KR20130044072A - 발광 소자 - Google Patents

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KR20130044072A
KR20130044072A KR1020110108335A KR20110108335A KR20130044072A KR 20130044072 A KR20130044072 A KR 20130044072A KR 1020110108335 A KR1020110108335 A KR 1020110108335A KR 20110108335 A KR20110108335 A KR 20110108335A KR 20130044072 A KR20130044072 A KR 20130044072A
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Abstract

광원; 상기 광원 위에 위치하는 제1 매트릭스 고분자를 포함하는 버퍼층; 상기 버퍼층 위에 위치하는 유/무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층; 및 상기 고분자 층 위에 존재하며 제2 매트릭스 고분자에 분산되어 있는 발광 입자를 포함하는 발광층을 포함하고, 상기 고분자 층 위에 위치하는 적어도 하나의 부재가 황 또는 아민기를 포함하는 발광 소자를 제공한다.

Description

발광 소자{LIGHT EMITTING DIODE}
본 기재는 발광 소자에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 적색에서 청색에 이르는 가시광을 포괄하는 영역의 스펙트럼을 발현할 수 있으며, 색순도가 뛰어난 장점이 있다. 그러나, 녹색 영역의 LED는 적색 또는 청색 영역의 LED에 비하여 효율이 떨어지는 단점이 있고, 가시광을 모두 표현하기 위해 삼색에 해당하는 LED를 각각 사용하는 구조는 가격이 상승되는 문제점이 있다.
청색 LED 또는 자외선 영역에 해당하는 LED를 사용하면 전환파장의 에너지가 높으므로, 에너지 효율이 높은 장점이 있어, 이러한 종류의 광원과 함께 광전환 물질(converting material)을 사용하여 백색광원 등 원하는 파장의 광원으로 설계가 가능하다.
삼색 LED와 유사한 색순도를 유지할 수 있는 광전환 물질로는 설파이드계 형광체, 반도체 나노결정(quantum dot) 등을 사용할 수 있다. 그러나, 이러한 광전환 물질 들이 황(sulfur) 성분을 함유하고 있어, LED가 발열을 할 때 산소와 수분에 취약하여 여분의 황 성분들이 분해될 때 반사판(reflector)의 은과 반응하여 변색을 일으킴으로써, LED의 효율이 감소되는 문제점이 있다.
또한, 반도체 나노결정의 표면에 결합되거나 주위에 존재하는 아민계 유기 리간드 등도 LED가 발열을 할 때 산소와 수분등과 반응하여 착색을 일으키고, LED 광원을 투과시키지 못하는 등의 문제를 일으켜 효율이 감소될 수 있다.
따라서 본 발명의 일 구현예는 광원 위에 존재할 수 있는 황 성분이 반사판의 은과 반응하지 않고, 아민계 유기 리간드등이 LED 광원을 차단하는 문제가 일어나지 않도록 차폐층을 도입하여 효율과 안정성을 개선한 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 광원; 상기 광원 위에 위치하는 제1 매트릭스 고분자를 포함하는 버퍼층; 상기 버퍼층 위에 위치하는 유/무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층; 및 상기 고분자 층 위에 존재하며 제2 매트릭스 고분자에 분산되어 있는 발광 입자를 포함하는 발광층을 포함하고, 상기 고분자 층 위에 위치하는 적어도 하나의 부재가 황 또는 아민기를 포함하는 발광 소자를 제공한다.
상기 발광 입자는 형광체, 반도체 나노결정, 금속 나노결정, 금속 산화물 나노결정 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다. 상기 반도체 나노결정은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 발광 입자는 카르복실기 또는 이의 염을 포함하는 고분자로 코팅(coating)될 수 있다. 상기 고분자는 폴리(알킬렌-코-아크릴산), 폴리(알킬렌-코-메타크릴산), 이들의 염 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 유/무기 하이브리드 고분자는 실록산 결합(-Si-O-Si-) 함유 제1 부분(moiety), 적어도 하나의 유기 작용기를 포함하는 실록산 결합 함유 제2 부분, 적어도 하나의 반응성 작용기가 가교결합된 구조를 포함하는 실록산 결합 함유 제3 부분을 포함한다.
상기 유/무기 하이브리드 고분자는 -O-M-O- 결합(여기서 M은 Al, Sn, Ti, Zr, Ge, B 및 이들의 조합에서 선택됨) 함유 제4 부분을 더 포함할 수 있다.
상기 유/무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자층은 약 5 부피% 이하의 공극률을 가질 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 유/무기 하이브리드를 포함하는 고분자 층과 발광층 사이에 제3 매트릭스 고분자를 포함하는 제2 버퍼층, 투명판 및 이들의 조합에서 선택되는 중간층을 더 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 발광층 위에 위치하는 고분자 배리어 필름을 포함할 수 있다. 상기 고분자 배리어 필름은 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제1 모노머 및 말단에 탄소-탄소 불포화 결합을 적어도 2개 가지는 제2 모노머가 중합된 고분자를 포함할 수 있다. 또한 상기 고분자 배리어 필름은 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제1 모노머 및 말단에 탄소-탄소 불포화 결합을 적어도 하나 포함하는 실록산계 제2 모노머 또는 올리고머가 중합된 제1 고분자를 포함하는 제1 고분자 층; 및 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제3 모노머 및 말단에 탄소-탄소 불포화 결합을 적어도 2개 가지는 제4 모노머가 중합된 제2 고분자를 포함하는 제2 고분자 층을 포함할 수 있다.
상기 제2 매트릭스 고분자는 실리콘 수지 또는 상기 제2 매트릭스 고분자가 제1 고분자 층의 탄소-탄소 불포화 결합을 적어도 하나 포함하는 실록산계 제2 모노머 또는 올리고머를 경화시킨 고분자일 수 있다.
본 발명의 기타 다른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
상기 발광 소자는 황 또는 아민기 성분이 발광층 또는 고분자 배리어 필름과 같은 부재에 포함되어 있는 경우 발광 소자의 구동시 이들 성분에 의하여 반사판의 은(Ag)이 변색되거나 LED 광원에 착색되어 광원의 효율 저하를 방지함으로써 발광 소자의 효율과 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 다양한 구현예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하에서 별도의 정의가 없는 한, "치환"이란, 화합물 중의 수소가 C1 내지 C30의 알킬기, C2 내지 C30의 알키닐기, C6 내지 C30의 아릴기, C7 내지 C30의 알킬아릴기, C1 내지 C30의 알콕시기, C1 내지 C30의 헤테로알킬기, C3 내지 C30의 헤테로알킬아릴기, C3 내지 C30의 사이클로알킬기, C3 내지 C15의 사이클로알케닐기, C6 내지 C30의 사이클로알키닐기, C2 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기, 할로겐(-F, -Cl, -Br 또는 -I), 히드록시기(-OH), 니트로기(-NO2), 시아노기(-CN), 아미노기(NRR' 여기서 R과 R'은 서로 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C6 알킬기임), 아지도기(-N3), 아미디노기(-C(=NH)NH2), 히드라지노기(-NHNH2), 히드라조노기(=N(NH2), 알데히드기(-C(=O)H), 카르바모일기(carbamoyl group, -C(O)NH2), 티올기(-SH), 에스테르기(-C(=O)OR, 여기서 R 은 C1 내지 C6 알킬기 또는 C6 내지 C12 아릴기임), 카르복실기(-COOH) 또는 그것의 염(-C(=O)OM, 여기서 M은 유기 또는 무기 양이온임), 술폰산기(-SO3H) 또는 그것의 염(-SO3M, 여기서 M은 유기 또는 무기 양이온임), 인산기(-PO3H2) 이나 그것의 염(-PO3MH 또는 -PO3M2, 여기서 M은 유기 또는 무기 양이온임) 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.
