지되도록 형성된 음극전극층(112) 및 양극전극층(113)과, 양극전극층(113)과 음극전극층(112)사이에 배치된 발광동작부(116)와, 발광동작부(116)의 상측에 형성된 필터층(117)을 갖고 있다.

기판(111)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET : Poly Ethylene Terephthalate) 등의 방수성 재질로 제작된다.

음극전극층(112)은 8개 영역으로 분할 형성되어 있다.

음극전극층(112)의 각 분할영역은 4개의 음극연결배선(112a)을 통해 커넥터(201)에 전기적으로 연결되어 있다. 여기서 각 음극연결배선(112a)은 음극전극층(112)의 분할영역을 두 개씩 나누어 커넥터(201)에 연결하고 있다.

음극연결배선(112a)의 종단은 각 음극전극층(112)에 전기적으로 연결되고, 음극연결배선(112)의 종단을 제외한 구간과 음극전극층(112) 사이는 절연층(112b)에 의해 전기적으로 차단되어 있다.

이러한 구성을 갖는 음극전극층(112)은 종래 알려진 바와 같이 알루미늄 등의 도전성 재질로 기판(111)의 상면에 증착한 후 패터닝하는 방법 또는 실크인쇄방법으로 형성할 수 있다.

양극전극층(113)은 음극전극층(112)과 동일한 형태의 8개 영역으로 분할 형성되어 있다.

양극전극층(113)의 각 분할영역은 네 개의 양극연결배선(113a)을 통해 커넥터(201)에 전기적으로 연결되어 있다. 여기서 각 양극연결배선(132a)은 양극전극층(113)의 분할영역을 두 개씩 나누어 커넥터(201)에 연결하고 있다.

양극연결배선(113a)의 종단은 각 양극전극층(113)에 전기적으로 연결되고, 양극연결배선(113)의 종단을 제외한 구간과 양극전극층(113) 사이는 절연층(도시되지 않음)에 의해 전기적으로 차단되어 있다.

이러한 구성을 갖는 양극전극층(113)은 ITO(Indium Tin Oxide)을 발광동작부(116)의 상면에 증착한 후 패터닝하는 방법 또는 실크인쇄방법으로 형성할 수 있다.

발광동작부(116)는 종래 알려진 바와 같이 무기전계발광재료(GaN, ZnS 등) 또는 유기전계발광재료(Alq3, Anthracene, perylene 유도체, PPV, PT유도체 등)을 사용하여 제작된 발광층을 포함한다.

그리고 발광동작부(116)는 종래 알려진 바와 같이, 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층, 등을 모두 또는 일부를 더 포함하도록 구성할 수 있다.

또한 발광동작부(116)가 무기전계발광재료로 제작되는 경우 유전층을 더 포함하도록 구성된다.

이러한 구성을 갖는 발광동작부(116)는 양극전극층(113)과 음극전극층(112)사이에 교류전압이 공급될 때 양극전극층(113)으로부터 주입되는 정공과 음극전극층(112)으로부터 주입되는 전자의 재결합 과정을 통해 발광동작이 일어난다.

필터층(117)은 음극전극층(112)과 동일한 형태의 8개 필터영역을 갖도록 형성되어 있다.

이러한 구성을 갖는 필터층(117)은 방수외피(121)의 상면에 특정 파장의 빛을 선택적으로 투과할 수 있는 염료를 코팅하는 방법 등으로 형성할 수 있다.

방수외피(121)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET : Poly Ethylene Terephthalate) 등의 방수성 재질로 제작되고, 둘레연부를 통해 기판(111)에 접착제결합방법, 고주파 가열 결합 방법 등으로 결합된다.

이러한 구성을 갖는 종래의 전계발광시트의 사용방법을 도11을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위해 전계발광시트(101)에는 커넥터(201)가 연결되어 있는 것으로 가정한다.

