KR102620754B1 - 신축 가능한 멀티 발광체 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 멀티 발광체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 일실시예에 따른 멀티 발광체는 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물로 형성된 제1 발광층과, 제1 발광층에 구비된 나노선 영역 내부에 형성되고 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 나노선 전극 및 복수의 제2 나노선 전극을 구비하는 전극층 및 전극층이 형성된 제1 발광층 상에 혼합물로 형성된 제2 발광층을 포함한다.
Description
본 발명은 신축 가능한 멀티 발광체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 발광층 및 복수의 발광층 사이에 구비된 나노선 전극을 이용하여 신축 가능한 고휘도의 멀티 발광체를 구현하는 기술적 사상에 관한 것이다.
최근, 기계적 내구성 및 신축성이 우수한 전자 발광체에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
그러나, 기존의 신축 가능한 전자 발광체는 대부분 내부에서 생성된 빛이 장치에 구비된 전극 중 하나를 투과 해야하고, EML(thinemissive layer)를 필요로 하는 동일 평면 구조(coplanar structure)를 가지고 있어, 밝기가 약하고 연질 장치(soft devices)에 대한 적용성이 높지 않다는 문제가 있다.
본 발명은 신축성이 있는 복수의 발광층 사이에 신축성 전극으로 복수의 은(Ag) 나노선을 적용하여 소자의 신축성을 향상시키고 고휘도의 기계적 발광(mechano-luminescence, ML)을 구현할 수 있는 멀티 발광체 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 수직 전계가 아닌 복수의 은(Ag) 나노선에 기초하는 인플레인(in-plane) 전계를 활용하여, 광이 외부로 방출되는 데 있어서 방해가 되는 평면전극을 제거할 수 있음과 동시에 두꺼운 발광층의 적용이 가능하며, 고휘도의 전계발광(electroluminescence, EL)을 구현할 수 있는 멀티 발광체 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 임프린트 공정을 통해 너비와 간격을 보다 용이하게 제어하여 전극을 최적화 설계할 수 있는 멀티 발광체 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 멀티 발광체는 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물로 형성된 제1 발광층과, 제1 발광층에 구비된 나노선 영역 내부에 형성되고, 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 나노선 전극 및 복수의 제2 나노선 전극을 구비하는 전극층 및 전극층이 형성된 제1 발광층 상에 혼합물로 형성된 제2 발광층을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 전극층은 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극을 통해 인가되는 전압에 따라 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극의 교차 영역에서 전계발광(EL)이 발생할 수 있다.
일측에 따르면, 멀티 발광체는 제1 발광층 및 제2 발광층에 기초한 기계적 발광(ML)과, 교차 영역에 기초한 전계발광(EL)이 동시에 발생될 수 있다.
일측에 따르면, 전극층은 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 제1 발광층 상에 형성된 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역에 나노선 용액이 드롭 캐스트되어 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극이 제1 발광층 내부에 삽입된 형태로 형성될 수 있다.
일측에 따르면, 전극층은 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극 중 적어도 하나의 전극의 너비가 167μm 내지 490μm로 형성되고, 제1 나노선 전극과 제2 나노선 전극간의 간격이 329μm 내지 823μm로 형성될 수 있다.
일측에 따르면, 제1 발광층 및 제2 발광층 중 적어도 하나는 폴리다이메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 메타크릴(Methacrylic) 및 폴리우레탄(Ployurethane), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 중 적어도 하나의 고분자 물질과, 황화아연(ZnS), 황화마그네슘(MgS), 셀렌화마그네슘(MgSe), 텔루르화마그네슘(MgTe), 황화칼슘(CaS), 셀렌화칼슘(CaSe), 텔루르화칼슘(CaTe), 황화스트론튬(SrS), 셀렌화스트론튬(SrSe), 텔루르화스트론튬(SrTe), 황화카드뮴(CdS), 셀렌화카드뮴(CdSe), 텔루르카드뮴(CdTe), 셀렌화아연(ZnSe), 텔루르화아연(ZnTe), 황화수은(HgS), 셀렌화수은(HgSe) 및 텔루르화수은(HgTe) 중 적어도 하나의 발광 물질의 혼합물로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 멀티 발광소자는 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물로 형성되고, 제1 전극층이 내부에 삽입된 제1 멀티 발광체 및 제1 멀티 발광체 상에 혼합물로 형성되고, 제2 전극층이 내부에 삽입된 제2 멀티 발광체를 포함하고, 제1 전극층은 제1 멀티 발광체에 구비된 나노선 영역 내부에서 기설정된 문자, 숫자 및 기호 중 적어도 하나에 대응되는 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제1 나노선 전극 및 적어도 하나의 제2 나노선 전극을 포함하며, 제2 전극층은 제2 멀티 발광체에 구비된 나노선 영역 내부에서 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제3 나노선 전극 및 복수의 제4 나노선 전극을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 제1 전극층은 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극을 통해 인가되는 전압에 따라 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극의 교차 영역에서 전계발광이 발생되고, 제2 전극층은 제3 나노선 전극 및 제4 나노선 전극을 통해 인가되는 전압에 따라 제3 나노선 전극 및 제4 나노선 전극의 교차 영역에서 전계발광이 발생될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물을 이용하여 제1 발광층을 형성하는 단계와, 제1 발광층에 구비된 나노선 영역 내부에 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 나노선 전극 및 복수의 제2 나노선 전극을 구비하는 전극층을 형성하는 단계 및 전극층이 형성된 제1 발광층 상에 혼합물을 이용하여 제2 발광층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 제1 발광층을 형성하는 단계는 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 제1 발광층 상에 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 나노선 영역 및 복수의 제2 나노선 영역을 형성하고, 전극층을 형성하는 단계는 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역에 나노선 용액을 드롭 캐스트하여 제1 발광층 내부에 삽입된 형태로 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극을 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 제1 발광층을 형성하는 단계는 유리 기판 상에 접착 테이프와 커팅 플로터(cutting plotter)를 이용하여 제1 나노선 패턴 및 제2 나노선 패턴을 형성하는 단계와, 제1 나노선 패턴 및 제2 나노선 패턴이 형성된 유리 기판의 제1 면에 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합 용액을 스핀 코팅하는 단계 및 스핀 코팅된 혼합 용액을 열처리하여 제1 발광층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 전극층을 형성하는 단계는 제1 발광층을 유리 기판으로부터 박리하여 제1 나노선 패턴에 대응되는 제1 나노선 영역과 제2 나노선 패턴에 대응되는 제2 나노선 영역을 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 전극층을 형성하는 단계는 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역이 형성된 제1 발광층의 제1 면에 나노선 용액을 드롭 캐스트 하는 단계와, 제1 발광층의 제1 면에 드롭 캐스트된 나노선 용액을 건조시키는 단계 및 제1 발광층의 제1 면에서 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된 잔여 나노선을 테이프를 이용하여 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물과 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정에 기초하여 제1 전극층이 내부에 삽입된 제1 멀티 발광체를 형성하는 단계 및 혼합물과 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정에 기초하여 제1 멀티 발광체 상에 제2 전극층이 내부에 삽입된 제2 멀티 발광체를 형성하는 단계를 포함하고, 제1 전극층은 제1 멀티 발광체에 구비된 나노선 영역 내부에서 기설정된 문자, 숫자 및 기호 중 적어도 하나에 대응되는 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제1 나노선 전극 및 적어도 하나의 제2 나노선 전극을 포함하며, 제2 전극층은 제2 멀티 발광체에 구비된 나노선 영역 내부에서 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제3 나노선 전극 및 복수의 제4 나노선 전극을 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 본 발명은 신축성이 있는 복수의 발광층 사이에 신축성 전극으로 복수의 은(Ag) 나노선을 적용하여 소자의 신축성을 향상시키고 고휘도의 기계적 발광(ML)을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 수직 전계가 아닌 복수의 은(Ag) 나노선에 기초하는 인플레인(in-plane) 전계를 활용하여, 광이 외부로 방출되는 데 있어서 방해가 되는 평면전극을 제거할 수 있음과 동시에 두꺼운 발광층의 적용이 가능하며, 고휘도의 전계발광(EL)을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 임프린트 공정을 통해 너비와 간격을 보다 용이하게 제어하여 전극을 최적화 설계할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 멀티 발광체를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 인플레인 전계 구동 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3j는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 면발광 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4f는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 전계발광(EL) 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 기계적 발광(ML) 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 전계발광(EL) / 기계적 발광(ML)의 동시 발광 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 일실시예에 따른 멀티 발광소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 발광 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 도 10e는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 내지 도 12i는 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 인플레인 전계 구동 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3j는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 면발광 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4f는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 전계발광(EL) 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 기계적 발광(ML) 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 전계발광(EL) / 기계적 발광(ML)의 동시 발광 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 일실시예에 따른 멀티 발광소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 발광 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 도 10e는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 내지 도 12i는 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.
