KR102585029B1

KR102585029B1 - 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널, 및 유기 발광 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR102585029B1
Application number: KR1020200053587A
Authority: KR
Inventors: 장기석; 조성희; 김철홍
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2020-05-06
Filing date: 2020-05-06
Publication date: 2023-10-05
Also published as: KR20210135677A

Abstract

본 명세서는 제 1 방향으로 연장되고, 스캔 트랜지스터와 구동 트랜지스터가 일정한 간격으로 배치되며, 스캔 신호를 전달하는 게이트 라인을 포함하는 다수의 섬유형 트랜지스터와, 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되고, 제 1 접촉 영역에서 섬유형 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 다수의 섬유형 데이터 라인과, 제 2 방향으로 연장되고, 제 2 접촉 영역에서 섬유형 트랜지스터와 유기 발광 소자용 제 1 전극층이 전기적으로 연결되는 다수의 섬유형 유기 발광 소자와, 제 2 방향으로 연장되고, 제 3 접촉 영역에서 섬유형 트랜지스터와 커패시터용 제 1 전극층이 전기적으로 연결되고, 커패시터용 제 2 전극층이 구동 전압 라인에 연결되는 다수의 섬유형 커패시터를 포함하는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널을 개시한다.

Description

섬유형 유기 발광 디스플레이 패널, 및 유기 발광 디스플레이 장치 {FIBER ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY PANEL, AND ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}

본 명세서는 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전도성 섬유를 이용하여 구성된 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널, 및 유기 발광 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

유기 발광 디스플레이 장치(OLED)는 자체 발광형 디스플레이 장치로서, 액정 디스플레이 장치(LCD)와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조 가능하다. 또한, 유기 발광 디스플레이 장치는 저전압 구동에 의해 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 색상 구현, 응답 속도, 시야각, 명암 대비비(contrast ratio; CR)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다.

이러한 장점으로 인해 유기 발광 디스플레이 장치는 컴퓨터의 모니터와 TV 뿐만 아니라 스마트 폰, 태블릿 PC, 웨어러블 장치(wearable device) 등 개인 휴대 기기까지 그 적용 범위가 다양해지고 있다.

최근에는 디스플레이 장치와 섬유 기술의 융합되면서, 전기 신호를 전달할 수 있으면서 섬유의 유연성을 동시에 가질 수 있는 전도성 섬유의 개발이 진행 중에 있다. 이러한 전도성 섬유를 유기 발광 디스플레이 장치에 적용하는 경우에는, 의류, 커텐, 텐트 가방 등의 제품에 적용할 수 있기 때문에, 유기 발광 섬유를 디스플레이 장치에 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

그러나, 현재까지 진행되고 있는 연구는 대부분 전도성 섬유의 구조 또는 제조 방법에 한정되어 있을 뿐이며, 이를 스마트 의류로 제작하는 방법에 대한 명확한 방법이나 구조가 아직 개발되거나 제안되지 않고 있는 상황이다.

최근에는, 단순 수작업을 통해 발광 섬유와 반도체 섬유를 직물에 삽입하거나 부착하는 형태의 디스플레이 샘플 제작이 가능할 수는 있지만, 전도성 섬유를 원단의 재료처럼 공정을 통해 대량 생산할 수 있는 직조 방법과 디스플레이 구조가 아직 개발되지 않은 상황이다.

특히, 매트릭스 형태의 서브픽셀을 구성하는 발광 소자, 트랜지스터 및 커패시터 구조에 적합하도록 전도성 섬유를 구체적으로 구성하는 방법이 제시되지 않아서, 섬유형 유기 발광 디스플레이 장치의 구현이 어려운 문제점이 있었다. 이에, 본 명세서의 발명자들은 전도성 섬유를 이용한 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널 및 유기 발광 디스플레이 장치를 발명하였다.

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.

본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널은 제 1 방향으로 연장되고, 스캔 트랜지스터와 구동 트랜지스터가 일정한 간격으로 배치되며, 스캔 신호를 전달하는 게이트 라인을 포함하는 다수의 섬유형 트랜지스터와, 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되고, 제 1 접촉 영역에서 섬유형 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 다수의 섬유형 데이터 라인과, 제 2 방향으로 연장되고, 제 2 접촉 영역에서 섬유형 트랜지스터와 유기 발광 소자용 제 1 전극층이 전기적으로 연결되는 다수의 섬유형 유기 발광 소자와, 제 2 방향으로 연장되고, 제 3 접촉 영역에서 섬유형 트랜지스터와 커패시터용 제 1 전극층이 전기적으로 연결되고, 커패시터용 제 2 전극층이 구동 전압 라인에 연결되는 다수의 섬유형 커패시터를 포함한다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 트랜지스터는 제 1 방향으로 연장된 트랜지스터용 코어 섬유와, 트랜지스터용 코어 섬유의 외측면을 따라, 제 1 방향으로 반복되어 배치된 스캔 트랜지스터와 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 트랜지스터용 코어 섬유는 연성 또는 탄성을 가지는 가요성 섬유일 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 게이트 라인은 스캔 트랜지스터의 게이트 전극으로부터 연장될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 스캔 트랜지스터의 드레인 전극과 구동 트랜지스터의 게이트 전극은 전기적으로 접촉될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 데이터 라인은 금속 나노 입자가 포함된 데이터 라인용 탄성 섬유와, 데이터 라인용 탄성 섬유의 외부를 둘러싸는 데이터 라인용 보호층을 포함할 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 제 1 접촉 영역은 데이터 라인용 탄성 섬유와 스캔 트랜지스터의 소스 전극이 전기적으로 연결될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 제 1 접촉 영역은 데이터 라인용 탄성 섬유와 섬유형 트랜지스터를 구성하는 트랜지스터용 코어 섬유가 직조 방식으로 연결될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 유기 발광 소자는 복수의 색상을 발광하는 섬유형 유기 발광 소자로 이루어지고, 섬유형 데이터 라인의 측면에 복수의 색상을 발광하는 섬유형 유기 발광 소자가 순차적으로 배열될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 유기 발광 소자는 제 2 방향으로 연장된 유기 발광 소자용 코어 섬유와, 유기 발광 소자용 코어 섬유의 외측면을 따라 제 2 방향으로 연장되는 유기 발광 소자용 제 1 전극층과, 유기 발광 소자용 제 1 전극층의 상부에서 제 2 방향으로 연장되는 유기 발광 소자용 발광층과, 유기 발광 소자용 발광층의 상부에서 다수 개의 분절된 형태로 형성되는 유기 발광 소자용 제 2 전극층과, 유기 발광 소자용 제 2 전극층의 하부에서 비발광 영역을 형성하는 유기 발광 소자용 절연층을 포함한다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 유기 발광 소자용 제 1 전극층과 유기 발광 소자용 발광층 사이에, 전자의 주입 특성을 증가시키는 전자 주입층 및 전자의 전송 특성을 증가시키는 전자 전송층 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 유기 발광 소자용 발광층과 유기 발광 소자용 제 2 전극층 사이에 정공의 주입 특성을 증가시키는 정공 주입층 및 정공의 전송 특성을 증가시키는 정공 전송층 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

[13] 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 유기 발광 소자용 제 2 전극층은 애노드 전극층이고, 제 2 접촉 영역은 섬유형 트랜지스터에 배치된 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 애노드 전극층이 전기적으로 연결되는 영역일 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 제 2 접촉 영역은 유기 발광 소자용 코어 섬유와 섬유형 트랜지스터를 구성하는 트랜지스터용 코어 섬유가 상호 교차하도록 직조 방식으로 연결될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 커패시터는 커패시터용 제 1 전극층과, 커패시터용 제 1 전극층을 둘러싸는 전해질층과, 전해질층을 사이에 두고 커패시터용 제 1 전극층과 이격되는 커패시터용 제 2 전극층과, 커패시터용 제 2 전극층을 둘러싸는 커패시터용 절연층을 포함할 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 제 3 접촉 영역은 커패시터용 제 1 전극층이 스캔 트랜지스터의 드레인 전극과 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 패널에서, 커패시터용 제 1 전극층은 금속 나노 입자가 포함된 탄성 섬유이고, 제 3 접촉 영역에서 탄성 섬유와 섬유형 트랜지스터를 구성하는 트랜지스터용 코어 섬유가 상호 교차하도록 직조 방식으로 연결될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 게이트 라인을 포함하는 다수의 섬유형 트랜지스터, 다수의 섬유형 데이터 라인, 다수의 섬유형 유기 발광 소자 및 다수의 섬유형 커패시터로 이루어진 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널과, 게이트 라인을 통해 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동 회로와, 섬유형 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 회로와, 게이트 구동 회로와 데이터 구동 회로의 동작을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함한다.