또한 이하에서 별도의 정의가 없는 한, "헤테로" 란, N, O, S, Si 및 P에서 선택된 헤테로 원자를 1 내지 3개 포함한 것을 의미한다.
또한 "지방족 유기기"는 C1 내지 C30의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기를 의미하며, "방향족 유기기"는 C6 내지 C30의 아릴기 또는 C2 내지 C30의 헤테로아릴기를 의미하며, "지환족 유기기"는 C3 내지 C30의 사이클로알킬기, C3 내지 C30의 사이클로알케닐기 및 C3 내지 C30의 사이클로알키닐기를 의미한다. 또한 "탄소-탄소 불포화 결합-함유 치환기"는 적어도 하나의 탄소-탄소 이중결합을 포함하는 C2 내지 C20의 알케닐기, 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중결합을 포함하는 C2 내지 C20의 알키닐기, 고리내에 적어도 하나의 탄소-탄소 이중결합을 포함하는 C4 내지 C20의 사이클로알케닐기 또는 고리내에 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중결합을 포함하는 C4 내지 C20의 사이클로알키닐기일 수 있다.
본 명세서에서 "이들의 조합"이란 구성물의 혼합물, 적층물, 복합체, 합금, 반응생성물 등을 의미한다.
본 명세서에서, (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 모두를 의미하고 (메트)아크릴로일옥시는 아크릴로일옥시 및 메타크릴로일옥시 모두를 의미한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 광원; 상기 광원 위에 위치하는 제1 매트릭스 고분자를 포함하는 버퍼층; 상기 버퍼층 위에 위치하는 유/무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층; 및 상기 고분자 층 위에 존재하며 제2 매트릭스 고분자에 분산되어 있는 발광 입자를 포함하는 발광층을 포함하고, 상기 고분자 층 위에 위치하는 적어도 하나의 부재가 황 또는 아민기를 포함하는 발광 소자를 제공한다.
이하에서 본 발명의 일 구현예에 따른 발광 소자를 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 발광 소자(100)의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 발광 소자(100)는 Ag 반사판(102)을 포함하는 기판(104), 상기 Ag 반사판(102) 위에 청색 또는 자외선 영역에 해당하는 광원(106), 상기 광원(106) 위에 위치하는 제1 매트릭스 고분자를 포함하는 버퍼층(108), 상기 버퍼층(108) 위에 위치하는 유/무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110); 및 상기 유/무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110) 위에 존재하며 제2 매트릭스 고분자(112)에 분산되어 있는 발광 입자(114)를 포함하는 발광층(116)을 포함한다.
상기 발광 소자(100)의 광원(106)으로는 발광 다이오드 칩, 레이저, 램프 등이 사용 가능하다.
상기 버퍼층(108)의 제1 매트릭스 고분자는 실리콘 수지; 에폭시 수지; (메트)아크릴레이트계 수지; 폴리카보네이트; 폴리스티렌; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌 등의 폴리올레핀; 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 버퍼층(108)은 발광 입자를 포함하지 않는다.
상기 제1 매트릭스 고분자를 포함하는 버퍼층(108)은 후 공정에서 발광층 또는 기타 봉지재 등을 도포하는 공정에서 광원(106)과 전극을 연결하는 도선(예를 들어 와이어) 등을 손상되지 않도록 보호하는 역할을 할 수 있으며, 광원(106) 등이 공기 중에 바로 노출되는 기간을 최소화하는 데 장점이 있다. 특히, 상기 제1 매트릭스 고분자로 실리콘(silicone) 등의 연질(soft) 고분자를 사용하는 경우, 도선 등을 완충작용으로 보호하는 기능을 할 수 있고, 경질(hard) 고분자를 사용하는 경우에 비해서 불량율이 감소될 수 있다. 또한 상기 제1 매트릭스 고분자를 포함하는 버퍼층(108)의 굴절율을 조절하여 광원(106)에서 광 추출(light extraction)을 더욱 효율적으로 조절할 수 있게 된다.
상기 제 1 매트릭스 고분자를 포함하는 버퍼층(108)의 굴절율을 조절하기 위해서는 굴절율이 높은 무기 나노입자 등을 혼합할 수 있다. 또한, 무기 나노입자의 밀도를 조절하여 상기 제 1 매트릭스 고분자를 포함하는 버퍼층(108)의 굴절율을 조절할 수도 있다. 상기 무기 나노입자의 예로는 실리카, 알루미나, 타이타니아, 지르코니아 등의 금속 산화물 입자 등을 사용할 수 있고, 상기 제 1 매트릭스 고분자를 포함하는 버퍼층(108)의 굴절율은 약 1.4 내지 1.6사이에서 조절할 수 있다.
상기 유/무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110)의 유/무기 하이브리드 고분자는 실록산 결합(-Si-O-Si-) 함유 제1 부분(moiety), 적어도 하나의 유기 작용기를 포함하는 실록산 결합 함유 제2 부분, 적어도 하나의 반응성 작용기가 가교결합된 구조를 포함하는 실록산 결합 함유 제3 부분을 포함한다.
상기 유/무기 하이브리드 고분자는 -O-M-O- 결합(여기서 M은 Al, Sn, Ti, Zr, Ge, B 및 이들의 조합에서 선택됨) 함유 제4 부분을 더 포함할 수 있다.
상기 유/무기 하이브리드 고분자는 하기 화학식 1의 제1 알콕시 실란, 하기 화학식 2의 제2 알콕시 실란 및 하기 화학식 3의 제3 알콕시실란의 축합 중합 고분자일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
R11 내지 R14는 각각 독립적으로 히드록시기, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C8의 직쇄 또는 분지쇄 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 카르보닐알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 카르보닐알콕시기이다.
상기 화학식 1의 알콕시 실란의 구체적인 예로는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라부톡시실란 등이 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서,
R21은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기, 예를 들어 플루오로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 아미노알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20의 알키닐기, C2 내지 C20의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 아민기, -C(=O)OR' (여기에서 R'은 C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임) 또는 -C(=O)ONRR' (여기에서 R과 R'은 서로 독립적으로 C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임)이고,
R22는 히드록시기, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C8의 직쇄 또는 분지쇄 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 카르보닐알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 카르보닐알콕시기이고,
p는 1 내지 3의 정수이다.
상기 화학식 2의 알콕시 실란의 구체적인 예로는 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 펜틸트리메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 프로필트리에톡시실란, 부틸트리에톡시실란, 펜틸트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디에틸디메톡시실란, 디프로필디메톡시실란, 디부틸디메톡시실란, 디펜틸디메톡시실란, 디헥실디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디에틸 디에톡시실란, 디프로필디에톡시실란, 디부틸디에톡시실란, 디펜틸디에톡시실란, 디헥실디에톡시실란, 아미노메틸트리메톡시실란, 아미노에틸트리메톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노부틸트리메톡시실란, 아미노펜틸트리메톡시실란, 아미노헥실트리메톡시실란, 아미노메틸트리에톡시실란, 아미노에틸트리에톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노부틸트리에톡시실란, 아미노펜틸트리에톡시실란, 아미노헥실트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디에톡시실란 등이 있다
[화학식 3]
Figure pat00003
상기 화학식 3에서,
R31은 광가교결합 또는 열가교결합 가능한 반응성 작용기로, (메트)아크릴옥시기; 에폭시기, 예를 들어 글리시딜옥시(gycidyloxy)기; 스피로오르쏘에스테르(spiroorthoester)기; C2 내지 C30의 알케닐기; C2 내지 C30의 알키닐기; 고리 내에 이중결합 또는 삼중결합을 가지는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 지환족 유기기; 고리 내에 이중결합 또는 삼중결합을 가지는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기; C2 내지 C30의 알케닐기 또는 C2 내지 C30의 알키닐기로 치환된 C3 내지 C30의 지환족 유기기; 또는 C2 내지 C30의 알케닐기 또는 C2 내지 C30의 알키닐기로 치환된 C3 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기이고,
R32는 히드록시기, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C8의 직쇄 또는 분지쇄 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 카르보닐알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 카르보닐알콕시기이고,
q는 1 내지 3의 정수이다.