실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.
"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.
어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.
즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.
상술한 구체적인 실시예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.
그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 일실시예에 따른 멀티 발광체를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 멀티 발광체(100)는 복수의 발광층 사이에 신축성 전극으로 복수의 은(Ag) 나노선을 적용하여 소자의 신축성을 향상시키고 고휘도의 기계적 발광(ML)을 구현할 수 있다.
또한, 멀티 발광체(100)는 수직 전계가 아닌 복수의 은(Ag) 나노선에 기초하는 인플레인(in-plane) 전계를 활용하여, 광이 외부로 방출되는 데 있어서 방해가 되는 평면전극을 제거할 수 있음과 동시에 두꺼운 발광층의 적용이 가능하며, 고휘도의 전계발광(EL)을 구현할 수 있다.
또한, 멀티 발광체(100)는 임프린트 공정을 통해 너비와 간격을 보다 용이하게 제어하여 전극을 최적화 설계할 수 있다.
멀티 발광체(100)는 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물로 형성되는 제1 발광층(110) 및 제2 발광층(130)과, 제1 발광층(110) 및 제2 발광층(130) 사이에 형성되는 전극층(121, 122, 123-1, 123-2)을 포함할 수 있다. 여기서, 전극층은 제1 발광층(110)에 구비된 나노선 영역 내부에 형성되고, 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 나노선 전극(123-1) 및 복수의 제2 나노선 전극(123-2)을 구비할 수 있다.
구체적으로, 전극층은 제1 전극(121), 제2 전극(122), 제1 전극(121)으로부터 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 나노선 전극(123-1) 및 제2 전극(122)으로부터 제1 방향으로 연장되는 복수의 제2 나노선 전극(123-2)을 구비할 수 있다.
예를 들면, 제1 방향은 제1 발광층(110), 전극층(121, 122, 123-1, 123-2) 및 제2 발광층(130)의 적층 방향과 직교하는 방향(즉, 수평 방향)을 의미할 수 있다.
일측에 따르면, 고분자 물질은 폴리다이메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 메타크릴(Methacrylic) 및 폴리우레탄(Ployurethane), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 발광 물질은 황화아연(ZnS), 황화마그네슘(MgS), 셀렌화마그네슘(MgSe), 텔루르화마그네슘(MgTe), 황화칼슘(CaS), 셀렌화칼슘(CaSe), 텔루르화칼슘(CaTe), 황화스트론튬(SrS), 셀렌화스트론튬(SrSe), 텔루르화스트론튬(SrTe), 황화카드뮴(CdS), 셀렌화카드뮴(CdSe), 텔루르카드뮴(CdTe), 셀렌화아연(ZnSe), 텔루르화아연(ZnTe), 황화수은(HgS), 셀렌화수은(HgSe) 및 텔루르화수은(HgTe) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 제1 발광층(110) 및 제2 발광층(130)은 PDMS을 포함하는 고분자 물질과 황화 아연(ZnS)을 포함하는 발광 물질의 혼합물로 형성될 수 있다.
다시 말해, 일실시예에 따른 제1 발광층(110) 및 제2 발광층(130)은 PDMS와 황화 아연(ZnS) 형광체가 혼합되어 신축성이 향상된 발광층일 수 있다.
일측에 따르면, 전극층은 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)을 통해 제1 나노선 전극(123-1) 및 제2 나노선 전극(123-2)으로 인가되는 전압에 따라 제1 나노선 전극(123-1) 및 제2 나노선 전극(123-2)의 교차 영역(즉, 발광 영역)(124)에서 전계발광(EL)이 발생될 수 있다.
즉, 일실시예에 따른 멀티 발광체(100)는 제1 발광층(110) 및 제2 발광층(130)에 기초한 기계적 발광(ML)과, 교차 영역(124)에 기초한 전계발광(EL)이 동시에 발생될 수 있다.
일측에 따르면, 전극층은 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 제1 발광층(110) 상에 형성된 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역에 나노선 용액이 드롭 캐스트되어 제1 나노선 전극(123-1) 및 제2 나노선 전극(123-2)이 제1 발광층(110) 내부에 삽입된 형태로 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 발광층(110)은 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 제2 발광층(130)과의 인접면에 오목한 형상의 제1 전극 영역, 제2 전극 영역, 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역이 형성될 수 있으며, 제1 전극 영역 및 제2 전극 영역 각각에 대응하여 제1 전극(121) 및 제2 전극(122)이 형성되고, 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역 각각에 대응하여 제1 나노선 전극(123-1) 및 제2 나노선 전극(123-2)이 형성될 수 있다.
일측에 따르면, 전극층은 제1 나노선 전극(123-1) 및 제2 나노선 전극(123-2) 중 적어도 하나의 전극의 너비가 167μm 내지 490μm로 형성되고, 제1 나노선 전극(123-1)과 제2 나노선 전극(123-2)간의 간격이 329μm 내지 823μm로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 제1 나노선 전극(123-1) 및 제2 나노선 전극(123-2)의 너비는 167μm로 형성되고, 간격은 329μm로 형성될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 인플레인 전계 구동 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 참조부호 210은 멀티 발광체에 구비된 전극층의 광학 현미경 이미지를 도시하고, 참조부호 220은 참조부호 210에 도시되어 있는 은(Ag) 나노선 전극의 확대 이미지를 도시하며, 참조부호 230은 멀티 발광체의 단면 이미지를 도시한다.
참조부호 210에 따르면, 멀티 발광체는 고분자 물질인 PDMS 및 발광 물질인 황화 아연(ZnS)이 혼합되어 형성된 복수의 발광층과, 복수의 발광층 사이에 구비된 전극층을 포함할 수 있다.
또한, 복수의 전극층 중 제1 전극층(211)에는 오목한 형상의 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역이 형성되고, 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역 각각에는 은(Ag) 나노선(제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 참조부호 212-1 내지 212-3에 따르면, 제1 전극과 연결된 제1 나노선 전극(A)은 제1 전극으로부터 제2 전극의 방향으로 연장되고, 제2 전극과 연결된 제2 나노선 전극(A')은 제2 전극으로부터 제1 전극의 방향으로 연장되어 형성될 수 있으며, 제1 나노선 전극(A)과 제2 나노선 전극(A') 각각은 서로 중첩되지 않고 교차하여 형성될 수 있다.
