KR102308093B1 - 플렉서블 전계 발광 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR102308093B1
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심만식
박완규
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주식회사 플렉셀
심만식
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Abstract

본 발명의 목적은 직물로 만들어진 의류와 같이 사용 중에 구겨지거나 접힌 상태로 보관될 수 있는 물건에 고정되어 사용될 수 있는 전계 발광 소자로서, 여러 번 세탁하여도 사용이 가능하고 직물과 같이 구기거나 접어도 성능이 유지되는 정도의 가요성을 갖는 전계 발광 소자를 개발하는 것이다. 이를 위하여 본 발명에서는, 원하는 발광 패턴을 따라 형성된 것으로 전계가 인가되면 빛을 발산하는 발광층; 상기 발광층이 빛을 발산하는 방향의 후방에 접하도록 형성된 유전체층; 상기 발광층이 빛을 발산하는 방향에 접하도록 형성된 제1 전도성 고분자층; 상기 제1 전도성 고분자층과 전기적으로 절연되고 상기 유전체층에 접하도록 형성된 제2 전도성 고분자층; 상기 제1 전도성 고분자층에 접하도록 형성되고 상기 발광층에서 발산되는 빛의 진행 경로를 벗어나도록 배치된 제1 버스 전극층; 상기 제2 전도성 고분자층에 접하도록 형성되고, 상기 제1 버스 전극층과 전기적으로 절연된 제2 버스 전극층; 상기 제1 전도성 고분자층의 전방을 덮는 전면 보호층; 및 상기 제1 버스 전극층과 상기 제2 버스 전극층의 후방을 덮는 배면 보호층을 포함하는 플렉서블 전계 발광 소자를 제공한다.

Description

플렉서블 전계 발광 소자 및 그 제조 방법{Flexible electro-luminescent device and method of manufacturing the same}
본 발명은 플렉서블 전계 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 의류 등에 사용되는 직물 수정으로 접거나 구겨도 성능이 유지되는 정도의 유연성을 가지는 전계 발광 소자와 그 제조 방법에 관한 것이다,
야간의 어두운 곳에서 화려한 색상의 빛을 발산하여 자신을 돋보이게 하고자 하는 욕구를 만족시키기 위해 다양한 방식이 시도되어 왔다. 형광물질이 포함된 직물로 만든 의류를 입는 방식과 같은 수동적인 방식이나, 전선과 발광 램프를 연결하여 몸에 걸치는 방식과 같은 능동적인 방식을 채용한 무대 의상 등의 고전적인 방식이 선보인 적이 있다. 그러나 수동적인 방식은 충분하게 착용자의 개성을 드러내지 못하고, 능동적인 방식은 전원 연결 문제나 전력 소모 문제 등으로 인해 착용자의 자유로운 움직임을 보장하지 못한다.
이에 근래에 발전하고 있는 플렉서블 유기 전계 발광 소자를 의류에 적용하려는 시도도 이루어진 바 있다. 예를 들어, 직물에 부착하여 사용하는 전계 발광 소자와 관련된 발명으로는 대한민국 공개특허 제10-2009-0032632호의 "디지털 영상 패션물"과 같은 발명이 있다.
그러나 종래의 발명에서는 전면에 배치되는 전극으로 ITO와 같은 투명전극을 사용하는데, ITO는 가요성을 충분히 제공하지 못하는 문제가 있어 표현하기로는 가요성을 가진다고 주장하지만 그 가요성의 정도는 플라스틱 책받침을 휘는 정도의 가요성에 불과한 것이었다.
본 발명은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 직물로 만들어진 의류와 같이 사용 중에 구겨지거나 접힌 상태로 보관될 수 있는 물건에 고정되어 사용될 수 있는 전계 발광 소자로서, 여러 번 세탁하여도 사용이 가능하고 직물과 같이 구기거나 접어도 성능이 유지되는 정도의 가요성을 갖는 전계 발광 소자를 개발하는 것이다.