상기 유/무기 하이브리드 고분자는 상기 화학식 1 내지 3의 알콕시 실란 화합물과 하기 화학식 4의 알콕사이드 화합물의 축합 중합 고분자일 수 있다.
[화학식 4]
M(R)r
상기 화학식 4에서,
R은 히드록시기, 할로겐, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C8의 직쇄 또는 분지쇄 알콕시기, 예를 들어, 메톡시, 에톡시, 이소프로폭시 또는 t-부톡시, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 카르보닐알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 카르보닐알콕시기이고,
M은 Al, Si, Sn, Ti, Zr, Ge, B 및 이들의 조합에서 선택되고, r은 M의 결합가수에 따라 결정된다.
상기 제1 내지 제3 부분은 상기 화학식 1 내지 3에서 각각 유래된다. 즉 화학식 1의 제1 알콕시 실란은 축합 중합되어 실록산 결합(-Si-O-Si-) 함유 제1 부분을 형성하고 상기 화학식 2의 제2 알콕시 실란은 축합 중합되어 적어도 하나의 유기 작용기를 포함하는 실록산 결합 함유 제2 부분을 형성하고, 상기 화학식 3의 제3 알콕시 실란은 축합 중합되어 적어도 하나의 반응성 작용기가 가교결합된 구조를 포함하는 실록산 결합 함유 제3 부분을 형성한다. 따라서 제2 부분의 유기 작용기는 화학식 2의 R21일 수 있고, 제3 부분의 가교결합된 유기 작용기는 화학식 3의 R31의 광가교결합 또는 열가교결합 가능한 반응성 작용기가 서로 가교결합되어 형성된다.
상기 제2 부분은 축합중합 고분자의 유연성(flexibility)과 굴절율을 증가시킬 수 있다.
상기 제1 알콕시 실란, 제2 알콕시 실란 및 제3 알콕사이드 화합물은 각각 약 0.5% 내지 약 55중량%, 약 35 내지 약 99 중량% 및 약 0.01 내지 약 10 중량%로 사용될 수 있다. 상기 제1 알콕시 실란은 약 50 내지 약 55 중량%의 양으로 사용될 수도 있다. 상기 범위에서 제1 알콕시 실란 내지 제3 알콕시 실란을 축합 중합하면 굴절율이 우수하고, 광안정성과 열안정성이 우수한 유/무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110)을 제공할 수 있다.
상기 유/무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110)은 발광 입자를 포함하지 않는다.
상기 유무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110)은 광원(106)과 도선 등을 보호하는 버퍼층(108)이 밀도가 낮은 점을 보완하여, 외부로부터 전달되는 산소와 수분 등을 일차적으로 막을 수 있도록 치밀한 구조를 가진다. 특히, 상기 유무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110)은 상기 유무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110)의 상부에 존재하는 발광 입자, 봉지재, 배리어(barrier) 필름 등의 적어도 하나의 부재에 존재할 수 있는 황이나 아민기 성분이 상기 유무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110) 아래에 존재하는 Ag 반사판(102)의 은(Ag) 성분과 반응하여 Ag 반사판(102)이 변색되는 현상을 방지할 수 있다.
Ag 반사판(102)은 광원(106)에서 빛이 추출되고자 하는 방향으로 모아주는 역할을 하게 되는데, 이러한 Ag 반사판(102)에 의해 휘도는 약 10 내지 20% 수준까지 좌우될 수 있으며, Ag 반사판(102)이 황과 반응하여 AgS 가 되면 황색 또는 갈색으로 변색이 되어 빛을 반사할 수 있는 역할을 상실하게 되며, 발광 소자의 휘도가 떨어지게 된다. 상기 아민기 성분은 Ag 반사판(102)에 착색을 일으켜 황색으로 변색을 시킬 수 있고, 광원(106)에도 착색을 일으켜 광원(106)이 효율을 원천적으로 떨어뜨릴 수 있는 가능성이 있다.
상기 유무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110)은 약 5 부피% 이하, 좋게는 0.5 내지 0.001부피%의 공극률을 가질 수 있다. 또한 상기 유/무기 하이브리드 고분자의 제3 부분은 적어도 하나의 반응성 작용기가 가교결합된 구조를 통하여 상기 유무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110)을 치밀하게 하여 공극률을 낮출 수 있다. 상기 범위의 공극률을 가지는 경우 상기 유무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110)의 상부에 존재하는 황이나 아민기 성분을 효과적으로 차단하여 Ag 반사판(102)이 변색되거나 광원(106)이 오염되는 현상을 방지할 수 있다.
상기 유무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110)은 약 5 내지 약 200 마이크로미터 정도의 두께를 가질 수 있고, 좋게는 약 20 내지 약 100 마이크로미터 정도의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위의 두께로 형성되는 경우 상기 유무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110)의 상부에 존재하는 황이나 아민기 성분을 효과적으로 차단하여 Ag 반사판(102)이 변색되는 현상을 방지할 수 있고, 발광 소자(100)의 패키지(package) 구조에 적절한 치수(dimension)를 유지할 수 있다. 이로써 발광 소자(100)의 효율을 향상시킬 수 있으며, 장시간 구동시 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기 유/무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110) 위에 존재하는 발광층(116)은 제2 매트릭스 고분자(112)에 분산되어 있는 발광 입자(114)를 포함한다.
상기 제2 매트릭스 고분자(112)는 실리콘 수지; 에폭시 수지; (메트)아크릴레이트계 수지; 폴리카보네이트; 폴리스티렌; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌 등의 폴리올레핀; 말단에 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제1 모노머와 말단에 탄소-탄소 불포화결합을 적어도 2개 가지는 제2 모노머의 공중합체; 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 말단에 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제1 모노머는 하기 화학식 5로 표현될 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00004
상기 화학식 5에서,
R1은 수소; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기; 고리 내에 이중결합 또는 삼중결합을 가지는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 지환족 유기기; 고리 내에 이중결합 또는 삼중결합을 가지는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기; C2 내지 C30의 알케닐기 또는 C2 내지 C30의 알키닐기로 치환된 C3 내지 C30의 지환족 유기기; C2 내지 C30의 알케닐기 또는 C2 내지 C30의 알키닐기로 치환된 C3 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기; 히드록시기; NH2; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 아민기(-NRR', 여기에서 R과 R'은 서로 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C30의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임); 이소시아네이트기; 이소시아누레이트기; (메트)아크릴레이트기; 할로겐; -ROR' (여기에서 R은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬렌기이고 R'은 수소 또는 C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임); 아실 할라이드(-RC(=O)X, 여기에서 R은 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고 X는 할로겐임); -C(=O)OR' (여기에서 R'은 수소 또는 C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임); -CN; 또는 -C(=O)ONRR' (여기에서 R과 R'은 서로 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임)에서 선택되고,
L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 헤테로아릴렌기이고,
Y1는 단일결합; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐렌기; 적어도 하나의 메틸렌(-CH2-)이 설포닐(-S(=O)2-), 카르보닐(-C(=O)-), 에테르(-O-), 설파이드(-S-), 설폭사이드(-S(=O)-), 에스테르(-C(=O)O-), 아마이드(-C(=O)NR-)(여기서 R은 수소 또는 C1 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임), 이민(-NR-)(여기서 R은 수소 또는 C1 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임) 또는 이들의 조합으로 치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기 또는 C2 내지 C30의 알케닐렌기이고,
m은 1 이상의 정수이고,
k1은 0 또는 1이상의 정수이고 k2는 1 이상의 정수이고,
m과 k2의 합은 3이상의 정수이다.