한편, 멀티 발광체는 제1 전극과 제2 전극 양단에 전압이 인가되면, 제1 전극과 제2 전극 사이에 전계가 발생되며, 이에 따라 제1 나노선 전극과 제2 나노선 전극의 교차 영역(212)에서 전계발광(EL)이 발생될 수 있다.
참조부호 220에 따르면, 제1 발광층의 나노선 영역에 형성된 은(Ag) 나노선 전극은 나노선 영역의 바닥면뿐만 아니라 벽에도 코팅된 것을 확인할 수 있으며, 은(Ag) 나노선이 4μm의 너비로 형성된 것을 확인할 수 있다.
참조부호 230에 따르면, 멀티 발광체의 제1 발광층과 제2 발광층 사이에 구비된 제1 나노선 전극(A)과 제2 나노선 전극(A')은 제1 발광층에 형성된 제1 나노선 영역과 제2 나노선 영역의 형상에 대응하여 'U'자 형상으로 형성된 것을 확인할 수 있다.
한편, 제1 발광층에 내장된 제1 나노선 전극층 및 제2 나노선 전극층은 복합재의 역할을 하여 반복적인 S-R(stretching-releasing) 사이클(일례로 5,000 사이클)에서도 실패없이 안정적인 전기 저항을 제공할 수 있다.
도 3a 내지 도 3j는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 면발광 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3j를 참조하면, 참조부호 310은 제1 나노선 전극(312-1) 및 제2 나노선 전극(312-2)을 이용하여 발광 영역(311)을 형성하는 예시를 도시하고, 참조부호 321 내지 323 각각은 나노선 전극의 너비(W)가 490μm, 나노선 전극간의 간격(D)이 329μm인 멀티 발광체와, 나노선 전극의 너비(W)가 167μm, 나노선 전극간의 간격(D)이 823μm인 멀티 발광체 및 나노선 전극의 너비(W)가 167μm, 나노선 전극간의 간격(D)이 329μm인 멀티 발광체 각각의 이미지(좌측)와 윤곽 이미지(우측)을 도시한다.
또한, 참조부호 331 내지 333 각각은 참조부호 321 내지 323 각각에 도시된 멀티 발광체의 단면 이미지를 도시하고, 참조부호 341 내지 343 각각은 참조부호 321 내지 323 각각에 도시된 멀티 발광체에 구비된 나노선 전극 사이의 연산된 전기장 분포를 도시한다.
참조부호 310 내지 323에 따르면, 기본적으로 전계는 선형태의 전극사이에서 발생하므로 전계발광(EL)은 전극의 가장자리에서 발생하며, 따라서 전극의 너비 및 전극간의 간격 조절은 균일한 면발광에 있어서 매우 중요하다.
이에, 일실시예에 따른 멀티 발광체는 균일한 면발광 특성을 구현하기 위해 제1 나노선 전극(312-1) 및 제2 나노선 전극(312-2)의 너비(W)와, 제1 나노선 전극(312-1)과 제2 나노선 전극(312-2)간의 간격(D)이 최적화 설계될 수 있다.
구체적으로, 너비(W)가 너무 큰 경우에 전계가 나노선 전극을 전체적으로 커버하지 못하여 나노선 전극에서 어두운 부분이 나타날 수 있으며, 간격(D)이 너무 큰 경우에도 어두운 부분이 나타나는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 멀티 발광체는 나노선 전극의 너비(W) 및 간격(D)이 전계를 커버할 수 있을 만큼 충분히 작아야 하며, 너비(W) 및 간격(D)이 충분히 작은 경우, 전계가 서로 중첩되어 균일한 면발광이 구현될 수 있다.
바람직하게는, 멀티 발광체는 나노선 전극의 너비(W)가 167μm, 나노선 전극간의 간격(D)이 329μm로 최적화되어, 균일한 면발광 특성을 구현할 수 있다.
참조부호 331 내지 333에 따르면, 멀티 발광체는 나노선 전극의 너비(W)가 167μm, 나노선 전극간의 간격(D)이 329μm로 최적화 되었을 때, 발광 영역에서 어두운 부분이 나타나지 않고, 균일하게 광이 방출되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 참조부호 341 내지 343에 따르면, 멀티 발광체는 나노선 전극의 너비(W)가 167μm, 나노선 전극간의 간격(D)이 329μm로 최적화 되었을 때, 균일한 전계가 생성되는 것을 확인할 수 있다.
도 4a 내지 도 4f는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 전계발광(EL) 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4f를 참조하면, 참조부호 410은 녹색 광을 출력하는 멀티 발광체의 주파수 변화(500 Hz, 1kHz, 2kHz, 3kHz)에 따른 전압-휘도(voltage-luminance) 특성을 도시하고, 참조부호 420은 녹색, 청색, 백색 및 주황색 광을 출력하는 멀티 발광체 각각의 전압-휘도 특성(주파수: 1kHz)을 도시하며, 참조부호 430은 녹색, 청색, 백색 및 주황색 광을 출력하는 멀티 발광체 각각의 정규화된 EL 스펙트럼을 도시한다.
또한, 참조부호 440은 멀티 발광체의 주파수 변화(500Hz, 1kHz, 2kHz, 3kHz)에 따른 전압-휘도 향상 비율(voltage-(In-plane/coplanar)) 특성을 도시하고, 참조부호 450은 멀티 발광체의 AC 전압 변화(1.52V/μm, 3.04V/μm, 6.08V/μm, 9.12V/μm)에 따른 정규화된 EL 스펙트럼을 도시하며, 참조부호 460은 AC 전압 변화(1.52V/μm, 3.04V/μm, 6.08V/μm, 9.12V/μm)에 따른 발광 색상의 CIE 좌표를 도시한다.
참조부호 410에 따르면, 멀티 발광체에서 발생되는 전계발광(EL)은 인플레인(in-plane) 전계에 의해 구동됨에도 전압 및 주파수 증가에 의해 휘도가 증가하는, 즉 기존의 전계발광 소자와 유사한 특성을 보이는 것을 확인할 수 있다.
구체적으로, 멀티 발광체는 도너/억셉터 전이(donor/acceptor transition)의 확률이 증가하여 발광 강도(luminescence intensity)가 증가하며, 전계발광(EL)을 수행되는 동안 주파수가 증가함에 따라 황화 아연(ZnS) 발광 물질의 자유 캐리어 농도가 증가함으로써, 고주파수에서 높은 휘도 특성을 보이는 것을 확인할 수 있다.
또한, 참조부호 420 내지 430에 따르면, 멀티 발광체의 제1 발광층 및 제2 발광층에 구비된 황화 아연(ZnS) 발광 물질은 이미, 청색, 녹색 및 적색(또는 주황색) 발광 물질이 상용화되어 있기 때문에 황화 아연(ZnS) 발광 물질을 교체하는 것만으로 청색, 녹색 및 적색 광의 발광을 용이하게 구현할 수 있으며, 청색과 적색의 적절한 혼합에 의해 백색 광의 발광도 용이하게 구현할 수 있다.
예를 들면, 멀티 발광체는 백색 광의 구현을 위해 제1 발광층 및 제2 발광층 각각에서 청색 황화 아연(ZnS) 발광 물질과 적색(또는 주황색) 황화 아연(ZnS) 발광 물질이 6:4의 중량비로 혼합될 수 있다.
또한, 멀티 발광체는 백색 광의 구현을 위해 제1 발광층에는 적색에 대응되는 황화 아연(ZnS) 발광 물질이 구비되고, 제2 발광층에는 청색에 대응되는 황화 아연(ZnS) 발광 물질이 구비될 수도 있다.
