KR101666154B1 - 기체 및 수분 차단체와 이를 구비하는 표시장치 - Google Patents
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Abstract
기체 및 수분 차단체와 이를 구비하는 표시장치가 개시된다. 기체 및 수분 차단체는 유기 기판, 유기 기판 상부에 위치하는 그래핀 막 및 유기 기판과 그래핀 막을 결합시키고, 내부에 탄소 함유 분체가 분산된 부착막을 구비한다. 이러한 기체 및 수분 차단체에 따르면 기체 및 수분을 효과적으로 차단할 수 있다.
Description
본 발명은 기체 및 수분 차단체와 이를 구비하는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 표시장치에는 투광성을 위해 유리 기판을 주로 사용한다. 그러나, 이러한 유리 기판은 특성상 내충격성이 부족하여 충격에 쉽게 파손되는 한계를 가지고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 유사한 내구성을 갖는 플라스틱 기판을 사용하고 있는 추세이다. 특히 표시소자를 보호하기 위해 유리 기판 대신 플라스틱 기판을 적용하기 위해서는 기존의 유리 기판 정도의 배리어(Barrier) 특성이 요구된다. 무정형 고분자(PES, PC 등)보다는 열가소성 세미결정성 플라스틱(PET, PEN 등)이 조금 낮은 투습 경향을 보이지만, 플라스틱 기판만으로는 대체적으로 1~100g/m2·day 정도의 높은 투습도를 보인다. 그러나, 구동 소자의 열화, OLED 메탈층의 산화 등에 의한 표시장치의 이미지 특성의 저하를 막기 위해 플라스틱 기판은 외부로부터 표시장치 내부로 들어오는 기체(산소), 수분을 차단할 수 있는 배리어 특성이 요구된다. 이때 요구되는 플라스틱 기판의 배리어 특성은 기체, 수분에 대한 민감도에 따라 조금씩 다를 수 있지만, LCD의 경우 10-2g/m2·day 정도, OLED의 경우 <10-6g/m2·day 정도의 배리어 특성이 요구된다.
지난 수십 년간 수 많은 기체 및 수분 차단막 물질들이 개발되었으며, 기체 및 수분 차단막의 특성을 향상시키기 위해 'Al2O3/polyacrylate', 'SiON/silicone oxide', 'SiN/parylene' 등과 같이 유기물과 무기물을 플라스틱 기판 위에 적층하는 방법이 개발되었다. 하지만, 소자 상에 여러 층을 적층하는 방법은 근본적으로 진공 공정이 요구되기 때문에 고비용의 제작 공정이 적용될 뿐만 아니라, 무기물질을 사용하는 경우 기판의 기계적 특성을 감소시키게 된다. 따라서 이러한 기체 및 수분 차단막을 사용하여 제조되는 필름 및 기판은 여전히 열과 습도, 산소 등의 환경 요소에 취약한 특성을 보이는 문제가 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 탄소 함유 분체가 분산된 부착막을 구비하는 기체 및 수분 차단체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 기체 및 수분 차단체를 구비하는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 기체 및 수분 차단체는 유기 기판, 그래핀 막 및 부착막을 포함한다. 상기 그래핀 막은 상기 유기 기판 상부에 위치한다. 상기 부착막은 상기 유기 기판과 상기 그래핀 막을 결합시키고, 내부에 탄소 함유 분체가 분산되어 있다.
상기 그래핀 막은 3층 내지 9층의 탄소 원자층을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 부착막은 고분자 물질로 이루어지고, 내부에 탄소 함유 분체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 탄소 함유 분체는 그래핀 플레이크(graphene flake), 흑연 플레이크(graphite flake), 산화 그래핀 플레이크, 팽창 흑연 플레이크 및 산화 흑연 플레이크 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기체 및 수분 차단체는 유기 기판, 상기 유기 기판 상부에 위치한 제1 그래핀 막, 상기 제1 그래핀 막 상부에 위치한 제2 그래핀 막, 상기 유기 기판과 상기 제1 그래핀 막을 결합시키는 제1 부착막 및 상기 제1 그래핀 막과 상기 제2 그래핀 막을 결합시키는 제2 부착막을 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 제1 부착막 및 상기 제2 부착막 중 적어도 하나는 내부에 분산된 탄소 함유 분체를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기체 및 수분 차단체는 유기 기판, 상기 유기 기판 상부에 위치한 제1 그래핀 막, 상기 제1 그래핀 막 상부에 위치한 제2 그래핀 막 및 상기 제1 그래핀 막과 상기 제2 그래핀 막을 결합시키는 부착막을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표시장치는 표시소자 및 기체 및 수분 차단체를 포함할 수 있다. 상기 기체 및 수분 차단체는 상기 표시소자의 상부에 위치하는 유기 기판 및 상기 표시소자와 상기 유기 기판을 결합시키고 내부에 탄소 함유 분체가 분산된 부착막을 포함할 수 있다.
하나의 실시 예에 있어서, 상기 표시소자는 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상부에 위치한 유기물 층, 상기 베이스 기판과 상기 유기물 층 사이에 위치한 제1 전극, 상기 유기물 층을 사이에 두고 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극 및 상기 제2 전극을 피복하는 절연층을 포함할 수 있고, 상기 제1 부착막은 상기 유기 기판과 상기 절연층을 결합시킬 수 있다.
하나의 실시 예에 있어서, 상기 표시장치는 상기 베이스 기판과 상기 제1 전극 사이에 위치한 그래핀 막 및 상기 그래핀 막과 상기 베이스 기판을 결합시키고, 내부에 탄소 함유 분체가 분산된 부착막을 포함하는 가스 및 수분 차단체를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표시장치는 표시소자 및 제1 기체 및 수분 차단체를 포함할 수 있다. 상기 제1 기체 및 수분 차단체는 유기 기판, 상기 표시소자와 상기 유기 기판 사이에 위치한 제1 그래핀 막, 상기 유기 기판과 상기 그래핀 막을 결합시키는 제1 부착막 및 상기 제1 그래핀 막과 상기 표시소자를 결합시키는 제2 부착막을 구비할 수 있고, 상기 제1 부착막 및 상기 제2 부착막 중 적어도 하나는 내부에 분산된 제1 탄소 함유 분체를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표시장치는 표시소자 및 제1 기체 및 수분 차단체를 포함할 수 있다. 상기 제1 기체 및 수분 차단체는 유기 기판, 상기 표시소자와 상기 유기 기판 사이에 위치한 제1 그래핀 막, 상기 제1 그래핀 막과 상기 표시소자 사이에 위치한 제2 그래핀 막, 상기 유기 기판과 상기 제1 그래핀 막을 결합시키는 제1 부착막, 상기 제1 그래핀 막과 상기 제2 그래핀 막을 결합시키는 제2 부착막 및 상기 제2 그래핀 막과 상기 표시소자를 결합시키는 제3 부착막을 구비할 수 있고, 상기 제1 부착막, 상기 제2 부착막 및 상기 제3 부착막 중 적어도 하나는 내부에 분산된 제1 탄소 함유 분체를 포함할 수 있다.
본 발명의 기체 및 수분 차단체에 따르면, 그래핀 막과 판상 탄소 함유 분체가 분산된 부착막을 채용함으로써, 기체 및 수분의 차단 능력을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 이러한 기체 및 수분 차단체를 표시장치에 적용함으로써, 기체 또는 수분에 의해 표시소자의 전극이 산화되거나 유기물이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예 1-1에 따른 기체 및 수분 차단체를 나타낸 단면도이고,
도 2는 본 발명의 실시 예 1-2에 따른 기체 및 수분 차단체를 나타낸 단면도이고,
도 3은 본 발명의 실시 예 1-3에 따른 기체 및 수분 차단체를 나타낸 단면도이고,
도 4는 본 발명의 실시 예 2-1에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 5는 본 발명의 실시 예 2-2에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 6은 본 발명의 실시 예 2-3에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 7은 본 발명의 실시 예 2-4에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 8은 본 발명의 실시 예 2-5에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 9는 본 발명의 실시 예 2-6에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 10은 본 발명의 실시 예 2-7에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 11은 본 발명의 실시 예 2-8에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 12는 본 발명의 실시 예 2-9에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예 1-2에 따른 기체 및 수분 차단체를 나타낸 단면도이고,
도 3은 본 발명의 실시 예 1-3에 따른 기체 및 수분 차단체를 나타낸 단면도이고,
도 4는 본 발명의 실시 예 2-1에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 5는 본 발명의 실시 예 2-2에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 6은 본 발명의 실시 예 2-3에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 7은 본 발명의 실시 예 2-4에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 8은 본 발명의 실시 예 2-5에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 9는 본 발명의 실시 예 2-6에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 10은 본 발명의 실시 예 2-7에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 11은 본 발명의 실시 예 2-8에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이고,
도 12는 본 발명의 실시 예 2-9에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
"제1, 제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
<기체 및 수분 차단체>
도 1은 본 발명의 실시 예 1-1에 따른 기체 및 수분 차단체를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 실시 예 1-1에 따른 기체 및 수분 차단체(100)는 유기 기판(110), 그래핀 막(120) 및 부착막(130)을 포함할 수 있다.