본 명세서의 실시예들에 따르면, 유기 발광 소자, 트랜지스터 및 커패시터 기능을 하는 전도성 섬유를 이용하여 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널 및 유기 발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 전도성 섬유를 이용하여 의류 형태의 유기 발광 디스플레이 패널 및 유기 발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 플렉서블(Flexable), 롤러블(Rollable) 및 대면적 크기로 확장 가능한 형태의 디스플레이 의류를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 전도성 섬유의 두께에 따라 직경과 폭이 미세한 유기 발광 디스플레이 패널 및 유기 발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 전도성 섬유를 이용함으로써 아날로그적 감성을 가지면서 동영상 구현이 가능한 다양한 형태의 유기 발광 디스플레이 패널 및 유기 발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있는 효과가 있다.

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.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 장치의 블록도를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널을 구성하는 서브픽셀 회로를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널의 평면도를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 직조 방식을 사용해서 전도성 섬유를 상호 교차하면서 연결하는 경우의 예시를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 데이터 라인의 단면을 나타내는 예시 도면이고,
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 트랜지스터를 나타낸 예시 도면이고,
도 7은 도 6의 섬유형 트랜지스터를 X-Z 방향으로 절단한 단면도이고,
도 8은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 트랜지스터를 나타낸 예시 도면이고,
도 9는 도 8의 섬유형 트랜지스터를 X-Z 방향으로 절단한 단면도이고,도 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 유기 발광 소자를 나타낸 예시 도면이고,
도 11은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 유기 발광 소자와 섬유형 트랜지스터의 배치를 나타낸 예시 단면도이고,
도 12는 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 커패시터를 나타낸 예시 도면이다.

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.

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.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

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.

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.

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.

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.

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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 장치의 블록도를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 장치(100)는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110), 타이밍 컨트롤러(120), 데이터 구동 회로(130), 및 게이트 구동 회로(140)를 포함한다.

섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)은 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 교차되는 영역에 형성된 다수의 서브픽셀(SP)을 포함한다.

섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)은 적어도 하나의 필름이나 기판, 그리고 필름이나 기판 위에 형성된 서브 픽셀(SP)을 수분이나 산소 등의 외부 물질로부터 보호하기 위해 밀봉된다. 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)은 서브 픽셀(SP)이 형성되는 디스플레이 영역(DA), 및 디스플레이 영역(DA)의 외곽으로 각종 신호 라인들이나 패드 등이 형성되며, 이미지가 디스플레이 되지 않는 외부 영역(NDA)을 포함한다.

디스플레이 영역(DA)은 이미지를 디스플레이 하는 영역이므로 서브 픽셀(SP)이 위치하는 영역이고, 외부 영역(NDA)은 이미지를 디스플레이하지 않는 영역이므로, 더미(dummy) 서브 픽셀(SP)이 위치하거나 서브 픽셀(SP)이 위치하지 않는 영역이 될 수 있다.

섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)은 유연성을 가지는 섬유형 소자로 이루어지기 때문에, 플렉서블(flexible) 디스플레이 패널로 형성 가능하며, 디스플레이 영역(DA)의 안쪽을 구부려서 벤딩(bending)된 영역에도 이미지가 디스플레이될 수 있도록 구성될 수 있다. 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)은 서브 픽셀(SP)의 구성 방식에 따라 전면 발광(top-emission) 방식, 배면 발광(bottom-emission) 방식 또는 양면 발광(dual-emission) 방식으로 구현될 수 있다.

게이트 구동 회로(130)는 다수의 게이트 라인(GL)에 접속되어 게이트 신호를 해당하는 서브픽셀(SP)로 공급한다. 구체적으로, 게이트 구동 회로(140)는 레벨 쉬프터로부터 클럭 신호들 및 스타트 전압을 포함하는 게이트 제어 신호를 입력받는다. 게이트 구동 회로(140)는 클럭 신호들 및 스타트 전압에 따라 게이트 신호들을 생성하여 이를 게이트 라인(GL)에 제공한다.

레벨 쉬프터는 타이밍 컨트롤러(120)로부터 입력되는 클럭 신호들 및 스타트 전압의 전압 레벨을 디스플레이 패널(110)에 형성된 트랜지스터를 스위칭시킬 수 있는 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압으로 레벨을 쉬프트시킨다. 레벨 쉬프터는 레벨 쉬프트된 클럭 신호들을 클럭 라인들을 통해 게이트 구동 회로(140)에 공급하고, 레벨 쉬프트된 스타트 전압을 스타트 전압 라인을 통해 게이트 구동 회로(140)에 공급한다. 클럭 라인과 스타트 전압 라인은 게이트 제어 신호에 해당하는 클럭 신호와 스타트 전압을 전송하는 라인이므로, 클럭 라인과 스타트 전압 라인을 게이트 제어 라인으로 통칭할 수 있다.

데이터 구동 회로(130)는 다수의 데이터 라인(DL)에 접속된다. 데이터 구동 회로(130)는 타이밍 컨트롤러(120)로부터 디지털 이미지 데이터와 데이터 제어 신호를 제공받는다. 데이터 구동 회로(130)는 데이터 제어 신호에 따라 디지털 이미지 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하고, 아날로그 데이터 전압을 데이터 라인(DL)에 공급한다.

타이밍 컨트롤러(120)는 외부의 시스템 보드로부터 디지털 이미지 데이터와 타이밍 신호들을 입력받는다. 타이밍 신호들은 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 및 데이터 인에이블 신호를 포함할 수 있다.

타이밍 컨트롤러(120)는 타이밍 신호에 기초하여 게이트 구동 회로(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어 신호와 데이터 구동 회로(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어 신호를 생성한다.

데이터 구동 회로(130), 레벨 쉬프터, 및 타이밍 컨트롤러(120)는 하나의 구동 IC로 형성될 수도 있다. 또한, 하나로 통합된 구동 IC는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110) 상에 배치될 수도 있다. 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 데이터 구동 회로(130), 레벨 쉬프터, 및 타이밍 컨트롤러(110) 각각은 별도의 구동 IC로 형성될 수도 있다.

도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널을 구성하는 서브픽셀 회로를 나타낸 도면이다.

서브픽셀(SP) 회로를 구성하는 트랜지스터는 N타입 또는 P타입 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 구조로 이루어질 수 있다. 트랜지스터는 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함한 3단자 소자이다. 소스 전극은 캐리어(carrier)를 트랜지스터에 공급하는 전극이다. 트랜지스터 내에서 캐리어는 소스 전극으로부터 이동하기 시작한다. 그리고, 드레인 전극은 캐리어를 받는 전극이다. 즉, MOSFET에서의 캐리어는 소스 전극으로부터 드레인 전극으로 이동다.

N타입 트랜지스터의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스 전극에서 드레인 전극으로 전자가 이동할 수 있도록 소스 전극의 전압이 드레인 전극의 전압보다 낮은 상태이다. N타입 트랜지스터에서는 전자가 소스 전극으로부터 드레인 전극으로 이동하기 때문에 전류의 방향은 드레인 전극으로부터 소스 전극 쪽을 향한다.

P타입 트랜지스터의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스 전극으로부터 드레인 전극으로 정공이 이동할 수 있도록 소스 전극의 전압이 드레인 전극의 전압보다 높은 상태이다. P타입 트랜지스터에서는 정공이 소스 전극으로부터 드레인 전극 쪽으로 이동하기 때문에 전류의 방향은 소스 전극으로부터 드레인 전극 쪽을 향한다. 따라서, MOSFET의 소스 전극과 드레인 전극은 고정된 것이 아니고, 인가 전압에 따라 변경될 수 있다.

여기에서는 P타입 트랜지스터를 예를 들어 설명한다. 여기에 도시된 서브픽셀(SP) 회로는 유기 발광 다이오드(OLED)에 전류를 공급하기 위하여 2T1C(2개의 트랜지스터와 1개의 캐패시터)로 이루어진 경우를 나타내었지만, 이에 한정되지 않고, 3T1C, 4T2C, 5T1C, 6T1C, 7T1C등의 다양한 회로가 디스플레이 패널(110)에 적용될 수 있다.

서브픽셀(SP) 회로는 스캔 트랜지스터(ST), 구동 트랜지스터(DT), 및 커패시터(C)를 포함한다.

스캔 트랜지스터(ST)의 게이트 전극은 게이트 라인(GL)에 연결되고, 스캔 트랜지스터(ST)의 소스 전극은 데이터 라인(DL)에 연결되며, 스캔 트랜지스터(ST)의 드레인 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 연결된다. 스캔 트랜지스터(ST)가 게이트 라인(GL)을 통해 인가된 스캔 신호(Scan)에 의해 턴-온되면 데이터 라인(DL)을 통해 제공되는 데이터 전압(Vdata)을 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 인가한다.

