KR102293981B1 - 유기발광표시패널 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 유기발광표시패널 및 유기발광표시장치는, 제1전극 상에 위치하는 유기층 및 유기층 상에 위치하고, 그래핀(Graphene)이 적층된 다층박막을 포함할 수 있다. 여기서, 다층박막 중 상부의 둘 이상의 층 사이에는 층간 결합이 존재할 수 있다.
Description
본 발명은 유기발광표시패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
평판표시장치 분야에서, 지금까지는 가볍고 전력소모가 적은 액정표시장치가 널리 사용되어 왔으나, 액정표시장치는 스스로 빛을 생성하지 못하는 수광 소자(non-emissive device)여서, 휘도(brightness), 대조비(contrast ratio), 시야각(viewing angle) 및 대면적화 등에 단점이 있다.
이에 따라, 이러한 액정표시장치의 단점을 극복할 수 있는 새로운 평판표시장치의 개발이 활발하게 전개되고 있는데, 새로운 평판표시장치 중 하나인 유기발광표시장치는 스스로 빛을 생성하는 발광소자이므로, 액정표시장치에 비하여 휘도, 시야각 및 대조비 등이 우수하며, 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다.
유기발광표시장치의 유기발광표시패널은 각 화소영역의 박막트랜지스터에 연결된 유기발광소자로부터 출사되는 빛을 이용하여 영상을 표시하는데, 유기 발광소자는 양극(anode)과 음극(cathode) 사이에 유기물로 이루어진 유기발광층을 형성하고 전기장을 가함으로 빛을 내는 소자로서, 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 적고, 가볍고 연성(flexible) 기판 상부에도 제작이 가능한 특징을 갖는다.
유기발광표시장치는 상부발광(Top Emission, 또는 전면발광) 방식과 하부발광(Bottom Emission, 또는 배면발광) 방식으로 구분될 수 있는데, 상부발광 방식의 경우, 음극이 높은 광 투과율(Transmittance)과 높은 전기전도도(Electrical Conductivity) 특성을 갖는 것이 요구되는데, 투명한 물질을 사용하는 경우 면 저항값이 높아 전기전도도 특성이 저하되고, 전기전도도 특성을 향상시키기 위해 금속층을 추가하면 광 투과도가 저하되는 문제점이 있다.
유기발광표시장치의 내부 소자를 보호하는 보호층의 경우, 수분과 산소로부터 내부를 보호하는 기능을 수행하기 위해, 단일층을 사용하거나 박막화하게 되면, 투습 특성이 저하된다. 반면 다중층 구조를 채용하는 경우에는, 광 투과도가 감소하고, 공정이 복잡하고, 공정 수가 늘어나 제조 원가가 상승되는 문제점이 발생한다.
한편, 유기발광표시장치가 플렉서블(Flexible) 표시장치인 경우에는, 증착 공정으로 형성한 층들의 기계적 유연성(Flexibility)이 확보되기 힘든 문제점이 발생한다.
본 발명의 목적은, 광 투과도, 면 저항 및 전기전도도 특성이 우수하고, 기계적 유연성과 신뢰성이 뛰어나며, 공정 수가 저감되고, 공정 시간이 단축되는 유기발광표시패널, 유기발광표시패널의 제조방법 및 유기발광표시장치를 제공함에 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 유기발광표시패널은, 제1전극 상에 위치하는 유기층 및 유기층 상에 위치하고, 그래핀(Graphene)이 적층된 다층박막을 포함할 수 있다. 여기서, 다층박막 중 상부의 둘 이상의 층 사이에는 층간 결합이 존재한다.
다른 측면에서, 본 발명에 따른 유기발광표시패널의 제조방법은, 제1전극 상에 유기층을 형성하는 단계, 유기층 상에 그래핀으로 이루어진 다층박막을 형성하는 단계, 플라즈마 처리(Plasma Treatment)를 통해, 다층박막 중 상부의 둘 이상의 층 사이에 층간 결합을 형성하여, 층간 결합이 존재하지 않는 층을 제2전극으로 형성하고, 층간 결합이 존재하는 둘 이상의 층을 인캡슐레이션층(Encapsulation Layer)으로 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광표시장치, 유기발광표시패널 및 그 제조방법은, 광 투과도, 면 저항 및 전기전도도 특성이 우수하고, 기계적 유연성과 신뢰성이 뛰어나며, 공정 수가 저감되고, 공정 시간이 단축되는 효과가 있다.
