KR20210131730A - Fiber light emitting device and manufacturing method of the same - Google Patents

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KR20210131730A
KR20210131730A KR1020200050194A KR20200050194A KR20210131730A KR 20210131730 A KR20210131730 A KR 20210131730A KR 1020200050194 A KR1020200050194 A KR 1020200050194A KR 20200050194 A KR20200050194 A KR 20200050194A KR 20210131730 A KR20210131730 A KR 20210131730A
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fiber
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장기석
이태윤
정순신
원치형
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엘지디스플레이 주식회사
연세대학교 산학협력단
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Abstract

The present specification discloses a fiber-type light emitting device that includes a cylindrical core fiber extended in a longitudinal direction, a plurality of cylindrical fiber-type electrodes extended in the longitudinal direction parallel to the core fiber and disposed on the outer circumferential surface of the core fiber, and a cylindrical electroluminescent layer surrounding the core fiber and the plurality of fiber-type electrodes.

Description

섬유형 발광 소자 및 그 제조 방법 {FIBER LIGHT EMITTING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}Fiber-type light emitting device and its manufacturing method

본 명세서는 섬유형 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전도성 섬유를 전극으로 사용하는 섬유형 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.The present specification relates to a fiber-type light-emitting device, and more particularly, to provide a fiber-type light-emitting device using a conductive fiber as an electrode and a method for manufacturing the same.

일반적으로 전계 발광(Electroluminescence; EL)은 재료에 전장을 가했을 경우 빛이 발생하는 현상을 지칭하며, 교류 박막형, 교류 후막형, 직류 박막형 및 직류 교류형의 구조로 구분할 수 있다.In general, electroluminescence (EL) refers to a phenomenon in which light is generated when an electric field is applied to a material, and can be divided into structures of AC thin film type, AC thick film type, DC thin film type and DC AC type.

교류형의 경우, 기본적으로 발광층을 중심으로 상, 하부 절연층으로 구성된 박막형 구조 또는 절연 재료를 포함하고 있는 반사층과 발광층을 포함하고 있는 절연 바인더로 구성된 후막형 구조가 있다. 그리고, 직류형에는 하나의 절연층과 발광층으로 구성된 박막형과 발광층만으로 구성된 후막형이 있다.In the case of the AC type, there is basically a thin film structure composed of upper and lower insulating layers centered on a light emitting layer, or a thick film structure composed of an insulating binder including a reflective layer containing an insulating material and a light emitting layer. In addition, the DC type includes a thin film type composed of one insulating layer and a light emitting layer and a thick film type composed of only a light emitting layer.

그러나, 이러한 구조를 가진 전계 발광 소자는 기본적으로 낮은 휘도와 효율을 나타내기 때문에, 높은 휘도와 효율이 필요한 디스플레이 장치에 적용하기는 어려운 점이 있어서, 이러한 특성의 개선이 절실히 요구되는 실정이다.However, since the electroluminescent device having such a structure basically exhibits low luminance and efficiency, it is difficult to apply it to a display device requiring high luminance and efficiency, and improvement of these characteristics is urgently required.

한편, 최근에는 디스플레이 기술과 스포츠 의류 등과 같은 패션이 융합된 스마트 의류 분야에 대한 관심이 증대됨에 따라, 신축성이 있는 전도성 섬유를 이용한 전계 발광 소자에 대한 연구가 주목을 받고 있다.On the other hand, recently, as interest in the smart clothing field in which display technology and fashion such as sports clothing are fused increases, research on electroluminescent devices using stretchable conductive fibers is attracting attention.

하지만, 기존에 개발된 섬유형 전계 발광 소자들은 신축성이 가해지면 쉽게 전기적 특성을 잃어버릴 뿐만 아니라, 기계적 또는 전기적 안정성이 매우 취약한 단점을 지니고 있다. 예를 들어, 기존의 전도성 섬유는 일반적으로 섬유 표면이나 내부에 금속을 전극으로 사용하는 형태로 이루어지는데, 금속 전극은 코팅을 기반으로 하여 우수한 전기적 성능을 나타낼 수는 있지만, 신축 또는 절곡 등의 외부 자극에 의해 금속 코팅에 균열이 생기는 등 안정성이 취약한 단점이 있다.However, conventionally developed fibrous electroluminescent devices have disadvantages in that they easily lose their electrical properties when stretchability is applied, and their mechanical or electrical stability is very weak. For example, conventional conductive fibers are generally made in the form of using a metal as an electrode on the surface or inside of the fiber, and although the metal electrode can exhibit excellent electrical performance based on the coating, external factors such as stretching or bending There is a disadvantage in that stability is weak, such as cracks in the metal coating due to stimulation.

또한, 금속 전극과 함께 레진(resin)을 사용하는 경우에는 발광 소자의 크기가 상대적으로 크고, 발광 효율이 낮아지는 문제가 있다.In addition, when resin is used together with the metal electrode, the size of the light emitting device is relatively large, and there is a problem in that luminous efficiency is lowered.

따라서, 우수한 전기적 성능과 함께 기계적 안정성을 동시에 지닌 섬유형 전계 발광 소자의 개발이 필요한 실정이다. 이에, 본 명세서의 발명자들은 저전압에서도 발광이 가능하며, 인장 강도가 우수한 섬유형 발광 소자 및 그 제조 방법을 발명하였다.Therefore, there is a need to develop a fiber-type electroluminescent device having both excellent electrical performance and mechanical stability. Accordingly, the inventors of the present specification have invented a fiber-type light emitting device capable of emitting light even at a low voltage and having excellent tensile strength and a method for manufacturing the same.

이하에서 설명하게 될 본 명세서의 실시예들에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved according to the embodiments of the present specification to be described below are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자는 길이 방향으로 연장된 원통형 코어 섬유와, 코어 섬유와 나란한 길이 방향으로 연장되며, 코어 섬유의 외주면에 배치되는 원통 형상의 복수의 섬유형 전극과, 코어 섬유와 복수의 섬유형 전극을 둘러싸는 원통 형상의 전계 발광층으로 이루어진다.A fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification includes a cylindrical core fiber extending in a longitudinal direction, a plurality of fiber-like electrodes of a cylindrical shape extending in a longitudinal direction parallel to the core fiber, and disposed on the outer circumferential surface of the core fiber, It consists of a cylindrical electroluminescent layer surrounding a core fiber and a plurality of fibrous electrodes.

