KR102599887B1 - 유기 발광 섬유, 유기 발광 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 코어 섬유와, 코어 섬유의 외측면을 따라 연장되는 제 1 전극층과, 제 1 전극층의 외측면을 따라 연장되는 발광층과, 발광층의 상부 또는 하부에서 다수 개의 분절된 형태로 형성되는 절연층과, 절연층보다 넓은 영역에서 절연층을 덮도록 형성되며, 다수 개의 분절된 형태로 형성되는 제 2 전극층으로 유기 발광 섬유를 구성하고, 유기 발광 섬유의 비발광 영역을 통해 디스플레이 패널의 전자 소자 사이에 전기적 연결을 형성함으로써, 고해상도를 가지며 안정적인 디스플레이 구동 및 발광 효율을 나타내는 유기 발광 디스플레이 장치를 개시한다.
Description
본 명세서는 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 발광 섬유와 이를 이용하여 구성된 디스플레이 장치 및 그 제조 방법을 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 유기 발광 섬유의 개발이 진행 중에 있다. 이러한 유기 발광 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 유기 발광 섬유의 구조 또는 제조 방법에 한정되어 있을 뿐, 유기 발광 섬유를 이용하여 유기 발광 디스플레이 장치를 구성하는 구체적인 구조나 제조 방법을 제시하지 못하고 있었다.
특히, 다수의 서브픽셀로 이루어져서 발광 영역과 비발광 영역으로 구분되는 매트릭스 형태의 디스플레이 패널에 적합하도록 유기 발광 섬유를 구체적으로 구성하는 방법이 제시되지 않아서, 섬유형 유기 발광 디스플레이 장치의 구현이 어려운 문제점이 있었다. 이에, 본 명세서의 발명자들은 고해상도의 구현이 가능한 유기 발광 섬유, 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치 및 그 제조 방법을 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 유기 발광 섬유는 코어 섬유와, 코어 섬유의 외측면을 따라 연장되는 제 1 전극층과, 제 1 전극층의 외측면을 따라 연장되는 발광층과, 발광층의 상부 또는 하부에서 다수 개의 분절된 형태를 갖는 절연층과, 절연층보다 넓은 영역에서 절연층을 덮고, 다수 개의 분절된 형태를 갖는 제 2 전극층으로 이루어진다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유는 제 1 전극층과 발광층 사이에, 전자의 주입 특성을 증가시키는 전자 주입층 및 전자의 전송 특성을 증가시키는 전자 전송층 중 적어도 하나 이상을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유는 발광층과 제 2 전극층 사이에 정공의 주입 특성을 증가시키는 정공 주입층 및 정공의 전송 특성을 증가시키는 정공 전송층 중 적어도 하나 이상을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유에서 제 2 전극층은 절연층과 중첩되는 외측 영역에, 디스플레이 패널의 전자 소자와 전기적으로 연결하기 위한 전도성 접촉 영역을 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유에서, 제 1 전극층이 캐소드 전극으로 동작하고, 제 2 전극층이 애노드 전극으로 동작하거나, 또는 제 1 전극층이 애노드 전극으로 동작하고, 제 2 전극층이 캐소드 전극으로 동작한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유의 제조 방법은 길이 방향으로 연장된 코어 섬유를 형성하는 단계와, 코어 섬유의 외측면을 따라 길이 방향으로 연장되는 제 1 전극층을 형성하는 단계와, 제 1 전극층의 상부에 길이 발향으로 연장되는 발광층을 형성한 후 발광층의 상부에 다수 개의 분절된 절연층을 형성하거나, 또는 제 1 전극층의 상부에 다수 개의 분절된 절연층을 형성한 후 절연층의 상부에 길이 방향으로 연장되는 발광층을 형성하는 단계와, 절연층에 접촉된 상부 또는 이격된 상부에서 절연층보다 넓은 영역으로 절연층을 덮도록 다수 개의 분절된 제 2 전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유의 제조 방법은 제 1 전극층 또는 제 2 전극층을 열증착법을 이용하여 형성하거나, 전도성 고분자를 딥 코팅 공정을 통해 형성한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 다수의 서브픽셀을 갖는 디스플레이 패널, 길이 방향으로 연장된 코어 섬유, 코어 섬유의 외측면을 따라 길이 방향으로 연장되는 제 1 전극층, 제 1 전극층의 상부에서 길이 발향으로 연장되는 발광층, 발광층의 상부 또는 하부에서, 다수 개의 분절된 형태를 갖는 절연층, 및 절연층보다 넓은 영역에 걸쳐 상기 절연층을 덮고, 다수 개의 분절된 형태를 갖는 제 2 전극층을 포함하고, 상기 서브픽셀의 배치에 따라 일정 간격으로 나란하게 배열된 다수의 유기 발광 섬유와, 유기 발광 섬유와 교차하도록 배치되며, 유기 발광 섬유의 비발광 영역 상부에 전기적으로 접촉되어 유기 발광 섬유에 전류를 인가하는 다수의 전도성 섬유를 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 전도성 섬유는 유기 발광 섬유의 제 2 전극층을 디스플레이 패널에 배치되는 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 전기적으로 연결하는 제 1 연결부와, 유기 발광 섬유의 제 1 전극층을 저전위 전압라인에 연결하는 제 2 연결부를 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 전도성 섬유는 유기 발광 섬유의 제 1 전극층을 디스플레이 패널에 배치되는 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 전기적으로 연결하는 제 1 연결부와, 유기 발광 섬유의 제 2 전극층을 저전위 전압라인에 연결하는 제 2 연결부를 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 유기 발광 섬유와 전도성 섬유가 상호 교차하도록 배치된다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 전기적 절연성을 가지며, 다수의 전도성 섬유 사이에 배치되는 다수의 가이드 섬유를 더 포함한다.