이를 위하여 본 발명에서는, 원하는 발광 패턴을 따라 20㎛ 내지 70㎛의 두께로 형성된 것으로 전계가 인가되면 빛을 발산하는 발광층;
상기 발광층이 빛을 발산하는 방향의 후방에 접하면서 7㎛ 내지 70㎛의 두께로 형성된 유전체층;
상기 발광층이 빛을 발산하는 방향에 접하면서 0.01㎛ 내지 10㎛ 의 두께로 상기 발광층 전체를 덮도록 형성된 제1 전도성 고분자층;
상기 제1 전도성 고분자층과 전기적으로 절연되고 0.01㎛ 내지 10㎛ 의 두께로 상기 유전체층에 접하도록 형성된 제2 전도성 고분자층;
1㎛ 내지 30㎛의 두께로 상기 제1 전도성 고분자층에 접하도록 형성되고 상기 발광층에서 발산되는 빛의 진행 경로를 벗어나도록 배치된 제1 버스 전극층;
1㎛ 내지 30㎛의 두께로 상기 제2 전도성 고분자층에 접하도록 형성되고, 상기 제1 버스 전극층과 전기적으로 절연된 제2 버스 전극층;
3㎛ 내지 40㎛의 두께로 상기 제1 전도성 고분자층의 전방을 덮는 전면 보호층; 및
3㎛ 내지 40㎛의 두께로 상기 제1 버스 전극층과 상기 제2 버스 전극층의 후방을 덮는 배면 보호층을 포함하는 플렉서블 전계 발광 소자를 제공한다.
여기서, 상기 전면 보호층 및 상기 배면 보호층은 수지 잉크로 만들어지고,
상기 전면 보호층의 외측에는 TPU(Thermo Plastic Polyurethane, 열가소성 폴리우레탄) 필름으로 만들어진 10㎛ 내지 200㎛ 두께의 외부 보호층이 더 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 전도성 고분자층 및 상기 제2 전도성 고분자층은 PEDOT:PSS (Poly (3,4-ethylenedioxythiophene):Polystyrene sulfonate)로 만들어진 것일 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 원하는 패턴으로 발광하도록 플렉서블 전계 발광 소자를 제조하는 방법으로서,
베이스 상에 수지 잉크로 3㎛ 내지 40㎛의 두께로 원하는 발광 패턴을 모두 덮을 수 있는 넓이와 형태로 전면 보호층을 형성하는 단계;
상기 전면 보호층에 대응하는 형태로 상기 전면 보호층의 외곽선으로부터 내측에 PEDOT:PSS으로 두께 0.01㎛ 내지 10㎛의 제1 전도성 고분자층을 형성하는 단계;
상기 제1 전도성 고분자층 상에 전계가 인가되면 빛을 발산하는 발광층을 20㎛ 내지 70㎛의 두께로 형성하는 단계;
상기 발광층 상에 7㎛ 내지 70㎛의 두께로 유전체층을 형성하는 단계;
상기 유전체층 상에 PEDOT:PSS으로 두께 0.01㎛ 내지 10㎛의 제2 전도성 고분자층을 형성하는 단계;
상기 제2 버스 전극층 상에 금과 은을 포함하는 금속 소재의 그룹에서 선택된 하나의 금속 소재 또는 카본 소재로 두께 1㎛ 내지 30㎛의 제2 버스 전극층을 형성하는 단계;
상기 제2 버스 전극층을 외부에서 감싸면서 전기적으로 절연되도록 이격하여 두께 1㎛ 내지 30㎛의 제1 버스 전극층을 형성하는 단계; 및
상기 제1 버스 전극층과 상기 제2 버스 전극층을 모두 덮고 상기 전면 보호층과 함께 전체 소자를 감쌀 수 있도록 수지 잉크로 두께 3㎛ 내지 40㎛의 배면 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 플렉서블 전계 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서는, 원하는 패턴으로 발광하도록 플렉서블 전계 발광 소자를 제조하는 방법으로서,
베이스 상에 수지 잉크로 두께 3㎛ 내지 40㎛의 배면 보호층을 형성하는 단계;
상기 배면 보호층 상에 금과 은을 포함하는 금속 소재의 그룹에서 선택된 하나의 금속 소재 또는 카본 소재를 원하는 발광 패턴에 대응하는 형태로 두께 1㎛ 내지 30㎛의 제2 버스 전극층을 형성하는 단계;
상기 제2 버스 전극층을 외부에서 감싸면서 전기적으로 절연되도록 이격하여 두께 1㎛ 내지 30㎛의 제1 버스 전극층을 형성하는 단계;
상기 제2 버스 전극층 상에 PEDOT:PSS으로 두께 0.01㎛ 내지 10㎛의 제2 전도성 고분자층을 형성하는 단계;
상기 제2 전도성 고분자층 상에 7㎛ 내지 70㎛의 두께로 유전체층을 형성하는 단계;