본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자에서, 코어 섬유는 가요성 섬유로 이루어진다.In the fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification, the core fiber is made of a flexible fiber.

본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자에서, 복수의 섬유형 전극은 전도성 나노 입자가 포함된 탄성 섬유로 이루어진다.In the fibrous light emitting device according to an embodiment of the present specification, the plurality of fibrous electrodes are made of elastic fibers containing conductive nanoparticles.

본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자에서, 복수의 섬유형 전극은 코어 섬유의 직경 방향으로 마주보도록 배치된다.In the fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification, a plurality of fiber-type electrodes are disposed to face each other in the radial direction of the core fiber.

본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자에서, 복수의 섬유형 전극은 코어 섬유의 중심과 이루는 예각이 180도보다 작은 각도를 가지도록 배치된다.In the fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification, the plurality of fiber-type electrodes are disposed such that an acute angle formed with the center of the core fiber has an angle smaller than 180 degrees.

본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자에서, 전계 발광층은 실리콘 기반의 폴리머와 전계 발광 파우더를 혼합한 폴리머 용액이 경화되어 형성된다.In the fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification, the electroluminescent layer is formed by curing a polymer solution in which a silicon-based polymer and electroluminescent powder are mixed.

본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자에서, 실리콘 기반의 폴리머는 폴리디메틸실록산(PDMS) 또는 에코플렉스(Ecoflex) 이다.In the fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification, the silicone-based polymer is polydimethylsiloxane (PDMS) or Ecoflex.

본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자에서, 전계 발광 파우더는 ZnS:Cu, ZnS:Mn, ZnS:Cl, ZnS:Al, ZnS:I, ZnO:Al, ZnO:Cu, ZnO:Mn, 및 ZnS:Tb 계열로부터 선택되는 하나 이상의 황화아연(ZnS) 성분으로 이루어진다.In the fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification, the electroluminescent powder is ZnS:Cu, ZnS:Mn, ZnS:Cl, ZnS:Al, ZnS:I, ZnO:Al, ZnO:Cu, ZnO:Mn, and at least one zinc sulfide (ZnS) component selected from the ZnS:Tb series.

본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자에서, 전계 발광층은 실리콘 기반의 폴리머와 상기 전계 발광 파우더가 50 : 50 의 비율로 혼합된다.In the fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification, the electroluminescent layer is a mixture of the silicon-based polymer and the electroluminescent powder in a ratio of 50:50.

본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자에서, 전계 발광층은 폴리머 용액이 상온에서 3시간 내지 5시간 동안 경화되어 형성된다.In the fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification, the electroluminescent layer is formed by curing a polymer solution at room temperature for 3 to 5 hours.

본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자에서, 전계 발광층은 직경 1mm 이하의 크기로 형성된다.In the fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification, the electroluminescent layer is formed to have a diameter of 1 mm or less.

본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자의 제조 방법은 코어 섬유를 형성하는 단계와, 복수의 섬유형 전극을 코어 섬유의 외주면에 결합하는 단계와, 복수의 섬유형 전극이 결합된 코어 섬유를 원통형 몰드 내에 배치하는 단계와, 폴리머와 전계 발광 파우더를 혼합하여 폴리머 용액을 형성하는 단계와, 폴리머 용액을 원통형 몰드 내의 공간에 주입하는 단계와, 폴리머 용액을 경화시켜서 전계 발광층을 형성하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification includes forming a core fiber, coupling a plurality of fiber-type electrodes to the outer circumferential surface of the core fiber, and a core fiber in which a plurality of fiber-type electrodes are coupled disposing in a cylindrical mold, mixing a polymer and electroluminescent powder to form a polymer solution, injecting the polymer solution into the space in the cylindrical mold, and curing the polymer solution to form an electroluminescent layer include

본 명세서의 실시예들에 따르면, 저전압에서도 발광이 가능한 섬유형 발광 소자를 제조할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiments of the present specification, there is an effect that a fiber-type light emitting device capable of emitting light even at a low voltage can be manufactured.

또한, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 인장 강도가 우수한 섬유형 발광 소자를 제조할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the embodiments of the present specification, there is an effect that a fiber-type light emitting device having excellent tensile strength can be manufactured.

또한, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 우수한 인장 강도를 바탕으로 신축성 있는 스마트 의류에 적용 가능한 섬유형 발광 소자를 제조할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the embodiments of the present specification, there is an effect that a fiber-type light emitting device applicable to stretchable smart clothing can be manufactured based on excellent tensile strength.

본 명세서에 개시된 실시예들의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예들은 위에서 언급되지 않은 또 다른 효과를 발생시킬 수 있으며, 이는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the embodiments disclosed herein are not limited to the above-mentioned effects. In addition, the embodiments disclosed herein may generate other effects not mentioned above, which will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자의 사시도를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자의 단면도를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 섬유형 발광 소자의 단면도를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자의 제조 방법을 나타낸 흐름도이고,
도 5a 내지 도 5e는 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자의 제조 방법에 따른 구조를 나타낸 도면이고,
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자에 대하여, 전계 발광층을 구성하는 전계 발광 파우더의 비율에 따른 휘도 변화를 나타낸 그래프이고,
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자에 대하여 인장률에 따른 휘도 변화를 나타낸 그래프이다.
1 is a view showing a perspective view of a fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification,
2 is a view showing a cross-sectional view of a fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification,
3 is a view showing a cross-sectional view of a fiber-type light emitting device according to another embodiment of the present specification,
4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification;
5a to 5e are views showing a structure according to a method of manufacturing a fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification,
6 is a graph showing the change in luminance according to the ratio of the electroluminescent powder constituting the electroluminescent layer for the fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification;
7 is a graph showing the change in luminance according to the tensile rate of the fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification.

본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present specification and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present specification is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only these embodiments allow the disclosure of the present specification to be complete, and common knowledge in the technical field to which this specification belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and this specification is only defined by the scope of the claims.

본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. The shapes, sizes, proportions, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present specification are illustrative and the present specification is not limited to the illustrated matters. Like reference numerals refer to like elements throughout. In addition, in describing the present specification, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present specification, the detailed description thereof will be omitted. When "includes", "having", "consisting of", etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless "only" is used. When a component is expressed in the singular, the case in which the plural is included is included unless otherwise explicitly stated.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, it is interpreted as including an error range even if there is no separate explicit description.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, "~상에", "~상부에", "~하부에", "~옆에" 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.In the case of a description of a positional relationship, for example, when the positional relationship of two parts is described as "on", "on", "on", "next to", etc., "immediately" Alternatively, one or more other parts may be placed between two parts unless "directly" is used.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, "after", "after", "after", "before", etc., when the temporal precedence is described, "immediately" or "directly" It may include cases that are not continuous unless " is used.