먼저 전계발광시트(101)를 의복에 부착하고, 배터리(202), 피시비(도시되지 않음) 및 온오프버튼(203)을 의복에 설치한다. 피시비(도시되지 않음)에는 인버터(204), 스위칭회로부(205) 및 제어부(206)가 설치되어 있다.

스위칭회로부(205)는 제어부(206)에 연결되어 있고, 커넥터(201)를 통해 음극연결배선(112a)과 음극연결배선(112a)에 전기적으로 연결된다.

제어부(206)는 음극연결배선(112a)중 어느 일방과 대응하는 양극연결배선(음극연결배선이 연결된 음극전극층의 분할영역에 대응하는 양극전극층의 분할영역에 연결된 양극연결배선)이 선택적으로 인버터(204)에 연결되도록 스위칭회로부(205)를 제어한다. 제어부(206)의 제어동작은 온오프버튼(203)의 온조작시 음극연결배선(112a)과 대응하는 양극연결배선에 순차적으로 교류전압이 공급되도록 미리 설정되어 있다.

다음에 온오프버튼(203)을 온상태로 조작하면 음극전극층(112)과 양극전극층(113)에 교류전압이 공급되고, 순차적으로 한 조의 필터영역을 통해 빛이 방출된다.

그런데 종래의 전계발광소자(110) 또는 전계발광시트(101)에 따르면 휨에 의해 양극전극층(113)과 음극전극층(112)이 단선될 염려가 있다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은, 열발생을 억제하면서 양극전극층과 음극전극층의 단선 가능성을 줄일 수 있도록 한 전계발광소자 및 그를 포함하는 전계발광시트를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판과, 상기 기판에 지지되도록 형성된 음극전극층과, 상기 음극전극층에 나란하도록 배치된 투명의 양극전극층과, 상기 양극전극층과 상기 음극전극층사이에 배치되고 상기 양극전극층과 상기 음극전극층사이에 교류전압이 공급될 때 상기 양극전극층으로부터 주입되는 정공과 상기 음극전극층으로부터 주입되는 전자의 재결합 과정을 통해 발광동작이 일어나는 발광동작부를 갖는 전계발광소자에 있어서, 상기 양극전극층의 상측과 상기 음극전극층의 하측 중 적어도 어느 일방에서 상기 기판에 지지되고 다수의 보강층공을 갖도록 형성된 절연재질의 보강층을 포함하는 전계발광소자 또는 전계발광시트에 의해 달성된다.

여기서 와류손(Eddy Current Loss)의 발생면적을 감소시킬 수 있도록, 상기 보강층공은 정육각형 형태를 가지고 가로방향과 세로방향을 따라 규칙적으로 배열되도록 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 전계발광시트의 구조가 간단해지고 제작이 용이해지도록, 상기 기판은 방수성 재질로 제작되고; 상기 보강층은 상기 기판의 상면에 형성되고; 상기 방수외피는 상기 전계발광소자의 상측영역을 둘러싸는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에 따르면, 보강층공이 형성된 보강층을 추가함으로써, 열발생을 억제하면서 휨에 의해 양극전극층과 음극전극층이 단선될 가능성을 줄일 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 전계발광시트의 사시도,
도2는 본 발명의 실시예에 따른 전계발광시트의 평면도,
도3은 본 발명의 실시예에 따른 전계발광시트의 기판과 하부보강층이 전부 제거된 상태를 도시한 저면도,
도4는 본 발명의 실시예에 따른 전계발광시트의 기판과 하부보강층이 일부 제거된 상태를 도시한 저면도,
도5는 도4에 도시된 "A"영역의 단면도,
도6은 본 발명의 실시예에 따른 전계발광시트의 전원공급부를 도시한 저면도,
도7은 종래의 전계발광시트의 평면도,
도8은 종래의 전계발광시트의 기판과 하부보강층이 전부 제거된 상태를 도시한 저면도,
도9는 종래의 전계발광시트의 기판과 하부보강층이 일부 제거된 상태를 도시한 저면도,
도10은 도9에 도시된 "A"영역의 단면도,
도11은 종래의 전계발광시트의 전원공급부를 도시한 저면도이다.