도 1은 실시예들이 적용되는 유기발광표시장치에 관한 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 일반적인 유기발광표시패널의 개략적인 단면도이다.
도 3은 일실시예에 따른 유기발광표시패널의 개략적인 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 유기발광표시패널의 다층박막의 일예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 플라즈마 처리에 따른 다층박막의 구조 변화를 도시한 도면들이다.
도 6a 내지 도 6d는 또다른 실시예들에 따른 유기발광표시패널의 다층박막의 예들을 나타내는 개략적인 단면도들이다.
도 7a 내지 도 7f는 또다른 실시예에 따른 유기발광표시패널의 제조방법을 나타내는 도면들이다.
도 8a는 유기발광표시패널의 인캡슐레이션층에 층간 결합이 존재하지 않는 경우의 수분의 침투를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 8b는 실시예들에 따른 유기발광표시패널의 인캡슐레이션층에 층간 결합이 존재하는 경우의 수분의 경로를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 2는 일반적인 유기발광표시패널의 개략적인 단면도이다.
도 3은 일실시예에 따른 유기발광표시패널의 개략적인 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 유기발광표시패널의 다층박막의 일예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 플라즈마 처리에 따른 다층박막의 구조 변화를 도시한 도면들이다.
도 6a 내지 도 6d는 또다른 실시예들에 따른 유기발광표시패널의 다층박막의 예들을 나타내는 개략적인 단면도들이다.
도 7a 내지 도 7f는 또다른 실시예에 따른 유기발광표시패널의 제조방법을 나타내는 도면들이다.
도 8a는 유기발광표시패널의 인캡슐레이션층에 층간 결합이 존재하지 않는 경우의 수분의 침투를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 8b는 실시예들에 따른 유기발광표시패널의 인캡슐레이션층에 층간 결합이 존재하는 경우의 수분의 경로를 나타낸 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 같은 맥락에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "상"에 또는 "아래"에 형성된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접 또는 또 다른 구성 요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 실시예들이 적용되는 유기발광표시장치에 관한 개략적인 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 유기발광표시장치(100)는 m개의 데이터 라인(DL1, ... , DLm, m: 자연수) 및 n개의 게이트 라인(GL1, ... , GLn, n: 자연수)이 형성된 표시패널(140), m개의 데이터 라인(DL1, ... , DLm)을 구동하는 데이터 구동부(120), n개의 게이트 라인(GL1, ... , GLn)을 순차적으로 구동하는 게이트 구동부(130), 데이터 구동부(120) 및 게이트 구동부(130)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(110) 등을 포함한다.
우선, 타이밍 컨트롤러(110)는 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync)와 영상데이터(data), 클럭신호(CLK) 등의 외부 타이밍 신호에 기초하여 데이터 구동부(120)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(Data Control Signal, DCS)와 게이트 구동부(130)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(Gate Control Signal, GCS)를 출력한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(110)는 호스트 시스템으로부터 입력되는 영상데이터(data)를 데이터 구동부(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식으로 변환하고 변환된 영상데이터(data')를 데이터 구동부(120)로 공급할 수 있다.
데이터 구동부(120)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터 입력되는 데이터 제어신호(DCS) 및 변환된 영상데이터(data')에 응답하여, 영상데이터(data')를 계조 값에 대응하는 전압 값인 데이터신호(아날로그 화소신호 혹은 데이터 전압)로 변환하여 데이터라인(D1~Dm)에 공급한다.
한편, 게이트 구동부(130)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터 입력되는 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 게이트라인(G1~Gn)에 스캔신호(게이트 펄스 또는 스캔펄스, 게이트 온신호)를 순차적으로 공급한다.
게이트 구동부(130)는, 구동 방식에 따라서, 도 1에서와 같이 표시패널(140)의 한 측에만 위치할 수도 있고, 2개로 나누어져 표시패널(140)의 양측에 위치할 수도 있다.