신호의 흐름 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, "A 노드에서 B 노드로 신호가 전달된다"는 경우에도, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않은 이상, A 노드에서 다른 노드를 경유하여 B 노드로 신호가 전달되는 경우를 포함할 수 있다.In the case of a description of the signal flow relationship, for example, even in the case of "a signal is transmitted from node A to node B", unless "directly" or "directly" is used, node A goes through another node Thus, a case in which a signal is transmitted to node B may be included.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present specification.

본 명세서의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present specification may be partially or wholly combined or combined with each other, technically various interlocking and driving are possible, and each of the embodiments may be independently implemented with respect to each other or may be implemented together in a related relationship. may be

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자의 사시도를 나타낸 도면이고, 도 2는 단면도를 나타낸 도면이다. 1 is a perspective view of a fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification, and FIG. 2 is a cross-sectional view.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자(100)는 코어 섬유(110), 복수의 섬유형 전극(120), 및 전계 발광층(130)으로 이루어진다.1 and 2 , the fiber-type light emitting device 100 according to an embodiment of the present specification includes a core fiber 110 , a plurality of fiber-type electrodes 120 , and an electroluminescent layer 130 .

코어 섬유(110)는 길이 방향으로 길게 연장되는 원통 형상의 가요성 섬유일 수 있고, 가요성 섬유는 연성 또는 탄성을 가질 수 있다. 코어 섬유(110)는 투명, 반투명, 불투명 또는 반사성일 수 있으며, 유리, 플라스틱, 세라믹 또는 금속 호일일 수 있다.The core fiber 110 may be a cylindrical flexible fiber extending long in the longitudinal direction, and the flexible fiber may have softness or elasticity. Core fibers 110 may be transparent, translucent, opaque or reflective, and may be glass, plastic, ceramic, or metal foil.

코어 섬유(110)는 가요성 중합체, 금속성 물질, 또는 유리를 포함할 수 있다. The core fiber 110 may include a flexible polymer, a metallic material, or glass.

가요성 중합체는 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리테트라플루오르에틸렌, 폴리실록산, 에폭시, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 및 이의 유도체일 수 있으며, 금속성 물질은 알루미늄, 구리 또는 강철을 포함할 수 있다. 또한, 유리는 소다 석회 유리, Ba- 또는 Sr-함유 유리, 납 유리, 알루미늄 실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, Ba 보로실리케이트 유리 또는 석영일 수 있다.The flexible polymer may be a polyolefin such as polyethylene, polypropylene or polytetrafluoroethylene, polysiloxane, epoxies, polyacrylates, polyethyleneterephthalate, and derivatives thereof, and the metallic material may include aluminum, copper or steel. The glass may also be soda-lime glass, Ba- or Sr-containing glass, lead glass, aluminum silicate glass, borosilicate glass, Ba borosilicate glass or quartz.

복수의 섬유형 전극(120)은 탄성 섬유를 기반으로 전도성 나노 입자가 포함된 원통형 구조로 이루어질 수 있다. The plurality of fibrous electrodes 120 may have a cylindrical structure including conductive nanoparticles based on elastic fibers.

예를 들어, 섬유형 전극(120)은 탄성 섬유(elastic fiber)와, 금속 나노 입자를 포함하면서 탄성 섬유의 외부를 코팅하는 유연성 폴리머(polymer)로 이루어지거나, 금속 나노 입자가 포함된 탄성 섬유와 탄성 섬유의 외곽을 둘러싸는 금속 나노 쉘로 이루어질 수도 있다.For example, the fibrous electrode 120 is made of an elastic fiber and a flexible polymer that coats the outside of the elastic fiber while containing metal nanoparticles, or includes an elastic fiber containing metal nanoparticles and It may also be formed of a metal nano-shell surrounding the periphery of the elastic fiber.

섬유형 전극(120)을 구성하는 탄성 섬유는 고무처럼 탄성을 지닌 섬유로서, 폴리우레탄(polyurethane)계 섬유의 일종일 수 있다. 예를 들어, 탄성 섬유는 섬유 형성 물질 중에 최소한 85% 이상의 폴리우레탄 결합을 함유함으로써 높은 신축성을 가질 수 있다.The elastic fiber constituting the fibrous electrode 120 is a fiber having elasticity like rubber, and may be a type of polyurethane-based fiber. For example, elastic fibers can have high elasticity by containing at least 85% or more polyurethane bonds in the fiber-forming material.

이 때, 폴리우레탄은 우레탄 결합(-NHCOO-)을 가지는 고분자(polymer, 중합체) 화합물로서, 아미드 결합(-NHCO-) 및 에스테르 결합(-CO-)의 양쪽 성질을 모두 가질 수 있다. 즉, 폴리우레탄은 나일론의 아미드기(-CONH-)를 우레탄기로 치환한 구조로서, 나일론보다 산소원자를 하나 더 갖는 구조로 이루어질 수 있다. 탄성 섬유는 다양한 화학 구조를 가지도록 제조될 수 있고, 다양한 방법으로 제조될 수 있을 것이다.In this case, the polyurethane is a polymer compound having a urethane bond (-NHCOO-), and may have both properties of an amide bond (-NHCO-) and an ester bond (-CO-). That is, polyurethane is a structure in which an amide group (-CONH-) of nylon is substituted with a urethane group, and may have a structure having one more oxygen atom than nylon. Elastic fibers may be manufactured to have various chemical structures, and may be manufactured by various methods.

탄성 섬유를 코팅하는 유연성 폴리머는 SBS(styrene-butadiene-styrene) 폴리머이거나, 실리콘 기반의 폴리머(폴리디메틸실록산(Polydimethyl siloxane, PDMS) 또는 에코플렉스(Ecoflex)), SBR(styrene butadiene rubber) 폴리머, 또는 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-헥사플루오로프로필렌(Poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene)) 등의 폴리머가 사용될 수 있다.The flexible polymer coating the elastic fiber is a styrene-butadiene-styrene (SBS) polymer, a silicone-based polymer (Polydimethyl siloxane (PDMS) or Ecoflex), a styrene butadiene rubber (SBR) polymer, or Polymers such as poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) may be used.

