KR102088807B1 - 스트레처블 발광소재를 이용한 삼차원 촉각 디스플레이 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

스트레처블 발광소재를 이용한 삼차원 촉각 디스플레이 장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

삼차원 촉각 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치는 실리콘 계열의 고무로 형성된 구동층을 구비하는 스트레처블 액추에이터와, 스트레처블 액추에이터 상에 형성되고 스트레처블 FET를 구비하는 스트레처블 구동부 및 스트레처블 구동부 상에 신축성 있는 소재로 형성된 스트레처블 발광부를 포함한다.

Description

스트레처블 발광소재를 이용한 삼차원 촉각 디스플레이 장치 및 그 제조방법{THREE-DIMENSIONAL TACTILE DISPLAY APPARATUS USING STRETCHABLE LIGHT-EMITTING MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD OF THEREOF}
삼차원 촉각 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스트레쳐블한 발광소재를 이용하여 삼차원 촉각 디스플레이 장치를 구현하는 기술적 사상에 관한 것이다.
현재 스트레처블 디스플레이(stretchable display)에 적용되는 발광소자는 구조제어를 통해 제작되고 있다.
구체적으로, 발광소자는 리지드(rigid)한 기판 상에서 제작된 소자를 동일하게 사용하고 소자의 밀도를 낮게 하며 소자간에 구불구불한(serpentine) 형태의 배선(interconnect)을 형성하는 island interconnect 방법과, 프리 스트레인(pre-strain)을 가한 기판 상에 제작된 소자를 전사한 후 스트레인을 제거하여 벌킹(buckling)을 만들어 소자에 신축성을 부여하는 mechanical buckling 방법을 통해 제작되고 있다.
상술한 두가지 방법은 기존에 사용되고 있는 소자들을 그대로 사용하면서 신축성을 부여할 수 있다는 장점이 있으나, island interconnect 방법의 경우, 소자의 밀도가 낮아지며 공정이 매우 복잡해지는 단점이 있으며, mechanical buckling 방법의 경우, 전사를 해야 하기 때문에, 대면적화가 어렵고, 프리 스트레인을 가한 방향으로는 신축성이 있지만, 이에 수직한 방향으로는 신축성이 거의 없어 여러 방향으로는 신축성을 구비할 수 없다는 단점이 존재한다.
한편, 상술한 단점을 해결하기 위하여 투명 폴리우레탄 기판에 은 나노 와이어(AgNW) 기반의 양극와 음극을 형성하는 방법이 제안되었으나, 이 방법은 소자의 구동전압이 매우 높으며, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층에 대한 신축성을 고려하지 않아 삼차원 촉각 디스플레이에는 다소 무리가 있다.
한국공개특허 제10-1912036호, "투명전극 및 그의 제조방법"
본 발명은 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 양극 모두를 신축성 있는 소재로 형성하는 스트레처블 발광부를 구비한 삼차원 촉각 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 용액 공정이 가능하고, 낮은 전압에서 대면적화가 가능한 삼차원 촉각 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치는 실리콘 계열의 고무로 형성된 구동층을 구비하는 스트레처블(stretchable) 액추에이터와, 스트레처블 액추에이터 상에 형성되고, 스트레처블 FET(field effect transistor)를 구비하는 스트레처블 구동부 및 스트레처블 구동부 상에 신축성 있는 소재로 형성된 스트레처블 발광부를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 발광부는 전도성 고분자 물질을 포함하는 스트레처블 정공 수송층(hole transport layer; HTL)과, 스트레처블 정공 수송층 상에 형성되고, 발광성 고분자 물질을 포함하는 스트레처블 발광층(emission layer, EML)과, 스트레처블 발광층 상에 형성되고, 나노입자(nanoparticle)를 포함하는 스트레처블 전자 수송층(electron transport layer; ETL) 및 스트레처블 전자 수송층 상에 형성되고, 나노 와이어 물질을 포함하는 스트레처블 양극(cathode)을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 정공 수송층은 전도성 고분자 물질을 포함하는 용액 내부에 기설정된 최적 질량비의 비이온성 계면활성제를 첨가하여 형성되는 나노 파이버(nano-fiber) 구조의 전도성 고분자 물질을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 발광층은 폴리머 블랜딩 방법 및 가소제(plasticizer) 첨가 방법 중 적어도 하나의 방법을 통해 발광성 고분자 물질에 신축성이 있는 고분자 물질 또는 가소제 물질을 혼합하여 형성될 수 있다.
일측에 따르면, 발광성 고분자 물질은 폴리파라페닐렌 비닐렌(MEH-PPV), PFO(poly(9,9-dioctyl-fluorene)) 및 PDY-132 중 적어도 하나의 물질을 포함하고, 신축성 있는 고분자 물질은 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리(스타이렌-부타디엔-스타이렌) 블록 공중합체(SBS), 폴리 (스타이렌-에틸렌-부타디엔-스타이렌) 블록 공중합체(SEBS), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene oxide), 폴리부타디엔(polybutadiene) 기반의 고무 및 실리콘 계열의 고무 중 적어도 하나의 물질을 포함하며, 가소제 물질은 비이온성 계면활성제(Triton X, 4-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)phenyl-polyethylene glycol), P123, (Poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol)) 및 Zonyl FS-300 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 전자 수송층은 n-타입(n-type) 반도체 산화물 계열의 나노입자와, n-타입 도펀트로 도핑된 아민 계열의 고분자 물질을 혼합하여 형성될 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 구동부는 스트레처블 FET, 스트레처블 비트라인(bit-line) 및 스트레처블 음극(anode)을 구비하여, 스트레처블 발광부의 각 픽셀별로 온/오프(on/off) 동작을 제어할 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 액추에이터는 구동층 내부에 형성된 공기압 챔버 및 마이크로 채널을 더 구비하여 스트레처블 발광부의 형상에 대한 삼차원 변형을 제어할 수 있다.