참조부호 440에 따르면, 멀티 발광체는 기존의 평탄한 전극(Coplanar)을 기반으로 하는 구조의 발광체(발광층의 두께: 72μm)에 비해 휘도가 향상되는 것을 확인할 있다. 구체적으로, 휘도 증가율(멀티 발광체(in-plane) / 기존 발광체(coplanar))을 살펴보면, 전계가 증가할수록 휘도 증가율 또한 증가하여 8V/μm에서는 기존 대비 2.8배의 휘도증가율을 보이는 것으로 나타났다.
구체적으로, 멀티 발광체는 인플레인(in-plane) 전계를 활용하여, 기존에 사용되었던 평면전극을 제거함으로써, 기존 발광체 대비 휘도를 증가시킬 수 있으며, 전계가 증가함에 따라 휘도증가율이 증가하는 현상은 고전계에서의 두꺼운 발광체 전체가 발광에 기여하는 것으로 볼 수 있다.
즉, 멀티 발광체는 전계가 낮을 때에는 전극 주위에서만 발광하다가 전계가 커짐에 따라 전극에서 멀리 떨어진 발광층에서도 전계발광(EL)이 발생하고 이로 인해 전체 휘도는 증가하는 것으로 나타났다.
보다 구체적으로, 참조부호 450 내지 460에 따르면, 제1 발광층에 적색 황화 아연(ZnS) 발광 물질을 적용하고, 제2 발광층에 청색 황화 아연(ZnS) 발광 물질을 적용한 멀티 발광체는 전계가 강해질수록 청색의 스펙트럼이 강해지고 결과적으로 색도 변화하는 것을 확인할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 기계적 발광(ML) 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 참조부호 510은 S-R 레이트(100 cpm 내지 500 cpm)에서의 ML 스펙트럼을 도시하고, 참조부호 520은 각각의 S-R 레이트(100 cpm 내지 500 cpm)에서의 휘도 특성을 도시하며, 참조부호 530은 5,000 사이클 동안 400nm 내지 800nm의 스펙트럼 강도를 통합하여 획득한 시간 종속 EL 강도 및 ML 강도 특성을 도시한다.
참조부호 510 내지 530에 따르면, 멀티 발광체는 신축성 전극(은(Ag) 나노선 전극)을 도입함으로 인장이 가능하고, 두꺼운 발광층 채용에 의해 변형에 따른 발광강도가 강해질 수 있으며, 실측 결과, 단순히 기계적 발광(ML)만 발생시키는 PDMS+ZnS 필름과 유사한 정도의 휘도를 관측할 수 있었다. 또한, 멀티 발광체는 5000cycle의 S-R 운동에도 안정적인 기계적 발광(ML) 및 전계발광(ML)의 성능 및 내구성을 보여주는 것을 확인할 수 있다.
구체적으로, 참조부호 530에 따르면, 멀티 발광체의 EL 및 ML의 동시 방출 특성을 확인하기 위해 AC 전압(0.91V/μm, 1kHz)으로 5,000의 S-R 사이클(30cpm)에서 장치의 내구성을 확인하였으며, 내구성 확인 결과 초기에는 EL 강도가 증가하고 적용된 AC 전압에서 안정적으로 유지되는 것을 확인할 수 있고(참조부호 530-1), 이후 반복되는 각 S-R 사이클에서 두 개의 ML 피크가 나타나는 것을 확인할 수 있으며, 이는 ML 피크가 EL 피크와 중첩되지 않음을 의미하며, 결과적으로 멀티 발광체의 총 광의 강도가 증가하고 두 발광의 합(ML + EL)으로 표현되는 것을 확인할 수 있다(참조부호 530-2). 이러한 경향은 5,000 S-R 사이클에서 관측되었지만 ML 강도는 S-R 사이클이 반복됨에 따라 약간 감소하는 것으로 나타났다(참조부호 530-3).
도 6a 내지 도 6d는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 전계발광(EL) / 기계적 발광(ML)의 동시 발광 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d를 참조하면, 참조부호 610 내지 630 각각은 전계발광(EL)을 수행하는 발광체와, 기계적 발광(ML)을 수행하는 발광체 및 전계발광(EL)과 기계적 발광(ML)을 동시에 수행하는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 이미지를 도시하고, 참조부호 640은 참조부호 610 내지 630의 발광체로부터 획득한 스펙트럼(즉, EL 스펙트럼, ML 스펙트럼 및 EL+ML 스펙트럼)을 도시한다.
참조부호 610 내지 640에 따르면, 멀티 발광체의 스펙트럼 강도(즉, EL+ML 스펙트럼의 강도)는 EL과 ML 스펙트럼의 합으로 표현될 수 있으며, 두가지 다른 여기방식, 즉 전기적/기계적 방식에 의해 독립적으로 광의 강도가 결정된다는 것을 확인할 수 있다.
구체적으로, 멀티 발광체에서 기계적 발광(ML)은 발광체의 표면에서 생성되고, 전계발광(EL)은 나노선 전극의 발광 영역에서 생성되어 나노선 전극이 구비된 영역을 보다 밝게하는 것을 확인할 수 있으며, 이러한 특성은 참조부호 640의 스펙트럼과 일치하는 것을 확인할 수 있다.
즉, 멀티 발광체는 두 개의 다른 동시 여기에서 생성된 빛의 강도가 개별 여기에서 얻은 빛의 강도의 합에 가까우며, PDMS+ZnS를 채용함으로써 광손실없이 전계발광(EL) / 기계적 발광(ML)을 동시에 수행할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 일실시예에 따른 멀티 발광소자를 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 도 7a 내지 도 7c는 도 1 내지 도 6d를 통해 설명한 일실시예에 따른 멀티 발광체의 응용 예시를 설명하는 도면으로, 이하에서 도 7a 내지 도 7c를 통해 설명하는 내용 중 일실시예에 따른 멀티 발광체를 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 일실시예에 따른 멀티 발광소자(700)는 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물로 형성되는 제1 멀티 발광체(710)과 제2 멀티 발광체(720)의 적층 구조로 구현될 수 있고, 여기서, 제1 멀티 발광체(710)는 제1 하부 발광층(711) 및 제1 상부 발광층(715) 사이에 제1 전극층(712 내지 714)이 삽입되고, 제2 멀티 발광체(720)는 제2 하부 발광층(721) 및 제2 상부 발광층(725) 사이에 제2 전극층(722 내지 724)이 삽입될 수 있다.
예를 들면, 고분자 물질은 폴리다이메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 메타크릴(Methacrylic) 및 폴리우레탄(Ployurethane), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 발광 물질은 황화아연(ZnS), 황화마그네슘(MgS), 셀렌화마그네슘(MgSe), 텔루르화마그네슘(MgTe), 황화칼슘(CaS), 셀렌화칼슘(CaSe), 텔루르화칼슘(CaTe), 황화스트론튬(SrS), 셀렌화스트론튬(SrSe), 텔루르화스트론튬(SrTe), 황화카드뮴(CdS), 셀렌화카드뮴(CdSe), 텔루르카드뮴(CdTe), 셀렌화아연(ZnSe), 텔루르화아연(ZnTe), 황화수은(HgS), 셀렌화수은(HgSe) 및 텔루르화수은(HgTe) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 제1 하부 발광층(711), 제1 상부 발광층(715), 제2 하부 발광층(722) 및 제2 상부 발광층(725)은 PDMS를 포함하는 고분자 물질과 황화 아연(ZnS)을 포함하는 발광 물질의 혼합물로 형성될 수 있다.