상기 말단에 탄소-탄소 불포화결합을 적어도 2개 가지는 제2 모노머는 하기 화학식 6로 나타낼 수 있다.
[화학식 6]
Figure pat00005
상기 화학식 6에서,
X는 탄소-탄소 불포화결합을 가지는 C2 내지 C30의 지방족 유기기, 탄소-탄소 이중결합 또는 탄소-탄소 삼중결합을 가지는 C6 내지 C30의 방향족 유기기 또는 탄소-탄소 이중결합 또는 탄소-탄소 삼중결합을 가지는 C3 내지 C30의 지환족 유기기이고,
R2는 수소; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기; 고리 내에 이중결합 또는 삼중결합을 가지는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 지환족 유기기; 고리 내에 이중결합 또는 삼중결합을 가지는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기; C2 내지 C30의 알케닐기 또는 C2 내지 C30의 알키닐기로 치환된 C3 내지 C30의 지환족 유기기; C2 내지 C30의 알케닐기 또는 C2 내지 C30의 알키닐기로 치환된 C3 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기; 히드록시기; NH2; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 아민기(-NRR', 여기에서 R과 R'은 서로 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C30의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임); 이소시아네이트기; 이소시아누레이트기; (메트)아크릴옥시기; 할로겐; -ROR' (여기에서 R은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬렌기이고 R'은 수소 또는 C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임); 아실 할라이드(-RC(=O)X, 여기에서 R은 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고 X는 할로겐임); -C(=O)OR' (여기에서 R'은 수소 또는 C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임); -CN; 또는 -C(=O)ONRR' (여기에서 R과 R'은 서로 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임)에서 선택되고,
L2는 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 헤테로아릴렌기이고,
Y2는 단일결합; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐렌기; 또는 적어도 하나의 메틸렌(-CH2-)이 설포닐(-S(=O)2-), 카르보닐(-C(=O)-), 에테르(-O-), 설파이드(-S-), 설폭사이드(-S(=O)-), 에스테르(-C(=O)O-), 아마이드(-C(=O)NR-)(여기서 R은 수소 또는 C1 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임), 이민(-NR-)(여기서 R은 수소 또는 C1 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임) 또는 이들의 조합으로 치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기 또는 C2 내지 C30의 알케닐렌기이고, n은 1 이상의 정수이고,
k3은 0 또는 1이상의 정수이고 k4는 1 이상의 정수이고,
n과 k4의 합은 3이상의 정수이다.
상기 화학식 5의 제1 모노머의 예로는 하기 화학식 5-1의 모노머를 들 수 있다.
[화학식 5-1]
Figure pat00006
상기 화학식 5-1에서,
L1'는 탄소, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴렌기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 헤테로아릴렌기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 사이클로알킬렌기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 헤테로사이클로알킬렌기이고,
Ya 내지 Yd는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐렌기; 또는 적어도 하나의 메틸렌(-CH2-)이 설포닐(-S(=O)2-), 카르보닐(-C(=O)-), 에테르(-O-), 설파이드(-S-), 설폭사이드(-S(=O)-), 에스테르(-C(=O)O-), 아마이드(-C(=O)NR-)(여기서 R은 수소 또는 C1 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임), 이민(-NR-)(여기서 R은 수소 또는 C1 내지 C10의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기임) 또는 이들의 조합으로 치환된 C1 내지 C30의 알킬렌기 또는 C2 내지 C30의 알케닐렌기이고,
Ra 내지 Rd는 화학식 5의 R1 또는 SH이고 Ra 내지 Rd중 적어도 2개는 SH이다.
상기 화학식 6에서, 상기 X는 아크릴옥시기; 메타크릴옥시기; C2 내지 C30의 알케닐기; C2 내지 C30의 알키닐기; 고리 내에 이중결합 또는 삼중결합을 가지는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 지환족 유기기; 고리 내에 이중결합 또는 삼중결합을 가지는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기; C2 내지 C30의 알케닐기 또는 C2 내지 C30의 알키닐기로 치환된 C3 내지 C30의 지환족 유기기; 또는 C2 내지 C30의 알케닐기 또는 C2 내지 C30의 알키닐기로 치환된 C3 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 6의 X의 정의에서 고리 내에 이중결합 또는 삼중결합을 가지는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 지환족 유기기는 노보넨(norbornene)기, 말레이미드기, 나드이미드(nadimide)기, 테트라하이드로프탈이미드기 또는 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 화학식 6에서 L2는 치환 또는 비치환된 피롤리디닐기, 치환 또는 비치환된 테트라하이드로퓨라닐기, 치환 또는 비치환된 피리딜기, 치환 또는 비치환된 피리미딜기, 치환 또는 비치환된 피페리딜기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 치환 또는 비치환된 트리옥소트리아지닐기 또는 치환 또는 비치환된 이소시아누레이트기일 수 있다.
상기 화학식 6의 제2 모노머의 구체적인 예로는 하기 화학식 6-1 및 화학식 6-2의 화합물을 들 수 있다.
[화학식 6-1]
Figure pat00007
[화학식 6-2]
Figure pat00008
상기 화학식 6-1 및 6-2에서, Z1 내지 Z3는 각각 독립적으로 화학식 6의 *-Y2-(X)n에 해당된다.
상기 제1 모노머와 제2 모노머는 제1 모노머의 티올기와 제2 모노머의 탄소-탄소 불포화 결합이 1: 약 0.75 내지 1.25의 몰비가 되도록 존재할 수 있다.
상기 공중합체는 말단에 1개의 티올기를 포함하는 모노머 또는 말단에 1개의 탄소-탄소 불포화 결합을 가지는 모노머 또는 이들 모두를 더 중합한 고분자일 수 있다.
상기 발광 입자(114)는 적색, 녹색, 황색, 청색 등을 발광하는 발광 입자일 수 있다. 상기 발광 입자는 나노결정, 형광체 또는 이들의 조합에서 선택될 수 있다. 상기 나노결정은 반도체 나노결정, 금속 나노결정, 금속 산화물 나노결정 또는 이들의 조합에서 선택될 수 있다. 상기 반도체 나노결정은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 IV족 원소는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있고 상기 IV족 화합물은 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
이때, 상기 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 반도체 나노결정이 다른 반도체 나노결정을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
또한, 상기 반도체 나노결정은 하나의 반도체 나노결정 코어와 이를 둘러싸는 다층의 쉘을 포함하는 구조를 가질 수도 있다. 이때 다층의 쉘 구조는 2층 이상의 쉘 구조를 가지는 것으로 각각의 층은 단일 조성 또는 합금 또는 농도 구배를 가질 수 있다.