일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법은 실리콘 계열의 고무로 형성된 구동층을 구비하는 스트레처블(stretchable) 액추에이터를 형성하는 단계와, 스트레처블 액추에이터 상에 스트레처블 FET(field effect transistor)를 구비하는 스트레처블 구동부를 형성하는 단계 및 스트레처블 구동부 상에 신축성 있는 소재 형성되는 스트레처블 발광부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 전도성 고분자 물질을 포함하는 스트레처블 정공 수송층(hole transport layer; HTL)을 형성하는 단계와, 스트레처블 정공 수송층 상에 발광성 고분자 물질을 포함하는 스트레처블 발광층(emission layer, EML)을 형성하는 단계와, 스트레처블 발광층 상에 나노입자(Nanoparticle)를 포함하는 스트레처블 전자 수송층(electron transport layer; ETL)을 형성하는 단계 및 스트레처블 전자 수송층 상에 나노 와이어 물질을 포함하는 스트레처블 양극(cathode)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 정공 수송층을 형성하는 단계는 전도성 고분자 물질을 포함하는 용액 내부에 기설정된 최적 질량비의 비이온성 계면활성제를 첨가하여, 전도성 고분자 물질의 구조를 나노 파이버(nano-fiber) 구조로 변경시킬 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 발광층을 형성하는 단계는 폴리머 블랜딩 방법 및 가소제(plasticizer) 첨가 방법 중 적어도 하나의 방법을 통해 발광성 고분자 물질에 신축성이 있는 고분자 물질 또는 가소제 물질을 혼합하여 스트레처블 발광층을 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 전자 수송층을 형성하는 단계는 n-타입(n-type) 반도체 산화물 계열의 나노입자와, n-타입 도펀트로 도핑된 아민 계열의 고분자 물질을 혼합하여 전자 수송층을 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 액추에이터를 형성하는 단계는 공기압 챔버(pneumatic chamber) 및 마이크로 채널을 형성하고, 공기압 챔버 및 마이크로 채널 상에 구동층을 형성할 수 있다.
일실시예에 따르면, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 양극 모두를 신축성 있는 소재로 형성하는 스트레처블 발광부를 구현할 수 있다.
일실시예에 따르면, 용액 공정이 가능하고, 낮은 전압에서 대면적화할 수 있다.
도 1a 내지 도 1b는 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 스트레처블 발광부의 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 스트레처블 구동부의 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 스트레처블 액추에이터의 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 일실시예에 따른 스트레처블 발광부를 형성하는 재료 물질의 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.
실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.
"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.
어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.
즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.
상술한 구체적인 실시예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.
그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1a 내지 도 1b는 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1a 내지 도 1b를 참조하면, 참조부호 110은 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치를 나타내고, 참조부호 120은 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 세부 구성을 나타낸다.
참조부호 110에 따르면, 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치는 디스플레이 자체가 3차원으로 변형하여 표면 질감을 표현하거나 3D 입체 영상을 제공할 수 있다.
구체적으로, 삼차원 촉각 디스플레이 장치는 디스플레이가 소프트 액추에이터(soft actuator)와 결합된 형태로 형성되고, 소프트 액추에이터의 기계적인 변형을 통해 표면 질감 및 3D 입체 영상을 구현할 수 있도록 설계될 수 있다.
참조부호 120에 따르면, 삼차원 촉각 디스플레이 장치는 공압의 주입을 통해 디스플레이를 삼차원으로 팽창하게 하여 입체감 있는 디스플레이를 구현하는 스트레처블 액추에이터(121)와, 디스플레이의 온/오프(on/off)를 제어하여 디스플레이로써의 기능을 수행 하도록 하는 스트레처블 구동부(122) 및 스트레처블 발광부(123)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 스트레처블 발광부(123)는 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 양극이 순차적으로 적층되는 적어도 하나 이상의 디스플레이 소자를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 디스플레이 소자는 유기발광 다이오드(organic light emitting diodes; OLED)일 수 있다.
일측에 따르면, 삼차원 촉각 디스플레이 장치는 일축 방향(x축 및 y축)이 아닌, 3차원 방향(x축, y축 및 z축)의 변형을 구현하기 위해, 스트레처블 액추에이터(121), 스트레처블 구동부(122) 및 스트레처블 발광부(123) 모두를 신축성 있는 소재로 구현할 수 있다.
구체적으로, 스트레처블 발광부(123)는 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 양극을 신축성 있는 소재로 구현할 수 있다.
또한, 일실시예에 따른 스트레처블 액추에이터(121)는 실리콘 계열의 고무로 형성된 구동층을 구비할 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 액추에이터(121)는 구동층 내부에 형성된 공기압 챔버(pneumatic chamber) 및 마이크로 채널을 더 포함할 수도 있다.