일실시예예에 따른 제1 전극층은 제1 멀티 발광체(710)에 구비된 나노선 영역 내부에서 기설정된 문자, 숫자 및 기호 중 적어도 하나에 대응되는 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제1 나노선 전극(714-1) 및 적어도 하나의 제2 나노선 전극(714-2)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 전극층은 제2 멀티 발광체(720)에 구비된 나노선 영역 내부에서 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제3 나노선 전극(724-1) 및 복수의 제4 나노선 전극(724-2)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 전극층은 제1 전극(712), 제2 전극(713), 기설정된 문자, 숫자 및 기호 중 적어도 하나에 대응되는 형상에 기초하여 제1 전극(712)으로부터 연장되는 적어도 하나의 제1 나노선 전극(714-1) 및 적어도 하나에 대응되는 형상에 기초하여 제2 전극(713)으로부터 연장되는 적어도 하나의 제2 나노선 전극(714-2)을 구비할 수 있다.
또한, 제2 전극층은 제3 전극(722)으로부터 제1 방향으로 연장되는 복수의 제3 나노선 전극(724-1) 및 제4 전극(723)으로부터 제1 방향으로 연장되는 복수의 제4 나노선 전극(724-2)을 구비할 수 있다.
예를 들면, 제1 전극층은 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 제1 하부 발광층(711) 상에 형성된 오목한 형상의 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역에 은(Ag) 나노선 용액이 드롭 캐스트되어 제1 나노선 전극(714-1) 및 제2 나노선 전극(714-2)이 제1 하부 발광층(711) 내부에 삽입된 형태로 형성될 수 있다.
또한, 제2 전극층은 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 제2 하부 발광층(721) 상에 형성된 오목한 형상의 제3 나노선 영역 및 제4 나노선 영역에 은(Ag) 나노선 용액이 드롭 캐스트되어 제3 나노선 전극(724-1) 및 제4 나노선 전극(724-2)이 제2 하부 발광층(721)에 삽입된 형태로 형성될 수 있다.
일측에 따르면, 제1 전극층은 제1 전극(712) 및 제2 전극(713)을 통해 인가되는 전압에 따라 제1 나노선 전극(714-1) 및 제2 나노선 전극(714-2)의 교차 영역(714)을 통해 전계발광(EL)이 발생되고, 제2 전극층은 제3 전극(722) 및 제4 전극(723)을 통해 인가되는 전압에 따라 제3 나노선 전극(724-1) 및 제4 나노선 전극(724-2)의 교차 영역(724)을 통해 전계발광(EL)이 발생될 수 있다.
예를 들면, 제1 전극층 및 제2 전극층은 제1 나노선 전극(714-1), 제2 나노선 전극(714-2), 제3 나노선 전극(724-1) 및 제4 나노선 전극(724-2)의 너비가 167μm 내지 490μm로 형성되고, 제1 나노선 전극(714-1)과 제2 나노선 전극(714-2)간의 간격 및 제3 나노선 전극(724-1)과 제4 나노선 전극(724-2)간의 간격이 329μm 내지 823μm로 형성될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 발광 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 참조부호 810은 제3 전극 및 제4 전극을 통해 전압이 인가되어 제3 나노선 전극(A)과 제4 나노선 전극(A')의 교차 영역에서 면발광이 수행되는 멀티 발광소자의 이미지를 도시하고, 참조부호 820은 제1 전극 및 제2 전극을 통해 전압이 인가되어 제1 나노선 전극(L)과 제2 나노선 전극(L')의 교차영역에서 기설정된 문자의 형상으로 발광이 수행되는 멀티 발광소자의 이미지를 도시한다.
또한, 참조부호 830은 제1 내지 제4 전극을 통해 전압이 인가되어 제3 나노선 전극(A)과 제4 나노선 전극(A')의 교차 영역과 제1 나노선 전극(L)과 제2 나노선 전극(L')의 교차영역에서 면발광 및 문자 형상으로의 발광이 동시 수행되는 멀티 발광소자의 이미지를 도시한다.
참조부호 810 내지 830에 따르면, 일실시예에 따른 멀티 발광소자는 제1 멀티 발광체를 통해 문자를 표현하고, 제2 멀티 발광체를 통해 문자의 배경색을 표현하며, 이를 통해 고휘도의 패턴 발광체를 보다 용이하게 구현할 수 있다.
일측에 따르면, 멀티 발광소자의 제1 멀티 발광체 및 제2 멀티 발광체는 서로 다른 색의 광을 출력하는 발광 물질을 포함할 수도 있다.
도 9는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 도 9는 도 1 내지 도 6d를 통해 설명한 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법을 설명하는 도면으로, 이하에서 도 9를 통해 설명하는 내용 중 일실시예에 따른 멀티 발광체를 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 910 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물을 이용하여 제1 발광층을 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 910 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 제1 발광층 상에 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 나노선 영역 및 복수의 제2 나노선 영역을 형성할 수 있다.
구체적으로, 910 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 유리 기판 상에 접착 테이프와 커팅 플로터(cutting plotter)를 이용하여 제1 나노선 패턴 및 제2 나노선 패턴을 형성하고, 제1 나노선 패턴 및 제2 나노선 패턴이 형성된 유리 기판의 제1 면에 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합 용액을 스핀 코팅한 이후 열처리하여 제1 발광층을 형성할 수 있다.
다음으로, 920 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 제1 발광층에 구비된 나노선 영역 내부에 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 나노선 전극 및 복수의 제2 나노선 전극을 구비하는 전극층을 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 920 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역에 나노선 용액을 드롭 캐스트하여 제1 발광층 내부에 삽입된 형태로 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극을 형성할 수 있다.
구체적으로, 920 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 제1 발광층을 유리 기판으로부터 박리하여 제1 나노선 패턴에 대응되는 제1 나노선 영역과 제2 나노선 패턴에 대응되는 제2 나노선 영역을 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 920 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역이 형성된 제1 발광층의 제1 면에 나노선 용액을 드롭 캐스트하고, 드롭 캐스트된 나노선 용액을 건조시키며, 제1 발광층의 제1 면에서 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된 잔여 나노선을 테이프를 이용하여 제거하여 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극을 형성할 수 있다.
다음으로, 930 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물을 이용하여 제2 발광층을 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 제1 발광층 및 제2 발광층 중 적어도 하나는 PDMS를 포함하는 고분자 물질과 황화 아연(ZnS)을 포함하는 발광 물질의 혼합물로 형성될 수 있다.
일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 이후 실시예 도 10a 내지 10e를 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 10a 내지 도 10e는 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 이하에서 도 10a 내지 도 10e를 통해 설명하는 제조방법은 도 9의 910 단계 내지 930 단계에서 수행될 수 있다.
도 10a 내지 도 10e를 참조하면, 1010 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 유리 기판(1011) 상에 접착 테이프와 커팅 플로터를 이용하여 전극 패턴(즉, 제1 나노선 패턴 및 제2 나노선 패턴)(1012)을 형성할 수 있다.
구체적으로, 1010 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 소프트웨어로 디자인된 도면을 컷팅하는 기기인 커팅 플로터를 이용하여 50μm의 두께를 지닌 테이프를 기설정된 형상으로 절단한 이후에, 절단된 테이프를 유리 기판(1011) 상에 부착하여 제1 전극 패턴, 제2 전극 패턴, 제1 나노선 패턴 및 제2 나노선 패턴을 포함하는 전극 패턴(1012)을 형성할 수 있다.
다음으로, 1020 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 제1 나노선 패턴 및 제2 나노선 패턴이 형성된 유리 기판의 제1 면에 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합 용액(1021)을 스핀 코팅한 이후 열처리하여 제1 발광층을 형성할 수 있다.
또한, 1020 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 형성된 제1 발광층을 유리 기판으로부터 박리하여, 제1 발광층 상에 제1 나노선 패턴에 대응되는 제1 나노선 영역과 제2 나노선 패턴에 대응되는 제2 나노선 영역을 형성할 수 있다.