또한, 상기의 반도체 나노결정은 코어보다 쉘을 구성하는 물질 조성이 더 큰 에너지 밴드갭을 갖고 있어, 양자 구속 효과가 효과적으로 나타나는 구조를 가질 수 있다. 다층의 쉘을 구성하는 경우도 코어에 가까운 쉘보다 코어의 바깥 쪽에 있는 쉘이 더 큰 에너지 밴드갭을 갖는 구조일 수 있으며, 이 때 반도체 나노결정은 자외선 내지 적외선 파장 범위를 가질 수 있다.
반도체 나노결정은 약 30% 내지 약 100%, 바람직하게는 약 50% 이상, 더욱 바람직하게는 약 70% 이상, 더더욱 바람직하게는 약 90% 이상의 양자 효율(quantum efficiency)을 가질 수 있다. 상기 범위에서 소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 반도체 나노결정의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭은 응용 분야에 따라 넓거나 좁게 설계될 수 있으며, 디스플레이에서 색순도나 색재현성을 향상시키기 위해서는 좁은 스펙트럼을 가질수록 유리하다. 이런 점에서 상기 반도체 나노결정은 약 50nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더더욱 바람직하게는 약 30nm 이하의 발광파장 스펙트럼의 반치폭을 가질 수 있다. 상기 범위에서 소자의 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한 반도체 나노결정이 조명장치 등에 사용될 경우는 연색지수(color rendering index, 이하 CRI)를 향상시키기 위해서는 다양한 발광 파장을 가지는 반도체 나노결정을 혼합하여 사용하거나, 반치폭을 더욱 넓게 설계할 수 있으며 이런 경우 반치폭은 약 100 내지 200nm 의 값을 가질 수도 있다.
상기 나노결정은 약 1 nm 내지 약 100 nm의 입경(구형이 아닌 경우 가장 긴 부분의 크기)을 가질 수 있으며, 약 1 nm 내지 약 10 nm의 입경(구형이 아닌 경우 가장 긴 부분의 크기)을 가지는 것이 더 좋다.
또한, 상기 나노결정의 형태는 당분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노입자, 나노튜브, 나노와이어, 나노섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용하는 것이 좋다.
또한, 상기 나노결정은 당분야에서 제공되는 일반적인 방법으로 합성될 수 있으며, 예를 들어 하기 기술된 방법에 의해 합성될 수 있다. 이러한 나노결정의 합성방법은 하기 기술된 방법에 제한되지 않고 종래 기술로 공지된 모든 기술을 적용하는 것이 가능하다.
또한 상기 형광체는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 형광체 및 안료이며, 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기 형광체 또는 안료는 약 1 nm 내지 약 100 nm의 입경(구형이 아닌 경우 가장 긴 부분의 크기)을 가질 수 있으며, 약 1 nm 내지 약 10 nm의 입경(구형이 아닌 경우 가장 긴 부분의 크기)을 가지는 것이 더 좋다.
상기 형광체는 ZnS, CdS, CaS, SrS 등의 설파이드계 형광체; 이들 설파이드계 형광체에 Ag, Cu, Mg, Mn, Cl, Co 또는 이들의 조합에서 선택된 원소로 도핑된 설파이드계 형광체; 산화물계 형광체; 또는 나이트라이드계 형광체일 수 있다. 구체적인 예로 Gd2O2S:Tb, Gd2O2S:Eu, Gd2O2S:Pr, Gd2O2S:Pr,Ce,F, Y2O2S:Tb, Y2O2S:Eu, Y2O2S:Pr, Zn0 .5Cd0 .4S:Ag, Zn(0.4)Cd(0.6)S:Ag, CdWO4, CaWO4, MgWO4, Y2SiO5:Ce, YAlO3:Ce, Y3Al5O12:Ce, Y3(Al,Ga)5O12:Ce, CdS:In, ZnO:Ga, ZnO:Zn, (Zn,Cd)S:Cu,Al, ZnS:Cu,Al,Au, ZnCdS:Ag,Cu, ZnS:Ag, Zn2SiO4:Mn, ZnS:Cu, NaI:Tl, CsI:Tl, 6LiF/ZnS:Ag, 6LiF/ZnS:Cu,Al,Au 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 발광입자(114)가 황 또는 질소 성분을 포함하거나, 상기 발광입자(114)의 표면에 존재하는 유기 리간드 중에서 황 또는 질소 성분이 포함되어 있는 경우 LED의 발열 또는 광 여기 시 황 또는 질소 성분이 분해되어 떨어져 나오거나 수분, 산소 등과 반응하여 떨어져 나올 수 있다.
상기 발광 입자(114)는 카르복실기 또는 이의 염을 포함하는 고분자로 코팅(coating)될 수 있다. 상기 카르복실기는 아크릴산기, 메타크릴산기 또는 이들의 염일 수 있다. 상기 카르복실기 또는 이의 염을 포함하는 고분자는 고분자 내에 카르복실기 또는 이의 염을 포함하는 구조단위를 약 1중량% 내지 약 100 중량%, 좋게는 약 3 내지 약 50 중량% 의 양으로 포함할 수 있다. 상기 카르복실기 또는 이의 염을 포함하는 구조단위가 상기 범위로 고분자 내에 포함되는 경우 발광 입자의 안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 고분자는 약 50 내지 300℃의 녹는점(Tm)을 가질 수 있다. 상기 범위의 녹는점을 가지는 경우 고분자가 안정하게 발광 입자를 코팅할 수 있다
상기 코팅된 발광 입자는 분말 형태 또는 필름 형태로 제조될 수 있다. 즉 분말상태의 코팅된 발광 입자와 매트릭스 고분자를 혼합하여 복합체를 제조할 수도 있고 필름 형태의 코팅된 발광 입자와 매트릭스 고분자를 혼합하여 복합체를 제조할 수도 있다. 상기 카르복실기 또는 이의 염을 포함하는 고분자는 긴 지방족 사슬에 카르복실기 또는 이의 염을 가지는 고분자이다.
보다 구체적인 예로는 폴리(에틸렌-코-아크릴산) 등의 폴리(알킬렌-코-아크릴산), 폴리(에틸렌-코-메타크릴산) 등의 폴리(알킬렌-코-메타크릴산) 또는 이들의 염을 들 수 있다. 상기 염은 카르복실기의 수소 대신 나트륨, 아연, 인듐, 갈륨 등의 금속이 결합되어 있는 화합물이다. 구체적인 예로는 폴리(에틸렌-코-아크릴산)아연염, 폴리(에틸렌-코-메타크릴산)아연염 등을 들 수 있다.