유기 기판(110)으로는 플라스틱 기판이 사용될 수 있다. 예를 들면, 유기 기판(110)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르설폰(PES), 폴리사이클릭올레핀(PCO), 폴리아크릴레이트(PA), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리이미드(PI) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 형성된 기판이 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
그래핀 막(120)은 그래핀으로 형성될 수 있고, 본 발명에서 '그래핀(graphene)'은 탄소원자들이 서로 공유결합으로 연결되어 폴리시클릭 방향족 분자를 형성하는 탄소 원자층으로 이루어진 물질로서, 단일 탄소 원자층으로 이루어진 물질 뿐만 아니라 20층 미만의 탄소 원자층으로 이루어진 물질도 포함하는 것으로 정의된다. 그래핀 막(120)은 단일 탄소 원자층으로 이루어진 그래핀을 포함할 수도 있고, 2층 이상의 탄소 원자층으로 이루어진 그래핀을 포함할 수도 있다. 그래핀은 우수한 기체 및 수분 차단 능력을 가지며, 다른 소재에 비하여 플라스틱 기판과의 접착성, 내열성, 내화학성 등이 우수하고, 휘어지거나 신축될 수 있는 등의 기계적 특성이 우수하여 기체 및 수분 차폐 목적의 배리어 코팅재 또는 봉지재로서 폭넓게 적용될 수 있다.
하나의 예로서, 그래핀 막(120)은 약 3층 내지 9층의 탄소 원자층으로 이루어진 그래핀 또는 총 탄소 원자층의 수가 약 3 내지 9가 되도록 적층된 복수의 그래핀을 포함하는 것이 바람직하다. 그래핀 막(120)에 포함된 그래핀의 탄소 원자층 수가 3층 미만인 경우에는 그래핀 막(120)으로 인한 기체 및 수분의 침투를 요구되는 수준으로 차단할 수 없는 문제점이 발생할 수 있고, 그래핀 막(120)에 포함된 그래핀의 탄소 원자층 수가 9층을 초과하는 경우에는 광투과도가 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.
부착막(130)은 유기 기판(110)과 그래핀 막(120) 사이에 위치하고, 유기 기판(110)과 그래핀 막(120)을 서로 결합시킨다. 부착막(130)은 고분자 물질을 포함하는 필름 형태로 형성될 수 있다. 상기 고분자 물질은 광 또는 열에 의해 경화되는 경화성 고분자 물질로 이루어진다. 또한 상기 부착막(130)은 내부에 탄소 함유 분체가 분산될 수 있다.
부착막(130)에 사용되는 고분자 물질은, 예를 들면, 폴리에틸렌계 화합물, 폴리프로필렌계 화합물, 폴리스티렌계 화합물, 폴리염화비닐계 화합물, 폴리염화비닐리덴계 화합물, 불소계 화합물, 아크릴계 화합물, 폴리아세트산비닐계 화합물, 폴리아미드계 화합물, 폴리아세탈계 화합물, 폴리카보네이트계 화합물, 폴리페닐렌옥사이드계 화합물, 폴리에스테르계 화합물, 폴리술폰계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 페놀계 화합물, 요소계 화합물, 멜라민계 화합물, 알키드계 화합물, 불포화 폴리에스테르계 화합물, 에폭시계 화합물, 규소계 화합물, 아크릴계 화합물 및 폴리우레탄계 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니다.
탄소 함유 분체는 탄소계 물질로 형성된 구조체이다. 탄소 함유 분체는 상기 부착막(130) 내부에 분산됨으로써, 기체 및 수분 차단체의 기능을 향상시킬 수 있는데, 이러한 탄소 함유 분체는 다양한 형상의 입자를 포함할 수 있고, 특히, 판상 입자를 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 탄소 함유 분체는 그래핀 플레이크(graphene flake), 흑연 플레이크(graphite flake), 산화 그래핀 플레이크, 팽창 흑연 플레이크, 산화 흑연 플레이크 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
그래핀 플레이크는 그래핀의 판상 구조체이다. 본 발명에서의"그래핀 플레이크"는 20층 미만의 탄소 원자층으로 이루어진 그래핀의 분체로 정의된다. 일 예로, 그래핀 플레이크는 1층 내지 15층의 탄소 원자층으로 이루어진 그래핀 분체일 수 있다. 그래핀 플레이크는 비표면적이 약 50 m2/g 내지 약 2,675 m2/g일 수 있다. "비표면적"은 단위 질량당 그래핀 플레이크의 표면적을 의미한다.
흑연 플레이크(graphite flake)는 흑연의 입상 또는 판상 구조체이다. 흑연 플레이크도 그래핀 플레이크와 유사하게 다수의 탄소원자층이 적층된 구조를 갖는데, 본 발명에서의 '흑연 플레이크'는 그래핀 플레이크보다 적층된 탄소 원자층의 수가 많은, 예를 들면, 20층 이상의 탄소 원자층으로 이루어진 흑연의 분체로 정의되고, 그래핀 플레이크와는 구분된다. 흑연 플레이크의 비표면적은 약 0 m2/g 보다는 큰 값을 갖되, 약 50 m2/g 미만일 수 있다.
산화 그래핀 플레이크는 산화 그래핀의 판상 구조체이다. 본 발명에서 '산화 그래핀'은 표면이나 에지에 하이드록실기, 에폭시드, 카르복시기, 카르보닐기 등과 같은 산소 원자를 포함하는 작용기가 결합된 탄소원자층을 하나 이상 포함하는 그래핀으로 정의될 수 있다. 산화 그래핀 플레이크는 1층 이상 15층 이하의 탄소 원자층으로 이루어진 산화 그래핀을 포함할 수 있고, 상기 탄소 원자층 중 일부 또는 전부에는 상기 산소 원자를 포함하는 작용기가 결합될 수 있다. 산화 그래핀 플레이크는 비표면적이 약 50 m2/g 내지 약 2,675 m2/g일 수 있다.
산화 흑연 플레이크는 20층 이상의 탄소 원자층으로 이루어지고 이 중 일부 또는 전부에 상기 산소 원자를 포함하는 작용기가 결합된 산화 흑연의 입상 또는 판상 구조체이다. 산화 흑연 플레이크도 산화 그래핀 플레이크와 유사하게 다수의 탄소원자층이 적층된 구조를 갖는데, 본 발명에서의 '산화 흑연 플레이크'는 산화 그래핀 플레이크보다 적층된 탄소 원자층의 수가 많은, 예를 들면, 20층 이상의 탄소 원자층으로 이루어진 산화 흑연의 분체로 정의되고, 산화 그래핀 플레이크와는 구분된다. 산화 흑연 플레이크의 비표면적은 약 0 m2/g 보다는 큰 값을 갖되, 약 50 m2/g 미만일 수 있다.
팽창 흑연 플레이크는 흑연 플레이크보다 탄소 원자층들 사이의 거리가 큰 팽창 흑연의 입상 또는 판상 구조체로 정의된다.
하나의 실시예에 있어서, 부착막(130)은 탄소 함유 분체가 분산된 액체 상태의 경화성 조성물을 유기 기판(110) 상부에 도포한 후 상기 액체 상태의 경화성 조성물을 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
부착막(130)에 있어서, 탄소 함유 분체의 함량은 부착막(130) 전체 중량 대비 약 0.2wt% 내지 0.8wt%인 것이 바람직하다. 탄소 함유 분체의 함량이 0.2wt% 미만인 경우에는 기체 및 수분의 차단 효과가 미미하고, 탄소 함유 분체의 함량이 0.8wt% 를 초과하는 경우에는 광투과도가 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
부착막(130) 내부에 탄소 함유 분체를 분산시키는 경우, 탄소 함유 분체는 부착막(130)을 투과하는 기체 및 수분의 이동을 방해하여 기체 및 수분의 총 이동 경로 길이를 연장시키고, 그 결과 기체 및 수분이 부착막(130)을 통과하는 총 시간이 증가된다. 부착막(130) 내부의 탄소 함유 분체로 인한 기체 및 수분이 침투되는 총 길이의 연장 및 총 시간의 증가는 기체 및 수분 투과도의 감소 효과로 이어지게 되는 것이다.
하나의 실시 예에 있어서, 그래핀 막(120)은 유기 기판(110) 상부에 부착막(130) 형성을 위한 경화성 조성물을 도포한 후 기재에 형성된 그래핀을 상기 경화성 조성물 상부로 전사시킴으로써 형성될 수 있다.
기재 상에 그래핀을 성장시키는 방법으로는 당업계에서 그래핀 성장을 위해 통상적으로 사용하는 방법이 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 그래핀은 기재 상에 화학기상증착법(CVD)을 통하여 성장될 수 있다. 그래핀을 성장시키기 위한 화학기상증착법으로는 열 화학기상증착법(Thermal Chemical Vapour Deposition; TCVD), 유도결합플라즈마 화학기상증착법(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD), 저압 화학기상증착법(Low Pressure Chemical Vapor Deposition; LPCVD), 상압 화학기상증착법(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition; APCVD), 금속 유기화학기상증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD) 및 플라즈마 화학기상증착법(Plasma-enhanced chemical vapor deposition; PECVD) 등이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적인 예로서, 기재를 로(furnace)에 넣은 후 약 1000℃의 고온에서 탄소 소스를 포함하는 반응가스를 공급하여 적절한 양의 탄소가 기재에 녹아 들어가거나 흡착되도록 한다. 이후 냉각을 통하여 기재에 포함되어 있던 탄소원자들을 표면에서 결정화시킴으로써 그래핀 결정구조를 형성하게 되어 기재 상에 그래핀을 성장시킬 수 있다. 기재는, 예를 들어, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, brass, bronze, white brass, stainless steel, Ge 등으로부터 선택된 금속 또는 합금으로 이루어 질 수 있다. 탄소 소스로는, 예를 들어, 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 에탄올, 아세틸렌, 프로판, 부탄, 부타디엔, 펜탄, 펜텐, 사이클로펜타디엔, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔 등이 사용될 수 있다. 상기의 탄소 소스를 기상으로 공급하면서, 예를 들어, 300℃ 내지 2000℃의 온도로 가열하면 상기 탄소 소스에 존재하는 탄소 성분들이 결합하여 6각형의 판상 구조를 형성하면서 단일 탄소원자층 또는 복수의 탄소원자층으로 이루어지는 그래핀이 성장된다.