금속 나노 입자는 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 이리듐(Ir) 등의 귀금속으로 이루어질 수 있다. 또한, 금속 나노 입자는 탄성 섬유에 60 중량 % 내지 90 중량 %의 함량으로 다량 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 금속 나노 입자는 탄성 섬유의 표면부에서 중심부 방향으로 들어갈수록 농도가 낮아지는 농도 구배(concentration gradient)를 가질 수 있다.The metal nanoparticles may be made of, for example, a noble metal such as gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), or iridium (Ir). In addition, the metal nanoparticles may be included in a large amount in an amount of 60 wt % to 90 wt % in the elastic fiber, but is not limited thereto. In addition, the metal nanoparticles may have a concentration gradient in which the concentration decreases from the surface of the elastic fiber toward the center thereof.

금속 나노 쉘은 금속 나노 입자가 탄성 섬유를 코팅하는 쉘 형태로 이루어질 수 있다.The metal nano-shell may be formed in the form of a shell in which metal nanoparticles are coated with an elastic fiber.

이러한 구조로 인해, 복수의 섬유형 전극(120)은 고신축성과 고전도성을 동시에 가질 수 있다.Due to this structure, the plurality of fibrous electrodes 120 may have high elasticity and high conductivity at the same time.

섬유형 전극(120)이 2가닥으로 이루어지는 경우, 각 섬유형 전극(120)은 각각 양의 전극과 음의 전극의 역할을 하게 되고, 2가닥의 섬유형 전극(120) 사이에 형성되는 전위차에 의해서 전계 발광층(130)이 빛을 발광하게 된다.When the fibrous electrode 120 is made of two strands, each fibrous electrode 120 serves as a positive electrode and a negative electrode, respectively, and the potential difference formed between the two fibrous electrode 120 is Accordingly, the electroluminescent layer 130 emits light.

전계 발광층(130)은 신축성을 가지면서도 발광 효율을 높일 수 있도록, 실리콘 기반의 폴리머와 전계 발광 파우더를 혼합한 폴리머 용액을 경화시켜서 형성할 수 있다.The electroluminescent layer 130 may be formed by curing a polymer solution in which a silicon-based polymer and electroluminescent powder are mixed so as to increase luminous efficiency while having elasticity.

실리콘 기반의 폴리머는 폴리디메틸실록산(Polydimethyl siloxane, PDMS) 또는 에코플렉스(Ecoflex)일 수 있다. 참고로, 에코플렉스는 미국 뉴저지주 플로럼 파크의 바스프 코포레이션(BASF Corp.)에서 시판되는 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트이다.The silicone-based polymer may be polydimethyl siloxane (PDMS) or Ecoflex. For reference, Ecoflex is a polybutylene adipate terephthalate commercially available from BASF Corp. of Florum Park, New Jersey, USA.

또한, 전계 발광 파우더는 ZnS:Cu, ZnS:Mn, ZnS:Cl, ZnS:Al, ZnS:I, ZnO:Al, ZnO:Cu, ZnO:Mn, ZnS:Tb 계열로부터 선택되는 하나 이상의 황화아연(ZnS) 성분으로 이루어질 수 있다.In addition, the electroluminescent powder is one or more zinc sulfide ( ZnS) component.

이 때, 복수의 섬유형 전극(120)은 코어 섬유(110)와 나란한 길이 방향으로 연장되어, 직경 방향으로 마주보도록 코어 섬유(110)의 외주면에 배치될 수 있다. 즉, 복수의 섬유형 전극(120)이 코어 섬유(110)를 중심으로 이루는 각도가 180도가 될 수 있다.At this time, the plurality of fibrous electrodes 120 may extend in the longitudinal direction parallel to the core fiber 110 and may be disposed on the outer peripheral surface of the core fiber 110 so as to face in the radial direction. That is, the angle formed by the plurality of fiber-type electrodes 120 with respect to the core fiber 110 may be 180 degrees.

반면, 섬유형 전극(120) 사이에 형성되는 전위차에 의해서 전계 발광층(130)이 빛을 발광할 수 있다면, 코어 섬유(110)를 중심으로 복수의 섬유형 전극(120)이 이루는 각도가 180 보다 작을 수도 있을 것이다.On the other hand, if the electroluminescent layer 130 can emit light due to the potential difference formed between the fiber-type electrodes 120 , the angle formed by the plurality of fiber-type electrodes 120 with respect to the core fiber 110 is greater than 180 . It might be small.

도 3은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 섬유형 발광 소자의 단면도를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a cross-sectional view of a fiber-type light emitting device according to another embodiment of the present specification.

도 3을 참조하면, 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 섬유형 발광 소자(100)는 코어 섬유(110), 복수의 섬유형 전극(120), 및 전계 발광층(130)으로 이루어진다.Referring to FIG. 3 , the fiber-type light emitting device 100 according to another embodiment of the present specification includes a core fiber 110 , a plurality of fiber-type electrodes 120 , and an electroluminescent layer 130 .

여기에서, 복수의 섬유형 전극(120), 예를 들어 2가닥의 섬유형 전극(120)은 중앙 부분의 코어 섬유(110)를 기준으로 코어 섬유(110)의 중심으로부터 직경 방향으로 마주보도록 코어 섬유(110)의 외주면에 배치되면서, 길이 방향으로 코어 섬유(110)와 나란하게 배치될 수 있다. Here, the plurality of fibrous electrodes 120, for example, the two-stranded fibrous electrodes 120 are cored so as to face radially from the center of the core fiber 110 with respect to the core fiber 110 in the central portion. While being disposed on the outer peripheral surface of the fiber 110, it may be disposed in parallel with the core fiber 110 in the longitudinal direction.

단면으로 볼 때, 양의 전극 및 음의 전극에 해당하는 2가닥의 섬유형 전극(120)이 코어 섬유(110)를 중심으로 이루는 각도가 180도가 될 수 있지만, 섬유형 전극(120) 사이에 형성되는 전위차에 의해서 전계 발광층(130)이 빛을 발광할 수 있기 때문에, 코어 섬유(110)를 중심으로 복수의 섬유형 전극(120)이 이루는 각도(A)가 180 보다 작을 수도 있을 것이다.When viewed in cross section, the angle formed by the two fibrous electrodes 120 corresponding to the positive electrode and the negative electrode with the core fiber 110 as the center may be 180 degrees, but between the fibrous electrodes 120 . Since the EL layer 130 can emit light by the potential difference formed, the angle A formed by the plurality of fibrous electrodes 120 around the core fiber 110 may be smaller than 180.