상기 카르복실기 또는 이의 염을 포함하는 고분자는 발광 입자(114) 100 중량부에 대하여 약 50 내지 약 10,000 중량부, 좋게는 약 200 내지 약 10,000 중량부의 양으로 코팅되는 것이 좋다. 카르복실기 또는 이의 염을 포함하는 고분자로 코팅된 발광 입자에서, 상기 발광 입자는 발광 입자와 카르복실기 또는 이의 염을 포함하는 고분자의 합계량에 대하여 약 1 내지 약 70 중량%, 좋게는 1 내지 약 50 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 상기 범위에서 코팅되는 경우 발광 입자의 안정성을 충분히 확보할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 발광 소자는 버퍼층과 고분자 층 사이에 제3 매트릭스 고분자를 포함하는 제2 버퍼층, 투명판 및 이들의 조합에서 선택되는 중간층을 더 포함할 수 있다. 이러한 구조의 발광 소자를 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 발광 소자(200)의 단면도이다. 도2를 참조하면, 발광 소자(200)는 Ag 반사판(102)을 포함하는 기판(104), 상기 Ag 반사판(102) 위에 청색 또는 자외선 영역에 해당하는 광원(106), 상기 광원(106) 위에 위치하는 제1 매트릭스 고분자를 포함하는 제1 버퍼층(108), 상기 버퍼층(108) 위에 위치하는 유/무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층(110); 상기 고분자 층(110) 위에 위치하는 제3 매트릭스 고분자를 포함하는 제2 버퍼층(201), 상기 제2 버퍼층(201) 위에 존재하는 투명판(203), 상기 투명판(203) 위에 위치하는 제2 매트릭스 고분자(112)에 분산되어 있는 발광 입자(114)를 포함하는 발광층(116)을 포함한다.
상기 제3 매트릭스 고분자는 실리콘 수지; 에폭시 수지; (메트)아크릴레이트계 수지; 폴리카보네이트; 폴리스티렌; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌 등의 폴리올레핀; 말단에 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제1 모노머와 말단에 탄소-탄소 불포화결합을 적어도 2개 가지는 제2 모노머의 공중합체; 또는 이들의 조합일 수 있다. 여기에서 제1 모노머와 제2 모노머는 상기 발광층(116)의 제2 매트릭스 고분자(112)에서 설명한 바와 같다.
상기 투명판(203)은 유리 또는 투명 고분자로 제조될 수 있다. 상기 투명판(203)은 광원(106)에서부터 발생하는 열을 차단할 수 있어 발광 입자(114)가 열화되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2 버퍼층(201)은 발광 입자를 포함하지 않는다.
상기 발광 소자(100, 200)는 상기 발광층(116) 위에 위치하는 고분자 배리어 필름을 더 포함할 수 있다. 도 1에 도시한 발광 소자(100)에 고분자 배리어 필름(301)이 위치하는 발광 소자(300)을 도 3에 도시하고 도 2에 도시된 발광 소자(200)에 고분자 배리어 필름(401)이 위치하는 발광 소자(400)을 도 4에 도시한다. 상기 고분자 배리어 필름(301, 401)은 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제1 모노머 및 말단에 탄소-탄소 불포화 결합을 적어도 2개 가지는 제2 모노머가 중합된 고분자를 포함할 수 있다. 여기에서 제1 모노머와 제2 모노머는 상기 발광층(116)의 제2 매트릭스 고분자(112)에서 설명한 바와 같다.
또한 상기 고분자 배리어 필름(301, 401)은 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제1 모노머 및 말단에 탄소-탄소 불포화 결합을 적어도 하나 포함하는 실록산계 제2 모노머 또는 올리고머가 중합된 제1 고분자를 포함하는 제1 고분자 층; 및 상기 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제3 모노머 및 말단에 탄소-탄소 불포화 결합을 적어도 2개 가지는 제4 모노머가 중합된 제2 고분자를 포함하는 제2 고분자 층을 포함할 수 있다. 여기에서 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제1 모노머와 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제3 모노머는 상기 제2 매트릭스 고분자(112)의 제1 모노머와 동일하고, 상기 탄소-탄소 불포화 결합을 적어도 2개 가지는 제4 모노머는 상기 제2 매트릭스 고분자(112)의 제2 모노머와 동일하다.
상기 말단에 탄소-탄소 불포화 결합을 적어도 하나 포함하는 실록산계 제2 모노머는 하기 화학식 7로 나타낼 수 있다.
[화학식 7]
Figure pat00009
상기 화학식 7에서,
X1 내지 X3는 각각 독립적으로 수소, 탄소-탄소 불포화결합을 가지는 C1 내지 C30의 지방족 유기기, 탄소-탄소 불포화 결합-함유 치환기를 가지는 C6 내지 C30의 방향족 유기기 또는 탄소-탄소 불포화결합을 가지는 C3 내지 C30의 지환족 유기기고 단 X1 내지 X3는 모두 수소는 아니고,
R1 내지 R7은 각각 독립적으로 수소; 할로겐; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기; 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 헤테로아릴기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기; 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기; 고리 내에 이중결합 또는 삼중결합을 가지는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 지환족 유기기; 고리 내에 이중결합 또는 삼중결합을 가지는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기; C2 내지 C30의 알케닐기 또는 C2 내지 C30의 알키닐기로 치환된 C3 내지 C30의 지환족 유기기; C2 내지 C30의 알케닐기 또는 C2 내지 C30의 알키닐기로 치환된 C3 내지 C30의 헤테로사이클로알킬기; 히드록시기; NH2; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 아민기; 이소시아네이트기; 이소시아누레이트기; (메트)아크릴로일옥시기; -ROR' (여기에서 R은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬렌기이고 R'은 수소 또는 C1 내지 C20의 알킬기임); 아실 할라이드(-RC(=O)X, 여기에서 R은 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고 X는 할로겐임); -C(=O)OR' (여기에서 R'은 수소 또는 C1 내지 C20의 알킬기임); -CN; 또는 -C(=O)ONRR' (여기에서 R과 R'은 서로 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C20의 알킬기임)에서 선택되고,
n과 m은 각각 독립적으로 0 내지 300의 정수이다.
도 3과 도 4에서 상기 제1 고분자 층은 제2 매트릭스 고분자(112)와 제2 고분자 층의 계면접착성을 향상시킬 수 있다.
이러한 계면접착성은 상기 제2 매트릭스 고분자(112)가 실리콘 수지인 경우 더욱 개선된다. 이는 제1 고분자 층이 실리콘 수지 제조시 사용되는 모노머와 유사한 실록산계 제2 모노머 또는 올리고머를 중합성분으로 사용하기 때문에 고분자간 친화성이 우수해지기 때문이다. 이런 관점에서 상기 제2 매트릭스 고분자(112)로 사용되는 실리콘 수지는 제1 고분자 층의 탄소-탄소 불포화 결합을 적어도 하나 포함하는 실록산계 제2 모노머 또는 올리고머를 경화시킨 고분자일 수 있다.
또한 상기 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제1 모노머와 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제3 모노머가 동일한 경우 제1 고분자 층과 제2 고분자 층의 계면 접착성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 발광 입자(114)는 광원(106)의 발광 에너지를 흡수한 후, 여기된 에너지를 다른 파장으로 빛으로 내보낸다. 상기 발광 입자(114)는 발광 파장이 다양하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 적색 발광 입자와 녹색 발광 입자를 청색 발광 다이오드 칩과 조합하면 하나의 백색 발광 다이오드 소자를 제조할 수 있다. 또는 적색, 녹색 및 청색 발광 입자와 자외선 발광 다이오드 칩을 조합하면 하나의 백색 발광 소자를 제조할 수 있다. 또는 다양한 파장을 발광할 수 있는 발광 입자와 발광 다이오드 칩을 조합하면, 여러 가지 파장의 빛을 나타내는 발광 소자를 제조할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 　다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
제조예 1: 녹색 반도체 나노결정의 합성
트리옥틸아민(trioctylamine, 이하 "TOA"로 칭함) 16g, 옥타데실포스포닉산 0.3g 및 카드뮴 옥사이드 0.4mmol을 동시에 환류 콘덴서가 설치된 125ml 플라스크에 넣고, 교반하면서 진공을 가한 후 120℃까지 온도를 상승한 후, 120℃가 되면 질소로 치환하고 반응온도를 300℃로 조절한다.