기재 상에 형성된 그래핀은 다양한 공정에 의하여 부착막(130) 형성을 위한 경화성 조성물 상부로 전사될 수 있다. 상기 전사 방법은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 제한 없이 사용 가능하며, 예를 들어, 롤투롤 공정, 건식 공정, 습식 공정, 스프레이 공정 등이 사용될 수 있다.
하나의 구체적인 예로서, 상기 롤투롤 공정을 이용하여 기재 상에 형성된 그래핀을 부착막(130) 형성을 위한 경화성 조성물 상부로 전사하는 경우, 상기 기재 상에 제조된 그래핀과 유기 기판(110) 상에 도포된 부착막(130) 형성을 위한 경화성 조성물을 접촉시켜 롤을 통과하도록 함으로써 '기재-그래핀-부착막 형성 조성물-유기 기판'의 적층체를 형성한 후 조성물을 경화시키고, 이어서 기재를 그래핀으로부터 물리적으로 또는 화학적으로 분리함으로써 유기 기판(110)의 부착막(130) 상부에 그래핀을 전사하여 코팅할 수 있다.
목적하는 탄소 원자층수의 그래핀 막(120)을 형성하기 위하여, 유기 기판(110)의 부착막(130) 상에 그래핀을 전사하여 코팅하는 공정을 복수 회 수행할 수도 있고, 기재 상에 목적하는 층수의 그래핀을 성장시킨 후 이를 유기 기판의 부착막(130) 상에 전사하여 코팅할 수도 있다.
이와 같은 기체 및 수분 차단체(100)에 따르면, 유기 기판(110)을 투과한 기체 및 수분을 탄소 함유 분체가 분산된 부착막(130)을 이용하여 1차적으로 차단하고, 부착막(130)을 투과한 기체 및 수분을 그래핀 막(120)을 이용하여 2차적으로 차단함으로써 기체 및 수분을 효과적으로 차단할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예 1-2에 따른 기체 및 수분 차단체(200)를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 실시 예 1-2에 따른 기체 및 수분 차단체(200)는 유기 기판(210), 제1 그래핀 막(221), 부착막(230) 및 제2 그래핀 막(223)을 포함할 수 있다.
유기 기판(210)으로는 플라스틱 기판이 사용될 수 있다. 실시 예 1-2의 기체 및 수분 차단체(200)에 적용되는 유기 기판(210)은 실시 예 1-1에 따른 기체 및 수분 차단체(100)에 적용되는 유기 기판(110)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제1 그래핀 막(221)은 유기 기판(210) 상부에 위치하고, 3층 내지 9층의 탄소 원자층으로 이루어진 단일 그래핀 또는 총 탄소 원자층의 수가 3층 내지 9층이 되도록 적층된 복수의 그래핀을 포함할 수 있다. 그래핀 막(120)의 탄소 원자층 수가 3층 미만인 경우에는 그래핀 막(120)을 통한 기체 및 수분의 침투를 요구되는 수준으로 차단할 수 없는 문제점이 발생할 수 있고, 9층을 초과하는 경우에는 광투과도가 감소하는 문제점이 발생할 수 있다. 제1 그래핀 막(221)을 형성하기 위한 그래핀의 성장 방법은 실시 예 1의 기체 및 수분 차단체(100)에 적용되는 그래핀 막(120)의 형성방법과 실질적으로 동일 또는 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제1 그래핀 막(221) 전사방법은 기재 상에 형성된 그래핀 상에 고분자 지지체를 형성한다. 이후 기재를 산용액을 이용하여 제거하여 고분자 지지체 상에 형성된 그래핀을 다시 유기 기판(210) 상으로 전사시킨 후, 고분자 지지체를 제거하여 제1 그래핀 막(221)을 형성할 수 있다. 제1 그래핀 막(221)과 유기 기판(210)은 반데르발스 물리력으로 접착될 수 있으며, 별도의 접착층을 이용하여 제1 그래핀 막(221)과 유기 기판(210)을 접착시키는 것도 가능하다.
부착막(230)은 제1 그래핀 막(221)과 제2 그래핀 막(223) 사이에 위치하고, 제1 그래핀 막(221)과 제2 그래핀 막(223)을 서로 결합시킨다. 부착막(230)은 고분자 물질을 포함하는 필름 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 부착막(230) 내부에는 탄소 함유 분체가 분산될 수 있다. 부착막(230)의 탄소 함유 분체, 그리고 이들은 함량에 대해서는 실시 예 1-1에 따른 기체 및 수분 차단 체(100)에 적용되는 부착막(130)에 적용되는 탄소 함유 분체 및 이들은 함량과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
하나의 실시 예로, 부착막(230)은 유기 기판(210) 상에 제1 그래핀 막(221)을 형성한 후 탄소 함유 분체가 분산된 액상 상태의 경화성 고분자 조성물을 제1 그래핀 막(221) 상부에 도포하고, 그 위에 제2 그래핀 막(223)을 형성하기 위한 그래핀을 접촉시킨 후, 상기 액상 상태의 경화성 고분자 조성물을 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
제2 그래핀 막(223)은 부착막(230) 상부에 위치하고 기재 상에 형성된 그래핀을 부착막(230) 형성을 위해 도포된 조성물 상부로 전사함으로써 형성될 수 있다. 제2 그래핀 막(223)은 제1 그래핀 막(221)과 동일한 층수의 탄소 원자층을 포함할 수도 있으나, 다른 층수의 탄소 원자층을 포함할 수도 있다. 제2 그래핀 막(223)을 형성하는 방법은 실시 예 1-1의 기체 및 수분 차단체(100)에 적용되는 그래핀 막(120)의 형성 방법과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이와 같은 기체 및 수분 차단체(200)에 따르면, 유기 기판(210)을 투과한 기체 및 수분을 제1 그래핀 막(221), 탄소 함유 분체가 분산된 부착막(230) 및 제2 그래핀 막(223)이 차례로 차단함으로써 기체 및 수분 차단 능력을 현저하게 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예 1-3에 따른 기체 및 수분 차단체(300)를 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예 1-3에 따른 기체 및 수분 차단체(300)는 유기 기판(310), 유기 기판(310) 상부에 위치한 제1 부착막(331), 제1 부착막(331) 상부에 위치한 제1 그래핀 막(321), 제1 그래핀 막(321) 상부에 위치한 제2 부착막(333) 및 제2 부착막(333) 상부에 위치한 제2 그래핀 막(323)을 포함할 수 있다.
유기 기판(310)은 실시 예 1-1의 기체 및 수분 차단체(100)에 적용되는 유기 기판(100)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 제1 그래핀 막(321)은 실시 예 1-1의 기체 및 수분 차단체(100)에 적용되는 그래핀 막(120)과 실질적으로 동일한 방법으로 형성되고, 제2 그래핀 막(323)은 실시 예 1-2의 기체 및 수분 차단체(200)에 적용되는 제2 그래핀 막(223)과 실질적으로 동일한 방법으로 형성되므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 제2 그래핀 막(323)은 제1 그래핀 막(321)과 동일한 층 수의 탄소 원자층을 포함할 수도 있으나, 다른 층 수의 탄소 원자층을 포함할 수도 있다.
제1 부착막(331)은 유기 기판(310)과 제1 그래핀 막(321)을 서로 결합시키고, 제2 부착막(333)은 제1 그래핀 막(321)과 제2 그래핀 막(323)을 서로 결합시킨다.
제1 부착막(331)과 제2 부착막(333) 각각은 앞에서 설명한 고분자 물질을 포함하는 필름 형태로 형성될 수 있다. 그리고 제1 부착막(331)과 제2 부착막(333) 중 적어도 하나는 내부에 분산된 탄소 함유 분체를 포함할 수 있다. 하나의 예로서, 제1 부착막(331) 내부에만 탄소 함유 분체가 분산되어 있고, 제2 부착막(333) 내부에는 탄소 함유 분체가 존재하지 않을 수 있다. 다른 하나의 예로서, 제1 부착막(331) 내부에는 탄소 함유 분체가 존재하지 않고, 제2 부착막(333) 내부에만 탄소 함유 분체가 분산되어 있을 수 있다. 또 다른 하나의 예로서, 제1 부착막(331) 및 제2 부착막(333) 내부에 각각 탄소 함유 분체가 분산되어 있을 수 있다. 이 경우, 탄소 함유 분체의 함량은 제1 부착막(331)과 제2 부착막(333)이 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
이와 같은 기체 및 수분 차단체(300)에 따르면, 유기 기판(310)을 투과한 기체 및 수분을 제1 그래핀 막(321)과 제2 그래핀 막(323) 그리고 제1 및 제2 부착막(331, 333) 중 탄소 함유 분체가 분산된 부착막을 이용하여 차단함으로써 기체 및 수분 차단 능력을 현저하게 향상시킬 수 있다.