한편 유기발광표시패널(140) 상의 각 화소(P)는, 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)에 의해 정의된 영역에 형성되어 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
유기발광표시장치(100)는, 애노드(Anode)전극(미도시)인 제1전극(미도시), 제1전극(미도시) 상에 위치하는 유기층(미도시) 및 유기층(미도시) 상에 위치하고, 그래핀(Graphene)이 적층된 다층박막(미도시)이 포함된다. 여기서, 다층박막(미도시) 중 상부의 둘 이상의 층 사이에는 층간 결합(미도시)이 존재하고, 이러한 층간 결합(미도시)은 인접한 두 층 각각의 탄소 원자 간의 sp3 결합구조(미도시)이다. 본 명세서에서, sp3 결합구조(미도시)는 다이아몬드 라이크(Diamond-like) 결합구조(미도시)와 같은 의미로 사용될 수 있다.
유기발광표시장치(100)에서, 층간 결합(미도시)이 존재하는 둘 이상의 층은 인캡슐레이션층(Encapsulation Layer, 미도시)이고, 층간 결합(미도시)이 존재하지 않는 층은, 캐소드(Cathode)전극(미도시)이자 제2전극(미도시)인 공통전극(미도시)일 수 있다.
이하에서, 제1전극, 애노드전극 및 양극은 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한 제2전극, 공통전극, 캐소드전극 및 음극은 동일한 의미로 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100)는, 그래핀으로 이루어진 다층박막에 플라즈마 처리를 통해 형성된 층간 결합을 포함한다. 층간 결합이 존재하는 층들은 유기층 및 소자를 보호하는 인캡슐레이션층으로 기능하고, 층간 결합이 미형성된 층들은 제2전극으로 기능하게 된다. 이에 따라 기존의 상부 기판이 생략되어 두께가 얇아지고, 공정이 단순화되며, 투습률, 전기전도도, 광 투과율 등의 특성이 크게 개선되고, 그래핀의 물성에 따라 기계적 유연성이 확보되는 효과가 발생한다.
이하 도면들을 참고하여, 실시예들을 구체적으로 설명한다.
도 2는 일반적인 유기발광표시패널의 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 일반적인 유기발광표시패널(140)은, 기판(202)과, 기판(202) 상에 위치하고, 게이트전극(204), 게이트절연막(206), 반도체층(208) 및 소스전극/드레인전극(210)을 포함하는 트랜지스터와, 트랜지스터 상에 위치하는 평탄화층(212)을 포함한다. 또한 일반적인 유기발광표시패널(140)은 평탄화층(212) 상에 위치하고, 컨택홀을 통해 소스전극/드레인전극(210)과 연결되는 제1전극(220)과, 제1전극(220)과 가장자리가 중첩되어 제1전극(220)의 일부를 노출시키는 뱅크(222)와, 노출된 제1전극(220) 상에 위치하는 유기층(224)과, 유기층(224) 및 뱅크(222)를 덮도록 전면에 형성되는 제2전극(또는 공통전극, 230)을 포함한다. 또한 일반적인 유기발광표시패널(140)은, 유기층(224)을 비롯한 유기발광표시패널(140)의 내부 소자들을 보호하기 위한 패시베이션층(260)과, 패시베이션층(260)과 접착층(262)으로 접착된 인캡슐레이션층(264)을 포함한다.
유기발광표시패널(140)의 상부발광(Top Emission) 방식인 경우, 제2전극(230)은 높은 광 투과율을 가져야 하지만, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 금속 산화물은 충분한 전기전도도를 구현하지 못하는 문제점을 갖는다. 이에 따라 제2전극(230)을 투명한 금속 산화물층과 전기전도도를 확보하기 위한 금속층으로 형성하게 된다. 이때 전기전도도를 확보하기 위한 금속은 MgAg 등의 금속 또는 금속의 합금이고, 이러한 금속층으로 인해 광투과율이 낮아지는 문제점이 발생한다.
또한 일반적인 유기발광표시패널(140)은 제2전극(230) 상에 순차적으로 적층된 패시베이션층(260), 접착층(262), 인캡슐레이션층(264)을 포함한다. 이는 모두 유기층(224)을 수분과 산소로부터 보호하기 위한 보호층으로서, 패시베이션층(260)의 경우, 유기막 또는 무기막을 포함하는 다중층 구조를 가질 수 있다. 이러한 경우, 공정 수가 많아지고, 증착 공정 등에 의해 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.