보다 구체적인 예를 들면, 스트레처블 액추에이터(121)는 적어도 하나 이상의 공기압 챔버 및 마이크로 채널을 구비할 수 있으며, 공기압 챔버를 이용한 공압의 주입을 통해 삼차원 입체감을 구현할 수 있다.
일실시예에 따른 스트레처블 액추에이터(121)의 상세한 구조는 이후 실시예 도 4를 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
일실시예에 따른 스트레처블 구동부(122)는 스트레처블 액추에이터 상에 형성되고, 스트레처블 FET(field effect transistor)를 구비할 수 있다.
예를 들면, 스트레처블 구동부(122)는 TFT(thin film transistor)로 이루어진 스위치 유닛(switch unit)을 이용하여 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 온/오프 동작을 제어할 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 FET는 카본 나노튜브(carbon nanotube) 및 나노 와이어 중 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
일실시예에 따른 스트레처블 구동부(122)의 상세한 구성은 이후 실시예 도 3을 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
일실시예에 따른 스트레처블 발광부(123)는 스트레처블 구동부(122) 상에 신축성 있는 소재로 형성될 수 있다.
예를 들면, 스트레처블 발광부(123)는 신축성 있는 소재로 각각 구현된 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 양극을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 스트레처블 발광부(123)의 상세한 구성은 이후 실시예 도 2를 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 일실시예에 따른 스트레처블 발광부의 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 스트레처블 발광부(200)는 스트레처블 정공 수송층(hole transport layer; HTL)(210), 스트레처블 발광층(emission layer, EML)(220), 스트레처블 전자 수송층(electron transport layer; ETL)(230) 및 스트레처블 양극(cathode)(240)을 포함할 수 있다.
다시 말해, 일실시예에 따른 스트레처블 발광부(200)는 스트레처블 정공 수송층(210), 스트레처블 발광층(220), 스트레처블 전자 수송층(230) 및 스트레처블 양극(240)이 순차적으로 적층되는 적어도 하나 이상의 디스플레이 소자를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 디스플레이 소자는 유기발광 다이오드(organic light emitting diodes; OLED)일 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 정공 수송층(210)은 전도성 고분자 물질을 포함할 수 있다.
구체적으로, 스트레처블 정공 수송층(210)은 전도성 고분자 물질을 포함하는 용액 내부에 기설정된 최적 질량비의 비이온성 계면활성제를 첨가하여 형성되는 나노 파이버(nano-fiber) 구조의 전도성 고분자 물질을 포함할 수 있다.
다시 말해, 본 발명은 전도성 고분자 물질을 포함하는 용액 내부에 최적 질량비의 비이온성 계면활성제를 첨가하여, 전도성 고분자 물질의 구조를 나노 파이버 구조로 변경시킬 수 있다.
예를 들면, 전도성 고분자 물질은 PEDOT:PSS이고, 비이온성 계면활성제는 비이온성 고분자인 Triton X일 수 있다.
또한, 전도성 고분자 물질인 PEDOT:PSS는 농도가 1.3 내지 1.7 wt%이며, PEDOT과 PSS의 질량비가 1:6 일 수 있다.
한편, 비이온성 계면활성제인 Triton X의 기설정된 최적 질량비는 3 내지 10 wt%일 수 있으나, 바람직하게는 5 wt%의 Triton X를 PEDOT:PSS 용액에 첨가하여 나노 파이버 구조를 구현할 수 있다.
일반적으로, PEDOT:PSS는 기계적으로 플렉서블 하지만, 임계치 이상의 스트레인이 가해지면 기계적 파괴가 일어나게 되어 신축성이 떨어지는 것으로 알려져 있다.
그러나, 본 발명은 PEDOT:PSS의 구조를 상술한 방법을 통해 나노 파이버 형태로 개량하여 PEDOT:PSS 물질의 기계적인 신축성을 확보함으로써, 나노 파이버 구조로 개량된 PEDOT:PSS를 통해 스트레처블 정공 수송층(210)을 용이하게 구현할 수 있다.
한편, 스트레처블 정공 수송층(210)은 도 1a 내지 도 1b를 통해 설명한 스트레처블 구동부에 구비되는 스트레처블 음극(anode) 상에 전도성 고분자 물질을 포함하는 용액을 스핀코팅하여 형성될 수 있다.
보다 구체적인 예를 들면, 스트레처블 정공 수송층(210)은 용액의 농도를 희석하고 점도를 낮추기 위하여 에틸 알코올(ethanol)과 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol) 을 1:1 질량비로 첨가하여 형성될 수 있으며, 스핀 코팅 rpm은 500 내지 2000 rpm일 수 있다.
또한, 스트레처블 정공 수송층(210)을 형성하기 위해 스핀코팅 후 잔류 용매를 제거하기 위해 90 내지 130 oC의 온도에서 10 내지 30분동안 열처리를 수행할 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 발광층(220)은 스트레처블 정공 수송층(210) 상에 형성되고, 발광성 고분자 물질을 포함할 수 있다.
예를 들면, 스트레처블 발광층(220)은 폴리머 블랜딩 방법 및 가소제(plasticizer) 첨가 방법 중 적어도 하나의 방법을 통해 발광성 고분자 물질에 신축성이 있는 고분자 물질 또는 가소제 물질을 혼합하여 형성될 수 있다.