<표시장치>
도 4는 본 발명의 실시 예 2-1에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 실시 예 2-1에 따른 표시장치(1000)는 영상을 표시하는 표시소자(1200) 및 상기 표시소자(1200)로 기체 및 수분이 침투하는 것을 방지하는 기체 및 수분 차단체(1100)를 포함할 수 있다.
표시소자(1200)는 액정 표시소자, 유기 표시소자 등을 포함할 수 있다. 하나의 실시 예로, 표시소자(1200)는 도 4에 도시된 바와 같이 유기 표시소자일 수 있다. 표시소자(1200)는 베이스 기판(1210), 제1 전극(1220), 유기물 층(1230), 제2 전극(1240) 및 절연층(1250)을 포함할 수 있다.
베이스 기판(1210)으로는 플라스틱 기판 또는 유리 기판이 사용될 수 있다. 하나의 예로서, 베이스 기판(1210) 상부에는 유기물 층(1230)을 구동하기 위한 박막트랜지스터가 형성될 수 있다.
유기물 층(1230)은 베이스 기판(1210) 상부에 위치하고, 자체적으로 광을 생성할 수 있다. 하나의 예로서, 유기물 층(1230)은 광을 생성하는 발광층, 발광층과 제1 전극(1220) 사이에 위치하여 정공을 주입하는 정공주입층, 정공주입층과 발광층 사이에 위치하여 정공주입층에서 주입된 정공을 발광층으로 전달하는 정공 수송층, 발광층과 제2 전극(1240) 사이에 위치하여 전자를 주입하는 전자 주입층 및 전자주입층과 발광층 사이에 위치하여 전자주입층에서 주입된 전자를 발광층으로 전달하는 전자수송층을 포함할 수 있다. 이러한 유기물 층(1230)은 유기물로 형성된다.
제1 전극(1220)은 베이스 기판(1210)과 유기물 층(1230) 사이, 즉, 유기물 층(1230) 하부에 위치하고, 제2 전극(1240)은 유기물 층(1230) 상부에 위치한다. 절연층(1250)은 제2 전극(1240)의 상부면을 피복하여 제2 전극(1240)을 외부와 절연시킨다. 하나의 예로서, 절연층(1250)은 무기물로 형성될 수 있다.
기체 및 수분 차단체(1100)는 표시소자(1200)의 상부에 위치하여 표시소자(1200)의 상부로부터 기체나 수분이 표시소자(1200) 내부로 침투하는 것을 차단한다. 하나의 예로서, 기체 및 수분 차단체(1100)는 유기 기판(1110) 및 부착막(1130)을 포함한다. 부착막(1130)은 유기 기판(1110)과 절연층(1250) 사이에 위치하여 이들을 서로 결합시킨다.
유기 기판(1110)으로는 플라스틱 기판이 사용될 수 있다. 또한 유기 기판(1110)은 표시소자(1200)의 발광 방향에 따라 투광성 또는 비투광성 재료 중 하나로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 표시소자(1200)의 발광 방향이 상부 방향이면 유기 기판(1110)은 투광성 재료를 사용하며, 반대인 경우 비투광성 재료를 사용하여야 한다.
상기 유기 기판(1110)은, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르설폰(PES), 폴리사이클릭올레핀(PCO), 폴리아크릴레이트(PA), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리이미드(PI) 중 선택된 하나의 물질로 이루어진 기판 또는 이들 중 둘 이상의 물질로 이루어진 기판을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
부착막(1130)은 고분자 물질을 포함하는 필름 형태로 형성될 수 있으며, 내부에 탄소 함유 분체가 분산될 수 있다.
부착막(1130)은 폴리에틸렌계 화합물, 폴리프로필렌계 화합물, 폴리스티렌계 화합물, 폴리염화비닐계 화합물, 폴리염화비닐리덴계 화합물, 불소계 화합물, 아크릴계 화합물, 폴리아세트산비닐계 화합물, 폴리아미드계 화합물, 폴리아세탈계 화합물, 폴리카보네이트계 화합물, 폴리페닐렌옥사이드계 화합물, 폴리에스테르계 화합물, 폴리술폰계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 페놀계 화합물, 요소계 화합물, 멜라민계 화합물, 알키드계 화합물, 불포화 폴리에스테르계 화합물, 에폭시계 화합물, 규소계 화합물, 아크릴계 화합물 및 폴리우레탄계 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
부착막(1130) 내부에 분산된 탄소 함유 분체는 탄소계 물질로 형성된 구조체이다. 탄소 함유 분체는 상기 부착막(1130) 내부에 분산됨으로써, 기체 및 수분 차단체의 기능을 향상시킬 수 있는데, 이러한 탄소 함유 분체는 다양한 형상의 입자를 포함할 수 있고, 특히, 판상 입자를 포함할 수 있다. 구체적인 예로서, 탄소 함유 분체는 그래핀 플레이크(graphene flake), 흑연 플레이크(graphite flake), 산화 그래핀 플레이크, 팽창 흑연 플레이크, 산화 흑연 플레이크 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
그래핀 플레이크는 그래핀의 판상 구조체이다. 본 발명에서의"그래핀 플레이크"는 20층 미만의 탄소 원자층으로 이루어진 그래핀의 분체로 정의된다. 일 예로, 그래핀 플레이크는 1층 내지 15층의 탄소 원자층으로 이루어진 그래핀 분체일 수 있다. 그래핀 플레이크는 비표면적이 약 50 m2/g 내지 약 2,675 m2/g일 수 있다. "비표면적"은 단위 질량당 그래핀 플레이크의 표면적을 의미한다.
흑연 플레이크(graphite flake)는 흑연의 입상 또는 판상 구조체이다. 흑연 플레이크도 그래핀 플레이크와 유사하게 다수의 탄소원자층이 적층된 구조를 갖는데, 본 발명에서의 '흑연 플레이크'는 그래핀 플레이크보다 적층된 탄소 원자층의 수가 많은, 예를 들면, 20층 이상의 탄소 원자층으로 이루어진 흑연의 분체로 정의되고, 그래핀 플레이크와는 구분된다. 흑연 플레이크의 비표면적은 약 0 m2/g 보다는 큰 값을 갖되, 약 50 m2/g 미만일 수 있다.
산화 그래핀 플레이크는 산화 그래핀의 판상 구조체이다. 본 발명에서 '산화 그래핀'은 표면이나 에지에 하이드록실기, 에폭시드, 카르복시기, 카르보닐기 등과 같은 산소 원자를 포함하는 작용기가 결합된 탄소원자층을 하나 이상 포함하는 그래핀으로 정의될 수 있다. 산화 그래핀 플레이크는 1층 이상 15층 이하의 탄소 원자층으로 이루어진 산화 그래핀을 포함할 수 있고, 상기 탄소 원자층 중 일부 또는 전부에는 상기 산소 원자를 포함하는 작용기가 결합될 수 있다. 산화 그래핀 플레이크는 비표면적이 약 50 m2/g 내지 약 2,675 m2/g일 수 있다.
산화 흑연 플레이크는 20층 이상의 탄소 원자층으로 이루어지고 이 중 일부 또는 전부에 상기 산소 원자를 포함하는 작용기가 결합된 산화 흑연의 입상 또는 판상 구조체이다. 산화 흑연 플레이크도 산화 그래핀 플레이크와 유사하게 다수의 탄소원자층이 적층된 구조를 갖는데, 본 발명에서의 '산화 흑연 플레이크'는 산화 그래핀 플레이크보다 적층된 탄소 원자층의 수가 많은, 예를 들면, 20층 이상의 탄소 원자층으로 이루어진 산화 흑연의 분체로 정의되고, 산화 그래핀 플레이크와는 구분된다. 산화 흑연 플레이크의 비표면적은 약 0 m2/g 보다는 큰 값을 갖되, 약 50 m2/g 미만일 수 있다.
팽창 흑연 플레이크는 흑연 플레이크보다 탄소 원자층들 사이의 거리가 큰 팽창 흑연의 입상 또는 판상 구조체로 정의된다.
부착막(1130)에 있어서, 탄소 함유 분체의 함량은 부착막(1130) 전체 중량 대비 약 0.2wt% 내지 0.8wt%인 것이 바람직하다. 탄소 함유 분체의 함량이 0.2wt% 미만인 경우에는 기체 및 수분의 차단 효과가 미미하고, 탄소 함유 분체의 함량이 0.8wt% 를 초과하는 경우에는 광투과도가 감소하는 문제가 발생할 수 있다. 부착막(1130) 내부에 분산된 탄소 함유 분체는 부착막(1130)을 투과하는 기체 및 수분이 탄소 함유 분체로 인하여 부착막을 통과하여 침투되는 총 길이가 연장되게 함으로써, 결과적으로 기체 및 수분이 부착막을 통과하는 총 시간이 증가되는 효과가 있다. 부착막(1130) 내부의 탄소 함유 분체로 인한 기체 및 수분이 침투되는 총 길이의 연장 및 총 시간의 증가는 기체 및 수분 투과도의 감소 효과로 이어지게 되는 것이다. 이러한 표시장치(1000)에 따르면, 외부로부터 침투한 기체 또는 수분을 탄소 함유 분체가 분산된 부착막(1130)을 이용하여 효과적으로 차단함으로써, 기체 또는 수분에 의해 표시소자(1200)의 전극이 산화되거나 유기물이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예 2-2에 따른 표시장치(2000)를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 실시 예 2-2에 따른 표시장치(2000)는 영상을 표시하는 표시소자(2200) 및 상기 표시소자(2200)로 기체 및 수분이 침투하는 것을 방지하는 기체 및 수분 차단체(2100)를 포함할 수 있다.