본 명세서의 실시예들에 따르면, 유기 발광 섬유를 이용함으로써 편리하고 경제적으로 유기 발광 디스플레이를 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 디스플레이 패널에 배치되는 유기 발광 섬유가 다수의 발광 영역과 비발광 영역을 포함할 수 있도록 패터닝함으로써 고해상도를 가지는 유기 발광 디스플레이 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 유기 발광 섬유와 구동 회로가 접촉되는 영역이 비발광 영역에 해당하도록 형성함으로써, 안정적인 디스플레이 구동 및 발광 효율을 가져오는 효과가 있다.
또한, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 유기 발광 섬유의 비발광 영역에 구동 회로가 접촉되는 전도성 접촉 영역을 구비함으로써, 접촉 패드와 같이 구동 회로의 접촉을 위한 추가적인 기구 또는 이를 위한 추가적인 공정이 필요하지 않으므로, 디스플레이 패널 내부에 소자를 만들기 위해 행해지는 열증착 과정을 통해 제조가 가능한 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 유기 발광 디스플레이 장치의 블록도를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 서브픽셀 회로를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유를 나타낸 도면이고,
도 4a 내지 도 4d는 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유의 제조 방법을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유와 전도성 섬유의 배치를 나타낸 단면도이고,
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유를 이용하여 제조된 유기 발광 디스플레이 장치의 모식도를 나타낸 도면이고,
도 7은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 모식도를 나타낸 도면이고,
도 8은 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 평면도를 나타낸 도면이고,
도 9는 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치에서 유기 발광 섬유의 결합 관계를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 서브픽셀 회로를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유를 나타낸 도면이고,
도 4a 내지 도 4d는 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유의 제조 방법을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유와 전도성 섬유의 배치를 나타낸 단면도이고,
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유를 이용하여 제조된 유기 발광 디스플레이 장치의 모식도를 나타낸 도면이고,
도 7은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 모식도를 나타낸 도면이고,
도 8은 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 평면도를 나타낸 도면이고,
도 9는 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치에서 유기 발광 섬유의 결합 관계를 나타낸 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 유기 발광 디스플레이 장치의 블록도를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 유기 발광 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 타이밍 컨트롤러(120), 데이터 구동 회로(130), 및 게이트 구동 회로(140)를 포함한다.
디스플레이 패널(110)은 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 교차되는 영역에 형성된 다수의 서브픽셀(SP)을 포함한다.
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. 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.
디스플레이 패널(110)이 유연성을 가지는 플렉서블(flexible) 디스플레이 패널인 경우, 디스플레이 영역(DA)의 안쪽을 구부려서 벤딩(bending)된 영역에도 이미지가 디스플레이될 수 있도록 디스플레이 패널(110)이 구성될 수 있다. 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 쉬프 터는 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(110)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(110)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(110)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(130)는 하나의 구동 IC로 형성될 수도 있다. 또한, 하나로 통합된 구동 IC는 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 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 흐르기 시작한다. 그리고, 드레인 전극은 트랜지스터에서 캐리어가 외부로 나가는 전극이다. 즉, MOSFET에서의 캐리어의 흐름은 소스 전극으로부터 드레인 전극으로 흐른다.
N타입 트랜지스터의 경우, 캐리어가 전자(electron)이기 때문에 소스 전극에서 드레인 전극으로 전자가 흐를 수 있도록 소스 전극의 전압이 드레인 전극의 전압보다 낮은 상태이다. N타입 트랜지스터에서는 전자가 소스 전극으로부터 드레인 전극으로 흐르기 때문에 전류의 방향은 드레인 전극으로부터 소스 전극 쪽으로 흐른다.