구체적으로, 1020 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 유리 기판의 제1 면에 PDMS 및 황화 아연(ZnS)의 혼합 용액(1021)을 스핀 코팅한 이후 70 °C의 온도에서 약 30분 동안 열처리하여 스핀 코팅된 혼합 용액(1021)을 경화시킬 수 있으며, 이를 통해 제1 전극 패턴, 제2 전극 패턴, 제1 나노선 패턴 및 제2 나노선 패턴에 대응되는 위치에 제1 전극 영역, 제2 전극 영역, 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역이 형성된 제1 발광층을 형성할 수 있다.
예를 들면, PDMS 및 황화 아연(ZnS)의 혼합 용액(1021)은 PDMS 용액과 9:1의 중량비의 경화제가 3:7의 중량비의 ZnS:Cu 기반 형광체와 혼합된 용액일 수 있다.
예를 들면, 제1 전극 패턴, 제2 전극 패턴, 제1 나노선 패턴 및 제2 나노선 패턴은 테이프의 두께(일례로, 50μm)만큼 제1 발광층 상에 오목한 형상으로 형성될 수 있다.
다음으로, 1030 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 제1 발광층에서 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역이 형성된 제1 면에 은(Ag) 나노선 용액(1031)을 드롭 캐스트한 후 건조시킬 수 있으며, 테이프(1032)를 이용하여 건조된 은(Ag) 나노선 중 잔여 은(Ag) 나노선을 제거하여 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극을 형성할 수 있다.
다시 말해, 1030 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 테이프(1032)를 이용한 반복 제거 공정을 통해 제1 발광층의 표면에 형성된 은(Ag) 나노선을 제거할 수 있으며, 이 과정에서 오목한 형상의 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역에만 은(Ag) 나노선이 잔존하여 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극(1040 단계의 참조부호 1043)이 형성될 수 있다.
예를 들면, 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극은 은(Ag) 나노선 용액(1031)이 드롭 캐스트된 이후에 용매(에탄올)의 증발 과정을 통해 50μm 두께로 형성된 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역 내에 약 4μm의 두께로 형성될 수 있다.
다음으로, 1040 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 제1 전극 영역 및 제2 전극 영역에 대응되는 영역에 전극 물질을 증착하여, 제1 전극(1041) 및 제2 전극(1042)을 형성할 수 있다.
예를 들면, 전극 물질은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo) 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 바람직하게는 제1 전극(1041) 및 제2 전극(1042)은 전극 물질로 은(Ag)이 증착되어 형성될 수 있다.
다음으로, 1050 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 전극층 전극층(제1 전극, 제2 전극, 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극)이 형성된 제1 발광층의 제1 면에 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합 용액(1051)을 스핀 코팅한 이후 열처리하여 제2 발광층을 형성할 수 있다.
구체적으로, 1050 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광체의 제조방법은 제1 발광층의 제1 면에 PDMS 및 황화 아연(ZnS)의 혼합 용액(1051)을 스핀 코팅한 이후 70°C의 온도에서 약 30분 동안 열처리하여 스핀 코팅된 혼합 용액(1051)을 경화시킬 수 있고, 이를 통해 제2 발광층을 형성할 수 있으며, 이때 혼합 용액(1051)이 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극이 형성된 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역의 오목한 부분을 따라 코팅되므로, 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극은 'U'자의 형상으로 형성될 수 있다.
도 11은 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 도 11은 도 7a 내지 도 8c를 통해 설명한 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법을 설명하는 도면으로, 이하에서 도 11을 통해 설명하는 내용 중 일실시예에 따른 멀티 발광소자를 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 11을 참조하면, 1110 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물과 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정에 기초하여 제1 전극층이 내부에 삽입된 제1 멀티 발광체를 형성할 수 있으며, 여기서 제1 전극층은 제1 멀티 발광체에 구비된 나노선 영역 내부에서 기설정된 문자, 숫자 및 기호 중 적어도 하나에 대응되는 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제1 나노선 전극 및 적어도 하나의 제2 나노선 전극을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 1110 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역이 형성된 제1 하부 발광층을 형성하고, 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역이 형성된 제1 하부 발광층의 제1 면에 나노선 용액을 드롭 캐스트하여 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극을 제1 하부 발광층 내부에 삽입된 형태로 형성하며, 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극이 형성된 제1 하부 발광층의 제1 면에 제1 상부 발광층을 형성할 있다.
다음으로, 1120 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물과 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정에 기초하여 제1 멀티 발광체 상에 제2 전극층이 내부에 삽입된 제2 멀티 발광체를 형성할 수 있으며, 여기서 제2 전극층은 제2 멀티 발광체에 구비된 나노선 영역 내부에서 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제3 나노선 전극 및 복수의 제4 나노선 전극을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 1120 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 제1 방향으로 연장되는 제3 나노선 영역 및 제4 나노선 영역이 형성되는 제2 하부 발광층을 형성하고, 제3 나노선 영역 및 제4 나노선 영역이 형성된 제2 하부 발광층의 제1 면에 나노선 용액을 드롭 캐스트하여 제3 나노선 전극 및 제4 나노선 전극을 제2 하부 발광층 내부에 삽입된 형태로 형성하며, 제3 나노선 전극 및 제4 나노선 전극이 형성된 제2 하부 발광층의 제1 면에 제2 상부 발광층을 형성할 수 있다.
한편, 제1 멀티 발광체 및 제2 멀티 발광체 중 적어도 하나는 PDMS를 포함하는 고분자 물질과 황화 아연(ZnS)을 포함하는 발광 물질의 혼합물로 형성될 수 있다.
일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 이후 실시예 도 12a 내지 12i를 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 12a 내지 도 12i는 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 이하에서 도 12a 내지 도 12i를 통해 설명하는 제조방법은 도 11의 1110 단계 내지 1120 단계에서 수행될 수 있다.
도 12a 내지 도 12i를 참조하면, 1211 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 유리 기판(1211) 상에 접착 테이프와 커팅 플로터를 이용하여 기설정된 문자의 형상에 대응되는 전극 패턴(제1 전극 패턴, 제2 전극 패턴, 제1 나노선 패턴 및 제2 나노선 패턴)(1212)을 형성할 수 있다.
예를 들면, 유리 기판(1211) 상에 형성되는 제1 나노선 패턴 및 제2 나노선 패턴은 기설정된 문자의 형상이 좌우 반전된 형상으로 형성될 수 있다.
다음으로, 1220 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 제1 나노선 패턴 및 제2 나노선 패턴이 형성된 유리 기판의 제1 면에 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합 용액(1221)을 스핀 코팅한 이후 열처리하여 제1 하부 발광층(1222)을 형성할 수 있다.
또한, 1220 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 형성된 제1 하부 발광층(1222)을 유리 기판으로부터 박리하여, 제1 하부 발광층(1222) 상에 제1 나노선 패턴에 대응되는 제1 나노선 영역과 제2 나노선 패턴에 대응되는 제2 나노선 영역을 형성할 수 있다.
구체적으로, 1220 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 유리 기판의 제1 면에 PDMS 및 황화 아연(ZnS)의 혼합 용액(1221)을 스핀 코팅한 이후 70°C의 온도에서 약 30분 동안 열처리하여 스핀 코팅된 혼합 용액(1021)을 경화시킬 수 있으며, 이를 통해 제1 전극 패턴, 제2 전극 패턴, 제1 나노선 패턴 및 제2 나노선 패턴에 대응되는 위치에 제1 전극 영역, 제2 전극 영역, 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역이 형성된 제1 하부 발광층(1222)을 형성할 수 있다.