예를 들면, 발광성 고분자 물질은 폴리파라페닐렌 비닐렌(MEH-PPV), PFO(poly(9,9-dioctyl-fluorene)) 및 PDY-132 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 신축성 있는 고분자 물질은 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리(스타이렌-부타디엔-스타이렌) 블록 공중합체(SBS), 폴리 (스타이렌-에틸렌-부타디엔-스타이렌) 블록 공중합체(SEBS), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene oxide), 폴리부타디엔(polybutadiene) 기반의 고무 및 실리콘 고무 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 가소제 물질은 비이온성 계면활성제(Triton X, 4-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)phenyl-polyethylene glycol), P123, (Poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol)) 및 Zonyl FS-300 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
구체적으로, 발광성 고분자 물질은 PEDOT:PSS와 마찬가지로 신축성이 떨어지는 브리틀(brittle)한 물질이라는 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 발광성 고분자 물질 내에 신축성 있는 고분자 물질을 혼합하거나 가소제를 섞어 기계적 물성을 제어함으로써, 브리틀한 발광성 고분자 물질의 신축성을 개선할 수 있다.
한편, 본 발명은 발광성 고분자 물질과 신축성 있는 고분자 물질 또는 가소제 물질을 기설정된 최적 질량비로 혼합하여 발광 특성의 저하를 최소화할 수 있다.
예를 들면, 발광성 고분자 물질과 신축성 있는 고분자 물질 또는 가소제 물질은 3:1, 2:1, 1:1, 1:2 및 1:3 중 적어도 하나의 질량비로 혼합될 수 있다.
또한, 발광성 고분자 물질과 신축성 있는 고분자 물질 또는 가소제 물질을 녹이는 용매로는 테트라하이드로 퓨란 (THF), 톨루엔, 클로로벤젠, 클로로포름, x-자일렌, p-자일렌 및 1,2-디클로로메탄 중 적어도 하나의 용매가 사용될 수 있다.
발광성 고분자 물질과 신축성 있는 고분자 물질 또는 가소제 물질이 혼합된 고분자 블랜드 용액의 농도는 4 ~ 8 mg/ml 일 수 있으며, 고분자 블랜드 용액을 녹이기 위해 용액을 혼합하는 온도는 60 내지 80 oC로 승온하여 혼합할 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 발광층(220)은 고분자 블랜드 용액을 스핀코팅하여 형성될 수 있다.
예를 들면, 스트레처블 발광층(220)을 형성하기 위한 스핀 코팅 rpm은 1500 내지 4000 rpm 일 수 있고, 스핀코팅 후 잔류 용매를 제거하기 위해 80 내지 120 oC의 온도에서 10 내지 30분 간 열처리가 수행될 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 전자 수송층(230)은 스트레처블 발광층(220) 상에 형성되고, 나노입자(nanoparticle)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 스트레처블 전자 수송층(230)은 n-타입(n-type) 반도체 산화물 계열의 나노입자와, n-타입 도펀트로 도핑된 아민 계열의 고분자 물질을 혼합하여 형성될 수 있다.
일반적으로 나노입자는 나노와이어와 같이 구조적인 특징으로 인하여 스트레인이 가해져도 물질에 작용하는 스트레스가 적기 때문에 쉽게 파괴 되지 않으며, 아민 계열 고분자는 자체의 강한 수소결합으로 인하여 높은 신축성을 확보할 수 있다.
구체적으로, 나노입자는 산화 아연(ZnO) 또는 이산화티타늄(TiO2)을 포함할 수 있다.
나노입자는 극성 용매에 분산하여 준비될 수 있고, 이때 용매는 에탄올, 이소프로필 알코올, 2-에톡시 에탄올, 2-메톡시 에탄올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 나노입자의 질량비는 1.5 내지 3.5 wt%일 수 있다.
또한, 나노입자는 스트레처블 발광부(220) 상에 스핀코팅을 통해 형성될 수 있으며, 스핀 코팅 rpm 은 1000 내지 3000 rpm 일 수 있다.
또한, 나노입자를 형성하기 위해 스핀코팅 후 잔류 용매를 제거하기 위해 80 내지 120 oC의 온도에서 10 내지 30분 간 열처리가 진행될 수 있다.
한편, 아민 계열의 고분자 물질은 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine, PEI), 에톡시화 폴리에틸렌이민 (Polyethyleneimine ethoxylated, PEIE) 및 Poly [(9,9-bis(3'-(N,N-dimethylamino)propyl)-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)] (PFN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 아민 계열의 고분자 물질은 전자 수송 특성을 개선하기 위하여 n타입 도펀트로 도핑될 수 있으며, n-타입 도펀트는 세슘 카보네이트(Cesium carbonate, CsCO3), 유기차화합물(Alq3), 플루오르화 세슘(Cesium fluoride, CsF) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도핑된 아민 계열의 고분자 물질의 용액은 극성 용매에 분산하여 준비될 수 있고, 이때 용매는 에탄올, 이소프로필 알코올, 2-에톡시 에탄올, 2-메톡시 에탄올 중 적어도 하나가 사용될 수 있으며, 아민 계열의 고분자 물질의 농도는 1.0 내지 2.5 wt% 일 수 있다.