P타입 트랜지스터의 경우, 캐리어가 정공(hole)이기 때문에 소스 전극으로부터 드레인 전극으로 정공이 흐를 수 있도록 소스 전극의 전압이 드레인 전극의 전압보다 높은 상태이다. P타입 트랜지스터에서는 정공이 소스 전극으로부터 드레인 전극 쪽으로 흐르기 때문에 전류가 소스 전극으로부터 드레인 전극으로 흐른다. 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 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 고전위 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)는 저전위 전압라인에 연결되어 저전위 전압(VSS)을 제공받는다.
본 발명자는 서브픽셀(SP)을 구성하는 유기 발광 다이오드(OLED)를 대신하여 유연성을 가지는 유기 발광 섬유(Organic Light Emitting Fiber; OLEF, 200)를 디스플레이 패널에 구성함으로써, 유연성을 가지는 유기 발광 디스플레이 장치를 제시하고자 한다.
본 명세서에서 개시되는 유기 발광 섬유(200)는 유기 발광 다이오드(OLED)를 대신하여 디스플레이 패널(110)을 구성하며, 길이 방향으로 다수의 발광 영역과 비발광 영역이 순차적으로 분리됨으로써 고해상도의 유기 발광 디스플레이 장치(100)를 구성할 수 있다.
특히, 본 명세서에서 개되는 유기 발광 섬유(200)는 비발광 영역의 적어도 일부를 구동 트랜지스터(DT)와 연결되는 전도성 접촉 영역으로 구성함으로써, 안정적인 회로 동작이 가능하도록 유기 발광 디스플레이 장치(100)를 구성할 수 있다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유(200)는 길이 방향으로 연장된 코어 섬유(210), 코어 섬유(210)의 외측면을 따라 길이 방향으로 연장되는 제 1 전극층(220), 제 1 전극층(220) 상부에서 길이 발향으로 연장되는 발광층(240), 발광층(240) 상부에서 다수 개의 분절된 형태로 형성되는 제 2 전극층(270), 및 분절된 제 2 전극층(270)의 하부에서 비발광 영역을 형성하는 절연층(250)을 포함할 수 있다.
코어 섬유(210)는 가요성, 또는 강성일 수 있고, 가요성 섬유는 연성 또는 탄성을 가질 수 있다. 코어 섬유(210)는 투명, 반투명, 불투명 또는 반사성일 수 있으며, 유리, 플라스틱, 세라믹 또는 금속 호일일 수 있다.
코어 섬유(210)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.
제 1 전극층(220)은 디스플레이 패널의 내부에 매립되지만, 일부 단면이 노출되어 디스플레이 패널에 구비되는 애노드 또는 캐소드 전극과 직접 접촉할 수 있다.
제 1 전극층(220)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, 코어 섬유(210)를 둘러싸는 원형으로 형성될 수 있다.
제 1 전극층(220)은 코어 섬유(210)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, 코어 섬유(210)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.
발광층(240)은 제 1 전극층(220)의 외측면을 따라 길이 방향으로 형성될 수 있다. 발광층(240)은 예를 들어, 인광 또는 형광 염료가 첨가된 하나 이상의 유기 발광 물질을 포함할 수 있다. 발광층(240)은 제 1 전극층(220)과 마찬가지로 열증착법을 이용하여 형성하거나, 딥 코팅(dip-coating) 공정을 통해 형성할 수 있다.
절연층(250)은 제 1 전극층(220)과 발광층(240) 사이에 위치할 수도 있고, 발광층(240)의 상부에 위치할 수도 있다. 여기에서는 발광층(240)의 상부에 절연층(250)이 형성되는 경우를 예시로 나타내었다.
절연층(250)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. 절연층(250)은 절연 효과를 위하며 수십 나노미터(nm)의 두께로 열증착을 한다.
이 때, 절연층(250)은 상부에서 다수의 분절 형태로 형성되는 제 2 전극층(270)에 대응하여, 다수의 분절 형태로 형성되며, 제 2 전극층(270) 하부의 일부 영역에서 비발광 영역을 형성하도록 배치된다.
절연층(250)의 상부에 형성되는 제 2 전극층(270)은 제 1 전극층(220)과 마찬가지로, 디스플레이 패널의 내부에 매립되지만, 일부 단면이 노출되어 디스플레이 패널에 구비되는 애노드 또는 캐소드 전극과 직접 접촉할 수 있다.
제 2 전극층(270)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.
제 2 전극층(270)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.
다만, 제 2 전극층(270)은 제 1 전극층(220)과 달리 서브픽셀(SP)에 대응되도록 다수의 분절 구조로 형성되며, 분절된 각각의 제 2 전극층(270)은 절연층(250)을 덮으며 절연층(250)보다 넓은 영역으로 형성된다.