한편, 유기발광표시패널(140)이 플렉서블(Flexible) 유기발광표시패널(140)인 경우에는, 패시베이션층(260), 접착층(262) 및 인캡슐레이션층(264) 등이 무기물질로 이루어지고, 이에 따라 기계적 유연성(Flexibility)이 부족하여, 제품 신뢰성이 저하되고, 크랙이 발생하여 화질에 불량이 발생하는 문제점을 갖는다. 또한, 유연성을 위해 단일층 또는 적은 수의 층으로 보호층을 형성하게 되면, 투습률 특성이 저하되어, 산소나 수분의 침투를 방지할 수 없는 문제가 있다.
본 명세서의 실시예들은, 유기층(224) 상에 위치하는 다층박막 구조를 통해, 전술한 문제점을 해결하는 구조를 갖는다. 이하 실시예들을 상세히 설명한다.
도 3은 일실시예에 따른 유기발광표시패널의 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 유기발광표시패널(140)은, 유기발광표시패널(140)은, 기판(302)과, 기판(302) 상에 위치하고, 게이트전극(304), 게이트절연막(306), 반도체층(308) 및 소스전극/드레인전극(310)을 포함하는 트랜지스터와, 트랜지스터 상에 위치하는 평탄화층(312)을 포함한다. 또한 유기발광표시패널(140)은 평탄화층(312) 상에 위치하고, 컨택홀을 통해 소스전극/드레인전극(310)과 연결되는 제1전극(320)과, 제1전극(320)과 가장자리가 중첩되어 제1전극(220)의 일부를 노출시키는 뱅크(222)를 포함한다.
일실시예에 따른 유기발광표시패널(140)은, 제1전극(320) 상에 위치하는 유기층(324) 및 유기층(324) 상에 위치하고, 그래핀(Graphene)이 적층된 다층박막(330)을 포함하되, 다층박막(330) 중 상부의 둘 이상의 층 사이에는 층간 결합(350)이 존재한다.
여기서 층간 결합(350)은, 인접한 두 층 각각의 탄소 원자 간의 sp3 결합구조이다. sp3 결합구조는 탄소 원자를 중심으로 탄소 원자에 연결된 원자가 4개인 구조를 의미한다. 다시 말해서, 탄소 원자의 배위수가 4인 경우의 결합구조이다. 다이아몬드의 경우, 평면 형태의 흑연(Graphite)와 달리 sp3 결합구조를 갖기 때문에, sp3 결합구조는 다이아몬드 라이크 결합구조를 의미한다.
우선, 기판(302)은, 글래스(Glass) 기판뿐만 아니라, PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등의 플라스틱 기판 등일 수 있다.
이러한 기판(302) 상에는 불순원소의 침투를 차단하기 위한 버퍼층(buffering layer)이 구비될 수 있다. 버퍼층은 예를 들어 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx)의 단일층 또는 다수층으로 형성될 수 있다.
게이트전극(304)은 게이트신호를 트랜지스터에 전달하는 기능을 수행하고, Al, Pt, Pd, Ag, Mg, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, Mo, Ti, W, Cu 중 적어도 하나 이상의 금속 또는 합금으로, 단일층 또는 다수층으로 형성될 수 있다. 또한 반도체층(308)과 전기적으로 연결되는 소스전극/드레인전극(310)은, 크롬(Cr) 또는 탄탈륨(Ta) 등과 같은 고융점 금속으로 형성될 수 있다.
한편, 반도체층(308)은, 금속 산화물, 예를 들어 IGZO(Indium Galium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide) 중 어느 하나일 수 있으나 이에 제한되지 않고, 비정질 실리콘(a-Si)이나 다결정 실리콘(Polysilicon)으로 이루어질 수 있다.
게이트절연막(306)은, SiOx, SiNx 등의 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
게이트전극(304), 반도체층(308), 소스전극/드레인전극(310) 등을 포함하는 트랜지스터는, 일예로서, 바텀 게이트(Bottom gate) 방식으로 도시되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 탑 게이트(Top gate) 방식에 의할 수 있다.
한편, 평탄화층(312)은 기계적 강도, 내투습성, 성막 용이성, 생산성 등을 고려하여, 소수성의 성질을 갖는 유기막 또는 무기막으로서, 예를 들어, 폴리스티렌(Polystyrene), 실록세인계 수지(Siloxane Series Resin), 아크릴 수지(Acrylic Resin)SiON, 질화실리콘(SiNx), 산화실리콘(SiOx), 산화알루미늄(AlOx) 중 어느 하나로 형성된다.