구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극은 스캔 트랜지스터(ST)의 드레인 전극에 연결되고, 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극은 구동 전압(VDD)을 제공하는 고전위 전압라인에 연결되며, 구동 트랜지스터(DT)의 드레인 전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극(Anode)에 연결된다. 스캔 트랜지스터(ST)가 턴-온되어 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 데이터 전압(Vdata)이 인가되면, 구동 트랜지스터(DT)가 턴-온되어 유기 발광 다이오드(OLED)에 전류를 제공한다.

커패시터(C)는 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극과 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극 사이에 연결되어, 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 인가된 구동 전압(VDD)과 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 인가된 데이터 전압(Vdata) 사이의 전압 차이를 저장하여 유기 발광 다이오드(OLED)에 일정한 전류를 제공할 수 있도록 한다. 유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드 전극(Cathode)은 저전위 전압라인에 연결되어 저전위 전압(VSS)을 제공받는다. 저전위 전압(VSS)은 접지 전압일 수 있다.

본 명세서는 서브픽셀(SP)을 구성하는 유기 발광 다이오드(OLED), 스캔 트랜지스터(ST), 구동 트랜지스터(DT), 및 커패시터(C)를 형성하는데 있어서 유연성을 가지는 전도성 섬유(Conductive Fiber)를 이용하여 디스플레이 패널을 구성함으로써, 유연성을 가지는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널 및 섬유형 유기 발광 디스플레이 장치를 제시하고자 한다.

특히, 본 명세서에서 개시되는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)은 유기 발광 다이오드(OLED), 스캔 트랜지스터(ST), 구동 트랜지스터(DT), 및 커패시터(C)의 역할을 하는 전도성 섬유를 직조 방식(knitting)으로 연결함으로써 대량의 고속 생산이 가능하도록 한다.

도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널의 평면도를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)은 섬유형 트랜지스터(F_TFT), 섬유형 데이터 라인(F_DL), 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED), 및 섬유형 커패시터(F_C)로 이루어질 수 있다.

섬유형 트랜지스터(F_TFT), 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED), 및 섬유형 커패시터(F_C)는 모두 길이 방향으로 연장되는 전도성 섬유를 포함하며, 각각 특정 위치에 트랜지스터, 유기 발광 다이오드, 및 커패시터 소자가 형성되도록 이루어질 수 있다.

예를 들어, 섬유형 트랜지스터(F_TFT)는 일정한 간격으로 스캔 트랜지스터(ST)와 구동 트랜지스터(DT)가 반복되어 배치되도록 형성될 수 있다.

여기에서는 스캔 트랜지스터(ST)와 구동 트랜지스터(DT)가 배치되는 영역을 2TFT로 기재하고, 스캔 트랜지스터(ST)와 구동 트랜지스터(DT)의 구체적인 배치 구조는 아래에서 자세히 설명하기로 한다.

섬유형 유기 발광 소자(F_OLED)는 특정 색상의 빛을 발광할 수 있는 유기 발광 다이오드(OLED)가 반복적으로 배치되도록 형성될 수 있다. 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)이 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 3가지 색상을 디스플레이 하는 경우에는 레드(G), 그린(G), 블루(B)의 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED)가 순차적으로 배치될 수 있을 것이다. 또한, 섬유형 커패시터(F_C)는 길이 방향으로 배치되는 전도성 섬유에 커패시터 역할을 위한 커패시터 소자가 반복적으로 배치되도록 형성될 수 있다.

이 때, 각각 섬유형 트랜지스터(F_TFT), 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED), 및 섬유형 커패시터(F_C)로 형성되는 트랜지스터(ST, DT), 유기 발광 다이오드(OLED) 및 커패시터(C)는 섬유형 트랜지스터(F_TFT), 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED), 및 섬유형 커패시터(F_C)의 배치 및 직조되는 구조에 따라 상호 접촉되는 위치가 결정될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)에서 섬유형 트랜지스터(F_TFT)가 제 1 방향(예를 들어, 가로 방향, 또는 X축 방향)으로 연장되고, 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향(예를 들어, 세로 방향, 또는 Y축 방향)으로 섬유형 데이터 라인(F_DL), 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED), 섬유형 커패시터(F_C)가 연장되어 배치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 게이트 신호는 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 트랜지스터(ST)의 게이트 전극에 인가되기 때문에, 게이트 라인(GL)은 제 1 방향으로 연장되는 섬유형 트랜지스터(F_TFT)에 형성될 수 있다. 또한, 섬유형 트랜지스터(F_TFT)에서 스캔 트랜지스터(ST)는 2TFT 영역의 왼쪽, 즉 섬유형 데이터 라인(F_DL)및 섬유형 커패시터(F_C)와 교차하는 영역에, 구동 트랜지스터(DT)는 2TFT 영역의 오른쪽, 즉 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED)와 교차하는 영역에 배치될 수 있다.

데이터 신호는 데이터 라인(DL)을 통해 스캔 트랜지스터(ST)의 소스 전극에 인가되기 때문에, 섬유형 데이터 라인(F_DL)을 제 2 방향으로 배치하여 섬유형 트랜지스터(F_TFT)로 형성된 스캔 트랜지스터(ST)의 소스 전극에 접촉시킨다. 이 경우, 섬유형 데이터 라인(F_DL)과 섬유형 트랜지스터(F_TFT)가 서로 접촉되는 영역을 제 1 접촉 영역(A1)이라 한다. 도 3에서 도 2에 기재된 노드와 대응되는 연결관계를 가지는 접촉 영역은 편의상 동일한 지시어로 기재된다.

섬유형 유기 발광 소자(F_OLED)는 섬유형 데이터 라인(F_DL)와 평행하도록 배치하되, 예를 들어, 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 순서와 같이 발광 색상이 순차적으로 위치하도록 배열할 수 있고, 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED)에 형성되는 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극이 섬유형 트랜지스터(F_TFT)에 형성된 구동 트랜지스터(DT)의 드레인 전극에 전기적으로 연결되는 제 2 접촉 영역(A2)을 가질 수 있다. 그리고, 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED)에 형성되는 유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드 전극은 접지 전원(GND)에 연결된다.

섬유형 커패시터(F_C)는 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED)와 평행하게 배열되며, 섬유형 커패시터(F_C)에 형성된 커패시터(C)의 제 1 전극이 섬유형 트랜지스터(F_TFT)에 형성된 스캔 트랜지스터(ST)의 드레인 전극 및 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 접촉되는 제 3 접촉 영역(A3)이 형성된다. 그리고, 섬유형 커패시터(F_C)에 형성된 커패시터(C)의 제 2 전극은 구동 전압(VDD)을 제공하는 고전위 전압라인에 연결된다.

섬유형 트랜지스터(F_TFT), 섬유형 데이터 라인(F_DL), 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED), 및 섬유형 커패시터(F_C)가 상호간에 접촉되는 영역(A1, A2, A3)은 각 섬유형 소자(F_TFT, F_DL, F_OLED, F_C)로 구성된 섬유가 상호 교차하면서 연결될 수 있도록 직조 방식(knitting)을 사용할 수 있다.

도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 직조 방식을 사용해서 전도성 섬유를 상호 교차하면서 연결하는 경우의 예시를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)에서, 가로 방향으로 배치되는 전도성 섬유는 섬유형 트랜지스터(F_TFT)일 수 있고, 세로 방향으로 배치되는 전도성 섬유는 섬유형 데이터 라인(F_DL), 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED), 또는 섬유형 커패시터(F_C)일 수 있다.

먼저, 도 4(a)는 가로 방향의 전도성 섬유와 세로 방향의 전도성 섬유가 상하의 위치를 순차적으로 교대하면서 배치되는 구조를 나타내고 있다. 이러한 구조의 경우, 가로 방향의 전도성 섬유와 세로 방향의 전도성 섬유가 교차하는 지점에서, 상부에 위치하는 전도성 섬유의 아래 부분과 하부에 위치하는 전도성 섬유의 윗 부분이 접촉되기 때문에, 상부에 위치하는 전도성 섬유의 아래 부분에 있는 코어 섬유 또는 탄성 섬유의 일부와 하부에 위치하는 전도성 섬유의 윗 부분에 있는 코어 섬유 또는 탄성 섬유의 일부가 서로 교차하도록 직조할 수 있다.

또는, 도 4(b)의 경우와 같이, 한쪽 방향으로 배치되는 전도성 섬유를 교차하는 지점에서 접촉 영역을 전기적으로 연결하면서, 다른 전도성 섬유를 1번 이상 휘감는 형태로 구성할 수도 있을 것이다. 이러한 구조는 전도성 섬유가 360도를 휘감더라도 파손이나 파열이 발생하지 않을 정도로 충분한 신축성을 가지는 경우에 사용할 수 있을 것이다.