이에 따라, 제 2 전극층(270)에서 발광되는 빛은 절연층(250)이 형성된 영역에서는 외부로 전달되지 않고, 절연층(250)이 형성되지 않은 영역에서는 외부로 전달되어 시각적으로 인지될 수 있다. 따라서, 제 2 전극층(270)이 형성된 영역 중에서, 절연층(250)이 형성된 영역은 비발광 영역에 해당하고, 절연층(250)이 형성되지 않은 영역은 발광 영역에 해당하게 된다.
결국, 절연층(250)과 제 2 전극층(270)이 형성되는 영역에 의하여 발광 영역과 비발광 영역이 정의되고, 이에 따라 유기 발광 디스플레이 장치의 해상도가 결정될 수 있다.
한편, 제 1 전극층(220)과 발광층(240) 사이에는 전자(Electron)의 주입 또는 전송 특성을 증가시키기 위한 전자 활성층(230)이 포함될 수 있다. 전자 활성층(230)은 제 1 전극층(220)으로부터 전자의 주입 특성을 촉진시키기 위한 전자 주입층 (Electron Injection Layer; EIL) 또는 제 1 전극층(220)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(230)이 전자 주입층 또는 전자 전송층 중 하나로 이루어진 경우를 예시로 나타내었다.
일반적으로 전자 전송층은 -2.7 eV 미만의 낮은 전도성 밴드를 가질 것이다.
또한, 발광층(240)과 제 2 전극층(270) 사이에는 정공(Hole)의 주입 또는 전송 특성을 증가시키기 위한 정공 활성층(260)이 포함될 수 있다. 정공 활성층(260)은 제 2 전극층(270)으로부터 정공의 주입 특성을 촉진시키기 위한 정공 주입층 (Hole Injection Layer; HIL) 또는 제 2 전극층(270)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(260)이 절연층(250)과 제 2 전극층(270) 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 4a 내지 도 4d는 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유(200)는 길이 방향으로 형성된 코어 섬유(210)의 외측을 따라 길이 방향으로 제 1 전극층(220)을 형성하고, 제 1 전극층(220)의 외측을 따라 길이 방향으로 전자 활성층(230) 및 그 외측을 따라 발광층(240)을 순차적으로 형성할 수 있다.
제 1 전극층(220)은 코어 섬유(210)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.
제 1 전극층(220)의 외측면에는 전자(Electron)의 주입 또는 전송 특성을 증가시키기 위한 전자 활성층(230)이 형성될 수 있다. 전자 활성층(230)은 제 1 전극층(220)으로부터 전자의 주입 특성을 촉진시키기 위한 전자 주입층 (Electron Injection Layer; EIL) 또는 제 1 전극층(220)으로부터 주입된 전자의 전송 특성을 촉진시키기 위한 전자 전송층 (Electron Transfer Layer; ETL)으로 이루어질 수 있다. 이러한 전자 활성층(230)은 생략될 수도 있다.
그리고, 전자 활성층(230)의 외측면을 따라 길이 방향으로 발광층(240)이 형성될 수 있다. 발광층(240)은 예를 들어, 인광 또는 형광 염료가 첨가된 하나 이상의 유기 발광 물질을 포함할 수 있다. 발광층(240)은 제 1 전극층(220)과 마찬가지로 열증착법을 이용하여 형성하거나, 딥 코팅(dip-coating) 공정을 통해 형성될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 발광층(240)의 외측 상부에는 제 2 전극층(270)에서 비발광 영역을 형성하도록 다수의 분절 형태로 패터닝하여 절연층(250)을 형성한다. 절연층(250)을 다수의 분절된 패턴 형태로 형성하는 방법은 열증착법 뿐만 아니라, E-beam 증착, 스퍼터링 증착 등 다양한 증착 방법이 사용될 수 있을 것이다.
이에 따라, 발광층(240)의 상부에서 빛이 외부로 발광되지 않는 비발광 영역의 폭이 결정되고, 디스플레이 패널을 통해 빛을 발광하기 위하여 분절된 다른 절연층(250)과의 거리가 결정될 수 있다. 또한, 절연층(250)은 절연 효과를 위하며 수십 나노미터(nm)의 두께로 열증착을 한다.
절연층(250)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.
여기에서는 발광층(240)의 상부에 절연층(250)을 분절 형태로 형성하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 제 1 전극층(220)과 발광층(240) 사이에 위치할 수도 있다.
도 4c를 참조하면, 절연층(250)의 상부에는 절연층(250)을 덮으면서 절연층(250)보다 넓은 폭을 가지도록 정공 활성층(260)이 분절 형태로 형성될 수 있다. 정공 활성층(260)은 제 2 전극층(270)으로부터 정공의 주입 특성을 촉진시키기 위한 정공 주입층 (Hole Injection Layer; HIL) 또는 제 2 전극층(270)으로부터 주입된 정공의 전송 특성을 촉진시키기 위한 정공 전송층 (Hole Transfer Layer; HTL)으로 이루어질 수 있다. 다만, 정공 활성층(260)은 생략될 수도 있다.