상기 유전체층 상에 전계가 인가되면 빛을 발산하는 발광층을 20㎛ 내지 70㎛의 두께로 형성하는 단계;
상기 제1 버스 전극층과 상기 발광층을 모두 덮도록 PEDOT:PSS으로 두께 0.01㎛ 내지 10㎛의 제1 전도성 고분자층을 형성하는 단계; 및
3㎛ 내지 40㎛의 두께로 상기 제1 전도성 고분자층의 전방을 덮도록 수지 잉크로 전면 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 플렉서블 전계 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
위 제조 방법들에 있어서, 상기 베이스는 두께 10㎛ 내지 200㎛의 TPU 필름인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 놀랍게도 20회 이상 반복하여 세탁을 하는 가혹한 조건에서도 사용이 가능한 정도의 견실성과, 일반 직물과 동일한 수준의 가요성을 갖는 전계 발광 소자를 제공할 수 있다. 본 발명에서는 사용되는 여러 소재를 선택함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있었기도 하지만, 사용되는 소재마다의 적절한 두께 범위를 찾음으로써 위와 같은 견실성과 가요성을 달성할 수 있었다. 특히, 전면과 배면에 사용되는 수지 잉크로 형성된 보호층과, 추가적으로 사용되는 TPU 필름과, 발광층에 전계를 인가하는 전도성 고분자층의 소재의 선택이 본 발명의 효과 달성에 지대한 기여를 하였고, 그 두께 범위들도 본 발명의 효과를 극대화하는데 크게 기여하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 적용한 플렉서블 전계 발광 소자의 평면도를 보여주는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 형태의 플렉서블 전계 발광 소자의 일례의 구성을 구체적으로 보여주는 분해 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 형태의 플렉서블 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 전면 보호층의 평면도.
도 4는 도 1에 도시된 형태의 플렉서블 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 제1 전도성 고분자층의 평면도.
도 5는 도 1에 도시된 형태의 플렉서블 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 발광층의 평면도.
도 6는 도 1에 도시된 형태의 플렉서블 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 유전체층의 평면도.
도 7은 도 1에 도시된 형태의 플렉서블 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 제2 전도성 고분자층의 평면도.
도 8은 도 1에 도시된 형태의 플렉서블 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 절연층의 평면도.
도 9는 도 1에 도시된 형태의 플렉서블 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 버스 전극층의 평면도.
도 10은 도 1에 도시된 형태의 플렉서블 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 배면 보호층의 평면도.
도 11은 도 1의 A-A 선을 따라 취한 플렉서블 전계 발광 소자의 단면도.
도 12는 도 11의 다른 실시예를 보여주는 플렉서블 전계 발광 소자의 단면도.
본 발명은 전계 발광 소자로서 직물, 편물 또는 부직포 등의 유연한 재질로 만들어지는 의류, 가방 등에 부착되어 사용될 수 있고, 단순히 휘거나 정해진 접는 선을 따라 접히는 것이 가능한 정도의 유연성을 뛰어 넘어 통상의 의류와 같이 임의의 방향이나 위치에서 구겨지거나 세탁을 거쳐도 전계 발광 소자로서의 기능이 유지되는 정도의 플렉서블한 전계 발광 소자 및 이를 제조하는 방법에 관한 발명이다.
본 발명에서 사용하는 용어 중 몇 가지를 먼저 정의하면 다음과 같다.