표시소자(2200)는 실시 예 2-1에 따른 표시장치(1000)에 적용되는 표시소자(1200)와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
기체 및 수분 차단체(2100)는 유기 기판(2110), 제1 부착막(2131), 그래핀 막(2120), 제2 부착막(2133)을 포함할 수 있다.
유기 기판(2110)은 실시 예 2-1에 따른 표시장치(1000)의 기체 및 수분 차단체(1100)에 적용되는 유기 기판(1110)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
그래핀 막(2120)은 제1 부착막(2131)을 통하여 유기 기판(2110)에 결합되고, 제2 부착막(2133)을 통하여 표시소자(2200)의 절연층(2250)에 결합될 수 있다. 그래핀 막(2120)은 그래핀으로 형성될 수 있고, 본 발명에서 '그래핀(graphene)'은 탄소원자들이 서로 공유결합으로 연결되어 폴리시클릭 방향족 분자를 형성하는 탄소 원자층으로 이루어진 물질로서, 단일 탄소 원자층으로 이루어진 물질 뿐만 아니라 20층 미만의 탄소 원자층으로 이루어진 물질도 포함하는 것으로 정의된다. 그래핀 막(2120)은 단일 탄소 원자층으로 이루어진 그래핀을 포함할 수도 있고, 2층 이상의 탄소 원자층으로 이루어진 그래핀을 포함할 수도 있다. 그래핀은 우수한 기체 및 수분 차단 능력을 가지며, 다른 소재에 비하여 플라스틱 기판과의 접착성, 내열성, 내화학성 등이 우수하고, 휘어지거나 신축될 수 있는 등의 기계적 특성이 우수하여 기체 및 수분 차폐 목적의 배리어 코팅재 또는 봉지재로서 폭넓게 적용될 수 있다.
하나의 예로서, 그래핀 막(2120)은 약 3층 내지 9층의 탄소 원자층으로 이루어진 그래핀 또는 총 탄소 원자층의 수가 약 3층 내지 9층이 되도록 적층된 복수의 그래핀을 포함하는 것이 바람직하다. 그래핀 막(2120)에 포함된 그래핀의 탄소 원자층 수가 3 층 미만인 경우에는 그래핀 막(2120)으로 인한 기체 및 수분의 침투를 요구되는 수준으로 차단할 수 없는 문제점이 발생할 수 있고, 그래핀 막(2120)에 포함된 그래핀의 탄소 원자층 수가 9층을 초과하는 경우에는 광투과도가 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.
하나의 실시 예에 있어서, 그래핀 막(2120)은 기재에 형성된 그래핀을 제1 부착막(2131) 형성을 위해 도포된 조성물 상부로 전사시킴으로써 형성될 수 있다.
기재 상에 그래핀을 성장시키는 방법으로는 당업계에서 그래핀 성장을 위해 통상적으로 사용하는 방법이 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 그래핀은 기재 상에 화학기상증착법(CVD)을 통하여 성장될 수 있다. 그래핀을 성장시키기 위한 화학기상증착법으로는 열 화학기상증착(Rapid Thermal Chemical Vapour Deposition; TCVD), 유도결합플라즈마 화학기상증착법(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD), 저압 화학기상증착법(Low Pressure Chemical Vapor Deposition; LPCVD), 상압 화학기상증착법(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition; APCVD), 금속 유기화학 기상증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD) 및 플라즈마 화학기상증착법(Plasma-enhanced chemical vapor deposition; PECVD) 등이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적인 예로서, 기재를 로(furnace)에 넣은 후 약 1000℃의 고온에서 탄소 소스를 포함하는 반응가스를 공급하여 적절한 양의 탄소가 기재에 녹아 들어가거나 흡착되도록 한다. 이후 냉각을 통하여 기재에 포함되어 있던 탄소원자들을 표면에서 결정화시킴으로써 그래핀 결정구조를 형성하게 되어 기재 상에 그래핀을 성장시킬 수 있다.
기재는, 예를 들어, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, brass, bronze, white brass, stainless steel, Ge 등으로부터 선택된 금속 또는 합금으로 이루어 질 수 있다. 탄소 소스로는, 예를 들어, 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 에탄올, 아세틸렌, 프로판, 부탄, 부타디엔, 펜탄, 펜텐, 사이클로펜타디엔, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔 등이 사용될 수 있다. 상기의 탄소 소스를 기상으로 공급하면서, 예를 들어, 300℃ 내지 2000℃의 온도로 열처리하면 상기 탄소 소스에 존재하는 탄소 성분들이 결합하여 6각형의 판상 구조를 형성하면서 단일 탄소 원자층 또는 복수의 탄소 원자층으로 이루어진 그래핀이 성장된다.
기재 상에 형성된 그래핀은 다양한 공정에 의하여 유기 기판(2110) 상에 도포된 제1 부착막(2131) 형성을 위한 경화성 조성물 상부로 전사될 수 있다. 상기 전사 방법은 그래핀을 기판 상에 전사하여 코팅시키기 위하여 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 제한 없이 사용 가능하며, 예를 들어, 롤투롤 공정, 건식 공정, 습식 공정, 스프레이 공정 등이 사용될 수 있다.
하나의 구체적인 예로서, 상기 롤투롤 공정을 이용하여 기재 상에 형성된 그래핀을 부착막(2131) 형성을 위한 경화성 조성물 상부로 전사하는 경우, 상기 기재 상에 제조된 그래핀과 유기 기판(2110) 상에 도포된 제1 부착막(2131) 형성을 위한 경화성 조성물을 접촉시켜 롤을 통과하도록 함으로써 '기재-그래핀-부착막 형성 조성물-유기 기판'의 적층체를 형성한 후 제1 부착막(2131) 형성을 위한 경화성 조성물을 경화시키고, 이어서 기재를 그래핀으로부터 물리적으로 또는 화학적으로 분리함으로써 제1 부착막(2131) 상부에 그래핀을 전사하여 코팅할 수 있다.
목적하는 탄소 원자층수의 그래핀 막(2120)을 형성하기 위하여, 유기 기판(2110)의 제1 부착막(2131) 상에 그래핀을 전사하여 코팅하는 공정을 복수 회 수행할 수도 있고, 기재 상에 목적하는 탄소 원자층수의 그래핀을 성장시킨 후 이를 유기 기판(2110)의 제1 부착막(2131) 상에 전사하여 코팅할 수도 있다.
제1 부착막(2131)은 유기 기판(2110)과 그래핀 막(2120)을 서로 결합시키고, 제2 부착막(2133)은 그래핀 막(2120)과 표시소자(2200)의 절연층(2250)을 서로 결합시킬 수 있다.
제1 부착막(2131)과 제2 부착막(2133) 각각은 고분자 물질을 포함하는 필름 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 제1 부착막(2131)과 제2 부착막(2133) 중 적어도 하나에 탄소 함유 분체가 분산될 수 있다. 하나의 예로서, 제1 부착막(2131) 내부에만 탄소 함유 분체가 분산되고, 제2 부착막(2133) 내부에는 탄소 함유 분체가 존재하지 않을 수 있다. 다른 하나의 예로서, 제1 부착막(2131) 내부에는 탄소 함유 분체가 존재하지 않고, 제2 부착막(2133) 내부에만 탄소 함유 분체가 분산될 수 있다. 또 다른 하나의 예로서, 제1 부착막(2131) 및 제2 부착막(2133) 내부에 각각 탄소 함유 분체가 분산될 수 있다. 이 경우, 탄소 함유 분체의 함량은 제1 부착막(2131)과 제2 부착막(2133)이 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
이와 같은 표시장치(2000)에 따르면, 유기 기판(2110)을 투과한 기체 및 수분을 그래핀 막(2120)과 제1 및 제2 부착막(2131, 2133) 중 탄소 함유 분체가 분산된 부착막을 이용하여 차단함으로써, 기체 또는 수분에 의해 표시소자(2000)의 전극이 산화되거나 유기물이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예 2-3에 따른 표시장치(3000)를 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 실시 예 2-3에 따른 표시장치(3000)는 영상을 표시하는 표시소자(3200) 및 상기 표시소자(3200)로 기체 및 수분이 침투하는 것을 방지하는 기체 및 수분 차단체(3100)를 포함할 수 있다.
표시소자(3200)는 실시 예 2-1 또는 2-2에 따른 표시장치(1000, 2000)에 적용되는 표시소자(1200, 2200)와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
기체 및 수분 차단체(3100)는 유기 기판(3110), 제1 그래핀 막(3121), 제1 부착막(3131), 제2 그래핀 막(3123) 및 제2 부착막(3133)을 포함할 수 있다.