그런 다음, 도 4d에 도시된 바와 같이, 정공 활성층(260)의 외측을 따라 분절된 형태로 제 2 전극층(270)이 형성될 수 있다. 제 2 전극층(270)은 정공 활성층(260)과 같이, 절연층(250)보다 넓은 폭으로 형성된다. 정공 활성층(260) 및 제 2 전극층(270)도 절연층(250)과 마찬가지로, 열증착법 뿐만 아니라, E-beam 증착, 스퍼터링 증착 등 다양한 증착 방법을 사용하여 다수의 분절 형태로 형성될 수 있을 것이다.
그 결과, 제 2 전극층(270)에서 발광되는 빛은 절연층(250)이 형성된 영역에서는 아래로 전달되지 않고, 제 2 전극층(270) 중에서 절연층(250)과 중첩되지 않는 영역을 통해서 전달되어 시각적으로 인지될 수 있도록 발광이 이루어진다. 결국, 제 2 전극층(270)이 형성된 영역 중에서, 절연층(250)과 중첩되는 영역은 비발광 영역에 해당하고, 절연층(250)과 중첩되지 않는 영역은 발광 영역이 된다.
결국, 절연층(250)과 제 2 전극층(270)이 형성되는 영역에 의하여 발광 영역과 비발광 영역이 정의되고, 이에 따라 유기 발광 디스플레이 장치의 해상도가 결정될 수 있다.
제 2 전극층(270)은 외측면에서 전도성 전극, 예를 들어 전도성 섬유와 접촉되는데, 절연층(250)에 의해서 발광이 이루어지지 않는 비발광 영역을 통해 애노드 또는 캐소드 전극과 접촉이 이루어지므로, 효과적인 발광 효율 및 해상도를 가질 수 있다.
제 2 전극층(270)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.
제 2 전극층(270)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 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유와 전도성 섬유의 배치를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유(200)의 발광층(240) 상부에 일정한 간격으로 분절된 다수의 절연층(250) 패턴이 형성되고, 절연층(250) 상부를 덮도록 정공 활성층(260) 및 제 2 전극층(270)이 다수의 분절 형태로 형성될 수 있다.
이 때, 절연층(250)의 상부에서 절연층(250)과 중첩되는 영역에 디스플레이 패널 내의 소자와 전기적으로 연결하기 위한 전도성 섬유(300)가 접촉된다. 전도성 섬유(300)가 접촉되는 영역을 전도성 접촉 영역이라고 할 수 있다.
이와 같이, 절연층(250) 상부의 비발광 영역에 소자가 접촉되는 전도성 접촉 영역을 구비함으로써, 접촉 패드와 같이 소자와의 접촉을 위한 추가적인 기구 또는 이를 위한 추가적인 공정이 필요하지 않으며, 디스플레이 패널 내부에 소자를 만드는 열증착 과정에서 지정된 위치에 전도성 접촉 영역을 용이하게 형성할 수 있게 된다.
전도성 섬유(300)는 도전성을 가지는 섬유로 형성되어, 애노드 전극으로 동작하는 유기 발광 섬유(200)의 제 2 전극층(270)을 구동 트랜지스터(DT)의 드레인 전극에 연결될 수 있다.
이 때, 제 2 전극층(270)이 애노드 전극으로서 역할을 하는 경우에는 제 1 전극층(220)이 캐소드 전극의 역할을 하여, 저전위 전압라인에 연결되어 저전위 전압(VSS)이 인가될 것이다. 반대로, 제 1 전극층(220)이 애노드 전극으로서의 역할을 하는 경우에는 제 2 전극층(270)이 캐소드 전극의 역할을 하게 될 것이다.
다수의 전도성 섬유(300)가 교차하는 어레이로 이루어지는 경우에는, 이에 대응되도록 유기 발광 섬유(200)도 다수개가 교차하는 어레이로 구성되어, 각각의 전도성 접촉 영역을 통해 상호 접촉이 이루어질 수 있다.
여기에서는 구동 트랜지스터(DT)를 포함하는 회로 소자와의 전기적 연결을 위해서, 전도성 섬유(300)를 예로 들어 설명하였지만, 유기 발광 섬유(200)의 전도성 접촉 영역에 물리적으로 접촉될 수 있는 도구로서는 전도성 섬유 이외에 섬유 형태의 박막 트랜지스터(TFT), 커패시터, 센서와 같은 다양한 전자 소자 또는 플렉시블한 전자 소자가 될 수 있을 것이다.