이와 별도로 Se 분말을 트리옥틸포스핀(TOP)에 녹여서 Se 농도가 약 2M 정도인 Se-TOP 착물 용액을 만든다.　　상기 교반중인 300도의 반응 혼합물에 2M Se-TOP 착물 용액 2mL를 빠른 속도로 주입하여 약 2분간 반응시킨다.
반응이 종결되면, 반응 혼합물의 온도를 가능한 빨리 상온으로 떨어뜨리고, 비용매(non solvent)인 에탄올을 부가하여 원심 분리를 실시한다.　　원심 분리된 침전을 제외한 용액의 상등액은 버리고, 침전은 톨루엔에 분산시켜 485nm에서 발광하는 CdSe 나노결정 용액을 합성한다.
TOA 8g, 올레인산 0.1g, 아연 아세테이트 0.4 mmol을 동시에 환류 콘덴서가 설치된 125ml 플라스크에 넣고, 교반하면서 반응온도를 300℃로 조절한다.　　상기에서 합성한 1중량% CdSe 나노결정 용액을 반응물에 첨가한 후 0.4M S-TOP 2ml 착물 용액을 천천히 가하여 약 1시간 동안 반응시켜 CdSe 나노결정 표면 위에 ZnS 나노결정을 성장시키고, 그 계면에서 확산을 통해 CdSe//ZnS 합금 나노결정을 형성시켰다.
반응이 종결되면, 반응 혼합물의 온도를 가능한 빨리 상온으로 떨어뜨리고, 비용매(non solvent)인 에탄올을 부가하여 원심 분리를 실시한다.　　원심 분리된 침전을 제외한 용액의 상등액은 버리고, 침전은 톨루엔에 분산시켜 458nm에서 발광하는 5nm 크기의 CdSe//ZnS 합금 나노결정　용액을 합성한다.
TOA 8g, 올레인산 0.1g, 카드뮴 옥사이드 0.05mmol 및 아연 아세테이트 0.4mmol을 동시에 환류 콘덴서가 설치된 125ml 플라스크에 넣고, 교반하면서 반응온도를 300℃로 조절한다.　　상기에서 합성한 1중량% CdSe//ZnS 나노결정 용액을 반응물에 첨가한 후 0.4M S-TOP 2ml 착물 용액을 천천히 가하여 약 1시간 동안 반응시켜 CdSe//ZnS 나노결정 표면 위에 CdSZnS 나노결정을 성장시켜서, 532nm에서 발광하는 CdSe//ZnS/CdSZnS 나노결정을 합성한다.　　
반응이 종결되면, 반응 혼합물의 온도를 가능한 빨리 상온으로 떨어뜨리고, 비용매(non solvent)인 에탄올을 부가하여 원심 분리를 실시한다.　　원심 분리된 침전을 제외한 용액의 상등액은 버리고, 침전은 톨루엔에 분산시켜 CdSe//ZnS/CdSZnS의 나노결정 용액을 합성한다. 상기 나노결정의 양자 효율은 93%로 확인되었다.
제조예 2: 적색 반도체 나노결정의 합성
TOA 200g, 올레인산 5.4g 및 카드뮴 옥사이드 0.618g을 동시에 환류 콘덴서가 설치된 둥근 플라스크에 넣고, 교반하면서 반응온도를 300℃로 조절한다. 이와 별도로 Se 분말을 TOP에 녹여서 Se 농도가 약 0.2M 정도인 Se-TOP 착물 용액을 만든다. 상기 교반중인 반응 혼합물에 0.2M Se-TOP 착물 용액 6mL를 빠른 속도로 주입하고 1분 30초간 반응시킨다.
상기 반응 혼합물에 2.4mmol 옥탄티올(octane thiol)을 TOA 2mL에 혼합한 혼합물을 적가하여 천천히 주입한 후 30분 동안 반응시켜 혼합물을 얻는다.
이와 별도로 16mmol의 아세트산 아연(zinc acetate)을 TOA 4mL에 녹인 후 상기 혼합물에 적가 방식으로 천천히 주입한 후, 주입이 모두 끝나면 바로 20mmol 옥탄티올을 TOA 4mL에 혼합한 혼합물을 적가 방식으로 천천히 주입하고 60분 동안 반응시킨다.
반응이 종결되면, 반응 혼합물의 온도를 가능한 빨리 상온으로 떨어뜨리고, 비용매(non solvent)인 에탄올을 부가하여 원심 분리를 실시한다. 원심 분리된 침전을 제외한 용액의 상등액은 버리고, 침전은 톨루엔에 분산시키면 CdSe/CdS/ZnS 나노결정 3g이 분산된 용액을 제조한다. 이 때 합성된 나노결정의 발광 파장은 602nm, 발광 효율은 76%로 확인되었다.
제조예 3: 고분자 코팅된 녹색 반도체 나노 결정의 합성
제조예 1에서 제조한 녹색 반도체 나노결정을 광학밀도(optical density (OD): UV-Vis 흡수 스펙트럼에서 첫번째 최대 흡수파장(first absorption maximum wavelength)에서의 흡수도)가 0.04가 되도록 톨루엔에 분산시켜 반도체 나노결정 분산액을 제조한다. 중량 평균 분자량이 2000인 폴리에틸렌-폴리아크릴산 공중합체(polyethylene-co-polyacrylic acid) 고분자 1g을 TOA에 녹인 후 100℃로 가열하고, 상기 반도체 나노결정 분산액을 5ml 적가하여 45분 동안 반응시킨다. 이후 상온까지 식힌 후 침전을 회수하여 건조하여 고분자 코팅된 녹색 반도체 나노 결정을 제조한다.
제조예 4: 고분자 코팅된 적색 반도체 나노 결정의 합성
상기 제조예 3에서 제조예 1에서 제조한 녹색 반도체 나노결정 대신 제조예 2에서 제조한 적색 반도체 나노결정을 사용한 것을 제외하고 상기 제조예 3과 동일한 방법으로 고분자 코팅된 적색 반도체 나노 결정을 제조한다.
비교예 1: 발광 다이오드( LED ) 소자의 제작
제조예 3의 고분자 코팅된 녹색 반도체 나노 결정 0.2g, 제조예 4의 고분자 코팅된 적색 반도체 나노 결정 0.05g 및 Dow corning사의 실리콘 수지인 EG6301 A 0.5g과 EG6301 수지 0.5g을 균일하게 혼합하여 혼합물을 제조한다. SMD(Surface mount device) 형태로 만들어진 청색 발광 다이오드 광원 상에 상기 실리콘 수지 혼합물을 약 10ul 도포하고 0.2mm 두께의 유리판을 LED 몰드의 크기에 맞추어 접착한 후, 상기 혼합물을 유리판 위에 약 5㎕를 도포하고 150℃에서 2시간 동안 경화시켜 발광층을 형성한다.
펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트(pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate)) 모노머와 1,3,5-트리알릴-1,3,5-트리아진-2,4,6-트리온(1,3,5-triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6-trione) 모노머를 1:1 몰비로 혼합하고 광개시제로 옥시-페닐-아세트산 2-[2-옥소-2-페닐-아세톡시-에톡시]-에틸 에스테르(oxy-phenyl-acetic acid 2-[2-oxo-2-phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester)을 1 중량% 혼합한 용액을 제조한다.
상기 용액 5㎕를 상기 발광층 위에 도포한 후 100mW/cm2 의 i-line UV에 10분 노광하여 고분자 배리어 필름이 형성된 발광 다이오드 소자를 제조한다.