유기 기판(3110)은 실시 예 2-1 또는 2-2에 따른 표시장치(1000, 2000)의 기체 및 수분 차단체(1100, 2100)에 적용되는 유기 기판(1110, 2110)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제1 그래핀 막(3121)은 유기 기판(3110) 상부에 전사되어 코팅되고, 제1 부착막(3131)은 제1 그래핀 막(3121)과 제2 그래핀 막(3123)을 서로 결합시키며, 제2 부착막(3133)은 제2 그래핀 막(3123)과 표시소자(3200)의 절연층(3250)을 서로 결합시킬 수 있다.
제1 및 제2 그래핀 막(3121, 3123)의 구조 및 형성방법에 대해서는 이미 설명하였으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제1 부착막(3131)과 제2 부착막(3133) 각각은 앞에서 설명한 고분자 물질을 포함하는 필름 형태로 형성될 수 있다. 그리고 제1 및 제2 부착막(3131, 3133) 중 적어도 하나에 탄소 함유 분체가 분산될 수 있다. 하나의 예로서, 제1 부착막(3131) 내부에만 탄소 함유 분체가 분산되어 있고, 제2 부착막(3133) 내부에는 탄소 함유 분체가 존재하지 않을 수 있다. 다른 하나의 예로서, 제1 부착막(3131) 내부에는 탄소 함유 분체가 존재하지 않고, 제2 부착막(3133) 내부에만 탄소 함유 분체가 분산되어 있을 수 있다. 또 다른 하나의 예로서, 제1 부착막(3131) 및 제2 부착막(3133) 내부에 각각 탄소 함유 분체가 분산되어 있을 수 있다. 이 경우, 탄소 함유 분체의 함량은 제1 부착막(3131)과 제2 부착막(3133)이 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
이와 같은 표시장치(3000)에 따르면, 유기 기판(3110)을 투과한 기체 및 수분을 제1 및 제2 그래핀 막(3121, 3123) 그리고 제1 및 제2 부착막(3131, 3133) 중 탄소 함유 분체가 분산된 부착막을 이용하여 차단함으로써, 기체 또는 수분에 의해 표시소자(3000)의 전극이 산화되거나 유기물이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예 2-4에 따른 표시장치(4000)를 나타낸 단면도이다.
도 7을 참조하면, 실시 예 2-4에 따른 표시장치(4000)는 영상을 표시하는 표시소자(4200) 및 상기 표시소자(4200)로 기체 및 수분이 침투하는 것을 방지하는 기체 및 수분 차단체(4100)를 포함할 수 있다.
표시소자(4200)는 실시 예 2-1에 따른 표시장치(1000)에 적용되는 표시소자(1200)와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
기체 및 수분 차단체(4100)는 유기 기판(4110), 제1 부착막(4131), 제1 그래핀 막(4121), 제2 부착막(4133), 제2 그래핀 막(4123) 및 제3 부착막(4135)을 포함할 수 있다.
유기 기판(4110)과 제1 및 제2 그래핀 막(4121, 4123)의 재질 및 형성 방법에 대해서는 이미 설명하였으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제1 부착막(4131)은 유기 기판(4110)과 제1 그래핀 막(4121)을 서로 결합시킬 수 있고, 제2 부착막(4133)은 제1 그래핀 막(4121)과 제2 그래핀 막(4123)을 서로 결합시킬 수 있으며, 제3 부착막(4135)은 제2 그래핀 막(4123)과 표시소자(4000)의 절연층(4250)을 서로 결합시킬 수 있다.
제1 부착막(4131), 제2 부착막(4133) 및 제3 부착막(4135) 각각은 앞에서 설명한 고분자 물질을 포함하는 필름 형태로 형성될 수 있다. 그리고 제1 내지 제3 부착막(4131, 4133, 4135) 중 적어도 하나에 탄소 함유 분체가 분산될 수 있다. 하나의 예로서, 제1 부착막(4131) 내부에만 탄소 함유 분체가 분산되어 있고, 제2 부착막(4133) 및 제3 부착막(4135) 내부에는 탄소 함유 분체가 존재하지 않을 수 있다. 다른 하나의 예로서, 제2 부착막(4133) 내부에만 탄소 함유 분체가 분산되어 있고, 제1 부착막(4131) 및 제3 부착막(4135) 내부에는 탄소 함유 분체가 존재하지 않을 수 있다. 또 다른 하나의 예로서, 제3 부착막(4135) 내부에만 탄소 함유 분체가 분산되어 있고, 제1 부착막(4131) 및 제2 부착막(4133) 내부에는 탄소 함유 분체가 존재하지 않을 수 있다. 또 다른 하나의 예로서, 제1 부착막(4131)과 제2 부착막(4133) 내부에만 탄소 함유 분체가 분산되어 있고, 제3 부착막(4135) 내부에는 탄소 함유 분체가 존재하지 않을 수 있다. 또 다른 하나의 예로서, 제1 부착막(4131)과 제3 부착막(4135) 내부에만 탄소 함유 분체가 분산되어 있고, 제2 부착막(4133) 내부에는 탄소 함유 분체가 존재하지 않을 수 있다. 또 다른 하나의 예로서, 제2 부착막(4133)과 제3 부착막(4135) 내부에만 탄소 함유 분체가 분산되어 있고, 제1 부착막(4131) 내부에는 탄소 함유 분체가 존재하지 않을 수 있다. 또 다른 하나의 예로서, 제1 내지 제3 부착막(4131, 4133, 4135) 모두의 내부에 탄소 함유 분체가 분산되어 있을 수 있다.
이 경우, 탄소 함유 분체의 함량은 각각의 부착막에서 서로 독립적으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 모든 부착막에서 탄소 함유 분체의 함량이 서로 동일할 수도 있고, 각각의 부착막에서 서로 다를 수도 있다.
이와 같은 표시장치(4000)에 따르면, 유기 기판(4110)을 투과한 기체 및 수분을 제1 및 제2 그래핀 막(4121, 4123) 그리고 제1 내지 제3 부착막(4131, 4133, 4135) 중 탄소 함유 분체가 분산된 부착막을 이용하여 차단함으로써, 기체 또는 수분에 의해 표시소자(4000)의 전극이 산화되거나 유기물이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예 2-5에 따른 표시장치(5000)를 나타낸 단면도이다.
도 8을 참조하면, 실시 예 2-5에 따른 표시장치(5000)는 영상을 표시하는 표시소자(5200) 및 상기 표시소자(5200)로 기체 및 수분이 침투하는 것을 방지하는 기체 및 수분 차단체(5300)를 포함할 수 있다.
앞에서 설명한 실시 예들과 달리, 본 실시 예에 있어서는 기체 및 수분 차단체(5300)가 표시소자(5200)의 베이스 기판(5210)과 제1 전극(5220) 사이에 형성되어 표시소자(5200)의 베이스 기판(5210)으로부터 침투되는 기체 및 수분을 차단할 수 있다. 즉 표시소자(5200)내에 기체 및 수분 차단체(5300)가 포함되는 구조이다.
여기서 상기 베이스 기판(5210)은 유리 또는 플라스틱 기판이 사용될 수 있다.
기체 및 수분 차단체(5300)는 제1 전극(5220) 하부에 위치한 그래핀 막(5320) 및 그래핀 막(5320)과 표시소자(5200)의 베이스 기판(5210)을 결합시키는 부착막(5330)을 포함할 수 있다.
본 실시 예에 있어서는 표시소자(5200)의 베이스 기판(5210)에 부착막(5330) 형성을 위한 액상상태의 경화성 고분자 조성물을 도포한 후 기재 상에 형성된 그래핀을 그 위에 전사함으로써 그래핀 막(5320)을 형성할 수 있다. 그래핀 막(5320)을 형성하기 위한 그래핀의 성장방법, 전사방법 등에 대해서는 앞에서 설명하였으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
부착막(5330)은 내부에 분산된 탄소 함유 분체를 포함할 수 있다. 탄소 함유 분체에 대해서는 앞에서 이미 설명하였으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이러한 표시장치(5000)에 따르면, 표시소자(5200)의 베이스 기판(5210)을 투과한 기체 및 수분을 그래핀 막(5320) 및 탄소 함유 분체가 분산된 부착막(5330)을 이용하여 차단함으로써, 기체 또는 수분에 의해 표시소자(5000)의 전극이 산화되거나 유기물이 훼손되는 것을 방지할 수 있다. 또한 기체 및 수분 차단체(5300)가 표시소자(5200)내에 구비됨으로써, 표시소자(5200)내 하부 또는 측면으로부터 투과될 수 있는 기체 및 수분을 효과적으로 차단할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예 2-6에 따른 표시장치(6000)를 나타낸 단면도이다.
도 9를 참조하면, 실시 예 2-6에 따른 표시장치(6000)는 영상을 표시하는 표시소자(6200) 및 상기 표시소자(6200)의 베이스 기판으로부터 침투한 기체 또는 수분을 차단하는 제1 기체 및 수분 차단체(6300) 및 표시소자(6200)의 절연층으로 침투하는 기체 및 수분을 차단하는 제2 기체 및 수분 차단체(6100)를 포함할 수 있다. 즉 표시장치(6000)의 상부 및 내부에 기체 및 수분 차단체가 포함되는 구조이다.