이하에서, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 전계발광시트의 사시도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 전계발광시트의 평면도이고, 도3은 본 발명의 실시예에 따른 전계발광시트의 기판과 하부보강층이 전부 제거된 상태를 도시한 저면도이고, 도4는 본 발명의 실시예에 따른 전계발광시트의 기판과 하부보강층이 일부 제거된 상태를 도시한 저면도이고, 도5는 도4에 도시된 "A"영역의 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 전계발광시트는, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 전계발광소자(10)와, 전계발광소자(10)를 둘러싸는 방수외피(21)를 갖고 있다.

전계발광소자(10)는 기판(11)과, 기판(11)에 지지되도록 형성된 음극전극층(12) 및 양극전극층(13)과, 양극전극층(13)의 상측과 음극전극층(12)의 하측에 각각 배치된 상부보강층(14) 및 하부보강층(15)과, 양극전극층(13)과 음극전극층(12)사이에 배치된 발광동작부(16)와, 상부보강층(14)의 상측에 형성된 필터층(17)을 갖고 있다.

기판(11)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET : Poly Ethylene Terephthalate) 등의 방수성 재질로 제작된다.

음극전극층(12)은 8개 영역으로 분할 형성되어 있다.

음극전극층(12)의 각 분할영역은 4개의 음극연결배선(12a)을 통해 커넥터(201)에 전기적으로 연결되어 있다. 여기서 각 음극연결배선(12a)은 음극전극층(12)의 분할영역을 두 개씩 나누어 커넥터(201)에 연결하고 있다.

음극연결배선(12a)의 종단은 각 음극전극층(12)에 전기적으로 연결되고, 음극연결배선(12)의 종단을 제외한 구간과 음극전극층(12) 사이는 절연층(12b)에 의해 전기적으로 차단되어 있다.

이러한 구성을 갖는 음극전극층(12)은 종래 알려진 바와 같이 알루미늄 등의 도전성 재질로 하부보강층(15)의 상면에 증착한 후 패터닝하는 방법 또는 실크인쇄방법으로 형성할 수 있다.

양극전극층(13)은 음극전극층(12)과 동일한 형태의 8개 영역으로 분할 형성되어 있다.

양극전극층(13)의 각 분할영역은 네 개의 양극연결배선(13a)을 통해 커넥터(201)에 전기적으로 연결되어 있다. 여기서 각 양극연결배선(32a)은 양극전극층(13)의 분할영역을 두 개씩 나누어 커넥터(201)에 연결하고 있다.

양극연결배선(13a)의 종단은 각 양극전극층(13)에 전기적으로 연결되고, 양극연결배선(13)의 종단을 제외한 구간과 양극전극층(13) 사이는 절연층(도시되지 않음)에 의해 전기적으로 차단되어 있다.

이러한 구성을 갖는 양극전극층(13)은 ITO(Indium Tin Oxide)을 상부보강층(14)의 상면에 증착한 후 패터닝하는 방법 또는 실크인쇄방법으로 형성할 수 있다.

상부보강층(14)은 다수의 상부보강층공(도시되지 않음)을 갖도록 형성된다. 여기서 상부보강층공(도시되지 않음)은 정육각형 형태를 가지고, 가로방향과 세로방향을 따라 규칙적으로 배열되도록 형성된다.

이러한 구성을 갖는 상부보강층(14)은 실리콘, 에폭시(epoxy), 우레탄(Urethane) 등의 절연재질로 실크인쇄방법으로 형성할 수 있다.

하부보강층(15)은 다수의 하부보강층공(15a)을 갖도록 형성된다. 여기서 하부보강층공(15a)은 정육각형 형태를 가지고, 가로방향과 세로방향을 따라 규칙적으로 배열되도록 형성된다.