발광 패턴은 전체적인 발광 형태를 의미하고, 도 1을 기준으로 설명하면 도 1에 도시된 실시예의 발광 패턴은 세 개의 길이가 다른 직사각형(11, 13, 15) 형태에서 실제로 빛이 발생하는 부분(11a, 13a, 15a)들을 통칭하는 용어이다. 발광 소자는 발광 패턴을 구현하는 물건으로 전력이 인가되면 발광 패턴대로 빛을 발생시키는 물건을 의미한다. 발광부는 발광 소자를 겉에서 봤을 때 빛이 발산되는 부분을 의미한다. 발광층은 형광체로 만들어져서 전계가 인가되면 빛을 발생시키는 발광 소자 내부의 구성 부분을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 특징을 설명하기 위해 도면에 도시된 실시예를 기초로 설명하지만, 본 발명은 도면에 도시된 전계 발광 소자의 형태에 의해 권리범위가 제한되지 않는다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예를 적용한 전계 발광 소자의 평면도로서, 서로 분리된 여러 개의 발광부를 구비하는 전계 발광 소자의 예가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 형태의 전계 발광 소자의 구성을 자세히 보여주는 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 1은 서로 분리된 세 개의 길이가 다른 직사각형 형태의 발광 패턴을 구현하는 발광 소자(10)를 외부에서 바라본 모습을 보여준다. 도 1에 도시된 발광 소자(10)의 구성을 설명하기 위해 도 2의 분리 사시도를 표시하였고, 도 1에 도시된 발광 소자를 제작하기 위해서는 도 2에 도시된 것과 같이 여러 층으로 필요한 물질의 층을 순차적으로 형성할 수 있다. 도 1의 실시예는 각각의 발광부(11a, 13a, 15a)가 서로 이격된 형태로 만들어져 있다. 각 층을 형성하는 순서는 위에서 아래의 순서일 수도 있고, 아래에서 위로의 순서일 수도 있다. 어느 경우라도 별도의 베이스(도 11 및 도 12에 도시) 상에 순차적으로 각층을 형성하게 되고, 베이스로는 연성이 좋은 TPU, PET, PC, 아크릴, 에폭시 수지 또는 종이 등이 사용될 수 있고, 최종 제품과 함께 사용될 필요가 없다면 유리, 금속판 등의 연성이 거의 없는 소재도 사용될 수 있다. 이 중에서 TPU 필름을 10㎛ 내지 200㎛의 두께로 사용하는 것이 가장 바람직하다.
다만, 제1 버스전극층(350)과 제2 버스 전극층(450)의 형성 순서는 동시이거나 또는 순차적으로 하나씩 형성될 수 있다.
도 3 내지 도 10에는 도 2의 각 층의 구성을 보여주는 평면도가 도시되어 있다. 이하 도 3부터 각 층의 구성을 설명한다.
도 3에는 도 1에 도시된 형태의 전계 발광 소자의 전면 외곽에 위치하는 전면 보호층(310)의 일례의 평면도가 도시되어 있다. 전면 보호층(310)은 본 발명의 전계 발광 소자가 물세탁이 가능한 정도로 접거나 구겨도 파손되지 않을 정도로 탄성복원력이 우수하고 방수 기능을 갖는 재질인 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 전면 보호층(310)은 수지 잉크를 도포하여 3㎛ 내지 40㎛ 두께로 형성한다. 수지 잉크의 주성분으로는 폴리우레탄수지, 이크릴수지, 불소수지, 에폭시수지, 폴리에스테르수지, 페놀수지 등을 사용할 수 있는데, 이 중에서 유연성 측면에서 가장 양호한 폴리우레탄수지를 사용하고, 폴리우레탄수지의 방습효과를 강화하기 위해 수지자체의 가교구조를 이루기 위해 이소시아네이트를 첨가하여 사용하는 것이 가장 바람직하다. 폴리우레탄수지와 이소시아네이트의 중량 비율은 폴리우레탄수지 100중량부에 대해 이소시아네이트 5중량부 내지 20중량부인 것이 바람직하다. 이러한 수지 잉크로 전면 보호층을 형성함으로써 요구되는 연성과 방습 특성을 얻을 수 있다. 또한, 이러한 전면 보호층을 사용하는 경우에는 투명도와 광투과율이 높아서 발광층에서 발산되는 빛이 전방으로 투과되는데 지장이 없다.