즉, 코어 섬유(110)를 중심으로 2가닥의 섬유형 전극(120)이 코어 섬유(110)의 외주면에 위치하되, 2가닥의 섬유형 전극(120)이 코어 섬유(110)의 중심과 이루는 예각이 180도보다 작은 각도, 예를 들어 150도 또는 120도의 각도를 가질 수도 있다.That is, two fibrous electrodes 120 with the core fiber 110 as the center are located on the outer circumferential surface of the core fiber 110 , and the two fibrous electrodes 120 are formed with the center of the core fiber 110 . The acute angle may have an angle less than 180 degrees, for example an angle of 150 degrees or 120 degrees.

이와 같이, 2가닥의 섬유형 전극(120)이 코어 섬유(110)의 중심과 이루는 각도가 180보다 작은 경우에는, 섬유형 전극(120)이 예각을 이루는 부분과 둔각을 이루는 부분의 발광량에서 차이가 날 수도 있을 것이다.As such, when the angle between the two fibrous electrodes 120 and the center of the core fiber 110 is less than 180, the difference in the amount of light emitted between the fibrous electrode 120 at an acute angle and at an obtuse angle. may fly

도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자의 제조 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 5a 내지 도 5e는 제조 방법에 따른 섬유형 발광 소자의 구조를 나타낸 도면이다.4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification, and FIGS. 5A to 5E are views showing the structure of the fiber-type light emitting device according to the manufacturing method.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자의 제조 방법은 코어 섬유(110)를 형성하는 단계(S100), 섬유형 전극(120)을 코어 섬유(110)의 외주면에 결합하는 단계(S200), 코어 섬유(110)와 섬유형 전극(120)을 원통형 몰드(140) 내에 배치하는 단계(S300), 폴리머와 전계 발광 파우더를 혼합하여 폴리머 용액(130a)을 형성하는 단계(S400), 폴리머 용액(130a)을 원통형 몰드(140) 내의 공간에 주입하는 단계(S500), 및 폴리머 용액(130a)을 경화시켜서 전계 발광층(130)을 형성하는 단계(S600)를 포함할 수 있다.4 and 5 , the method of manufacturing a fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification includes forming a core fiber 110 ( S100 ), and forming a fiber-type electrode 120 with the core fiber 110 . A step of bonding to the outer circumferential surface of (S200), disposing the core fiber 110 and the fibrous electrode 120 in the cylindrical mold 140 (S300), a polymer solution 130a by mixing a polymer and electroluminescent powder Forming (S400), injecting the polymer solution 130a into the space in the cylindrical mold 140 (S500), and curing the polymer solution 130a to form the electroluminescent layer 130 (S600) may include

코어 섬유(110)를 형성하는 단계(S100)는 연성 또는 탄성을 가지는 원통형의 가요성 섬유 또는 강성 섬유를 길이 방향으로 길게 연장함으로써, 섬유형 발광 소자(100)를 구성하는 코어 섬유(110)를 형성하는 단계이다. 이 때, 코어 섬유(110)의 단면은 일정한 크기의 직경(Fd)을 가지게 될 것이다(도 5a).In the step of forming the core fiber 110 (S100), the core fiber 110 constituting the fiber-type light emitting device 100 is formed by elongating the cylindrical flexible or rigid fiber having ductility or elasticity in the longitudinal direction. It is a forming step. At this time, the cross section of the core fiber 110 will have a diameter Fd of a certain size (FIG. 5a).

섬유형 전극(120)을 코어 섬유(110)의 외주면에 결합하는 단계(S200)는 고신축성과 고전도성을 동시에 가지는 복수의 섬유형 전극(120)을 직경 방향으로 마주보도록 코어 섬유(110)의 외주면에 배치하는 단계이다. 섬유형 전극(120)은 탄성 섬유를 기반으로 전도성 나노 입자가 포함된 원통형 구조로 이루어질 수 있다.The step (S200) of coupling the fibrous electrode 120 to the outer circumferential surface of the core fiber 110 is the core fiber 110 so as to face a plurality of fibrous electrodes 120 having high elasticity and high conductivity at the same time in the radial direction. This is the step of placing it on the outer periphery. The fibrous electrode 120 may have a cylindrical structure including conductive nanoparticles based on elastic fibers.

이 때, 섬유형 전극(120)도 코어 섬유(110)와 마찬가지로 길이 방향으로 길게 연장되는 원통형 구조로 이루어지기 때문에, 섬유형 전극(120)의 단면은 일정한 크기의 직경(Ed)을 가지게 될 것이다(도 5b). 따라서, 섬유형 전극(120)이 직경 방향으로 마주보도록 코어 섬유(110)의 외주면에 배치된 상태에서, 코어 섬유(110)와 섬유형 전극(120)의 횡단면 길이는 Fd + 2*Ed 가 될 것이다.At this time, since the fibrous electrode 120 also has a cylindrical structure extending long in the longitudinal direction like the core fiber 110, the cross section of the fibrous electrode 120 will have a diameter (Ed) of a certain size. (Fig. 5b). Therefore, in a state in which the fibrous electrode 120 is disposed on the outer circumferential surface of the core fiber 110 to face in the radial direction, the cross-sectional length of the core fiber 110 and the fibrous electrode 120 is Fd + 2*Ed. will be.

코어 섬유(110)와 섬유형 전극(120)을 원통형 몰드(140) 내에 배치하는 단계(S300)는 내부에 공간이 형성된 원통형 몰드(140)의 안쪽에 섬유형 전극(120)이 결합된 코어 섬유(110)를 배치하는 단계이다. The step (S300) of disposing the core fiber 110 and the fibrous electrode 120 in the cylindrical mold 140 is a core fiber in which the fibrous electrode 120 is coupled to the inside of the cylindrical mold 140 having a space therein. (110) is a step of placing.