또한, 전도성 섬유(300)와 유기 발광 섬유(200)가 접촉되는 전도성 접촉 영역에는 전도성 에폭시 또는 전도성 잉크가 구비되어, 안정적인 연결 및 신호처리가 이루어지도록 할 수 있다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 섬유를 이용하여 제조된 유기 발광 디스플레이 장치의 모식도를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 길이 방향으로 연장되는 다수의 유기 발광 섬유(200)를 일정한 간격으로 배치하고, 유기 발광 섬유(200)의 하부에 유기 발광 섬유(200)와 직교하도록 다수의 전도성 섬유(300)를 배치할 수 있다.
여기에서는 전도성 섬유(300)가 유기 발광 섬유(200)의 하부에서 전도성 접촉 영역을 통해 유기 발광 섬유(200)와 접촉하기 때문에, 발광 영역이 상부 방향으로 형성된다. 반면에, 전도성 섬유(300)가 유기 발광 섬유(200)의 상부에서 전도성 접촉 영역을 통해 접촉하는 경우에는 하부 발광이 이루어지게 될 것이다.
또한, 여기에서는 유기 발광 섬유(200)가 나란히 배치되고, 전도성 섬유(300)가 유기 발광 섬유(200)의 하부에 나란히 배치되는 경우를 예로 들어서 도시하였지만, 유기 발광 섬유(200)와 전도성 섬유(300)의 유연성을 바탕으로 상호 교차하도록 직조 또는 제직될 수도 있을 것이다.
이와 같이, 유기 발광 섬유(200)와 전도성 섬유(300)를 직교하는 형태로 배열하는 경우, 전도성 섬유(300)는 유기 발광 섬유(200)의 중심 방향으로 절연층(250)이 형성된 영역에서 유기 발광 섬유(200)와 접촉되기 때문에, 전도성 섬유(300)를 통해 전달되는 전류는 절연층(250)이 형성된 방향으로 전달되지 못해서 비발광 영역을 형성한다. 이에 반해서, 제 2 전극층(270)이 형성된 영역 중에서 절연층(250)이 형성되지 않은 발광 영역으로는 전류가 전달되기 때문에, 제 2 전극층(270)에서 절연층(250) 형성되지 않은 영역으로부터 유기 발광 섬유(200)의 중심 방향으로 빛을 발광하는 발광 영역을 형성하게 된다.
도 7은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 모식도를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 전도성 접촉 영역을 통해 유기 발광 섬유(200)에 접촉되는 전도성 섬유(300)가 상호 간에 접촉되거나 유기 발광 섬유(200)의 발광 영역을 침범하지 않도록 다수의 전도성 섬유(300) 사이에 가이드 섬유(400)가 추가적으로 배치될 수 있다.
가이드 섬유(400)는 전도성 섬유(300) 사이의 전기적 접촉을 차단하고, 전도성 섬유(300)의 배열을 일정하게 유지하는 역할을 하기 때문에, 전기적 절연성을 가지는 섬유로 이루어져서 전도성 섬유(300)와 나란하게 배치되는 것이 바람직하다.
이 때, 가이드 섬유(400)는 유기 발광 섬유(200)를 안정적으로 고정하는 동시에, 유기 발광 섬유(200)가 휘거나 물리적인 스트레스에 견딜 수 있도록 유기 발광 섬유(200)의 상부에 배치되는 것이 효과적이다.
또한, 가이드 섬유(400)에 의해 유기 발광 디스플레이 장치의 발광 영역이 축소되지 않도록, 유기 발광 섬유(200)의 발광 영역을 회피하도록 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 가이드 섬유(400)가 유기 발광 섬유(200)의 비발광 영역과 발광 영역 사이의 경계 부분에 배치됨으로써, 전도성 섬유(300)가 유기 발광 섬유(200)의 발광 영역을 침범하지 않도록 할 수 있다.
여기에서는 가이드 섬유(400)가 유기 발광 섬유(200)를 기준으로 전도성 섬유(300)의 반대편에 배치되는 경우를 도시하였지만, 전도성 섬유(300)와 동일한 평면에 배치될 수도 있을 것이다.
도 8은 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 평면도를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 유기 발광 섬유(200)를 통해 흐르는 전류는 발광층(240)에서 빛을 발광하지만, 전도성 섬유(300)가 접촉되는 전도성 접촉 영역의 하부에는 절연층(250)이 위치하기 때문에, 절연층(250)의 상부는 빛이 전달되지 않고, 절연층(250)이 형성되지 않은 발광 영역을 통해서는 빛이 방출된다.
여기에서는 절연층(250)이 위치하는 비발광 영역의 경계 부분이 가이드 섬유(400)를 배치함으로써, 전도성 섬유(300)가 발광 영역을 침범하지 못하고, 발광 영역을 정확하게 형성함으로써 선명하고 정확한 해상도를 유지할 수 있도록 한다.