한편, 상기 전면 보호층(310)의 방수 기능을 보완하기 위해 외부 보호층을 추가로 형성할 수 있다. 상기 외부 보호층은 TPU(Thermo Plastic Polyurethane, 열가소성 폴리우레탄) 필름으로 만들어질 수 있는데, 두께는 10㎛ 내지 200㎛로 사용하는 것이 바람직하다. 이는 TPU필름 두께가 200㎛넘으면 감촉이 좋지 않고, 필름 두께가 10㎛보다 얇으면 방습 효과가 충분치 못하기 때문이다. 실제의 제조 공정에 있어서는 TPU 필름을 베이스로 하여 순차적으로 적층하여 본 발명의 전계 발광 소자를 제조할 수 있다.
도 4에는 도 1에 도시된 형태의 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 제1 전도성 고분자층의 일례의 평면도가 도시되어 있다. 제1 전도성 고분자층(320)을 상기 전면 보호층(310)에 대응할 정도로 넓게 형성하고, 상기 전면 보호층(310)이 상기 제1 전도성 고분자층(320)의 단부를 덮을 수 있도록 조금 더 크게(평면도 기준으로 외곽을 따라 40㎛ 내지 400㎛의 여유가 있도록) 형성한다. 상기 제1 전도성 고분자층(320)은 PEDOT:PSS (Poly (3,4-ethylenedioxythiophene):Polystyrene sulfonate)로 만들어진 것이 바람직하다.
도 5에는 도 1에 도시된 형태의 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 발광층(330)의 일례의 평면도가 도시되어 있다. 상기 발광층(330)은 원하는 발광 패턴의 형태로 만들어지게 되고, 도면에 도시된 것으로 한정되지 않는다.
상기 발광층(330)에는 PPP, PF, PFV, Spiro-PF, PPV(poly phenylene vinylene), PFPPV(Poly[(9,9-di-n-octylfluoren-2,7-diyl)-co-(1,4-vinylenephenylene)]), PF-BV-MEH(Poly[(9,9-dioctylfluoren-2,7-diyl)-co-(1,4-diphenylene-vinylene-2-methoxy-5-{2-ethylhexyloxy}benzene)]), DMOSPPV, MEH-CN-PPV(Poly[2-Methoxy-5- (2'-ethylhexyloxy)-1,4-(1-cyanovinylene)phenylene]), MEH-PPV, CN-PPV, CN-PPP-High(Poly[2-(6-Cyano-6-methylheptyloxy)-1,4-phenylene]), DO-PPP, m-PPP 등의 유기 형광체 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 있어서 발광층(330)에는 위의 유기 형광체 외에 ZnS 등의 무기 형광체와 무기 형광체의 혼합물, 또는 무기 형광체와 유기 형광체의 혼합물이 사용되는 것도 가능하다. 상기 발광층(330)의 두께는 20㎛ 내지 70㎛로 형성되는 것이 바람직하다. 만약 발광층을 이루는 형광체의 두께가 20㎛보다 얇으면 수명이 충분치 못하고, 70㎛보다 두꺼우면 밝기가 충분히 확보되지 못한다.
도 6는 도 1에 도시된 형태의 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 유전체층(340)의 일례의 평면도가 도시되어 있다. 상기 유전체층(340)의 소재로는 티탄산바륨(BaTiO3), 티탄산스트론튬(SrTiO3), 니오브산칼륨(KNbO3), 니오브산리튬(LiNbO3), 황산리튬(Li2SO4), 티탄산납(PbTiO3), 리듐탄타레이트(LiTaO3), BaSnO3, Bi4Ti3O12, CdS, 지르콘티탄산납(PZT)계 화합물, ZnO, 니오브산나트륨(NaNbO3), 및 CaBi4Ti4O15 등의 유전 물질의 소재 중에서 선택된 하나 이상의 소재가 사용될 수 있고 이에 한정되지 않는다.
상기 유전체층(340)의 두께는 7㎛ 내지 70㎛로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 유전체층(340)의 두께가 7㎛보다 얇으면 내전압이 약해 고전압이 인가 시 소비전류가 높아지고 제품의 파손의 우려가 있으며, 70㎛보다 두꺼우면 내전압은 강하나 밝기가 어두워진다.