또한, n-타입 도펀트의 도핑 질량비는 아민 계열의 고분자 물질과 n-타입 도펀트가 10:1 내지 30:1 중량비로 도핑될 수 있다.
도핑된 아민계 고분자 물질은 산화물 나노입자 층 상에 스핀코팅을 통해 형성될 수 있으며, 스핀 코팅 rpm은 1000 내지 5000 rpm 일 수 있다.
또한, 아민계 고분자 물질을 형성하기 위해 스핀코팅 후 잔류 용매를 제거하기 위해 80 내지 120 oC의 온도에서 10~30분 간 열처리가 진행될 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 양극(240)은 스트레처블 전자 수송층(230) 상에 형성되고, 나노 와이어 물질을 포함할 수 있다.
예를 들면, 스트레처블 양극(240)은 아민 계열의 고분자 물질 상에 형성될 수 있으며, 은 나노 와이어, 구리 나노 와이어, PEDOT:PSS 및 CNT 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 스트레처블 양극(240)은 은 나노 와이어 물질을 포함할 수 있다.
구체적으로, 스트레처블 양극(240)의 은 나노 와이어는 수십 nm 지름을 갖고 수십 내지 수백 um 길이를 갖는 나노 와이어로, 스트레처블 양극(240)은 여러 개의 나노 와이어가 그물(mesh) 구조를 이루면서 전기전도성을 나타낼 수 있다.
즉, 스트레처블 양극(240)은 그물 구조의 나노 와이어를 통해 스트레인(strain)이 가해졌을 때, 재료에 가해지는 스트레스가 분산되어 은 박막에 비해 높은 기계적 안정성을 확보할 수 있다.
구체적으로, 스트레처블 양극(240)의 은 나노 와이어는 2~5 mg/ml 의 농도로 분산될 수 있으며, 이 때 용매는 에탄올, 이소프로필 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 스트레처블 양극(240)은 분산액을 스핀코팅 혹은 스프레이 코팅을 통해 스트레처블 전자 수송층(230) 상에 형성될 수 있고, 코팅 후 잔류 용매를 제거하기 위해 90~120 oC의 온도에서 10~30분 간 열처리를 수행할 수 있다.
한편, 일실시예에 따른 스트레처블 발광부(200)는 누설 전류를 줄이고 전기적 안정성을 높이기 위하여 스트레처블 양극(240) 상에 상부 전자 수송층이 더 형성될 수 있으며, 이때 사용되는 상부 전자 수송층의 물질을 스트레처블 전자 수송층(230)과 동일한 물질이 사용될 수 있다.
상부 전자 수송층에 구비되는 나노 입자층은 스트레처블 양극(240) 상에 스핀코팅을 통해 형성될 수 있으며, 스핀 코팅 rpm 은 1000~3000 rpm 일 수 있다.
또한, 상부 전자 수송층에 구비되는 나노 입자층을 형성하기 위해 스핀코팅 후 잔류 용매를 제거하기 위해 80~120 oC의 온도에서 10 내지 30분 간 열처리를 수행할 수 있다.
상부 전자 수송층에 구비되는 n-타입 도펀트로 도핑된 아민 계열의 고분자 물질은 상부 전자 수송층에 구비된 나노 입자 층 상에 스핀코팅을 통해 형성될 수 있으며, 스핀 코팅 rpm 은 3000~5000 rpm 일 수 있다.
또한, 상부 전자 수송층에 구비되는 도핑된 아민 계열의 고분자 물질을 형성하기 위해 스핀코팅 후 잔류 용매를 제거하기 위해 80~120 oC의 온도에서 10 내지 30분 간 열처리를 수행할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 스트레처블 구동부의 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 스트레처블 구동부(300)는 스트레처블 FET(310), 스트레처블 비트라인(bit-line)(320) 및 스트레처블 음극(anode)(330)을 구비하여 도 1a 내지 도 1b를 통해 설명한 스트레처블 발광부의 각 픽셀별로 온/오프(on/off) 동작을 제어할 수 있다.
구체적으로, 스트레처블 FET(310)는 카본 나노튜브(carbon nanotube) 및 나노 와이어 중 적어도 하나의 물질로 형성되는 소스 전극, 드레인 전극 및 게이트 전극과, 반도체 성질을 띄는 CNT 또는 반도체 고분자로 구성된 채널 물질과, 스트레처블 고분자로 구성된 게이트 유전막을 포함할 수 있다.
예를 들면, 채널 물질을 구성하는 반도체 고분자는 poly(3-hexylthiophene, P3HT), pentacene, MEH-PPV 및 polyaniline을 포함할 수 있다.
또한, 게이트 유전막은 폴리디메틸 실록산(PDMS), 폴리에틸렌 옥사이드 (PEO), 폴리(스타이렌-부타디엔- 스타이렌) 블록 공중합체(SBS), 폴리 (스타이렌-에틸렌-부타디엔-스타이렌) 블록 공중합체(SEBS) 및 폴리우레탄(PU) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 스트레처블 음극(330)은 도 2를 통해 설명한 스트레처블 양극과 동일한 물질과 방법으로 형성될 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 스트레처블 액추에이터의 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 스트레처블 액추에이터(400)는 실리콘 계열의 고무로 형성된 구동층(410)을 구비할 수 있다.