이 때, 원통형 몰드(140)의 내부 직경(Md)은 코어 섬유(110)와 섬유형 전극(120)의 횡단면 길이(Fd + 2*Ed)보다 큰 값을 가지기 때문에, 원통형 몰드(140)의 내부에 배치되는 코어 섬유(110)와 섬유형 전극(120)은 원통형 몰드(140)의 내부 표면과 일정한 간격을 두고 이격될 수 있다(도 5c). 이러한 구조에서, 원통형 몰드(140)의 내부 직경(Md)은 1mm 이하의 값을 가질 수 있다.At this time, since the inner diameter (Md) of the cylindrical mold 140 has a larger value than the cross-sectional length (Fd + 2 * Ed) of the core fiber 110 and the fibrous electrode 120, the cylindrical mold 140 The core fiber 110 and the fibrous electrode 120 disposed therein may be spaced apart from the inner surface of the cylindrical mold 140 at a predetermined distance ( FIG. 5C ). In this structure, the inner diameter Md of the cylindrical mold 140 may have a value of 1 mm or less.

폴리머와 전계 발광 파우더를 혼합하여 폴리머 용액(130a)을 형성하는 단계(S400)는 전계 발광층(130)을 형성하기 위해서, 폴리머와 전계 발광 파우더를 혼합한 폴리머 용액(130a)을 제조하는 과정이다.Forming the polymer solution 130a by mixing the polymer and the electroluminescent powder ( S400 ) is a process of preparing the polymer solution 130a in which the polymer and the electroluminescent powder are mixed to form the electroluminescent layer 130 .

폴리머 용액(130a)은 실리콘 기반의 폴리머와 전계 발광 파우더를 혼합하여 형성할 수 있으며, 실리콘 기반의 폴리머는 폴리디메틸실록산(Polydimethyl siloxane, PDMS) 또는 에코플렉스(Ecoflex)일 수 있으며, 전계 발광 파우더는 ZnS:Cu, ZnS:Mn, ZnS:Cl, ZnS:Al, ZnS:I, ZnO:Al, ZnO:Cu, ZnO:Mn, ZnS:Tb 계열로부터 선택되는 하나 이상의 황화아연(ZnS) 성분으로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 폴리머와 전계 발광 파우더의 비율을 1:1로 혼합함으로써, 폴리머의 신축성을 유지하는 동시에 전계 발광층(130)의 발광 효율을 높일 수 있다.The polymer solution 130a may be formed by mixing a silicone-based polymer and electroluminescent powder, and the silicone-based polymer may be polydimethyl siloxane (PDMS) or Ecoflex, and the electroluminescent powder is One or more zinc sulfide (ZnS) components selected from ZnS:Cu, ZnS:Mn, ZnS:Cl, ZnS:Al, ZnS:I, ZnO:Al, ZnO:Cu, ZnO:Mn, ZnS:Tb series have. Preferably, by mixing the polymer and the electroluminescent powder in a ratio of 1:1, the luminous efficiency of the electroluminescent layer 130 can be increased while maintaining the stretchability of the polymer.

여기에서, 폴리머 용액(130a)을 형성하는 단계(S400)는 코어 섬유(110)와 섬유형 전극(120)을 원통형 몰드(140) 내에 배치하는 단계(S300) 이후에 진행되는 것으로 예시를 들었지만, 폴리머 용액(130a)을 형성하는 단계(S400)는 코어 섬유(110)를 형성하거나 섬유형 전극(120)를 코어 섬유(110)에 결합하는 과정과 독립적으로 진행될 수 있으므로, 코어 섬유(110)와 섬유형 전극(120)을 원통형 몰드(140) 내에 배치하는 단계(S300)의 이전에 임의의 시점에 진행될 수도 있음은 자명할 것이다.Here, the step (S400) of forming the polymer solution (130a) is exemplified as proceeding after the step (S300) of arranging the core fiber 110 and the fibrous electrode 120 in the cylindrical mold 140, Since the step of forming the polymer solution 130a (S400) may proceed independently of the process of forming the core fiber 110 or coupling the fibrous electrode 120 to the core fiber 110, the core fiber 110 and It will be apparent that the fibrous electrode 120 may be performed at any point prior to the step (S300) of disposing the fibrous electrode 120 in the cylindrical mold 140 .

폴리머 용액(130a)을 원통형 몰드(140) 내의 공간에 주입하는 단계(S500)는 원통형 몰드(140) 내에 복수의 섬유형 전극(120)이 결합된 코어 섬유(110)를 배치한 상태에서, 원통형 몰드(140)와 코어 섬유(110) 및 섬유형 전극(120) 사이에 형성된 공간에 폴리머 용액(130a)을 주입하는 단계이다(도 5d).In the step (S500) of injecting the polymer solution 130a into the space within the cylindrical mold 140, in the cylindrical mold 140 in a state in which the core fibers 110 to which the plurality of fibrous electrodes 120 are coupled are arranged, cylindrical This is a step of injecting the polymer solution 130a into the space formed between the mold 140 and the core fiber 110 and the fibrous electrode 120 ( FIG. 5D ).

원통형 몰드(140)의 내부에 주입된 폴리머 용액(130a)은 원통형 몰드(140)의 내부 직경(Md)과 동일한 크기의 직경을 가지게 될 것이다.The polymer solution 130a injected into the cylindrical mold 140 will have a diameter equal to the inner diameter Md of the cylindrical mold 140 .

폴리머 용액(130a)을 경화시켜서 전계 발광층(130)을 형성하는 단계(S600)는 일정한 시간 동안 폴리머 용액(130a)을 경화시킴으로써, 코어 섬유(110) 및 섬유형 전극(120)을 코팅하는 전계 발광층(130)을 형성하는 단계이다(도 5e). 바람직하게는 폴리머 용액(130a)을 상온에서 3시간 ~ 5시간 동안 유지함으로써, 전계 발광층(130)을 형성할 수 있다.In the step (S600) of curing the polymer solution 130a to form the electroluminescent layer 130, the electroluminescent layer coating the core fiber 110 and the fibrous electrode 120 by curing the polymer solution 130a for a predetermined time. It is a step of forming 130 (FIG. 5e). Preferably, by maintaining the polymer solution 130a at room temperature for 3 to 5 hours, the electroluminescent layer 130 can be formed.

이러한 과정을 통해 코어 섬유(110)와 섬유형 전극(120)을 코팅하는 구조로 경화된 전계 발광층(130)의 직경(ELd)은 원통형 몰드(140)의 내부 직경(Md)과 동일한 값을 가지게 될 것이다. 또한, 원통형 몰드(140)의 내부 직경(Md)이 1mm 이하의 크기를 가지는 경우에는 전계 발광층(130)의 직경(ELd)도 1mm 이하의 크기를 가지기 때문에, 섬유형 발광 소자(100)의 직경을 1mm 이하의 크기로 형성할 수 있게 된다.Through this process, the diameter (ELd) of the electroluminescent layer 130 cured to a structure for coating the core fiber 110 and the fibrous electrode 120 has the same value as the inner diameter (Md) of the cylindrical mold 140 . will be In addition, when the inner diameter (Md) of the cylindrical mold 140 has a size of 1 mm or less, since the diameter (ELd) of the electroluminescent layer 130 also has a size of 1 mm or less, the diameter of the fiber-type light emitting device 100 can be formed to a size of 1 mm or less.