이러한 평탄화층(312) 상에 형성된 제1전극(320)은, 애노드 전극(Anode, 양극)의 역할을 하도록 일함수 값이 비교적 크고, 투명한 도전성 물질, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 금속 산화물, ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 혼합물, 탄소나노튜브, 그래핀 및 은나노와이어 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한 상부발광 방식(Top Emission)일 경우, 반사효율 향상을 위해 제1전극(320)의 상/하부에 반사효율이 우수한 금속물질, 예를 들면, 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)으로써 반사판이 보조전극으로 더 형성될 수 있다.
본 명세서에서 상부발광 방식이라 함은, 유기층(324)에서 발광되는 광 다층박막(330) 방향으로 방출되는 것을 의미하고, 하부발광 방식이라 함은, 상부발광 방식과 반대 방향으로 광이 방출되는 것을 의미한다.
뱅크(322)는 발광영역을 정의하고, 소수성을 갖는 유기물질, 예를 들면, 폴리스티렌(Polystylene), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 벤조사이클로부텐계 수지(benzocyclobuteneseries resin), 실록세인계 수지(siloxane series resin) 및 실란 수지(silane), 아크릴 수지(Acrylic Resin) 등으로 이루어질 수 있다.
유기층(324)은, 다중층으로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 픽셀전극(220) 상부로부터 순차적으로, 정공주입층(Hole Injection Layer), 정공수송층(Hole Transport Layer), 발광층(Emitting Layer), 전자수송층(Electron Transport Layer) 및 전자주입층(Electron Injection Layer)의 5중층 구조로 형성되거나, 또는 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층의 4중층 구조, 정공수송층, 발광층, 전자수송층의 3중층 구조로 형성될 수 있다.
한편, 일실시예에 따른 유기발광표시패널(140)의 다층박막(330), 전술한 층간 결합(350)이 존재하는 둘 이상의 층은 인캡슐레이션층(Encapsulation Layer)이고, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층은 제2전극(또는 공통전극)이다.
다시 말해서, 다층박막(330)은, 하나의 구조체로서, 내부 소자를 보호하는 기능과 제2전극으로서의 기능을 동시에 수행한다.
다층박막(330)의 각 층은, 그래핀으로 이루어지고, 그래핀은 탄소 원자로 만들어진 2차원 물질로서 벌집 모양의 구조를 가지고 있다.
다층박막(330)은, 화학적 기상증착(Chemical Vapor Deposition) 방식에 의해 급속 촉매 상에서 형성될 수 있다. 다만, 다층박막(330)은 이에 제한되지 않고, 그래핀을 과망간산칼륨(KMnO4)와 같은 강력한 산화제로 산화시켜 산화 그래핀(Graphene Oxide, GO)을 형성한 후, 히드라진(NH2NH2)과 같은 환원제로 환원시킨 환원 그래핀(reduced Graphene Oxide, rGO)으로 이루어질 수도 있다.
그래핀은 2차원적으로 공액결합된 sp2 하이브리드 탄소로 이루어져 있기 때문에, 우수한 기계적 성질, 내화학성, 내열성, 기계적 유연성 및 높은 전하이동도와 전하저장용량을 동시에 지니고 있다.
이에 따라 다층박막(330) 중 제2전극에 해당하는 부분의 경우, 일반적인 유기발광표시패널(140)에 비해 높은 광 투과율과 전기전도도, 낮은 면 저항, 우수한 유연성(Flexibility)을 갖는 효과가 있다.
반면, 다층박막(330) 중 인캡슐레이션층에 해당하는 부분의 경우, 플라즈마 처리(Plasma Treatment)에 의해 절연체로서의 특성을 갖고, 전기전도도가 낮으며, 투습율 특성이 우수한 효과를 갖는다. 여기서 플라즈마는, 예를 들어 수소 플라즈마일 수 있다.
또한 전술한 두가지 구조의 기능을 하나의 구조로 구현하기 때문에, 공정 시간이 단축되고, 공정 수가 저감되어, 제조 원가가 저감되는 효과를 발생시킨다.
이러한 특성들은, 플라즈마 처리에 의해 생성된 층간 결합(350)에 기인한 것이다. 층간 결합(350)은 다층박막(330) 중의 상부에 위치하는 둘 이상의 층 사이에 형성될 수 있다.