또한, 스트레처블 액추에이터(400)는 구동층(410) 내부에 형성된 적어도 하나 이상의 공기압 챔버(pneumatic chamber)(420) 및 적어도 하나 이상의 공기압 챔버(420) 각각에 대응되는 적어도 하나 이상의 마이크로 채널(430)을 더 구비하여 도 1a 내지 도 2를 통해 설명한 스트레처블 발광부의 형상에 대한 삼차원 변형을 제어할 수 있다.
예를 들면, 공기압 챔버(420) 및 마이크로 채널(430)은 레이저 패터닝 혹은 실리콘 몰드를 이용한 몰딩 방법을 통해 형성될 수 있다.
즉, 일실시예에 따른 스트레처블 액추에이터(400)는 마이크로 채널(430) 각각을 통해 대응되는 공기압 챔버(420) 각각의 액추에이션 동작을 제어할 수 있으며, 공기압 챔버(420) 각각의 액추에이션 동작을 통해 표면 질감 및 3D 입체 영상을 구현할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 일실시예에 따른 스트레처블 발광부를 형성하는 재료 물질의 예시를 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 도 5a 내지 도 5c는 도 1a 내지 도 4를 통해 설명한 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 예시를 설명하는 도면으로, 이후 도 5a 내지 도 5c를 통해 설명하는 내용 중 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치를 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 참조부호 510은 일실시예에 따른 스트레처블 정공 수송층을 형성하기 위한 재료 물질을 나타내고, 참조부호 520은 일실시예에 따른 스트레처블 발광층을 형성하기 위한 재료 물질을 나타내며, 참조부호 530은 일실시예에 따른 스트레처블 전자 수송층을 형성하기 위한 재료 물질을 나타낸다.
참조부호 510에 따르면, 일실시예에 따른 스트레처블 정공 수송층은 전도성 고분자 물질을 포함할 수 있다.
구체적으로, 스트레처블 정공 수송층은 전도성 고분자 물질을 포함하는 용액 내부에 기설정된 최적 질량비의 비이온성 계면활성제를 첨가하여 형성되는 나노 파이버(nano-fiber) 구조의 전도성 고분자 물질을 포함할 수 있다.
예를 들면, 전도성 고분자 물질은 PEDOT:PSS이고, 비이온성 계면활성제는 비이온성 고분자인 Triton X일 수 있다.
또한, 전도성 고분자 물질인 PEDOT:PSS는 농도가 1.3 내지 1.7 wt%이며, PEDOT과 PSS의 질량비가 1:6 일 수 있다.
한편, 비이온성 계면활성제인 Triton X의 기설정된 최적 질량비는 3 내지 10 wt%일 수 있으나, 바람직하게는 5 wt%의 Triton X를 PEDOT:PSS 용액에 첨가하여 나노 파이버 구조를 구현할 수 있다.
참조부호 520에 따르면, 스트레처블 발광층은 폴리머 블랜딩 방법 및 가소제(plasticizer) 첨가 방법 중 적어도 하나의 방법을 통해 발광성 고분자 물질에 신축성이 있는 고분자 물질 또는 가소제 물질을 혼합하여 형성될 수 있다.
일측에 따르면, 발광성 고분자 물질은 폴리파라페닐렌 비닐렌(MEH-PPV), PFO(poly(9,9-dioctyl-fluorene)) 및 PDY-132 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 신축성 있는 고분자 물질은 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리 (스타이렌-에틸렌-부타디엔-스타이렌) 블록 공중합체(SEBS), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO) 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 가소제 물질은 비이온성 계면활성제(Triton X, 4-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)phenyl-polyethylene glycol), P123, (Poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol)) 및 Zonyl FS-300 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
참조부호 530에 따르면, 스트레처블 전자 수송층은 나노입자(nanoparticle)를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 스트레처블 전자 수송층은 n-타입(n-type) 반도체 산화물 계열의 나노입자와, n-타입 도펀트로 도핑된 아민 계열의 고분자 물질을 혼합하여 형성될 수 있다.
예를 들면, 아민 계열의 고분자 물질은 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine, PEI), 에톡시화 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine ethoxylated, PEIE) 및 Poly [(9,9-bis(3'-(N,N-dimethylamino)propyl)-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)] (PFN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 아민 계열의 고분자 물질은 전자 수송 특성을 개선하기 위하여 n타입 도펀트로 도핑될 수 있으며, n-타입 도펀트는 세슘 카보네이트(Cesium carbonate, CsCO3), 유기차화합물(Alq3), 플루오르화 세슘(Cesium fluoride, CsF) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 도 6은 도 1a 내지 도 5c를 통해 설명한 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법에 관한 도면으로, 이후 도 6을 통해 설명하는 내용 중 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치를 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 610 단계에서 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법은 실리콘 계열의 고무로 형성된 구동층을 구비하는 스트레처블(stretchable) 액추에이터를 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 610 단계에서 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법은 공기압 챔버(pneumatic chamber) 및 마이크로 채널을 형성하고, 공기압 챔버 및 마이크로 채널 상에 구동층을 형성할 수 있다.