이러한 구성을 갖는 하부보강층(15)은 상부보강층(14)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.

발광동작부(16)는 종래 알려진 바와 같이 무기전계발광재료(GaN, ZnS 등) 또는 유기전계발광재료(Alq3, Anthracene, perylene 유도체, PPV, PT유도체 등)을 사용하여 제작된 발광층을 포함한다.

그리고 발광동작부(16)는 종래 알려진 바와 같이, 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층, 등을 모두 또는 일부를 더 포함하도록 구성할 수 있다.

또한 발광동작부(16)가 무기전계발광재료로 제작되는 경우 유전층을 더 포함하도록 구성된다.

이러한 구성을 갖는 발광동작부(16)는 양극전극층(13)과 음극전극층(12)사이에 교류전압이 공급될 때 양극전극층(13)으로부터 주입되는 정공과 음극전극층(12)으로부터 주입되는 전자의 재결합 과정을 통해 발광동작이 일어난다.

필터층(17)은 음극전극층(12)과 동일한 형태의 8개 필터영역을 갖도록 형성되어 있다.

이러한 구성을 갖는 필터층(17)은 방수외피(21)의 상면에 특정 파장의 빛을 선택적으로 투과할 수 있는 염료를 코팅하는 방법 등으로 형성할 수 있다.

방수외피(21)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET : Poly Ethylene Terephthalate) 등의 방수성 재질로 제작되고, 둘레연부를 통해 기판(11)에 접착제결합방법, 고주파 가열 결합 방법 등으로 결합된다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 전계발광시트의 사용방법을 도6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위해 전계발광시트(1)에는 커넥터(201)가 연결되어 있는 것으로 가정한다.

먼저 전계발광시트(1)를 의복에 부착한다. 상부보강층(14)과 하부보강층(15)은 의복에 부착된 전계발광시트(1)가 유(U)자, 브이(V)자 형태로 휘어질 때 전계발광시트(1)의 유연성(Flexibility)을 유지하면서 양극전극층(13), 음극전극층(12), 음극연결배선(12a) 및 양극연결배선(13a)이 단선될 가능성을 감소시키는 작용을 한다.

다음에 배터리(202), 피시비(도시되지 않음) 및 온오프버튼(203)을 의복에 설치한다. 피시비(도시되지 않음)에는 인버터(204), 스위칭회로부(205) 및 제어부(206)가 설치되어 있다.

스위칭회로부(205)는 제어부(206)에 연결되어 있고, 커넥터(201)를 통해 음극연결배선(12a)과 음극연결배선(12a)에 전기적으로 연결된다.

제어부(206)는 음극연결배선(12a)중 어느 일방과 대응하는 양극연결배선(음극연결배선이 연결된 음극전극층의 분할영역에 대응하는 양극전극층의 분할영역에 연결된 양극연결배선)이 선택적으로 인버터(204)에 연결되도록 스위칭회로부(205)를 제어한다. 제어부(206)의 제어동작은 온오프버튼(203)의 온조작시 음극연결배선(12a)과 대응하는 양극연결배선에 순차적으로 교류전압이 공급되도록 미리 설정되어 있다.

다음에 온오프버튼(203)을 온상태로 조작하면 음극전극층(12)과 양극전극층(13)에 교류전압이 공급되고, 순차적으로 한 조의 필터영역을 통해 빛이 방출된다. 음극전극층(12)과 양극전극층(13)에 교류전압이 인가될 때 상부보강층공(도시되지 않음)과 하부보강층공(15a)에서는 와류손(Eddy Current Loss)이 발생하지 않기 때문에 상부보강층(14)과 하부보강층(15)에서의 열발생을 감소시킬 수 있게 된다.

이와 같이 상부보강층(14)과 하부보강층(15)에서의 열발생이 감소되면 열에 의해 양극전극층(13), 음극전극층(12), 음극연결배선(12a) 및 양극연결배선(13a)이 단선될 가능성을 줄일 수 있게 된다.