도 7에는 도 1에 도시된 형태의 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 제2 전도성 고분자층(420)의 일례의 평면도가 도시되어 있다. 제2 전도성 고분자층(420)은 상기 제1전도성 고분자층과 함께 상기 발광층(330)의 양측에서 전계를 인가하는데 사용되는데, 본 발명에서 요구하는 수준의 유연성을 가지도록 하기 위해 앞서 제1 전도성 고분자층(320)에 사용된 것과 같은 PEDOT:PSS을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 제2 전도성 고분자층(420)은 상기 유전체층(340)이나 상기 발광층(330)에 비해서 폭이 같거나 더 좁게 형성될 수 있다.
도 8에는 도 1에 도시된 형태의 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 절연층(510, 520)의 일례의 평면도가 도시되어 있다. 절연층의 역할은 복수의 발광부를 전체적으로 덮도록 제1 전도성 고분자층(320)이 형성될 때, 제1 전도성 고분자층(320)과 제2 버스 전극층(450)이 서로 전기적으로 연결되는 것을 막는 것이다. 서로 분리되어 위치하는 발광부들의 제2 버스 전극층(450)을 연결하기 위해 제2 버스 전극층(450)에는 연결부가 형성되게 되는데, 이 연결부들의 상측에 절연층(510, 520)이 형성되어 전면을 덮는 제1 전도성 고분자층(320)과 절연되도록 할 수 있다.
도 9에는 도 1에 도시된 형태의 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 제1 및 제2 버스 전극층(450)의 일례의 평면도가 도시되어 있다.
도 9에 도시된 것과 같이, 제2 버스 전극층(450)은 발광부의 형상에 대응하여 형성되는 발광층(330) 인접부와, 복수 개의 발광부가 서로 분리되어 있는 경우 발광층(330) 인접부 간의 전기적인 연결을 위해 형성되는 연결부, 그리고 외부의 전원과 연결되는 접속부를 포함한다. 제1 버스 전극층(350)은 상기 발광부가 형성된 평면을 기준으로 모든 발광부를 둘러싸고, 각각의 발광부의 최외곽에서 상기 제2 버스 전극층(450)과 소정 간격을 두도록 형성된다.
도 10에는 도 1에 도시된 형태의 전계 발광 소자를 구현할 때 사용되는 배면 보호층(410)의 일례의 평면도가 도시되어 있다. 상기 배면 보호층(410)은 외부의 수분이나 습기를 방지하기 위해 수지 잉크로 형성하고, 그 두께는 3㎛ 내지 40㎛의 범위이다. 여기서 사용되는 수지 잉크는 앞서 전면 보호층을 형성할 때 사용되는 수지 잉크와 동일하여서 방습 기능과 연성이 우수하다.
도 10에 도시된 형태와 도 3에 도시된 전면 보호층(310)의 형태에서 볼 수 있듯이 전면 보호층(310)과 배면 보호층(410)은 본 발명의 전계 발광 소자의 전후면을 각각 덮어서 외부로부터의 이물질과 습기의 유입을 차단한다. 상기 배면 보호층(410)은 상기 전면 보호층(310)과 실질적으로 동일한 소재로 제작되는 것이 바람직하고, 그 두께도 실질적으로 동일한 범위로 만들어지는 것이 바람직하다.
상기 배면 보호층(410)의 이면에서는 의류 등에 부착하기 위해 점착층이 추가로 형성될 수 있고, 점착층이 사용 전에 외부에 드러나는 것을 방지하기 위해 이형지가 더 배치될 수 있다. 점착층과 이형지를 사용하지 않고 전면 보호층(310)과 배면 보호층(410)으로 쌓인 전계 발광 소자를 직접 의류 등에 봉제로 고정할 수도 있다.
도 11에는 도 1의 A-A 선을 따라 취한 전계 발광 소자의 단면도가 도시되어 있다.
도 2의 분해 사시도를 기준으로 맨 아래에 위치한 배면 보호층(410)부터 순차적으로 코팅 공정을 수행하면 도 11에 도시된 것과 같은 단면을 가지는 전계 발광 소자를 형성하게 된다. 이러한 공정은 베이스 상에서 순차적으로 코팅 공정을 수행하는 방식으로 이루어지고, 상기 베이스는 공정 완료 후 제거될 수도 있고 활용될 수도 있다. 이 경우, 제1 전도성 고분자층(320)과 제2 전도성 고분자층(420) 사이의 절연은 유전체층(340)과 발광층(330)이 제2전도성 고분자층을 덮음으로써 달성될 수 있다.