도 9는 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치에서 유기 발광 섬유의 결합 관계를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 서브픽셀(SP)을 구성하는 유기 발광 다이오드(OLED)를 대신해서 유연성을 가지는 유기 발광 섬유(200)를 디스플레이 패널(110)에 구성할 수 있다.
예를 들어, 유기 발광 섬유(200)의 제 1 전극층(220)은 유기 발광 다이오드의 캐소드 전극에 대응되고, 유기 발광 섬유(200)의 제 2 전극층(270)은 유기 발광 다이오드의 애노드 전극에 대응되도록 배치할 수 있다.
이 경우, 유기 발광 섬유(200)의 제 2 전극층(270)에 위치하는 전도성 접촉 영역은 디스플레이 패널(110)에 배치되는 구동 트랜지스터(DT)의 드레인 전극에 연결되고, 제 1 전극층(220)이 저전위 전압라인에 연결되어 저전위 전압(VSS)이 인가될 것이다.
반대로, 제 1 전극층(220)이 애노드 전극으로서의 역할을 하는 경우에는 제 2 전극층(270)이 캐소드 전극의 역할을 하는 경우에는, 제 1 전극층(220)이 구동 트랜지스터(DT)의 드레인 전극에 연결되고, 제 2 전극층(270)이 저전위 전압라인에 연결될 것이다.
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: 유기 발광 디스플레이 장치
110: 디스플레이 패널
120: 타이밍 컨트롤러
130: 데이터 구동 회로
140: 게이트 구동 회로
200: 유기 발광 섬유
210: 코어 섬유
220: 제 1 전극층
230: 전자 활성층
240: 발광층
250: 절연층
260: 정공 활성층
270: 제 2 전극층
300: 전도성 섬유
400: 가이드 섬유
110: 디스플레이 패널
120: 타이밍 컨트롤러
130: 데이터 구동 회로
140: 게이트 구동 회로
200: 유기 발광 섬유
210: 코어 섬유
220: 제 1 전극층
230: 전자 활성층
240: 발광층
250: 절연층
260: 정공 활성층
270: 제 2 전극층
300: 전도성 섬유
400: 가이드 섬유
Claims (20)
- 길이 방향으로 연장된 코어 섬유,
상기 코어 섬유의 외측면을 따라 길이 방향으로 연장되는 제 1 전극층,
상기 제 1 전극층의 상부에서 길이 발향으로 연장되는 발광층,
상기 발광층의 상부 또는 하부에서, 다수 개의 분절된 형태를 갖는 절연층, 및
상기 절연층보다 넓은 영역에 걸쳐 상기 절연층을 덮고, 다수 개의 분절된 형태를 갖는 제 2 전극층을 포함하는 유기 발광 섬유;
상기 유기 발광 섬유와 교차하도록 배치되며, 상기 유기 발광 섬유의 비발광 영역 상부에 전기적으로 접촉되어 상기 유기 발광 섬유에 전류를 인가하는 다수의 전도성 섬유; 및
전기적 절연성을 가지며, 상기 다수의 전도성 섬유 사이에 배치되는 다수의 가이드 섬유를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 코어 섬유는 가요성 또는 강성 재질로 이루어진 유기 발광 디스플레이 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제 1 전극층 또는 상기 제 2 전극층은 하나 이상의 금속 또는 금속 산화물로 이루어진 유기 발광 디스플레이 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 발광층은 인광 또는 형광 염료가 첨가된 하나 이상의 유기 발광 물질로 이루어진 유기 발광 디스플레이 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 절연층은 황화아연(ZnS), 리튬 플루오라이드(LiF), 및 리튬 퀴놀레이트(LiQ) 중 하나 이상의 물질로 이루어진 유기 발광 디스플레이 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제 1 전극층과 상기 발광층 사이에, 전자의 주입 특성을 증가시키는 전자 주입층 및 전자의 전송 특성을 증가시키는 전자 전송층 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 발광층과 상기 제 2 전극층 사이에 정공의 주입 특성을 증가시키는 정공 주입층 및 정공의 전송 특성을 증가시키는 정공 전송층 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제 2 전극층은 상기 절연층과 중첩되는 외측 영역에, 전자 소자와 전기적으로 연결하기 위한 전도성 접촉 영역을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제 1 전극층이 캐소드 전극으로 동작하고, 상기 제 2 전극층이 애노드 전극으로 동작하거나, 또는
상기 제 1 전극층이 애노드 전극으로 동작하고, 상기 제 2 전극층이 캐소드 전극으로 동작하는 유기 발광 디스플레이 장치. - 길이 방향으로 연장된 코어 섬유를 형성하는 단계;
상기 코어 섬유의 외측면을 따라 길이 방향으로 연장되는 제 1 전극층을 형성하는 단계;