여기에서는 세로 방향의 전도성 섬유가 가로 방향의 전도성 섬유를 휘감는 경우를 예시로 나타내었지만, 가로 방향의 전도성 섬유가 세로 방향의 전도성 섬유를 휘감는 형태도 가능할 것이다.

이와 같이, 섬유형 소자(F_TFT, F_DL, F_OLED, F_C)를 구성하는 섬유를 직조 방식으로 연결함으로써, 상호 접촉되는 부분이 안정적인 전기적 접촉을 유지하도록 할 수 있고 직조 기계를 이용하여 대량 및 고속의 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)을 제조할 수 있다.

도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 데이터 라인의 단면을 나타낸 예시 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 데이터 라인(F_DL)은 탄성 섬유를 기반으로 전도성 나노 입자가 포함된 원통형 구조로 이루어질 수 있다.

예를 들어, 섬유형 데이터 라인(F_DL)은 금속 나노 입자(13)가 포함된 데이터 라인용 탄성 섬유(elastic fiber, 11)와, 데이터 라인용 탄성 섬유(11)의 외부를 둘러싸는 데이터 라인용 보호층(15)으로 이루어질 수 있다.

데이터 라인용 보호층(15)은 유연성 폴리머(polymer) 또는 금속 나노 쉘로 이루어질 수도 있으며, 섬유형 데이터 라인(F_DL)과 섬유형 트랜지스터(F_TFT)가 전기적으로 연결되는 제 1 접촉 영역(A1)에서는 데이터 라인용 보호층(15)의 일부가 데이터 라인용 탄성 섬유(11)를 외부에 노출하도록 제거될 것이다. 이 경우, 보호층(15)은 펄스형 레이저를 통해 제거될 수 있다.

데이터 라인용 탄성 섬유(11)는 고무처럼 탄성을 지닌 섬유로서, 폴리우레탄(polyurethane)계 섬유의 일종일 수 있다. 예를 들어, 데이터 라인용 탄성 섬유(11)는 섬유 형성 물질 중에 최소한 85% 이상의 폴리우레탄 결합을 함유함으로써 높은 신축성을 가질 수 있다.

이 경우, 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 섬유(11)는 다양한 화학 구조를 가지도록 제조될 수 있고, 다양한 방법으로 제조될 수 있을 것이다.

금속 나노 입자(13)는 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 이리듐(Ir) 등의 귀금속으로 이루어질 수 있다. 또한, 금속 나노 입자(13)는 탄성 섬유(11)에 60 중량 % 내지 90 중량 %의 함량으로 다량 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이 때, 금속 나노 입자(13)는 탄성 섬유(11)에 침투시켜 제작할 수 있다. 따라서, 금속 나노 입자(13)는 탄성 섬유(11)의 표면부에서 중심부 방향으로 들어갈수록 농도가 낮아지는 농도 구배(concentration gradient)를 가질 수 있으며, 이로 인해 충분한 금속 이온의 흡수 및 환원이 이루어질 경우에 금속의 농도가 포화 상태(saturation)에 도달할 수 있다. 데이터 라인용 보호층(15)이 유연성 폴리머로 이루어지는 경우, 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.

따라서, 유연성 폴리머로 형성된 섬유형 데이터 라인(F_DL)은 고신축성과 고전도성을 동시에 가질 수 있다.

위에서는 섬유형 데이터 라인(F_DL)의 구조를 한 가지 예시로 나타내었으나, 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 데이터 라인(F_DL)은 전도성을 가지는 다양한 형태의 섬유를 사용할 수 있다.

도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 트랜지스터를 나타낸 예시 도면이고, 도 7은 도 6의 섬유형 트랜지스터를 X-Z 방향으로 절단한 단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)에서, 섬유형 트랜지스터(F_TFT)는 길이 방향으로 연장된 트랜지스터용 코어 섬유(21)와, 트랜지스터용 코어 섬유(21)의 외측면을 따라 길이 방향으로 형성된 스캔 트랜지스터(ST)와 구동 트랜지스터(DT)가 반복되어 배치되는 구조로 이루어질 수 있다.

트랜지스터용 코어 섬유(21)는 가요성 섬유로서 연성 또는 탄성을 가질 수 있다. 트랜지스터용 코어 섬유(21)는 투명, 반투명, 불투명 또는 반사성일 수 있으며, 유리, 플라스틱, 세라믹 또는 금속 호일일 수 있다.

트랜지스터용 코어 섬유(21)는 가요성 중합체, 금속성 물질, 또는 유리를 포함할 수 있다. 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.

스캔 트랜지스터(ST)는 트랜지스터용 코어 섬유(21)의 외측에 순차적으로 형성되는 스캔 트랜지스터용 게이트 전극(G_ST), 스캔 트랜지스터용 절연층(INS_ST), 및 스캔 트랜지스터용 활성층(ACT_ST)을 포함하고, 스캔 트랜지스터용 활성층(ACT_ST)의 상부에 일정 간격으로 이격되어 배치되는 스캔 트랜지스터용 소스 전극(S_ST) 및 스캔 트랜지스터용 드레인 전극(D_ST)이 배치될 수 있다.

스캔 트랜지스터용 게이트 전극(G_ST)은 일부 단면이 노출되어 게이트 구동 회로(140)에 연결되어 게이트 신호를 전달하는 게이트 라인(GL)의 역할을 할 수 있다.

스캔 트랜지스터용 게이트 전극(G_ST)은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 티타늄(Ti)인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 또는 금속 산화물로 형성될 수 있으며, 일체로 형성되어 트랜지스터용 코어 섬유(21)를 둘러싸는 원통형으로 형성될 수 있다.

스캔 트랜지스터용 게이트 전극(G_ST)은 트랜지스터용 코어 섬유(21)를 회전시키면서 열증착법을 이용하여 형성하거나, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌-술폰산) (PEDOT:PSS) 과 같은 전도성 고분자를 딥 코팅(dip-coating) 공정을 통해 형성할 수 있다. 이 때, 트랜지스터용 코어 섬유(21)의 거칠기에 따라, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD), 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD), 또는 딥 코팅 공정을 통한 평탄화층 형성 과정이 사용될 수 있다.

스캔 트랜지스터용 절연층(INS_ST)은 스캔 트랜지스터용 게이트 전극(G_ST)을 둘러싸는 원통형으로 형성되어, 스캔 트랜지스터용 게이트 전극(G_ST)과 스캔 트랜지스터용 활성층(ACT_ST)을 절연시킬 수 있다.

스캔 트랜지스터용 절연층(INS_ST)은 열증착법으로 사용될 수 있는 황화아연(ZnS), 리튬 플루오라이드(LiF), 리튬 퀴놀레이트(LiQ) 등과 같이, 에너지 밴드 갭이 굉장히 넓어 증착시 절연 효과를 나타낼 수 있는 한 가지 이상의 물질들을 포함할 수 있으며, 절연 효과를 위하며 수십 나노미터(nm)의 두께로 형성될 수 있다.

이 경우, 스캔 트랜지스터용 절연층(INS_ST)은 스캔 트랜지스터(ST)가 형성되는 영역에만 위치할 수도 있지만, 경우에 따라 구동 트랜지스터(DT)가 형성되는 영역에 함께 형성될 수도 있다. 스캔 트랜지스터용 절연층(INS_ST)이 스캔 트랜지스터(ST)가 형성되는 영역에만 위치하는 경우는 스캔 트랜지스터용 게이트 전극(G_ST)이 스캔 트랜지스터(ST)가 형성되는 영역에만 위치하는 경우이다. 그리고, 스캔 트랜지스터용 절연층(INS_ST)이 구동 트랜지스터(DT)의 영역에도 위치하는 경우는 스캔 트랜지스터용 게이트 전극(G_ST)이 구동 트랜지스터(DT)의 영역에까지 형성된 경우이다.

도 7의 경우에는 스캔 트랜지스터용 절연층(INS_ST)이 스캔 트랜지스터(ST)가 형성되는 영역에만 위치하는 경우을 예시로 나타내고 있으며, 이 경우에 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)과 스캔 트랜지스터용 드레인 전극(D_ST)은 동일한 높이를 유지할 수 있지만, 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)의 두께는 스캔 트랜지스터용 게이트 전극(G_ST)의 두께보다 두꺼워질 수 있다.

반면, 스캔 트랜지스터용 절연층(INS_ST)이 구동 트랜지스터(DT)의 영역에도 위치하는 경우에는 스캔 트랜지스터용 게이트 전극(G_ST)과 함께 구동 트랜지스터(DT)의 영역까지 연장될 것이다.