이와 같이, 원통형 코어 섬유(110)를 중심으로 직경 방향으로 섬유형 전극(120)을 배치하는 경우, 섬유형 전극(120) 사이의 거리가 좁아지기 때문에 상대적으로 낮은 교류 전압에서도 섬유형 발광 소자(100)가 발광할 수 있게 된다.As such, when the fibrous electrode 120 is disposed in the radial direction around the cylindrical core fiber 110, the distance between the fibrous electrodes 120 becomes narrower, so that even at a relatively low alternating voltage, the fibrous light emitting device ( 100) can emit light.

도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자에 대하여, 전계 발광층을 구성하는 전계 발광 파우더의 비율에 따른 휘도 변화를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the change in luminance according to the ratio of the electroluminescent powder constituting the electroluminescent layer for the fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification.

도 6을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자(100)에 대하여, 전계 발광층(130)을 구성하는 전계 발광 파우더를 황화아연(ZnS)으로 사용하고, 폴리머와의 비율이 25%인 경우(폴리머 : ZnS = 75 : 25)와 전계 발광 파우더의 비율이 50%인 경우(폴리머 : ZnS = 50 : 50)에 각각 입력 전압에 따른 휘도 변화를 나타낸다.Referring to FIG. 6 , with respect to the fiber-type light emitting device 100 according to an embodiment of the present specification, the electroluminescent powder constituting the electroluminescent layer 130 is used as zinc sulfide (ZnS), and the ratio with the polymer is In the case of 25% (polymer: ZnS = 75: 25) and when the ratio of the electroluminescent powder is 50% (polymer: ZnS = 50: 50), the luminance changes according to the input voltage, respectively.

폴리머와 황화아연(ZnS)의 비율이 50 : 50 이 되도록 폴리머 용액(130a)을 형성하고, 이를 경화시켜서 전계 발광층(13)을 형성하는 경우에, 본 발명의 섬유형 발광 소자(100)는 약 0.7 V/μm 의 입력 전압에서 약 100 cd/m2 의 휘도를 나타내는 것을 확인할 수 있다.When the polymer solution 130a is formed so that the ratio of the polymer to zinc sulfide (ZnS) is 50:50 and cured to form the electroluminescent layer 13, the fiber-type light emitting device 100 of the present invention is about It can be seen that the luminance of about 100 cd/m 2 is exhibited at an input voltage of 0.7 V/μm.

도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자에 대하여 인장률에 따른 휘도 변화를 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the change in luminance according to the tensile rate of the fiber-type light emitting device according to an embodiment of the present specification.

도 7을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자(100)는 코어 섬유(110)와 섬유형 전극(120)을 모두 섬유 재질로 형성하고, 폴리머 용액(130a)을 경화시켜서 전계 발광층(130)을 형성함으로써, 100% 이상의 인장률을 적용하는 경우에도 휘도 변화가 거의 없는 안정적인 발광이 가능하다.Referring to FIG. 7 , in the fiber-type light emitting device 100 according to an embodiment of the present specification, both the core fiber 110 and the fiber-type electrode 120 are formed of a fiber material, and the polymer solution 130a is cured by By forming the electroluminescent layer 130 , stable light emission with little change in luminance is possible even when a tensile rate of 100% or more is applied.

특히, 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 발광 소자(100)는 300회 이상 반복되는 인장 실험에도 발광 효율이 유지되는 것을 확인할 수 있었다.In particular, it was confirmed that the fiber-type light emitting device 100 according to an embodiment of the present specification maintains the luminous efficiency even in a tensile test repeated 300 times or more.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 명세서는 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 명세서의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 명세서의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 명세서의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 명세서의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present specification have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present specification is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made within the scope without departing from the technical spirit of the present specification. . Accordingly, the embodiments disclosed in the present specification are for explanation rather than limiting the technical spirit of the present specification, and the scope of the technical spirit of the present specification is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The protection scope of the present specification should be construed by the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present specification.

100: 섬유형 발광 소자
110: 코어 섬유
120: 섬유형 전극
130: 전계 발광층
130a: 폴리머 용액
140: 원통형 몰드
100: fiber type light emitting device
110: core fiber
120: fiber-type electrode
130: electroluminescent layer
130a: polymer solution
140: cylindrical mold

Claims (19)