도 12에는 도 11의 다른 실시예를 보여주는 전계 발광 소자의 단면도가 도시되어 있다.
도 12에 도시된 것과 같이, 단면도를 기준으로 전체적인 전계 발광 소자의 두께가 대체로 균일하도록 제1 버스 전극층(150)의 두께를 조절하고 제1 버스 전극층(150)과 제2 버스 전극층(250)의 사이에 절연층(170)을 형성할 수 있다.
11, 13, 15: 발광 패턴 11a, 13a, 15a: 발광부
100, 300: 전계 발광 소자 110, 310: 전면 보호층
120, 320: 제1 전도성 고분자층 130, 330: 발광층
140, 340: 유전체층 170: 절연층
210, 410: 배면 보호층 220, 420: 제2 전도성 고분자층
510, 520: 절연층

Claims (7)

  1. 원하는 발광 패턴을 따라 20㎛ 내지 70㎛의 두께로 형성된 것으로 전계가 인가되면 빛을 발산하는 서로 이격된 복수의 발광층;
    상기 발광층이 빛을 발산하는 방향의 후방에 접하면서 7㎛ 내지 70㎛의 두께로 형성된 유전체층;
    상기 발광층이 빛을 발산하는 방향에 접하면서 0.01㎛ 내지 10㎛ 의 두께로 상기 서로 이격된 발광층 전체를 덮도록 형성되고, 투명한 소재로 만들어진 제1 전도성 고분자층;
    상기 제1 전도성 고분자층과 전기적으로 절연되고 0.01㎛ 내지 10㎛ 의 두께로 상기 유전체층에 접하도록 형성된 제2 전도성 고분자층;
    1㎛ 내지 30㎛의 두께로 상기 제1 전도성 고분자층에 접하도록 형성되고 상기 발광층에서 발산되는 빛의 진행 경로를 벗어나도록 배치된 제1 버스 전극층;
    1㎛ 내지 30㎛의 두께로 상기 제2 전도성 고분자층에 접하도록 형성되고, 상기 제1 버스 전극층과 전기적으로 절연된 제2 버스 전극층;
    3㎛ 내지 40㎛의 두께로 상기 제1 전도성 고분자층의 전방을 덮고 투명한 소재로 만들어진 전면 보호층; 및
    3㎛ 내지 40㎛의 두께로 상기 제1 버스 전극층과 상기 제2 버스 전극층의 후방을 덮는 배면 보호층을 포함하고,
    상기 제1 전도성 고분자층 및 상기 제2 전도성 고분자층은 PEDOT:PSS (Poly (3,4-ethylenedioxythiophene):Polystyrene sulfonate)로 만들어지고,
    복수의 서로 이격된 발광층들을 전체적으로 덮는 상기 제1 전도성 고분자층과 제2 버스 전극층이 서로 전기적으로 연결되는 것을 막는 것으로, 복수의 발광층에 대응하는 제2버스 전극층들 사이에는 연결부가 형성되어 있고, 상기 연결부와 상기 제1전도성 고분자층 사이에 배치되는 절연층을 더 포함하는 플렉서블 전계 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전면 보호층 및 상기 배면 보호층은 수지 잉크로 만들어지고,
    상기 전면 보호층의 외측에는 TPU(Thermo Plastic Polyurethane, 열가소성 폴리우레탄) 필름으로 만들어진 10㎛ 내지 200㎛ 두께의 외부 보호층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 전계 발광 소자.