본 실시 예에 있어서, 표시소자(6200) 및 제1 기체 및 수분 차단체(6300)의 구성 및 이들의 결합관계는 실시 예 2-5에 따른 표시장치(5000)와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 표시소자(6200)의 절연층(6250) 상부에 결합되는 제2 기체 및 수분 차단체(6100)는 실시 예 2-1에 따른 표시장치(1000)의 기체 및 수분 차단체(1100)와 그 구성 및 결합관계와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이러한 표시장치(6000)에 따르면, 베이스 기판(6210)을 투과한 기체 및 수분은 제1 기체 및 수분 차단체(6300)를 이용하여 차단하고, 유기 기판(6110)을 투과한 기체 및 수분은 제2 기체 및 수분 차단체(6100)를 이용하여 차단하므로, 기체 또는 수분에 의해 표시소자(6200)의 전극이 산화되거나 유기물이 훼손되는 것을 방지할 수 있다. 또한 기체 및 수분 차단체가 표시소자(6200) 상부 및 내부에 구비됨으로써, 표시소자(6200) 상하부 및 측면으로부터 투과될 수 있는 기체 및 수분을 효과적으로 차단할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예 2-7에 따른 표시장치(7000)를 나타낸 단면도이다.
도 10을 참조하면, 실시 예 2-7에 따른 표시장치(7000)는 영상을 표시하는 표시소자(7200) 및 상기 표시소자(7200)의 베이스 기판(7210)으로부터 침투한 기체 또는 수분을 차단하는 제1 기체 및 수분 차단체(7300) 및 표시소자(7200)의 절연층(7250)으로 침투하는 기체 및 수분을 차단하는 제2 기체 및 수분 차단체(7100)를 포함할 수 있다.
본 실시 예에 있어서, 표시소자(7200) 및 제1 수분 차단체(7100)의 구성 및 이들의 결합관계는 실시 예 2-5에 따른 표시장치(5000)와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 표시소자(7200)의 절연층(7250) 상부에 결합되는 제2 기체 및 수분 차단체(7100)는 실시 예 2-2에 따른 표시장치(2000)의 기체 및 수분 차단체(2100)와 그 구성 및 결합관계와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이러한 표시장치(7000)에 따르면, 베이스 기판(7210)을 투과한 기체 및 수분은 제1 기체 및 수분 차단체(7300)를 이용하여 차단하고, 유기 기판(7110)을 투과한 기체 및 수분은 제2 기체 및 수분 차단체(7100)를 이용하여 차단하므로, 기체 또는 수분에 의해 표시소자(7200)의 전극이 산화되거나 유기물이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예 2-8에 따른 표시장치(8000)를 나타낸 단면도이다.
도 11을 참조하면, 실시 예 2-8에 따른 표시장치(8000)는 영상을 표시하는 표시소자(8200) 및 상기 표시소자(8200)의 베이스 기판(8210)으로부터 침투한 기체 또는 수분을 차단하는 제1 기체 및 수분 차단체(8300) 및 표시소자(8200)의 절연층(8250)으로 침투하는 기체 및 수분을 차단하는 제2 기체 및 수분 차단체(8100)를 포함할 수 있다.
본 실시 예에 있어서, 표시소자(8200) 및 제1 수분 차단체(8300)의 구성 및 이들의 결합관계는 실시 예 2-5에 따른 표시장치(5000)와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 표시소자(8200)의 절연층(8250) 상부에 결합되는 제2 기체 및 수분 차단체(8100)는 실시 예 2-3에 따른 표시장치(3000)의 기체 및 수분 차단체(3100)와 그 구성 및 결합관계와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이러한 표시장치(8000)에 따르면, 베이스 기판(8210)을 투과한 기체 및 수분은 제1 기체 및 수분 차단체(8300)를 이용하여 차단하고, 유기 기판(8110)을 투과한 기체 및 수분은 제2 기체 및 수분 차단체(8100)를 이용하여 차단하므로, 기체 또는 수분에 의해 표시소자(8200)의 전극이 산화되거나 유기물이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예 2-9에 따른 표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 12를 참조하면, 실시 예 2-9에 따른 표시장치(9000)는 영상을 표시하는 표시소자(9200) 및 상기 표시소자(9200)의 베이스 기판(9210)으로부터 침투한 기체 또는 수분을 차단하는 제1 기체 및 수분 차단체(9300) 및 표시소자(9200)의 절연층(9250)으로 침투하는 기체 및 수분을 차단하는 제2 기체 및 수분 차단체(9100)를 포함할 수 있다.
본 실시 예에 있어서, 표시소자(9200) 및 제1 기체 및 수분 차단체(9300)의 구성 및 이들의 결합관계는 실시 예 2-5에 따른 표시장치(5000)와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 표시소자(9200)의 절연층(9250) 상부에 결합되는 제2 기체 및 수분 차단체(9100)는 실시 예 2-4에 따른 표시장치(4000)의 기체 및 수분 차단체(4100)와 그 구성 및 결합관계와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이러한 표시장치(9000)에 따르면, 베이스 기판(9210)을 투과한 기체 및 수분은 제1 기체 및 수분 차단체(9300)를 이용하여 차단하고, 유기 기판(9110)을 투과한 기체 및 수분은 제2 기체 및 수분 차단체(9100)를 이용하여 차단하므로, 기체 또는 수분에 의해 표시소자(9200)의 전극이 산화되거나 유기물이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
하기에서는 본 발명에 따른 기체 및 수분 차단체의 특성을 평가한 결과를 나타낸다. 표 1은 도 1에서 나타내고 있는 실시예 1-1 구조에 따른 기체 및 수분 차단체의 수분 투과도 및 광투과도에 대한 실험값을 나타낸다. 실시예 1-1 구조에 따른 기체 및 수분 차단체는 유기기판과 그래핀 막을 부착막으로 결합시키는 구조로서, 하기 표 1에서는 그래핀 막의 탄소 원자층 수에 따른 수분투과도 및 광투과도를 측정한 결과를 나타낸다. 광투과도 값은 550nm의 파장에서의 측정 값을 나타낸 것이다.
표 1을 참조하면, 그래핀 막의 탄소 원자층 수가 3층, 5층, 9층인 경우에는 수분 투과도 값이 대략 10-3 g/m2·day 수준이고, 광투과도 값은 80% 이상을 유지하고 있는 반면에, 비교예 1에서와 같이 그래핀 막의 탄소 원자층 수가 1층인 경우에는 수분투과도 값이 5.1 g/m2·day 으로, 상기 그래핀 막의 탄소 원자층 수가 3층 내지 9층인 경우와 비교하여 매우 크다는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 2에서와 같이 그래핀 막의 탄소 원자층 수가 15층인 경우에는 광투과도 값이 70% 수준에도 미치지 못하여 상기 그래핀 막의 탄소 원자층 수가 3층 내지 9층인 경우와 비교하여 광투과도 값이 낮다는 것을 알 수 있다. 이는 그래핀 막의 탄소 원자층 수가 3층 내지 9층인 경우에는 수분투과도 및 광투과도 특성이 모두 우수하다는 것을 나타낸 것으로 평가될 수 있지만, 그래핀 막의 탄소 원자층 수가 1층인 경우에는 수분투과도 특성이 매우 열등하고, 그래핀 막의 탄소 원자층 수가 15층인 경우에는 광투과도 특성이 열등하다는 것을 의미한다.
| 그래핀 막 층수 | 수분투과도(g/m2·day) | 광투과도(%) @550nm |
|
| 발명예 1 | 3층 | 9.3 × 10-2 | 92.8 |
| 발명예 2 | 5층 | 8.4 × 10-3 | 88.1 |
| 발명예 3 | 9층 | 6.2 × 10-3 | 80.1 |
| 비교예 1 | 1층 | 5.1 | 97.4 |
| 비교예 2 | 15층 | < 5.0 × 10-3 | 67.3 |
표 2는 실시예 1-1 구조에 따른 기체 및 수분 차단체에 있어서, 부착막 내부의 탄소 함유 분체 함량에 따른 수분 투과도 및 광투과도를 나타낸 값이다. 실시예 1-1 구조에 따른 기체 및 수분 차단체는 유기기판과 그래핀 막을 부착막으로 결합시키는 구조로서, 하기 표 2에서는 그래핀 막의 탄소 원자층 수가 3층인 경우에 부착막 내부의 탄소 함유 분체 함량에 따른 수분투과도 및 광투과도를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 광투과도 값은 550nm의 파장에서의 측정 값을 나타낸다.