다음으로, 1230 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 제1 하부 발광층에서 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역이 형성된 제1 면에 은(Ag) 나노선 용액(1231)을 드롭 캐스트한 후 건조시킬 수 있으며, 테이프(1232)를 이용하여 건조된 은(Ag) 나노선 중 잔여 은(Ag) 나노선을 제거하여 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극(1240 단계의 참조부호 1243)을 형성할 수 있다.
다음으로, 1240 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 제1 전극 영역 및 제2 전극 영역에 대응되는 영역에 전극 물질을 증착하여, 제1 전극(1241) 및 제2 전극(1242)을 형성할 수 있다.
예를 들면, 전극 물질은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo) 및 칼슘(Ca) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 바람직하게는 제1 전극(1041) 및 제2 전극(1042)은 전극 물질로 은(Ag)이 증착되어 형성될 수 있다.
다음으로, 1250 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 제1 전극층(제1 전극, 제2 전극, 제1 나노선 전극 및 제2 나노선 전극)이 형성된 제1 하부 발광층의 제1 면에 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합 용액(1251)을 스핀 코팅한 이후 열처리하여 제1 상부 발광층(1252)을 형성할 수 있다.
예를 들면, 1250 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 70°C의 온도에서 약 30분 동안 열처리를 수행하여 제2 상부 발광층(1252)을 형성할 수 있다.
다음으로, 1260 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 유리 기판(1262) 상에 접착 테이프와 커팅 플로터를 이용하여 제3 전극 패턴, 제4 전극 패턴, 제3 전극 패턴과 연결되고 제1 방향으로 연장되는 복수의 제3 나노선 패턴 및 제4 전극 패턴과 연결되고 제1 방향으로 연장되는 복수의 제4 나노선 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 1260 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 제1 상부 발광층 상에서 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물(1261)과 전극 패턴(제3 전극 패턴, 제4 전극 패턴, 제3 나노선 패턴 및 제4 나노선 패턴)이 형성된 유리 기판(1262)을 이용한 몰딩 공정(molding proccess) 및 70°C의 온도에서 약 30분 동안의 열처리를 통한 경화 공정을 통해, 제1 상부 발광층 상에 제3 전극 영역, 제4 전극 영역, 제3 나노선 영역 및 제4 나노선 영역이 형성된 제2 하부 발광층을 형성할 수 있다.
예를 들면, 제2 하부 발광층은 제3 전극 패턴, 제4 전극 패턴, 제3 나노선 패턴 및 제4 나노선 패턴 각각에 대응되는 영역에 제3 전극 영역, 제4 전극 영역, 제3 나노선 영역 및 제4 나노선 영역이 형성될 수 있다.
다음으로, 1270 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 전극 영역 및 나노선 영역이 형성된 제2 하부 발광층의 제1 면에 은(Ag) 나노선 용액(1271)을 드롭 캐스트한 후 건조시킬 수 있으며, 테이프(1272)를 이용하여 건조된 은(Ag) 나노선 중 잔여 은(Ag) 나노선을 제거하여 제3 나노선 전극 및 제4 나노선 전극을 형성할 수 있다(1280 단계의 참조부호 1283).
다음으로, 1280 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 제3 전극 영역 및 제4 전극 영역에 대응되는 영역에 전극 물질을 증착하여, 제3 전극(1281) 및 제4 전극(1282)을 형성할 수 있다.
예를 들면, 제3 전극(1281) 및 제4 전극(1282)은 전극 물질로 은(Ag)이 증착되어 형성될 수 있다.
다음으로, 1290 단계에서 일실시예에 따른 멀티 발광소자의 제조방법은 제2 전극층(제3 전극, 제4 전극, 제3 나노선 전극 및 제4 나노선 전극)이 형성된 제2 하부 발광층의 제1 면에 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합 용액(1291)을 스핀 코팅한 이후 열처리하여 제2 상부 발광층(1292)을 형성할 수 있다.
결국, 본 발명을 이용하면, 신축성이 있는 복수의 발광층 사이에 신축성 전극으로 복수의 은(Ag) 나노선을 적용하여 소자의 신축성을 향상시키고 고휘도의 기계적 발광(ML)을 구현할 수 있다.
또한, 수직 전계가 아닌 복수의 은(Ag) 나노선에 기초하는 인플레인(in-plane) 전계를 활용하여, 광이 외부로 방출되는 데 있어서 방해가 되는 평면전극을 제거할 수 있음과 동시에 두꺼운 발광층의 적용이 가능하며, 고휘도의 전계발광(EL)을 구현할 수 있다.
또한, 임프린트 공정을 통해 너비와 간격을 보다 용이하게 제어하여 전극을 최적화 설계할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 멀티 발광체는 전계발광(EL)의 경우 일반적으로 고려되는 얇은 발광층의 요구조건을 탈피하고, 인플레인 전계를 도입시킴으로써 광이 외부로 방출되는 데 있어서 방해가 되는 평면전극을 제거할 수 있음과 동시에 두꺼운 발광층이 활용이 가능하고, 이는 특히 높은 전계에서 두꺼운 발광층 전체를 발광시킴으로써 평면전극 기반의 기존소자에 비해 2배 이상의 휘도 향상 효과를 나타낼 수 있다.
마찬가지로, 본 발명의 멀티 발광체는 두꺼운 발광층 활용과 신축성의 향상을 통해 기계적 발광(ML)의 밝기도 기공지된 전도성 섬유기반 소자에 비해 획기적으로 증가될 수 있다. 따라서 본 발명은 고휘도의 전계발광(EL) 및 기계적 발광(ML)이 가능하여 다양한 형태의 신축성 광원에 활용될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 멀티 발광체 110: 제1 발광층
121: 제1 전극 122: 제2 전극
123-1: 제1 나노선 전극 123-2: 제2 나노선 전극
130: 제2 발광층
121: 제1 전극 122: 제2 전극
123-1: 제1 나노선 전극 123-2: 제2 나노선 전극
130: 제2 발광층
Claims (14)
- 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물로 형성된 제1 발광층;
상기 제1 발광층에 구비된 나노선 영역 내부에 형성되고, 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 나노선 전극 및 복수의 제2 나노선 전극을 구비하는 전극층 및
상기 전극층이 형성된 제1 발광층 상에 상기 혼합물로 형성된 제2 발광층
을 포함하고,
상기 전극층은,
접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 상기 제1 발광층 상에 오목한 형상으로 형성된 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역에 나노선 용액이 드롭 캐스트되어 상기 제1 나노선 전극 및 상기 제2 나노선 전극이 상기 제1 발광층 내부에 삽입된 형태로 형성되는
멀티 발광체. - 제1항에 있어서,
상기 전극층은,
상기 제1 나노선 전극 및 상기 제2 나노선 전극을 통해 인가되는 전압에 따라 상기 제1 나노선 전극 및 상기 제2 나노선 전극의 교차 영역에서 전계발광(electroluminescence, EL)이 발생되는
멀티 발광체. - 제2항에 있어서,
상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층에 기초한 기계적 발광(mechano-luminescence, ML)과 상기 전계발광이 동시에 발생되는
멀티 발광체. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 전극층은,
상기 제1 나노선 전극 및 상기 제2 나노선 전극 중 적어도 하나의 전극의 너비가 167μm 내지 490μm로 형성되고, 상기 제1 나노선 전극과 상기 제2 나노선 전극간의 간격이 329μm 내지 823μm로 형성되는
멀티 발광체. - 제1항에 있어서,
상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층 중 적어도 하나는,