한편 전술한 실시예에서는 양극전극층(13)의 상측과 음극전극층(12)의 하측에 보강층(14, 15)을 형성하고 있으나, 양극전극층(13)의 상측과 음극전극층(12)의 하측 중 어느 일방에 보강층을 형성하여 본 발명을 실시할 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 상부보강층공과 하부보강층공이 형성된 보강층(14, 15)을 추가함으로써, 열발생((와류손에 의한 열발생)을 억제하면서 휨에 의해 양극전극층(13)과 음극전극층(12)이 단선될 가능성을 줄일 수 있게 된다.

그리고 정육각형 형태를 가지고 가로방향과 세로방향을 따라 규칙적으로 배열되도록 하부보강층공과 상부보강층공을 형성함으로써, 휨에 의해 양극전극층(13)과 음극전극층(12)이 단선될 가능성을 줄이면서, 와류손(Eddy Current Loss)의 발생면적을 감소시킬 수 있게 된다.

또한 기판(11)을 방수성 재질로 제작하고, 하부보강층(15)을 기판(11)의 상면에 형성함으로써, 전계발광시트의 구조가 간단해지고 제작이 용이해진다.

1, 101 : 전계발광시트 10, 110 : 전계발광소자
11, 111 : 기판 12, 112 : 음극전극층
13, 113 : 양극전극층 14, 15 : 보강층
16, 116 : 발광동작부 17, 117 : 필터층
21, 121 : 방수외피 201 : 커넥터
202 : 배터리 204 : 인버터
205 : 스위칭회로부 206 : 제어부

Claims (5)

1. 기판과, 상기 기판에 지지되도록 형성된 음극전극층과, 상기 음극전극층에 나란하도록 배치된 투명의 양극전극층과, 상기 양극전극층과 상기 음극전극층사이에 배치되고 상기 양극전극층과 상기 음극전극층사이에 교류전압이 공급될 때 상기 양극전극층으로부터 주입되는 정공과 상기 음극전극층으로부터 주입되는 전자의 재결합 과정을 통해 발광동작이 일어나는 발광동작부를 갖는 전계발광소자에 있어서,
   상기 양극전극층의 상측과 상기 음극전극층의 하측 중 적어도 어느 일방에서 상기 기판에 지지되고 다수의 보강층공을 갖도록 형성된 절연재질의 보강층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
2. 제1항에 있어서,
   상기 보강층공은 정육각형 형태를 가지고, 가로방향과 세로방향을 따라 규칙적으로 배열되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
3. 기판과, 상기 기판에 지지되도록 형성된 음극전극층과 상기 음극전극층에 나란하도록 배치된 투명의 양극전극층과 상기 양극전극층과 상기 음극전극층사이에 배치되고 상기 양극전극층과 상기 음극전극층사이에 교류전압이 공급될 때 상기 양극전극층으로부터 주입되는 정공과 상기 음극전극층으로부터 주입되는 전자의 재결합 과정을 통해 발광동작이 일어나는 발광동작부를 갖는 전계발광소자와, 상기 전계발광소자를 둘러싸는 방수외피를 갖는 전계발광시트에 있어서,
   상기 전계발광소자는 상기 양극전극층의 상측과 상기 음극전극층의 하측 중 적어도 어느 일방에서 상기 기판에 지지되고 다수의 보강층공을 갖도록 형성된 절연재질의 보강층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전계발광시트.
4. 제3항에 있어서,
   상기 기판은 방수성 재질로 제작되고;
   상기 보강층은 상기 기판의 상면에 형성되고;
   상기 방수외피는 상기 전계발광소자의 상측영역을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 전계발광시트.
5. 제3항에 있어서,
   상기 보강층공은 정육각형 형태를 가지고, 가로방향과 세로방향을 따라 규칙적으로 배열되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전계발광시트.

Images