스캔 트랜지스터용 활성층(ACT_ST)은 드레인 유도 장벽 감소(DIBL) 효과에 영향을 적게 받으며, 동작 특성이 우수한 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO), 인듐 주석 아연 산화물(ITZO), 인듐 갈륨 아연 주석 산화물(IGZTO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 산화물(InOx), 인듐 알루미늄 산화물(InAlOx), 인듐 실리콘 산화물(InSiOx), 아연 주석 산화물(ZTO) 등의 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 또는, 스캔 트랜지스터(ST)의 성능에 따라 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly-Silicon; LTPS)을 사용할 수도 있다.

스캔 트랜지스터용 활성층(ACT_ST)은 스퍼터링(sputtering) 방법으로 증착될 수 있지만, 플라즈마 원자층 증착(PEALD) 방식으로 증착될 수도 있다. 플라즈마 원자층 증착(PEALD) 방식으로 증착하는 경우, 채널 길이가 짧은 박막 트랜지스터에 우수한 단차 피복성(step coverage)을 제공하고, 산화물 반도체 형성 공정 과정에서 금속 전극의 산화 영향을 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 도 6에서는 스캔 트랜지스터용 활성층(ACT_ST)은 트랜지스터용 코어 섬유(21)의 일부분(X-Z 평면)에만 형성된 것으로 도시되었지만, 이에 한정되지 않고 트랜지스터용 코어 섬유(21)를 완전히 감쌀 수도 있다.

스캔 트랜지스터용 소스 전극(S_ST) 및 스캔 트랜지스터용 드레인 전극(D_ST)은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 티타늄(Ti)인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 또는 금속 산화물로 형성될 수 있다.

스캔 트랜지스터용 소스 전극(S_ST) 및 스캔 트랜지스터용 드레인 전극(D_ST)은 열증착법을 이용하여 형성하거나, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌-술폰산) (PEDOT:PSS) 과 같은 전도성 고분자를 딥 코팅(dip-coating) 공정을 통해 형성할 수 있다.

이 때, 스캔 트랜지스터용 소스 전극(S_ST)은 섬유형 데이터 라인(F_DL)과 전기적으로 연결되는 제 1 접촉 영역(A1)을 형성하는데, 제 1 접촉 영역(A1)에서 데이터 라인용 탄성 섬유(11)와 트랜지스터용 코어 섬유(21)가 상호 교차하도록 직조 방식(knitting)으로 연결함으로써, 안정적인 연결을 유지할 수 있다.

또한, 구동 트랜지스터(DT)는 트랜지스터용 코어 섬유(21)의 외측에 순차적으로 형성되는 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT), 구동 트랜지스터용 절연층(INS_DT), 및 구동 트랜지스터용 활성층(ACT_DT)을 포함하고, 구동 트랜지스터용 활성층(ACT_DT)의 상부에 일정 간격으로 이격되어 배치되는 구동 트랜지스터용 소스 전극(S_DT) 및 구동 트랜지스터용 드레인 전극(D_DT)이 배치될 수 있다.

이 경우, 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)은 스캔 트랜지스터용 드레인 전극(D_ST)과 연결되며, 이 부분이 섬유형 커패시터(F_C)의 일측에 접촉된다.

이 경우, 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)과 스캔 트랜지스터용 드레인 전극(D_ST), 및 섬유형 커패시터(F_C)가 전기적으로 연결되는 제 3 접촉 영역(A3)에서, 트랜지스터용 코어 섬유(21)와 커패시터용 코어 섬유를 직조 방식(knitting)으로 연결함으로써, 안정적인 결합 상태를 유지할 수 있다.

한편, 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)은 스캔 트랜지스터용 드레인 전극(D_ST)을 형성하는 공정에서 동일한 재질로 동시에 형성될 수 있다. 다시 설명하면, 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)은 스캔 트랜지스터용 드레인 전극(D_ST)과 일체형으로 형성될 수 있다. 도 6 및 도 7은 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)과 스캔 트랜지스터용 드레인 전극(D_ST)이 일체형으로 형성된 경우를 나타내고 있다.

구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO), 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 또는 금속 산화물로 형성될 수 있으며, 트랜지스터용 코어 섬유(21)를 둘러싸는 원통형으로 형성될 수 있다.

구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)은 트랜지스터용 코어 섬유(21)를 회전시키면서 열증착법을 이용하여 형성하거나, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌-술폰산) (PEDOT:PSS) 과 같은 전도성 고분자를 딥 코팅(dip-coating) 공정을 통해 형성할 수 있다. 이 때, 트랜지스터용 코어 섬유(21)의 거칠기에 따라, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD), 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD), 또는 딥 코팅 공정을 통한 평탄화층 형성 과정이 사용될 수 있다.

구동 트랜지스터용 절연층(INS_DT)은 구동 트랜지스터 영역에서 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)을 둘러싸는 원통형으로 형성되어, 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)과 구동 트랜지스터용 활성층(ACT_DT)을 절연시킨다.

구동 트랜지스터용 절연층(INS_DT)은 열증착법으로 사용될 수 있는 황화아연(ZnS), 리튬 플루오라이드(LiF), 리튬 퀴놀레이트(LiQ) 등과 같이, 에너지 밴드 갭이 굉장히 넓어 증착시 절연 효과를 나타낼 수 있는 한 가지 이상의 물질들을 포함할 수 있다. 또한, 구동 트랜지스터용 절연층(INS_DT)은 절연 효과를 위하며 수십 나노미터(nm)의 두께로 형성될 수 있다.

구동 트랜지스터용 활성층(ACT_DT)은 드레인 유도 장벽 감소(DIBL) 효과에 영향을 적게 받으며, 동작 특성이 우수한 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO), 인듐 주석 아연 산화물(ITZO), 인듐 갈륨 아연 주석 산화물(IGZTO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 산화물(InOx), 인듐 알루미늄 산화물(InAlOx), 인듐 실리콘 산화물(InSiOx), 아연 주석 산화물(ZTO) 등의 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 또는, 구동 트랜지스터(DT)의 성능에 따라 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly-Silicon; LTPS)을 사용할 수도 있다.

구동 트랜지스터용 활성층(ACT_DT)은 스퍼터링(sputtering) 방법으로 증착될 수 있지만, 플라즈마 원자층 증착(PEALD) 방식으로 증착될 수도 있다. 플라즈마 원자층 증착(PEALD) 방식으로 증착하는 경우, 채널 길이가 짧은 박막 트랜지스터에 우수한 단차 피복성(step coverage)을 제공하고, 산화물 반도체 형성 공정 과정에서 금속 전극의 산화 영향을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

구동 트랜지스터용 소스 전극(S_DT) 및 구동 트랜지스터용 드레인 전극(D_DT)은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 티타늄(Ti)인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO), 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 또는 금속 산화물로 형성될 수 있다.

구동 트랜지스터용 소스 전극(S_DT) 및 구동 트랜지스터용 드레인 전극(D_DT)은 열증착법을 이용하여 형성하거나, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌-술폰산) (PEDOT:PSS) 과 같은 전도성 고분자를 딥 코팅(dip-coating) 공정을 통해 형성할 수 있다.

도 8은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 트랜지스터를 나타낸 예시 도면이고, 도 9는 도 8의 섬유형 트랜지스터를 X-Z 방향으로 절단한 단면도이다.

도 6 및 도 7은 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)과 스캔 트랜지스터용 드레인 전극(D_ST)이 일체형으로 형성된 경우를 나타내는 반면, 도 8 및 도 9는 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)과 스캔 트랜지스터용 드레인 전극(D_ST)이 서로 다른 공정에서 독립적으로 형성되면서, 제 3 접촉 영역(A3)에서 전기적으로 연결되는 경우를 나타내고 있다.

이와 같이, 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)과 스캔 트랜지스터용 드레인 전극(D_ST)이 서로 다른 공정에서 독립적으로 형성되는 경우에는 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)과 스캔 트랜지스터용 게이트 전극(G_ST)이 동일 평면에서 동일한 높이로 형성될 수 있지만, 스캔 트랜지스터용 드레인 전극(D_ST)이 제 3 접촉 영역(A3)에서 기울기를 가지거나 절곡된 형태로 구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)에 연결될 수 있다.

구동 트랜지스터용 게이트 전극(G_DT)과 스캔 트랜지스터용 드레인 전극(D_ST)이 서로 다른 공정에서 독립적으로 형성되는 경우에도, 스캔 트랜지스터용 절연층(INS_ST)은 스캔 트랜지스터(ST)가 형성되는 영역에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라 구동 트랜지스터(DT)가 형성되는 영역에 함께 형성될 수도 있다. 스캔 트랜지스터용 절연층(INS_ST)이 스캔 트랜지스터(ST)가 형성되는 영역에만 위치하는 경우는 스캔 트랜지스터용 게이트 전극(G_ST)이 스캔 트랜지스터(ST)가 형성되는 영역에만 위치하는 경우이다. 그리고, 스캔 트랜지스터용 절연층(INS_ST)이 구동 트랜지스터(DT)의 영역에도 위치하는 경우는 스캔 트랜지스터용 게이트 전극(G_ST)이 구동 트랜지스터(DT)의 영역에까지 형성된 경우이다.