| 탄소 함유 분체 함량 (wt%) |
수분투과도 (g/m2·day ) |
광투과도(%) @550nm |
|
| 발명예 4 | 0.2 | 1.4 × 10-2 | 91.6 |
| 발명예 5 | 0.5 | 9.1 × 10-3 | 90.3 |
| 발명예 6 | 0.8 | 6.3 × 10-3 | 88.9 |
| 비교예 3 | 0.08 | 2.3 | 92.1 |
| 비교예 4 | 1.5 | < 5.0 × 10-3 | 76.7 |
표 2를 참조하면, 탄소 함유 분체 함량이 0.2wt%, 0.5wt%, 0.8wt%인 경우에는 수분 투과도 값이 대략 10 g/m2·day 수준이고, 광투과도 값은 대략 90% 수준을 유지하고 있는 반면에, 비교예 3에서와 같이 탄소 함유 분체 함량이 0.08wt%인 경우에는 수분투과도 값이 2.3 g/m2·day 로, 상기 함유 분체 함량이 0.2wt% 내지 0.8wt%인 경우와 비교하여 매우 크다는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 4에서와 같이 탄소 함유 분체 함량이 1.5wt%인 경우에는 광투과도 값이 76.7%를 나타내고 있어서, 상기 함유 분체 함량이 0.2wt% 내지 0.8wt%인 경우와 비교하여 광투과도 값이 낮다는 것을 알 수 있다. 이는 탄소 함유 분체 함량이 0.2wt% 내지 0.8wt%인 경우에는 수분투과도 및 광투과도 특성이 모두 우수하지만, 탄소 함유 분체 함량이 0.08wt%인 경우에는 수분투과도 특성이 매우 열등하고, 탄소 함유 분체 함량이 1.5wt%인 경우에는 광투과도 특성이 열등하다는 것을 의미한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (20)
- 유기 기판;
상기 유기 기판 상부에 위치하는 그래핀 막; 및
상기 유기 기판과 상기 그래핀 막을 결합시키도록 고분자 물질을 포함하여 이루어지고, 내부에 배치된 탄소 함유 분체를 갖는 부착막을 포함하되,
상기 탄소 함유 분체는 그래핀 플레이크(graphene flake), 흑연 플레이크(graphite flake), 산화 그래핀 플레이크, 팽창 흑연 플레이크 및 산화 흑연 플레이크 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는,
기체 및 수분 차단체. - 제1항에 있어서, 상기 유기 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르설폰(PES), 폴리사이클릭올레핀(PCO), 폴리아크릴레이트(PA), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리이미드(PI) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 및 수분 차단체.
- 제1항에 있어서, 상기 그래핀 막은 3층 내지 9층의 탄소원자층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 및 수분 차단체.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 고분자 물질은 폴리에틸렌계 화합물, 폴리프로필렌계 화합물, 폴리스티렌계 화합물, 폴리염화비닐계 화합물, 폴리염화비닐리덴계 화합물, 불소계 화합물, 아크릴계 화합물, 폴리아세트산비닐계 화합물, 폴리아미드계 화합물, 폴리아세탈계 화합물, 폴리카보네이트계 화합물, 폴리페닐렌옥사이드계 화합물, 폴리에스테르계 화합물, 폴리술폰계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 페놀계 화합물, 요소계 화합물, 멜라민계 화합물, 알키드계 화합물, 불포화 폴리에스테르계 화합물, 에폭시계 화합물, 규소계 화합물, 아크릴계 화합물 및 폴리우레탄계 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 및 수분 차단체.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 탄소 함유 분체의 함량은 상기 부착막 전체 중량 대비 0.2 wt% 이상 0.8 wt% 이하인 것을 특징으로 하는 기체 및 수분 차단체.
- 유기 기판;
상기 유기 기판 상부에 위치한 제1 그래핀 막;
상기 제1 그래핀 막 상부에 위치한 제2 그래핀 막;
상기 유기 기판과 상기 제1 그래핀 막을 결합시키는 제1 부착막; 및
상기 제1 그래핀 막과 상기 제2 그래핀 막을 결합시키는 제2 부착막을 포함하고,
상기 제1 부착막과 상기 제2 부착막 중 적어도 어느 하나는 탄소 함유 분체를 포함하되, 상기 탄소 함유 분체는 그래핀 플레이크(graphene flake), 흑연 플레이크(graphite flake), 산화 그래핀 플레이크, 팽창 흑연 플레이크 및 산화 흑연 플레이크 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는,
기체 및 수분 차단체. - 삭제
- 유기 기판;
상기 유기 기판 상부에 위치한 제1 그래핀 막;
상기 제1 그래핀 막 상부에 위치한 제2 그래핀 막; 및
상기 제1 그래핀 막과 상기 제2 그래핀 막을 결합시키는 부착막을 포함하고,
상기 부착막은 탄소 함유 분체를 포함하며,
상기 탄소 함유 분체는 그래핀 플레이크(graphene flake), 흑연 플레이크(graphite flake), 산화 그래핀 플레이크, 팽창 흑연 플레이크 및 산화 흑연 플레이크 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는,
기체 및 수분 차단체. - 표시소자; 및
상기 표시소자의 상부에 위치하는 유기 기판 및 상기 표시소자와 상기 유기 기판을 결합시키고 내부에 제1 탄소 함유 분체가 분산된 제1 부착막을 포함하는 기체 및 수분 차단체를 포함하고,
상기 제1 탄소 함유 분체는
그래핀 플레이크(graphene flake), 흑연 플레이크(graphite flake), 산화 그래핀 플레이크, 팽창 흑연 플레이크 및 산화 흑연 플레이크 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는,
표시장치. - 제11항에 있어서, 상기 표시소자는,
베이스 기판;
상기 베이스 기판 상부에 위치한 유기물 층;
상기 베이스 기판과 상기 유기물 층 사이에 위치한 제1 전극;
상기 유기물 층을 사이에 두고 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극; 및
상기 제2 전극의 상부면을 피복하는 절연층을 포함하고,
상기 제1 부착막은 상기 유기 기판과 상기 절연층을 결합시키는 것을 특징으로 하는 표시장치. - 제12항에 있어서,
상기 베이스 기판과 상기 제1 전극 사이에 위치한 그래핀 막; 및
상기 그래핀 막과 상기 베이스 기판을 결합시키고, 내부에 제2 탄소 함유 분체가 분산된 제2 부착막을 포함하는 가스 및 수분 차단체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치. - 제13항에 있어서, 상기 제2 탄소 함유 분체는
그래핀 플레이크(graphene flake), 흑연 플레이크(graphite flake), 산화 그래핀 플레이크, 팽창 흑연 플레이크 및 산화 흑연 플레이크 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치. - 표시소자; 및
상기 표시소자의 상부에 위치하는 유기 기판, 상기 표시소자와 상기 유기 기판 사이에 위치한 제1 그래핀 막, 상기 유기 기판과 상기 제1 그래핀 막을 결합시키는 제1 부착막 및 상기 제1 그래핀 막과 상기 표시소자를 결합시키는 제2 부착막을 구비하는 제1 기체 및 수분 차단체를 포함하고,
상기 제1 부착막 및 상기 제2 부착막 중 적어도 하나의 내부에 제1 탄소 함유 분체가 분산되며,
상기 제1 탄소 함유 분체는
그래핀 플레이크(graphene flake), 흑연 플레이크(graphite flake), 산화 그래핀 플레이크, 팽창 흑연 플레이크 및 산화 흑연 플레이크 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는,
표시장치. - 제15항에 있어서, 상기 표시소자는,
베이스 기판;
상기 베이스 기판 상부에 위치한 유기물 층;
상기 베이스 기판과 상기 유기물 층 사이에 위치한 제1 전극;
상기 유기물 층을 사이에 두고 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극; 및
상기 제2 전극의 상부면을 피복하는 절연층을 포함하고,
상기 제2 부착막은 상기 제1 그래핀 막과 상기 절연층을 결합시키는 것을 특징으로 하는 표시장치. - 제16항에 있어서,
상기 베이스 기판과 상기 제1 전극 사이에 위치한 제2 그래핀 막; 및
상기 제2 그래핀 막과 상기 베이스 기판을 결합시키고, 내부에 제2 탄소 함유 분체가 분산된 제3 부착막을 포함하는 제2 가스 및 수분 차단체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치. - 표시소자; 및
상기 표시소자의 상부에 위치하는 유기 기판, 상기 표시소자와 상기 유기 기판 사이에 위치한 제1 그래핀 막, 상기 제1 그래핀 막과 상기 표시소자 사이에 위치한 제2 그래핀 막, 상기 유기 기판과 상기 제1 그래핀 막을 결합시키는 제1 부착막, 상기 제1 그래핀 막과 상기 제2 그래핀 막을 결합시키는 제2 부착막 및 상기 제2 그래핀 막과 상기 표시소자를 결합시키는 제3 부착막을 구비하는 제1 기체 및 수분 차단체를 포함하고,
상기 제1 부착막, 상기 제2 부착막 및 상기 제3 부착막 중 적어도 어느 하나의 내부에 제1 탄소 함유 분체가 분산되며,
상기 제1 탄소 함유 분체는
그래핀 플레이크(graphene flake), 흑연 플레이크(graphite flake), 산화 그래핀 플레이크, 팽창 흑연 플레이크 및 산화 흑연 플레이크 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는,
표시장치. - 제18항에 있어서, 상기 표시소자는,
베이스 기판;
상기 베이스 기판 상부에 위치한 유기물 층;
상기 베이스 기판과 상기 유기물 층 사이에 위치한 제1 전극;
상기 유기물 층을 사이에 두고 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극; 및
상기 제2 전극의 상부면을 피복하는 절연층을 포함하고,
상기 제3 부착막은 상기 제2 그래핀 막과 상기 절연층을 결합시키는 것을 특징으로 하는 표시장치. - 제19항에 있어서,
상기 베이스 기판과 상기 제1 전극 사이에 위치한 제3 그래핀 막; 및
상기 제3 그래핀 막과 상기 베이스 기판을 결합시키고, 내부에 제2 탄소 함유 분체가 분산된 제4 부착막을 포함하는 제2 가스 및 수분 차단체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020150001755A KR101666154B1 (ko) | 2015-01-07 | 2015-01-07 | 기체 및 수분 차단체와 이를 구비하는 표시장치 |
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