즉, 일실시예에 따른 스트레처블 액추에이터는 마이크로 채널 각각을 통해 대응되는 공기압 챔버 각각의 액추에이션 동작을 제어할 수 있으며, 공기압 챔버 각각의 액추에이션 동작을 통해 표면 질감 및 3D 입체 영상을 구현할 수 있다.
다음으로, 620 단계에서 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법은 스트레처블 액추에이터 상에 스트레처블 FET(field effect transistor)를 구비하는 스트레처블 구동부를 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 620 단계에서 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법은 스트레처블 FET를 형성하기 위해, 스트레처블 기판을 형성하는 단계, 스트레처블 기판 상에 소스 전극과 드레인 전극을 형성하는 단계, 반도체 채널을 형성하는 단계, 게이트 유전막을 형성하는 단계 및 게이트 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 스트레처블 FET를 구성하는 각 층은 스핀코팅, 잉크젯 프린팅 및 슬롯 다이 코팅 중 적어도 하나의 방법을 통해 형성될 수 있다.
또한, 스트레처블 FET는 카본 나노튜브(carbon nanotube) 및 은 나노 와이어(AgNW) 중 적어도 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
다음으로, 630 단계에서 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법은 스트레처블 구동부 상에 신축성 있는 소재 형성되는 스트레처블 발광부를 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 630 단계에서 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법은 전도성 고분자 물질을 포함하는 스트레처블 정공 수송층(hole transport layer; HTL)을 형성하며, 스트레처블 정공 수송층 상에 발광성 고분자 물질을 포함하는 스트레처블 발광층(emission layer, EML)을 형성할 수 있다.
또한, 630 단계에서 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법은 스트레처블 발광층 상에 나노입자(nanoparticle)를 포함하는 스트레처블 전자 수송층(electron transport layer; ETL)을 형성하고, 스트레처블 전자 수송층 상에 나노 와이어 물질을 포함하는 스트레처블 양극(cathode)을 형성할 수 있다.
구체적으로, 630 단계에서 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법은 스트레처블 정공 수송층을 형성하기 위해, 전도성 고분자 물질을 포함하는 용액 내부에 기설정된 최적 질량비의 비이온성 계면활성제를 첨가하여, 전도성 고분자 물질의 구조를 나노 파이버(nano-fiber) 구조로 변경시킬 수 있다.
보다 구체적인 예를 들면, 630 단계에서 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법은 PEDOT:PSS 용액 내부에 비이온성 계면활성제인 triton-X를 첨가하여, PEDOT:PSS의 구조를 나노 파이버 형태로 개량할 수 있다.
일반적으로, PEDOT:PSS는 기계적으로 플렉서블 하지만, 임계치 이상의 스트레인이 가해지면 기계적 파괴가 일어나게 되어 신축성이 떨어지는 것으로 알려져 있다.
그러나, 본 발명은 PEDOT:PSS의 구조를 상술한 방법을 통해 나노 파이버 형태로 개량하고, 나노 파이버 구조로 개량된 PEDOT:PSS를 정공 수송층에 적용함으로써, PEDOT:PSS 물질의 기계적인 신축성을 확보할 수 있다.
또한, 630 단계에서 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법은 폴리머 블랜딩 방법 및 가소제(plasticizer) 첨가 방법 중 적어도 하나의 방법을 통해 발광성 고분자 물질에 신축성이 있는 고분자 물질 또는 가소제 물질을 혼합하여 스트레처블 발광층을 형성할 수 있다.
발광성 고분자 물질은 PEDOT:PSS와 마찬가지로 신축성이 떨어지는 브리틀(brittle)한 물질이라는 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 발광성 고분자 물질 내에 신축성 있는 고분자 물질을 혼합하여 브리틀한 발광성 고분자 물질의 신축성을 개선할 수 있다.
또한, 630 단계에서 일실시예에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법은 n-타입(n-type) 반도체 산화물 계열의 나노입자와, n-타입 도펀트로 도핑된 아민 계열의 고분자 물질을 혼합하여 스트레처블 전자 수송층을 형성할 수 있다.
구체적으로, 나노입자는 나노와이어와 같이 구조적인 특징으로 인하여 스트레인이 가해져도 물질에 작용하는 스트레스가 적기 때문에 쉽게 파괴 되지 않으며, 아민 계열 고분자는 자체의 강한 수소결합으로 인하여 높은 신축성을 확보할 수 있다.