  3. 삭제
  4. 서로 이격된 형태의 원하는 패턴으로 발광하도록 플렉서블 전계 발광 소자를 제조하는 방법으로서,
    베이스 상에 수지 잉크로 원하는 발광 패턴을 모두 덮을 수 있는 넓이와 형태로 3㎛ 내지 40㎛의 두께의 전면 보호층을 형성하는 단계;
    상기 전면 보호층에 대응하는 형태로 상기 전면 보호층의 외곽선으로부터 내측에 PEDOT:PSS으로 두께 0.01㎛ 내지 10㎛의 제1 전도성 고분자층을 형성하는 단계;
    상기 제1 전도성 고분자층 상에 전계가 인가되면 빛을 발산하는 것으로, 20㎛ 내지 70㎛의 두께로 서로 이격되도록 복수 개의 발광층을 형성하는 단계;
    상기 발광층 상에 7㎛ 내지 70㎛의 두께로 유전체층을 형성하는 단계;
    상기 유전체층 상에 PEDOT:PSS으로 두께 0.01㎛ 내지 10㎛의 제2 전도성 고분자층을 형성하는 단계;
    상기 제2 전도성 고분자층 상에 금과 은을 포함하는 금속 소재의 그룹에서 선택된 하나의 금속 소재 또는 카본 소재로 두께 1㎛ 내지 30㎛의 제2 버스 전극층을 형성하는 단계;
    상기 제2 버스 전극층을 외부에서 감싸면서 전기적으로 절연되도록 이격하여 두께 1㎛ 내지 30㎛의 제1 버스 전극층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 버스 전극층과 상기 제2 버스 전극층을 모두 덮고 상기 전면 보호층과 함께 전체 소자를 감쌀 수 있도록 수지 잉크로 3㎛ 내지 40㎛의 배면 보호층을 형성하는 단계를 포함하고,
    복수의 서로 이격된 발광층들을 전체적으로 덮는 상기 제1 전도성 고분자층과 제2 버스 전극층이 서로 전기적으로 연결되는 것을 막는 것으로, 복수의 발광층에 대응하는 제2버스 전극층들 사이에는 연결부를 형성하는 단계와,
    상기 연결부와 상기 제1전도성 고분자층 사이에 절연층 형성하는 단계를 더 포함하는 플렉서블 전계 발광 소자의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 베이스는 두께 10㎛ 내지 200㎛의 TPU 필름인 것을 특징으로 하는 플렉서블 전계 발광 소자의 제조 방법.
  6. 서로 이격된 형태의 원하는 패턴으로 발광하도록 플렉서블 전계 발광 소자를 제조하는 방법으로서,
    베이스 상에 수지 잉크로 두께 3㎛ 내지 40㎛의 배면 보호층을 형성하는 단계;
    상기 배면 보호층 상에 금과 은을 포함하는 금속 소재의 그룹에서 선택된 하나의 금속 소재 또는 카본 소재를 원하는 발광 패턴에 대응하는 형태로 두께 1㎛ 내지 30㎛의 서로 이격된 복수 개의 제2 버스 전극층을 형성하는 단계;
    상기 제2 버스 전극층을 외부에서 감싸면서 전기적으로 절연되도록 이격하여 두께 1㎛ 내지 30㎛의 제1 버스 전극층을 형성하는 단계;
    상기 제2 버스 전극층 상에 PEDOT:PSS으로 두께 0.01㎛ 내지 10㎛의 제2 전도성 고분자층을 형성하는 단계;
    상기 제2 전도성 고분자층 상에 7㎛ 내지 70㎛의 두께로 유전체층을 형성하는 단계;
    상기 유전체층 상에 전계가 인가되면 빛을 발산하는 것으로, 20㎛ 내지 70㎛의 두께로 서로 이격되도록 복수 개의 발광층을 형성하는 단계;
    상기 제1 버스 전극층과 상기 발광층을 모두 덮도록 PEDOT:PSS으로 두께 0.01㎛ 내지 10㎛의 제1 전도성 고분자층을 형성하는 단계; 및
    3㎛ 내지 40㎛의 두께로 상기 제1 전도성 고분자층의 전방을 덮도록 수지 잉크로 전면 보호층을 형성하는 단계를 포함하고,
    복수의 서로 이격된 발광층들을 전체적으로 덮는 상기 제1 전도성 고분자층과 제2 버스 전극층이 서로 전기적으로 연결되는 것을 막는 것으로, 복수의 발광층에 대응하는 제2버스 전극층들 사이에는 연결부를 형성하는 단계와,
    상기 연결부와 상기 제1전도성 고분자층 사이에 절연층 형성하는 단계를 더 포함하는 플렉서블 전계 발광 소자의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 베이스는 두께 10㎛ 내지 200㎛의 TPU 필름인 것을 특징으로 하는 플렉서블 전계 발광 소자의 제조 방법.
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