실시예 1: 발광 다이오드( LED ) 소자의 제작
제조예 3의 고분자 코팅된 녹색 반도체 나노 결정 0.2g, 제조예 4의 고분자 코팅된 적색 반도체 나노 결정 0.05g 및 Dow corning사의 실리콘 수지인 EG6301 A 0.5g과 EG6301 수지 0.5g을 균일하게 혼합하여 혼합물을 제조한다.
SMD(Surface mount device) 형태로 만들어진 청색 발광 다이오드 광원 상에 상기 실리콘 수지 EG6301 A를 약 5㎕ 도포하고, Ormocore(Fraunhofer사)에 광개시제로 비스-아실 포스핀 옥사이드(bis-acyl-phosphine oxide)를 1중량% 정도 혼합한 조성물을 상기 실리콘 수지 EG6301 A 위에 1.5㎕ 도포한다. 100mW/cm2 의 i-line UV에 10분 노광한 후, 그 위에 실리콘 수지 EG6301 A를 약 3.5㎕ 도포하고 0.2mm 두께의 유리판을 LED 몰드의 크기에 맞추어 접착한 후, 상기 혼합물을 유리판 위에 약 5㎕를 도포하고 150℃에서 2시간 동안 경화시켜 발광층을 형성한다.
펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트(pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate)) 모노머와 1,3,5-트리알릴-1,3,5-트리아진-2,4,6-트리온(1,3,5-triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6-trione) 모노머를 1:1 몰비로 혼합하고 광개시제로 옥시-페닐-아세트산 2-[2-옥소-2-페닐-아세톡시-에톡시]-에틸 에스테르(oxy-phenyl-acetic acid 2-[2-oxo-2-phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester)을 1 중량% 혼합한 용액을 제조한다.
상기 용액 5㎕를 상기 발광층 위에 도포한 후 100mW/cm2 의 i-line UV에 10분 노광하여 고분자 배리어 필름이 형성된 발광 다이오드 소자를 제조한다.
상기 비교예 1과 실시예 1의 발광 다이오드 소자를 각각 10개씩 85℃ 상대습도 85% 조건을 유지하는 챔버(chamber)에 넣고, 120mA 전류로 구동하면서 휘도를 확인하여 시간에 따른 휘도를 측정하여 하기 표 1에 기재한다.
비교예 1 휘도 (lm) 샘플번호 0h 24h 72h 144h 250h
1 4.93 5.09 4.88 4.26 3.40
2 4.63 4.69 4.42 3.62 2.41
3 4.74 4.56 3.82 2.71 1.89
4 4.94 4.60 4.09 2.94 2.18
5 5.21 5.06 4.81 4.42 3.64
6 4.93 5.00 4.75 4.48 3.92
7 5.00 5.08 4.73 4.22 3.10
8 5.08 4.83 3.47 2.61 1.95
9 4.91 4.89 4.60 4.29 3.84
10 4.35 4.27 4.04 3.60 3.10
실시예 1 휘도 (lm) 샘플번호 0h 24h 72h 144h 250h
1 4.45 5.20 5.11 4.80 4.41
2 4.36 5.07 4.99 4.74 4.27
3 4.16 4.86 4.70 4.38 3.91
4 4.40 4.82 4.66 4.28 3.85
5 4.18 4.79 4.75 4.56 4.35
6 3.90 4.63 4.53 4.34 4.01
7 4.33 5.06 4.95 4.65 4.24
8 4.00 4.67 4.65 4.48 4.27
9 4.33 5.04 4.99 4.75 4.48
10 3.82 4.23 4.25 4.16 3.75
상기 표 1에서, 비교예 1의 발광 다이오드 소자의 경우 4개의 소자가 250시간 이후 휘도가 3 lm 미만으로 저하되나 실시예 1의 발광 다이오드 소자는 250 시간 이후에 모두 3.5 lm을 초과하는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 실시예 1에 따른 발광 다이오드 소자의 효율이 안정하게 유지되며 샘플간의 편차가 적어 신뢰성이 향상되었음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
100, 200, 300, 400: 발광소자 102: Ag 반사판
104: 기판 106: 광원
108: 버퍼층 110: 고분자 층
114: 발광입자 116: 발광층
203: 투명판 301, 401: 고분자 배리어 필름
112: 매트릭스 고분자

Claims (14)

  1. 광원;
    상기 광원 위에 위치하는 제1 매트릭스 고분자를 포함하는 버퍼층;
    상기 버퍼층 위에 위치하는 유/무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층; 및
    상기 고분자 층 위에 존재하며 제2 매트릭스 고분자에 분산되어 있는 발광 입자를 포함하는 발광층을 포함하고,
    상기 고분자 층 위에 위치하는 적어도 하나의 부재가 황 또는 아민기를 포함하는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 매트릭스 고분자는 실리콘 수지인 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발광 입자는 형광체, 반도체 나노결정, 금속 나노결정, 금속 산화물 나노결정 및 이들의 조합에서 선택되는 발광 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반도체 나노결정은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발광 입자는 카르복실기 또는 이의 염을 포함하는 고분자로 코팅(coating)된 것인 발광 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고분자는 폴리(알킬렌-코-아크릴산), 폴리(알킬렌-코-메타크릴산), 이들의 염 및 이들의 조합에서 선택되는 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유/무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층은 5 부피% 이하의 공극률을 가지는 발광 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유/무기 하이브리드 고분자는 실록산 결합(-Si-O-Si-) 함유 제1 부분(moiety), 적어도 하나의 유기 작용기를 포함하는 실록산 결합 함유 제2 부분, 적어도 하나의 반응성 작용기가 가교결합된 구조를 포함하는 실록산 결합 함유 제3 부분을 포함하는 발광 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유/무기 하이브리드 고분자는 -O-M-O- 결합(여기서 M은 Al, Sn, Ti, Zr, Ge, B 및 이들의 조합에서 선택됨) 함유 제4 부분을 더 포함하는 발광 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 상기 유/무기 하이브리드 고분자를 포함하는 고분자 층과 발광층 사이에 제3 매트릭스 고분자를 포함하는 제2 버퍼층, 투명판 및 이들의 조합에서 선택되는 중간층을 더 포함하는 발광 소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 상기 발광층 위에 위치하는 고분자 배리어 필름을 포함하고, 상기 고분자 배리어 필름은 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제1 모노머 및 말단에 탄소-탄소 불포화 결합을 적어도 2개 가지는 제2 모노머가 중합된 고분자를 포함하는 발광 소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 상기 발광층 위에 위치하는 고분자 배리어 필름을 포함하고, 상기 고분자 배리어 필름은 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제1 모노머 및 말단에 탄소-탄소 불포화 결합을 적어도 하나 포함하는 실록산계 제2 모노머 또는 올리고머가 중합된 제1 고분자를 포함하는 제1 고분자 층; 및 티올(SH)기를 적어도 2개 가지는 제3 모노머 및 말단에 탄소-탄소 불포화 결합을 적어도 2개 가지는 제4 모노머가 중합된 제2 고분자를 포함하는 제2 고분자 층을 포함하는 발광 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 매트릭스 고분자가 실리콘 수지인 발광 소자.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 매트릭스 고분자가 제1 고분자 층의 탄소-탄소 불포화 결합을 적어도 하나 포함하는 실록산계 제2 모노머 또는 올리고머를 경화시킨 고분자인 발광 소자.
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