도 9에서는 스캔 트랜지스터용 절연층(INS_ST)이 스캔 트랜지스터(ST)가 형성되는 영역에만 위치하는 경우을 예시로 나타내고 있다.

여기에서는 섬유형 트랜지스터(F_TFT)의 구조를 한 가지 실시예로써 나타내었지만, 전도성 섬유로 이루어진 다양한 구조의 트랜지스터로 치환될 수 있다.

도 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 유기 발광 소자를 나타낸 예시 도면이다.

도 10을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED)는 길이 방향으로 연장된 유기 발광 소자용 코어 섬유(31), 유기 발광 소자용 코어 섬유(31)의 외측면을 따라 길이 방향으로 연장되는 유기 발광 소자용 제 1 전극층(32), 유기 발광 소자용 제 1 전극층(32)의 표면에 길이 방향으로 연장되는 유기 발광 소자용 발광층(34), 유기 발광 소자용 발광층(34)의 표면에 다수 개의 분절된 형태로 발광 영역에 형성되는 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37), 및 분절된 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)의 하부에서 발광 영역에서 유기 발광 소자용 발광층(34)을 노출시키며 비발광 영역에 형성된 유기 발광 소자용 절연층(35)을 포함할 수 있다.

유기 발광 소자용 코어 섬유(31)는 가요성, 또는 강성일 수 있고, 가요성 섬유는 연성 또는 탄성을 가질 수 있다. 유기 발광 소자용 코어 섬유(31)는 투명, 반투명, 불투명 또는 반사성일 수 있으며, 유리, 플라스틱, 세라믹 또는 금속 호일일 수 있다.

유기 발광 소자용 코어 섬유(31)는 가요성 중합체, 금속성 물질, 또는 유리를 포함할 수 있다. 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.

유기 발광 소자용 제 1 전극층(32)은 일부 단면이 노출되어 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)에 구비되는 기저 전압(VSS) 또는 접지 전원(GND)에 접촉될 수 있다. 이 경우, 유기 발광 소자용 제 1 전극층(32)은 유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드 전극에 대응될 수 있다.

유기 발광 소자용 제 1 전극층(32)은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 티타늄(Ti)인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO), 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 또는 금속 산화물로 형성될 수 있으며, 유기 발광 소자용 코어 섬유(31)를 둘러싸는 원통형으로 형성될 수 있다.

유기 발광 소자용 제 1 전극층(32)은 유기 발광 소자용 코어 섬유(31)를 회전시키면서 열증착법을 이용하여 형성하거나, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌-술폰산) (PEDOT:PSS) 과 같은 전도성 고분자를 딥 코팅(dip-coating) 공정을 통해 형성할 수 있다. 이 때, 유기 발광 소자용 코어 섬유(31)의 거칠기에 따라, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD), 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD), 또는 딥 코팅 공정을 통한 평탄화층 형성 과정이 사용될 수 있다.

유기 발광 소자용 발광층(34)은 유기 발광 소자용 제 1 전극층(32)의 외측면을 따라 길이 방향으로 형성될 수 있다. 유기 발광 소자용 발광층(34)은 예를 들어, 인광 또는 형광 염료가 첨가된 하나 이상의 유기 발광 물질을 포함할 수 있다. 유기 발광 소자용 발광층(34)은 유기 발광 소자용 제 1 전극층(32)과 마찬가지로 열증착법을 이용하여 형성하거나, 딥 코팅(dip-coating) 공정을 통해 형성할 수 있다.

한편, 유기 발광 소자용 제 1 전극층(32)과 유기 발광 소자용 발광층(34) 사이에는 전자(Electron)의 주입 또는 전송 특성을 증가시키기 위한 전자 활성층(33)이 포함될 수 있다. 전자 활성층(33)은 유기 발광 소자용 제 1 전극층(32)으로부터 전자의 주입 특성을 촉진시키기 위한 전자 주입층 (Electron Injection Layer; EIL) 또는 유기 발광 소자용 제 1 전극층(32)으로부터 주입된 전자의 전송 특성을 촉진시키기 위한 전자 전송층 (Electron Transfer Layer; ETL)으로 이루어질 수 있다.

전자 주입층은 8-히드록시퀴놀린의 금속 물질로부터 선택되는 하나 이상의 유기 화합물을 포함하고, 헤테로시클릭 유기 화합물, 플루오레논, 플루오레닐리덴 메탄, 페릴렌테트라카르복실산, 안트라퀴논 디메탄, 디페노퀴논, 안트론, 안트라퀴논디에틸렌-디아민, 이의 이성질체 및 유도체로부터 선택될 수 있다.

전자 전송층은 이미다졸, 피리딘, 피리미딘, 피리다진, 피라진, 옥사디아졸, 키놀린, 키녹살린, 안트라센, 벤즈안트라센, 피렌, 페릴렌, 벤지미다졸, 트리아진, 케톤, 포스피녹시드, 페나진, 페난트롤린, 트리아릴보란, 이의 이성질체 및 유도체로부터 선택될 수 있다.

전자 주입층과 전자 전송층은 동시에 형성될 수도 있고, 둘 중 하나만 형성될 수도 있으며, 전자 주입층의 상부에 전자 전송층이 위치할 수도 있고, 전자 주입층의 하부에 전자 전송층이 위치할 수도 있다. 여기에서는 전자 활성층(33)이 전자 주입층 또는 전자 전송층 중 하나로 이루어진 경우를 예시로 나타내었다.

일반적으로 전자 전송층은 -2.7 eV 미만의 낮은 전도성 밴드를 가질 것이다.

유기 발광 소자용 절연층(35)은 유기 발광 소자용 제 1 전극층(32)과 유기 발광 소자용 발광층(34) 사이에 위치할 수도 있고, 유기 발광 소자용 발광층(34)의 표면에 위치할 수도 있다. 여기에서는 유기 발광 소자용 발광층(34)의 표면에 유기 발광 소자용 절연층(35)이 형성되는 경우를 예시로 나타내었다.

유기 발광 소자용 절연층(35)은 열증착법으로 사용될 수 있는 황화아연(ZnS), 리튬 플루오라이드(LiF), 리튬 퀴놀레이트(LiQ) 등과 같이, 에너지 밴드 갭이 굉장히 넓어 증착시 절연 효과를 나타낼 수 있는 한 가지 이상의 물질들을 포함할 수 있다. 유기 발광 소자용 절연층(35)은 절연 효과를 위하며 수십 나노미터(nm)의 두께로 열증착을 한다.

이 때, 유기 발광 소자용 절연층(35)은 상부에서 다수의 분절 형태로 형성되는 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)에 대응하여 형성될 수 있으며, 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37) 하부의 일부 영역에서 비발광 영역을 형성하도록 배치될 수 있다. 즉, 유기 발광 소자용 절연층(35)은 발광 영역에서는 유기 발광 소자용 발광층(34)의 빛이 방출될 수 있도록 오픈되고, 비발광 영역에서는 유기 발광 소자용 발광층(34)의 빛이 방출되지 않도록 차단하는 역할을 할 수 있다.

그 결과, 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)에서 발광되는 빛은 유기 발광 소자용 절연층(35)이 형성된 영역에서는 아래로 전달되지 않고, 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37) 중에서 유기 발광 소자용 절연층(35)과 중첩되지 않는 영역을 통해서 전달되어 시각적으로 인지될 수 있도록 발광된다. 즉, 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)이 형성된 영역 중에서, 유기 발광 소자용 절연층(35)과 중첩되는 영역은 비발광 영역에 해당하고, 유기 발광 소자용 절연층(35)과 중첩되지 않는 영역은 발광 영역이 된다.

결국, 유기 발광 소자용 절연층(35)과 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)이 형성되는 영역에 의하여 발광 영역과 비발광 영역이 정의되고, 이에 따라 섬유형 유기 발광 디스플레이 장치(100)의 해상도가 결정될 수 있다.

이 때, 유기 발광 소자용 절연층(35)의 상부에 형성되는 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)이 애노드 전극으로 사용되는 경우, 섬유형 트랜지스터(F_TFT)를 구성하는 구동 트랜지스터용 드레인 전극(D_DT)에 접촉될 것이다.