길이 방향으로 연장된 원통형 코어 섬유;
상기 코어 섬유와 나란한 길이 방향으로 연장되며, 상기 코어 섬유의 외주면에 배치되는 원통 형상의 복수의 섬유형 전극; 및
상기 코어 섬유와 상기 복수의 섬유형 전극을 둘러싸는 원통 형상의 전계 발광층을 포함하는 섬유형 발광 소자.
longitudinally extending cylindrical core fibers;
a plurality of cylindrical fibrous electrodes extending in a longitudinal direction parallel to the core fiber and disposed on an outer circumferential surface of the core fiber; and
A fiber-type light emitting device comprising a cylindrical electroluminescent layer surrounding the core fiber and the plurality of fiber-type electrodes.
제1 항에 있어서,
상기 코어 섬유는
가요성 섬유로 이루어진 섬유형 발광 소자.
According to claim 1,
The core fiber is
A fiber-type light emitting device made of flexible fibers.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 섬유형 전극은
전도성 나노 입자가 포함된 탄성 섬유로 이루어진 섬유형 발광 소자.
According to claim 1,
The plurality of fibrous electrodes
A fiber-type light emitting device made of elastic fibers containing conductive nanoparticles.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 섬유형 전극은
상기 코어 섬유의 직경 방향으로 마주보도록 배치되는 섬유형 발광 소자.
According to claim 1,
The plurality of fibrous electrodes
A fiber-type light emitting device disposed to face each other in a radial direction of the core fiber.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 섬유 전극은
상기 코어 섬유의 중심과 이루는 예각이 180도보다 작은 각도를 가지도록 배치되는 섬유형 발광 소자.
According to claim 1,
The plurality of fiber electrodes
A fiber-type light emitting device disposed so that an acute angle formed with the center of the core fiber has an angle smaller than 180 degrees.
제1 항에 있어서,
상기 전계 발광층은
실리콘 기반의 폴리머와 전계 발광 파우더를 혼합한 폴리머 용액이 경화되어 형성된 섬유형 발광 소자.
According to claim 1,
The electroluminescent layer is
A fiber-type light emitting device formed by curing a polymer solution in which a silicone-based polymer and electroluminescent powder are mixed.
제6 항에 있어서,
상기 실리콘 기반의 폴리머는
폴리디메틸실록산(PDMS) 또는 에코플렉스(Ecoflex) 인 섬유형 발광 소자.
7. The method of claim 6,
The silicone-based polymer is
A fiber-type light emitting device that is polydimethylsiloxane (PDMS) or Ecoflex.
제6 항에 있어서,
상기 전계 발광 파우더는
ZnS:Cu, ZnS:Mn, ZnS:Cl, ZnS:Al, ZnS:I, ZnO:Al, ZnO:Cu, ZnO:Mn, 및 ZnS:Tb 계열로부터 선택되는 하나 이상의 황화아연(ZnS) 성분으로 이루어지는 섬유형 발광 소자.
7. The method of claim 6,
The electroluminescent powder is
consisting of at least one zinc sulfide (ZnS) component selected from the series ZnS:Cu, ZnS:Mn, ZnS:Cl, ZnS:Al, ZnS:I, ZnO:Al, ZnO:Cu, ZnO:Mn, and ZnS:Tb. A fiber-type light emitting device.
제6 항에 있어서,
상기 전계 발광층은
상기 실리콘 기반의 폴리머와 상기 전계 발광 파우더가 50 : 50 의 비율로 혼합된 섬유형 발광 소자.
7. The method of claim 6,
The electroluminescent layer is
A fiber-type light emitting device in which the silicon-based polymer and the electroluminescent powder are mixed in a ratio of 50:50.
제6 항에 있어서,
상기 전계 발광층은
상기 폴리머 용액이 상온에서 3시간 내지 5시간 동안 경화되어 형성된 섬유형 발광 소자.
7. The method of claim 6,
The electroluminescent layer is
A fiber-type light emitting device formed by curing the polymer solution at room temperature for 3 to 5 hours.
제1 항에 있어서,
상기 전계 발광층은
직경 1mm 이하의 크기로 형성된 섬유형 발광 소자.
According to claim 1,
The electroluminescent layer is
A fiber-type light emitting device formed in a size of 1 mm or less in diameter.
코어 섬유를 형성하는 단계;
복수의 섬유형 전극을 상기 코어 섬유의 외주면에 결합하는 단계;
상기 복수의 섬유형 전극이 결합된 상기 코어 섬유를 원통형 몰드 내에 배치하는 단계;
폴리머와 전계 발광 파우더를 혼합하여 폴리머 용액을 형성하는 단계;
상기 폴리머 용액을 상기 원통형 몰드 내의 공간에 주입하는 단계; 및
상기 폴리머 용액을 경화시켜서 전계 발광층을 형성하는 단계를 포함하는 섬유형 발광 소자의 제조 방법.
forming a core fiber;
coupling a plurality of fibrous electrodes to an outer circumferential surface of the core fiber;
disposing the core fiber to which the plurality of fibrous electrodes are coupled in a cylindrical mold;
mixing the polymer and the electroluminescent powder to form a polymer solution;
injecting the polymer solution into a space within the cylindrical mold; and
and curing the polymer solution to form an electroluminescent layer.
제12 항에 있어서,
상기 복수의 섬유형 전극은
상기 코어 섬유의 직경 방향으로 마주보도록 배치되는 섬유형 발광 소자의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
The plurality of fibrous electrodes
A method of manufacturing a fiber-type light emitting device disposed to face the core fiber in a radial direction.
제12 항에 있어서,
상기 복수의 섬유 전극은
상기 코어 섬유의 중심과 이루는 예각이 180도보다 작은 각도를 가지도록 배치되는 섬유형 발광 소자의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
The plurality of fiber electrodes
A method of manufacturing a fiber-type light emitting device disposed so that an acute angle formed with the center of the core fiber has an angle smaller than 180 degrees.
제12 항에 있어서,
상기 폴리머는
폴리디메틸실록산(PDMS) 또는 에코플렉스(Ecoflex) 인 섬유형 발광 소자의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
The polymer is
A method of manufacturing a fiber-type light emitting device that is polydimethylsiloxane (PDMS) or Ecoflex.
제12 항에 있어서,
상기 전계 발광 파우더는
ZnS:Cu, ZnS:Mn, ZnS:Cl, ZnS:Al, ZnS:I, ZnO:Al, ZnO:Cu, ZnO:Mn, 및 ZnS:Tb 계열로부터 선택되는 하나 이상의 황화아연(ZnS) 성분으로 이루어지는 섬유형 발광 소자의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
The electroluminescent powder is
consisting of at least one zinc sulfide (ZnS) component selected from the series ZnS:Cu, ZnS:Mn, ZnS:Cl, ZnS:Al, ZnS:I, ZnO:Al, ZnO:Cu, ZnO:Mn, and ZnS:Tb. A method for manufacturing a fiber-type light emitting device.
제12 항에 있어서,
상기 폴리머 용액은
상기 폴리머와 상기 전계 발광 파우더가 50 : 50 의 비율로 혼합된 섬유형 발광 소자의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
The polymer solution is
A method of manufacturing a fiber-type light emitting device in which the polymer and the electroluminescent powder are mixed in a ratio of 50:50.
제12 항에 있어서,
상기 전계 발광층은
상기 폴리머 용액을 상온에서 3시간 내지 5시간 동안 경화시켜서 형성하는 섬유형 발광 소자의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
The electroluminescent layer is
A method of manufacturing a fiber-type light emitting device formed by curing the polymer solution at room temperature for 3 to 5 hours.
제12 항에 있어서,
상기 원통형 몰드는
내부 직경이 1mm 이하의 크기를 가지는 섬유형 발광 소자의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
The cylindrical mold is
A method of manufacturing a fiber-type light emitting device having an inner diameter of 1 mm or less.
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WO2024109854A1 (en) * 2022-11-23 2024-05-30 中国科学院深圳先进技术研究院 Flexible optical electrode and preparation method therefor

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