결국, 본 발명을 이용하면, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 양극 모두를 신축성 있는 소재로 스트레처블 발광부를 형성할 수 있다. 또한, 본 발명은 용액 공정이 가능하고, 낮은 전압에서 대면적화할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
120: 삼차원 촉각 디스플레이 장치 121: 스트레처블 액추에이터
122: 스트레처블 구동부 123: 스트레처블 발광부

Claims (14)

  1. 실리콘 계열의 고무로 형성된 구동층을 구비하는 스트레처블(stretchable) 액추에이터;
    상기 스트레처블 액추에이터 상에 형성되고, 스트레처블 FET(field effect transistor)를 구비하는 스트레처블 구동부; 및
    상기 스트레처블 구동부 상에 신축성 있는 소재로 형성된 스트레처블 발광부;를 포함하며,
    상기 스트레처블 발광부는,
    전도성 고분자 물질을 포함하는 스트레처블 정공 수송층(hole transport layer; HTL);
    상기 스트레처블 정공 수송층 상에 형성되고, 발광성 고분자 물질을 포함하는 스트레처블 발광층(emission layer, EML);
    상기 스트레처블 발광층 상에 형성되고, 나노입자(nanoparticle)를 포함하는 스트레처블 전자 수송층(electron transport layer; ETL); 및
    상기 스트레처블 전자 수송층 상에 형성되고, 나노 와이어 물질을 포함하는 스트레처블 양극(cathode); 을 포함하고,
    상기 스트레처블 정공 수송층은,
    상기 전도성 고분자 물질을 포함하는 용액 내부에 기설정된 최적 질량비의 비이온성 계면활성제를 첨가하여 형성되는 나노 파이버(nano-fiber) 구조의 전도성 고분자 물질을 포함하는 삼차원 촉각 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스트레처블 발광층은,
    폴리머 블랜딩 방법 및 가소제(plasticizer) 첨가 방법 중 적어도 하나의 방법을 통해 상기 발광성 고분자 물질에 신축성이 있는 고분자 물질 또는 가소제 물질을 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는
    삼차원 촉각 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 발광성 고분자 물질은,
    폴리파라페닐렌 비닐렌(MEH-PPV), PFO(poly(9,9-dioctyl-fluorene)) 및 PDY-132 중 적어도 하나의 물질을 포함하고,
    상기 신축성 있는 고분자 물질은,
    폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리(스타이렌-부타디엔-스타이렌) 블록 공중합체(SBS), 폴리 (스타이렌-에틸렌-부타디엔-스타이렌) 블록 공중합체(SEBS), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene oxide), 폴리부타디엔(polybutadiene) 기반의 고무 및 상기 실리콘 계열의 고무 중 적어도 하나의 물질을 포함하며,
    상기 가소제 물질은,
    비이온성 계면활성제(Triton X, 4-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)phenyl-polyethylene glycol), P123, (Poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol)) 및 Zonyl FS-300 중 적어도 하나의 물질을 포함하는
    삼차원 촉각 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스트레처블 전자 수송층은,
    n-타입(n-type) 반도체 산화물 계열의 나노입자와, n-타입 도펀트로 도핑된 아민 계열의 고분자 물질을 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는
    삼차원 촉각 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스트레처블 구동부는,
    상기 스트레처블 FET, 스트레처블 비트라인(bit-line) 및 스트레처블 음극(anode)을 구비하여, 상기 스트레처블 발광부의 각 픽셀별로 온/오프(on/off) 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는
    삼차원 촉각 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스트레처블 액추에이터는,
    상기 구동층의 내부에 형성된 공기압 챔버 및 마이크로 채널을 더 구비하여 상기 스트레처블 발광부의 형상에 대한 삼차원 변형을 제어하는 것을 특징으로 하는
    삼차원 촉각 디스플레이 장치.
  9. 실리콘 계열의 고무로 형성된 구동층을 구비하는 스트레처블(stretchable) 액추에이터를 형성하는 단계;
    상기 스트레처블 액추에이터 상에 스트레처블 FET(field effect transistor)를 구비하는 스트레처블 구동부를 형성하는 단계; 및
    상기 스트레처블 구동부 상에 신축성 있는 소재 형성되는 스트레처블 발광부를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 스트레처블 발광부를 형성하는 단계는,
    전도성 고분자 물질을 포함하는 스트레처블 정공 수송층(hole transport layer; HTL)을 형성하는 단계;
    상기 스트레처블 정공 수송층 상에 발광성 고분자 물질을 포함하는 스트레처블 발광층(emission layer, EML)을 형성하는 단계;
    상기 스트레처블 발광층 상에 나노입자(nanoparticle)를 포함하는 스트레처블 전자 수송층(electron transport layer; ETL)을 형성하는 단계 및
    상기 스트레처블 전자 수송층 상에 나노 와이어 물질을 포함하는 스트레처블 양극(cathode)을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 스트레처블 정공 수송층을 형성하는 단계는,
    상기 전도성 고분자 물질을 포함하는 용액 내부에 기설정된 최적 질량비의 비이온성 계면활성제를 첨가하여, 상기 전도성 고분자 물질의 구조를 나노 파이버(nano-fiber) 구조로 변경시키는 것을 특징으로 하는 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 스트레처블 발광층을 형성하는 단계는,
    폴리머 블랜딩 방법 및 가소제(plasticizer) 첨가 방법 중 적어도 하나의 방법을 통해 상기 발광성 고분자 물질에 신축성이 있는 고분자 물질 또는 가소제 물질을 혼합하여 상기 스트레처블 발광층을 형성하는 것을 특징으로 하는
    삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 스트레처블 전자 수송층을 형성하는 단계는,
    n-타입(n-type) 반도체 산화물 계열의 나노입자와, n-타입 도펀트로 도핑된 아민 계열의 고분자 물질을 혼합하여 상기 스트레처블 전자 수송층을 형성하는 것을 특징으로 하는
    삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법.
  14. 제9항에 있어서,
    스트레처블 액추에이터를 형성하는 단계는,
    공기압 챔버(pneumatic chamber) 및 마이크로 채널을 형성하고, 상기 공기압 챔버 및 상기 마이크로 채널 상에 상기 구동층을 형성하는 것을 특징으로 하는
    삼차원 촉각 디스플레이 장치의 제조방법.
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