애노드 전극으로 사용되는 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)이 섬유형 트랜지스터(F_TFT)를 구성하는 구동 트랜지스터용 드레인 전극(D_DT)에 접촉되는 제 2 접촉 영역(A2)에서, 유기 발광 소자용 코어 섬유(31)와 트랜지스터용 코어 섬유(21)가 상호 교차할 수 있도록 직조 방식(knitting)으로 연결함으로써, 안정적인 연결을 유지할 수 있다.

유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 티타늄(Ti)인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO), 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 또는 금속 산화물로 형성될 수 있다.

유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)은 열증착법을 이용하여 형성하거나, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌-술폰산) (PEDOT:PSS) 과 같은 전도성 고분자를 딥 코팅(dip-coating) 공정을 통해 형성할 수 있다.

또한, 유기 발광 소자용 발광층(34)과 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)의 사이에는 정공(Hole)의 주입 또는 전송 특성을 증가시키기 위한 정공 활성층(36)이 포함될 수 있다. 정공 활성층(36)은 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)으로부터 정공의 주입 특성을 촉진시키기 위한 정공 주입층 (Hole Injection Layer; HIL) 또는 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)으로부터 주입된 정공의 전송 특성을 촉진시키기 위한 정공 전송층 (Hole Transfer Layer; HTL)으로 이루어질 수 있다.

정공 주입층은 아민, 트리아릴아민, 티오펜, 카르바졸, 프탈로시아닌, 프르피린 및 이의 유도체를 포함하는 단량체성 유기 화합물로부터 선택될 수 있다.

정공 전송층은 아민, 트리아릴아민, 티오펜, 카르바졸, 프탈로시아닌, 포르피린, 이의 이성질체 및 유도체로부터 선택될 수 있다.

정공 주입층과 정공 전송층은 동시에 형성될 수도 있고, 둘 중 하나만 형성될 수도 있으며, 정공 주입층의 상부에 정공 전송층이 위치할 수도 있고, 정공 주입층의 하부에 정공 전송층이 위치할 수도 있다. 여기에서는 정공 활성층(36)이 유기 발광 소자용 절연층(35)과 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37) 사이에서 정공 주입층 또는 정공 전송층 중 하나로 이루어진 경우를 예시로 나타내었다.

일반적으로 정공 전송층은 -5.4 eV 를 초과하는 높은 원자가 밴드를 가질 것이다.

도 11은 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 유기 발광 소자와 섬유형 트랜지스터의 배치를 나타낸 예시 단면도이다.

도 11을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)에서, 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED)의 유기 발광 소자용 발광층(34) 상부에 발광 영역을 노출시키면서 비발광 영역에 다수의 유기 발광 소자용 절연층(35) 패턴이 형성되고, 유기 발광 소자용 절연층(35) 상부를 덮도록 정공 활성층(36) 및 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)이 발광 영역에 대응되도록 다수의 분절 형태로 형성될 수 있다.

이 때, 유기 발광 소자용 절연층(35)의 상부에서 유기 발광 소자용 절연층(35)과 중첩되는 영역이 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)을 구성하는 섬유형 트랜지스터(F_TFT)와 전기적으로 연결되는 제 2 접촉 영역(A2)이 될 것이다.

이러한 제 2 접촉 영역(A2)을 통해 섬유형 트랜지스터(F_TFT)를 구성하는 구동 트랜지스터용 드레인 전극(D_DT)은 애노드 전극으로 동작하는 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED)의 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)에 전기적으로 연결될 수 있다.

이 때, 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)이 애노드 전극으로서 역할을 하는 경우에는 유기 발광 소자용 제 1 전극층(32)이 캐소드 전극의 역할을 하여, 저전위 전압라인에 연결되어 저전위 전압이 인가될 것이다. 반대로, 유기 발광 소자용 제 1 전극층(32)이 애노드 전극으로서의 역할을 하는 경우에는 유기 발광 소자용 제 2 전극층(37)이 캐소드 전극의 역할을 하게 될 것이다.

섬유형 트랜지스터(F_TFT)와 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED)가 전기적으로 연결되는 제 2 접촉 영역(A2)에는 전도성 에폭시 또는 전도성 잉크가 구비되어, 안정적인 연결 및 신호처리가 이루어지도록 할 수 있다.

도 12는 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널에서, 섬유형 커패시터를 나타낸 예시 도면이다.

도 12를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)에서, 섬유형 커패시터(F_C)는 커패시터용 제 1 전극층(41), 커패시터용 제 1 전극층(41)을 둘러싸는 전해질층(42), 전해질층(42)을 사이에 두고 커패시터용 제 1 전극층(41)과 이격되는 커패시터용 제 2 전극층(43), 및 커패시터용 제 2 전극층(43)을 둘러싸는 커패시터용 절연층(44)을 포함할 수 있다.

커패시터용 제 1 전극층(41)은 금속 나노 입자가 포함된 탄성 섬유로 이루어질 수도 있다. 커패시터용 제 1 전극층(41)을 구성하는 탄성 섬유는 고무처럼 탄성을 지닌 섬유로서, 폴리우레탄(polyurethane)계 섬유의 일종일 수 있으며, 탄성 섬유에 포함된 금속 나노 입자는 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 이리듐(Ir) 등의 귀금속으로 이루어질 수 있다.

전해질층(42)은 커패시터용 제 1 전극층(41) 및 커패시터용 제 2 전극층(43)의 사이에 배치되며, 커패시터용 제 1 전극층(41)을 둘러싸는 형상을 가질 수 있다.

전해질층(42)은 고체(겔) 전해질을 포함하며, 예를 들어 폴리비닐알콜(PVA)-인산(H3PO4) 전해질이거나, 황산과 건식 실리카를 반응시켜 생성된 전해질일 수 있다.

커패시터용 제 2 전극층(43)은 탄소계 물질, 예를 들어, 카본 나노 튜브(CNT), 활성탄, 그래파이트 중 한 가지 또는 둘 이상의 물질이 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 커패시터용 제 2 전극층(43)은 구리(Gu), 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 철(Fe), 아연(Zn), 은(Ag), 코발트(Co), 니켈(Ni) 등과 같은 금속을 더 포함할 수 있다.

커패시터용 제 1 전극층(41) 및 커패시터용 제 2 전극층(43)은 커패시터에서 전극쌍의 역할을 한다.

커패시터용 절연층(44)은 커패시터용 제 2 전극층(43)을 둘러싸도록 배치되며, 고분자 수지로 형성될 수 있다. 고분자 수지는 열경화성 고분자 수지 또는 광경화성 고분자 수지를 포함할 수 있다.

예를 들어, 광경화성 고분자 수지는 라디컬 중합형의 아크릴레이트계 수지, 양이온성 중합형 수지 등을 포함할 수 있다.

섬유형 커패시터(F_C)는 서브픽셀의 배치에 대응되도록 패터닝되며, 커패시터용 절연층(44)은 섬유형 트랜지스터(F_TFT)와 전기적으로 연결되는 제 3 접촉 영역(A3)에서 커패시터용 제 2 전극층(43)을 노출하도록 절단될 것이다.

여기에서는 섬유형 커패시터(F_C)의 구조를 한 가지 실시예로써 나타내었지만, 전도성 섬유로 이루어진 다양한 구조의 커패시터로 치환할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 섬유형 트랜지스터(F_TFT), 섬유형 데이터 라인(F_DL), 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED), 및 섬유형 커패시터(F_C)를 이용해서 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)을 구성하고, 섬유형 트랜지스터(F_TFT), 섬유형 데이터 라인(F_DL), 섬유형 유기 발광 소자(F_OLED), 및 섬유형 커패시터(F_C)가 상호 접촉되는 접촉 영역(A1, A2, A3)에서 각 섬유형 소자(F_TFT, F_DL, F_OLED, F_C)를 구성하는 섬유를 직조 방식(knitting)으로 연결함으로써, 안정적인 전기적 접촉을 유지할 뿐만 아니라 직조 기계를 이용하여 대량 및 고속으로 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널(110)을 제조할 수 있다.

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.