폴리다이메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 메타크릴(Methacrylic) 및 폴리우레탄(Ployurethane), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 중 적어도 하나의 상기 고분자 물질과, 황화아연(ZnS), 황화마그네슘(MgS), 셀렌화마그네슘(MgSe), 텔루르화마그네슘(MgTe), 황화칼슘(CaS), 셀렌화칼슘(CaSe), 텔루르화칼슘(CaTe), 황화스트론튬(SrS), 셀렌화스트론튬(SrSe), 텔루르화스트론튬(SrTe), 황화카드뮴(CdS), 셀렌화카드뮴(CdSe), 텔루르카드뮴(CdTe), 셀렌화아연(ZnSe), 텔루르화아연(ZnTe), 황화수은(HgS), 셀렌화수은(HgSe) 및 텔루르화수은(HgTe) 중 적어도 하나의 상기 발광 물질의 혼합물로 형성되는
멀티 발광체. - 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물로 형성되고, 제1 전극층이 내부에 삽입된 제1 멀티 발광체 및
상기 제1 멀티 발광체 상에 상기 혼합물로 형성되고, 제2 전극층이 내부에 삽입된 제2 멀티 발광체
를 포함하고,
상기 제1 전극층은,
상기 제1 멀티 발광체에 구비된 나노선 영역 내부에서 기설정된 문자, 숫자 및 기호 중 적어도 하나에 대응되는 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제1 나노선 전극 및 적어도 하나의 제2 나노선 전극을 포함하되,
접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 상기 제1 멀티 발광체의 제1 하부 발광층 및 제1 상부 발광층 중 상기 제1 하부 발광층 상에 오목한 형상으로 형성된 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역에 나노선 용액이 드롭 캐스트되어 상기 제1 나노선 전극 및 상기 제2 나노선 전극이 상기 제1 하부 발광층 내부에 삽입된 형태로 형성되고,
상기 제2 전극층은,
상기 제2 멀티 발광체에 구비된 나노선 영역 내부에서 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제3 나노선 전극 및 복수의 제4 나노선 전극을 포함하되,
상기 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 상기 제2 멀티 발광체의 제2 하부 발광층 및 제2 상부 발광층 중 상기 제2 하부 발광층 상에 오목한 형상으로 형성된 제3 나노선 영역 및 제4 나노선 영역에 상기 나노선 용액이 드롭 캐스트되어 상기 제3 나노선 전극 및 상기 제4 나노선 전극이 상기 제2 하부 발광층 내부에 삽입된 형태로 형성되는
멀티 발광소자. - 제7항에 있어서,
상기 제1 전극층은,
상기 제1 나노선 전극 및 상기 제2 나노선 전극을 통해 인가되는 전압에 따라 상기 제1 나노선 전극 및 상기 제2 나노선 전극의 교차 영역에서 전계발광이 발생되고,
상기 제2 전극층은,
상기 제3 나노선 전극 및 상기 제4 나노선 전극을 통해 인가되는 전압에 따라 상기 제3 나노선 전극 및 상기 제4 나노선 전극의 교차 영역에서 전계발광이 발생되는
멀티 발광소자. - 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물을 이용하여 제1 발광층을 형성하는 단계;
상기 제1 발광층에 구비된 나노선 영역 내부에 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 나노선 전극 및 복수의 제2 나노선 전극을 구비하는 전극층을 형성하는 단계 및
상기 전극층이 형성된 제1 발광층 상에 상기 혼합물을 이용하여 제2 발광층을 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 발광층을 형성하는 단계는,
접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 오목한 형상을 갖고 상기 제1 발광층 상에 서로 중첩없이 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 나노선 영역 및 복수의 제2 나노선 영역을 형성하고,
상기 전극층을 형성하는 단계는,
상기 제1 나노선 영역 및 상기 제2 나노선 영역에 나노선 용액을 드롭 캐스트하여 상기 제1 발광층 내부에 삽입된 형태로 상기 제1 나노선 전극 및 상기 제2 나노선 전극을 형성하는
멀티 발광체의 제조방법. - 삭제
- 제9항에 있어서,
상기 제1 발광층을 형성하는 단계는,
유리 기판 상에 상기 접착 테이프와 커팅 플로터(cutting plotter)를 이용하여 제1 나노선 패턴 및 제2 나노선 패턴을 형성하는 단계;
상기 제1 나노선 패턴 및 상기 제2 나노선 패턴이 형성된 상기 유리 기판의 제1 면에 상기 고분자 물질 및 상기 발광 물질의 혼합 용액을 스핀 코팅하는 단계 및
상기 스핀 코팅된 혼합 용액을 열처리하여 상기 제1 발광층을 형성하는 단계
를 포함하는 멀티 발광체의 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 전극층을 형성하는 단계는,
상기 제1 발광층을 상기 유리 기판으로부터 박리하여 상기 제1 나노선 패턴에 대응되는 상기 제1 나노선 영역과 상기 제2 나노선 패턴에 대응되는 상기 제2 나노선 영역을 형성하는
멀티 발광체의 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 전극층을 형성하는 단계는,
상기 제1 나노선 영역 및 상기 제2 나노선 영역이 형성된 상기 제1 발광층의 제1 면에 상기 나노선 용액을 드롭 캐스트 하는 단계;
상기 제1 발광층의 제1 면에 드롭 캐스트된 상기 나노선 용액을 건조시키는 단계 및
상기 제1 발광층의 제1 면에서 상기 제1 나노선 영역 및 상기 제2 나노선 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된 잔여 나노선을 테이프를 이용하여 제거하는 단계
를 포함하는 멀티 발광체의 제조방법. - 고분자 물질 및 발광 물질의 혼합물과 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정에 기초하여 제1 전극층이 내부에 삽입된 제1 멀티 발광체를 형성하는 단계 및
상기 혼합물과 상기 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정에 기초하여 상기 제1 멀티 발광체 상에 제2 전극층이 내부에 삽입된 제2 멀티 발광체를 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 전극층은,
상기 제1 멀티 발광체에 구비된 나노선 영역 내부에서 기설정된 문자, 숫자 및 기호 중 적어도 하나에 대응되는 형상으로 형성되는 적어도 하나의 제1 나노선 전극 및 적어도 하나의 제2 나노선 전극을 포함하되,
접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 상기 제1 멀티 발광체의 제1 하부 발광층 및 제1 상부 발광층 중 상기 제1 하부 발광층 상에 오목한 형상으로 형성된 제1 나노선 영역 및 제2 나노선 영역에 나노선 용액이 드롭 캐스트되어 상기 제1 나노선 전극 및 상기 제2 나노선 전극이 상기 제1 하부 발광층 내부에 삽입된 형태로 형성되고,
상기 제2 전극층은,
상기 제2 멀티 발광체에 구비된 나노선 영역 내부에서 서로 중첩없이 제1 방향으로 연장되는 복수의 제3 나노선 전극 및 복수의 제4 나노선 전극을 포함하되,
상기 접착 테이프를 이용한 임프린트 공정을 통해 상기 제2 멀티 발광체의 제2 하부 발광층 및 제2 상부 발광층 중 상기 제2 하부 발광층 상에 오목한 형상으로 형성된 제3 나노선 영역 및 제4 나노선 영역에 상기 나노선 용액이 드롭 캐스트되어 상기 제3 나노선 전극 및 상기 제4 나노선 전극이 상기 제2 하부 발광층 내부에 삽입된 형태로 형성되는
멀티 발광소자의 제조방법.
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- 2022-07-01 WO PCT/KR2022/009495 patent/WO2023027318A1/ko unknown
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| JP2000340366A (ja) * | 1999-05-27 | 2000-12-08 | Tdk Corp | 発光ダイオード |
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| Publication number | Publication date |
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| WO2023027318A1 (ko) | 2023-03-02 |
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