상기 제 1 전극층의 상부에 길이 발향으로 연장되는 발광층을 형성한 후 상기 발광층의 상부에 다수 개의 분절된 절연층을 형성하거나, 또는 상기 제 1 전극층의 상부에 다수 개의 분절된 절연층을 형성한 후 상기 절연층의 상부에 길이 방향으로 연장되는 발광층을 형성하는 단계; 및
상기 절연층에 접촉된 상부 또는 이격된 상부에서 상기 절연층보다 넓은 영역에 걸쳐 상기 절연층을 덮도록 다수 개의 분절된 제 2 전극층을 형성하는 단계를 통해 유기 발광 섬유를 구비하고,
상기 유기 발광 섬유의 비발광 영역 상부에 전기적으로 접촉되어 상기 유기 발광 섬유에 전류를 인가하는 다수의 전도성 섬유를 배치하는 단계와
상기 다수의 전도성 섬유 사이에 다수의 가이드 섬유를 배치하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 제 1 전극층 또는 제 2 전극층은 열증착법을 이용하여 형성하거나, 전도성 고분자를 딥 코팅 공정을 통해 형성하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 발광층은 열증착법을 이용하여 형성하거나, 딥 코팅 공정을 통해 형성하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 제 1 전극층 또는 상기 제 2 전극층은 전자 소자와 전기적으로 연결하기 위하여 일부 표면이 노출되도록 형성되는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 제 1 전극층과 상기 발광층 사이에, 전자의 주입 또는 전송 특성을 증가시키기 위하여, 전자 주입층 또는 전자 전송층을 형성하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 발광층과 상기 제 2 전극층 사이에 정공의 주입 또는 전송 특성을 증가시키기 위하여, 정공 주입층 또는 정공 전송층을 형성하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법. - 다수의 서브픽셀을 갖는 디스플레이 패널;
길이 방향으로 연장된 코어 섬유, 상기 코어 섬유의 외측면을 따라 길이 방향으로 연장되는 제 1 전극층, 상기 제 1 전극층의 상부에서 길이 발향으로 연장되는 발광층, 상기 발광층의 상부 또는 하부에서, 다수 개의 분절된 형태를 갖는 절연층, 및 상기 절연층보다 넓은 영역에 걸쳐 상기 절연층을 덮고, 다수 개의 분절된 형태를 갖는 제 2 전극층을 포함하고, 상기 서브픽셀의 배치에 따라 일정 간격으로 나란하게 배열된 다수의 유기 발광 섬유; 및
상기 유기 발광 섬유와 교차하도록 배치되며, 상기 유기 발광 섬유의 비발광 영역 상부에 전기적으로 접촉되어 상기 유기 발광 섬유에 전류를 인가하는 다수의 전도성 섬유를 포함하고,
상기 전도성 섬유는, 상기 유기 발광 섬유의 상기 제 2 전극층을 상기 디스플레이 패널에 배치되는 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 전기적으로 연결하는 제 1 연결부; 및
상기 유기 발광 섬유의 상기 제 1 전극층을 저전위 전압라인에 연결하는 제 2 연결부를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치. - 삭제
- 다수의 서브픽셀을 갖는 디스플레이 패널;
길이 방향으로 연장된 코어 섬유, 상기 코어 섬유의 외측면을 따라 길이 방향으로 연장되는 제 1 전극층, 상기 제 1 전극층의 상부에서 길이 발향으로 연장되는 발광층, 상기 발광층의 상부 또는 하부에서, 다수 개의 분절된 형태를 갖는 절연층, 및 상기 절연층보다 넓은 영역에 걸쳐 상기 절연층을 덮고, 다수 개의 분절된 형태를 갖는 제 2 전극층을 포함하고, 상기 서브픽셀의 배치에 따라 일정 간격으로 나란하게 배열된 다수의 유기 발광 섬유; 및
상기 유기 발광 섬유와 교차하도록 배치되며, 상기 유기 발광 섬유의 비발광 영역 상부에 전기적으로 접촉되어 상기 유기 발광 섬유에 전류를 인가하는 다수의 전도성 섬유를 포함하고,
상기 전도성 섬유는 상기 유기 발광 섬유의 상기 제 1 전극층을 상기 디스플레이 패널에 배치되는 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 전기적으로 연결하는 제 1 연결부; 및
상기 유기 발광 섬유의 상기 제 2 전극층을 저전위 전압라인에 연결하는 제 2 연결부를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치. - 제16 항에 있어서,
상기 유기 발광 섬유와 상기 전도성 섬유는 위와 아래로 상호 교차하도록 배치되는 유기 발광 디스플레이 장치. - 제16 항에 있어서,
전기적 절연성을 가지며, 상기 다수의 전도성 섬유 사이에 배치되는 다수의 가이드 섬유를 더 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치.
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