100: 섬유형 유기 발광 디스플레이 장치
110: 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널
120: 타이밍 컨트롤러
130: 데이터 구동 회로
140: 게이트 구동 회로
11: 데이터 라인용 탄성 섬유
13: 금속 나노 입자
15: 데이터 라인용 보호층
21: 트랜지스터용 코어 섬유
31: 유기 발광 소자용 코어 섬유
32: 유기 발광 소자용 제 1 전극층
33: 전자 활성층
34: 유기 발광 소자용 발광층
35: 유기 발광 소자용 절연층
36: 정공 활성층
37: 유기 발광 소자용 제 2 전극층
41: 커패시터용 제 1 전극층
42: 전해질층
43: 커패시터용 제 2 전극층
44: 커패시터용 절연층

Claims

제 1 방향으로 연장되고, 스캔 트랜지스터와 구동 트랜지스터가 일정한 간격으로 배치되며, 스캔 신호를 전달하는 게이트 라인을 포함하는 다수의 섬유형 트랜지스터;
상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되고, 제 1 접촉 영역에서 상기 섬유형 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 다수의 섬유형 데이터 라인;
상기 제 2 방향으로 연장되고, 제 2 접촉 영역에서 상기 섬유형 트랜지스터와 유기 발광 소자용 제 1 전극층이 전기적으로 연결되는 다수의 섬유형 유기 발광 소자; 및
상기 제 2 방향으로 연장되고, 제 3 접촉 영역에서 상기 섬유형 트랜지스터와 커패시터용 제 1 전극층이 전기적으로 연결되고, 커패시터용 제 2 전극층이 구동 전압 라인에 연결되는 다수의 섬유형 커패시터를 포함하고,
상기 다수의 섬유형 유기 발광 소자는
복수의 색상을 발광하는 섬유형 유기 발광 소자들로 이루어지고, 상기 다수의 섬유형 데이터 라인의 측면에 복수의 색상을 발광하는 상기 섬유형 유기 발광 소자들이 순차적으로 배열되는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제1 항에 있어서,
상기 섬유형 트랜지스터는
상기 제 1 방향으로 연장된 트랜지스터용 코어 섬유; 및
상기 트랜지스터용 코어 섬유의 외측면을 따라, 상기 제 1 방향으로 반복되어 배치된 상기 스캔 트랜지스터와 상기 구동 트랜지스터를 포함하는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제2 항에 있어서,
상기 트랜지스터용 코어 섬유는
연성 또는 탄성을 가지는 가요성 섬유인 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제2 항에 있어서,
상기 게이트 라인은
상기 스캔 트랜지스터의 게이트 전극으로부터 연장된 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제1 항에 있어서,
상기 스캔 트랜지스터의 드레인 전극과 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극은 전기적으로 접촉되는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제1 항에 있어서,
상기 섬유형 데이터 라인은
금속 나노 입자가 포함된 데이터 라인용 탄성 섬유; 및
상기 데이터 라인용 탄성 섬유의 외부를 둘러싸는 데이터 라인용 보호층을 포함하는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제6 항에 있어서,
상기 제 1 접촉 영역은
상기 데이터 라인용 탄성 섬유와 상기 스캔 트랜지스터의 소스 전극이 전기적으로 연결되는 영역인 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제7 항에 있어서,
상기 제 1 접촉 영역에서
상기 데이터 라인용 탄성 섬유와 상기 섬유형 트랜지스터를 구성하는 트랜지스터용 코어 섬유가 직조 방식으로 연결되는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 섬유형 유기 발광 소자는
상기 제 2 방향으로 연장된 유기 발광 소자용 코어 섬유;
상기 유기 발광 소자용 코어 섬유의 외측면을 따라 상기 제 2 방향으로 연장되는 상기 유기 발광 소자용 제 1 전극층;
상기 유기 발광 소자용 제 1 전극층의 상부에서 상기 제 2 방향으로 연장되는 유기 발광 소자용 발광층;
상기 유기 발광 소자용 발광층의 상부에서 다수 개의 분절된 형태로 형성되는 유기 발광 소자용 제 2 전극층; 및
상기 유기 발광 소자용 제 2 전극층의 하부에서 비발광 영역을 형성하는 유기 발광 소자용 절연층을 포함하는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제10 항에 있어서,
상기 유기 발광 소자용 제 1 전극층과 상기 유기 발광 소자용 발광층 사이에, 전자의 주입 특성을 증가시키는 전자 주입층 및 전자의 전송 특성을 증가시키는 전자 전송층 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제10 항에 있어서,
상기 유기 발광 소자용 발광층과 상기 유기 발광 소자용 제 2 전극층 사이에 정공의 주입 특성을 증가시키는 정공 주입층 및 정공의 전송 특성을 증가시키는 정공 전송층 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제10 항에 있어서,
상기 유기 발광 소자용 제 2 전극층은 애노드 전극층이고,
상기 제 2 접촉 영역은 상기 섬유형 트랜지스터에 배치된 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 상기 애노드 전극층이 전기적으로 연결되는 영역인 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제13 항에 있어서,
상기 제 2 접촉 영역에서
상기 유기 발광 소자용 코어 섬유와 상기 섬유형 트랜지스터를 구성하는 트랜지스터용 코어 섬유가 상호 교차하도록 직조 방식으로 연결되는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제 1 방향으로 연장되고, 스캔 트랜지스터와 구동 트랜지스터가 일정한 간격으로 배치되며, 스캔 신호를 전달하는 게이트 라인을 포함하는 다수의 섬유형 트랜지스터;
상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되고, 제 1 접촉 영역에서 상기 섬유형 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 다수의 섬유형 데이터 라인;
상기 제 2 방향으로 연장되고, 제 2 접촉 영역에서 상기 섬유형 트랜지스터와 유기 발광 소자용 제 1 전극층이 전기적으로 연결되는 다수의 섬유형 유기 발광 소자; 및
상기 제 2 방향으로 연장되고, 제 3 접촉 영역에서 상기 섬유형 트랜지스터와 커패시터용 제 1 전극층이 전기적으로 연결되고, 커패시터용 제 2 전극층이 구동 전압 라인에 연결되는 다수의 섬유형 커패시터를 포함하고,
상기 섬유형 커패시터는
상기 커패시터용 제 1 전극층;
상기 커패시터용 제 1 전극층을 둘러싸는 전해질층;
상기 전해질층을 사이에 두고 상기 커패시터용 제 1 전극층과 이격되는 상기 커패시터용 제 2 전극층; 및
상기 커패시터용 제 2 전극층을 둘러싸는 커패시터용 절연층을 포함하는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제15 항에 있어서,
상기 제 3 접촉 영역은
상기 커패시터용 제 1 전극층이 상기 스캔 트랜지스터의 드레인 전극과 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전기적으로 연결되는 영역인 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제16 항에 있어서,
상기 커패시터용 제 1 전극층은 금속 나노 입자가 포함된 탄성 섬유이고,
상기 제 3 접촉 영역에서
상기 탄성 섬유와 상기 섬유형 트랜지스터를 구성하는 트랜지스터용 코어 섬유가 상호 교차하도록 직조 방식으로 연결되는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제1 항에 있어서,
상기 섬유형 데이터 라인, 상기 섬유형 유기 발광 소자, 및 상기 섬유형 커패시터 중 적어도 하나는
상기 섬유형 트랜지스터와 상하 위치를 서로 교대하면서 배치되는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
제1 항에 있어서,
상기 섬유형 데이터 라인, 상기 섬유형 유기 발광 소자, 및 상기 섬유형 커패시터 중 적어도 하나는
상기 섬유형 트랜지스터와 교차하는 지점에서, 상기 섬유형 트랜지스터를 한 번 이상 휘감는 구조로 배치되는 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널.
게이트 라인을 포함하는 다수의 섬유형 트랜지스터, 다수의 섬유형 데이터 라인, 다수의 섬유형 유기 발광 소자 및 다수의 섬유형 커패시터로 이루어진 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널;
상기 게이트 라인을 통해 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동 회로;
상기 섬유형 데이터 라인에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 회로; 및
상기 게이트 구동 회로와 상기 데이터 구동 회로의 동작을 제어하는 타이밍 컨트롤러를 포함하고,
상기 다수의 섬유형 유기 발광 소자는
복수의 색상을 발광하는 섬유형 유기 발광 소자들로 이루어지고, 상기 다수의 섬유형 데이터 라인의 측면에 복수의 색상을 발광하는 상기 섬유형 유기 발광 소자들이 순차적으로 배열되는 섬유형 유기 발광 디스플레이 장치.
제20 항에 있어서,
상기 섬유형 유기 발광 디스플레이 패널은
제 1 방향으로 연장되고, 스캔 트랜지스터와 구동 트랜지스터가 일정한 간격으로 배치되며, 스캔 신호를 전달하는 게이트 라인을 포함하는 상기 다수의 섬유형 트랜지스터;
상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되고, 제 1 접촉 영역에서 상기 섬유형 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 상기 다수의 섬유형 데이터 라인;
상기 제 2 방향으로 연장되고, 제 2 접촉 영역에서 상기 섬유형 트랜지스터와 유기 발광 소자용 제 1 전극층이 전기적으로 연결되는 상기 다수의 섬유형 유기 발광 소자; 및
상기 제 2 방향으로 연장되고, 제 3 접촉 영역에서 상기 섬유형 트랜지스터와 커패시터용 제 1 전극층이 전기적으로 연결되고, 커패시터용 제 2 전극층이 구동 전압 라인에 연결되는 상기 다수의 섬유형 커패시터를 포함하는 섬유형 유기 발광 디스플레이 장치.