다층박막(330)과 층간 결합(350)에 대해서는, 도 4와 관련하여 상세하게 설명한다.
도 4는 다른 실시예에 따른 유기발광표시패널의 다층박막의 일예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 유기층(324) 상에는 위치하고, 그래핀이 적층된 다층박막(330)이 위치한다. 이러한 다층박막(330)에서, 상부의 둘 이상의 층 사이에는 층간 결합(350)이 존재한다.
층간 결합(350)은, 인접한 두 층 각각의 탄소 원자 간의 sp3 결합구조 또는 다이아몬드 라이크 결합구조를 의미한다. 층간 결합(350)이 존재하는 층의 탄소 원자들은 국부적으로 또는 전체적으로, 주위의 4개의 원자와 결합된 구조를 갖는다.
플라즈마 처리가 이루어지지 않은 그래핀의 경우, 배위수 3을 갖고, 각각 주위의 탄소와 시그마(σ) 결합을 이루고 있다. 또한 시그마 결합에 참여하지 않은 전자들 간에는 파이(π) 결합(공액 결합구조)가 형성되어 있다.
이러한 그래핀으로 이루어진 다층박막(330)에 수소 플라즈마 처리가 수행되면, 플라즈마가 접촉되는 다층박막(330) 중의 상부 층들에서, 파이 결합으로 이루어진 sp2 네트워크가 깨지면서 탄소 원자 간의 시그마 결합이 생성될 수 있다. 이러한 변화는 층마다 국부적으로 일어날 수도 있고, 전체적으로 일어날 수도 있다.
이러한 변화에 따라, 층간 결합(350)이 존재하는 둘 이상의 층은 인캡슐레이션층(Encapsulation Layer, 334)이 되고, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층은 제2전극(332)으로 기능하게 된다.
인접한 층 각각의 탄소 원자 간의 sp3 결합구조가 생성되면, 인접한 층 간의 거리가 가까워지고, 전기전도도, 면 저항, 투습율 등의 변화가 발생한다.
구체적으로, 층간 결합(350)이 존재하는 둘 이상의 층(334) 간의 간격(d2)은, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층(332) 간의 간격(d1)보다 작을 수 있다. 이는 인접한 층 각각의 탄소 원자 간에 형성된 sp3 결합구조에 의해, 인접한 층 간의 상대적으로 강한 결합력에 기인한 것이다.
다시 말해서, 층간 결합(350)이 존재하는 둘 이상의 층(334)은 공유 결합(Covalent Bond)에 의해 결합되고, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층(332)은 반데르 발스(Van der Waales Bond) 인력에 의해 상호 작용하고 있기 때문에, 층 간의 간격(d1, d2)이 달라질 수 있다. 구체적으로, 층간 결합(350)이 존재하는 둘 이상의 층(334)은 원자 간의 공유 결합인 시그마 결합에 의해 결합되고, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층(332)의 경우, 직접적인 결합이 이루어지지 않고 순간적인 유도 전하 발생에 의한 정전기적 힘인 반데르 발스 인력에 의해 간격(d1)이 유지된다.
한편, 층간 결합(350)이 존재하는 둘 이상의 층(334)의 면 저항(Sheet Resistance)은, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층(332)의 면 저항보다 크다. 수소 플라즈마 처리에 따라 층간 결합(350)이 형성된 상부층들은 절연체의 물성을 갖는다.
반면, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층들(332)은, 그래핀의 물성에 따라 높은 전기 전도도와, 낮은 면 저항을 갖는다. 예를 들어, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층들(332)의 면 저항은 1Ω/□ 보다 작을 수 있고, 이에 따라 우수한 전기 전도도의 특성을 가질 수 있다.
다시 말하면, 층간 결합(350)이 존재하는 둘 이상의 층(334)의 전기 전도도는, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층(332)의 전기 전도도보다 작다.
층간 결합(350)이 존재하지 않는 층(332)의 개수가 많아질수록, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층(332)의 두께가 두꺼워지고, 면 저항이 낮아지며, 전기 전도도가 높아지는 것을 의미한다. 따라서 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층(332)의 두께가 두꺼울수록, 유기발광표시패널(140)에 동일하게 인가된 구동 전압에 대응되는 유기발광표시패널(140)의 휘도 값이 커지게 된다. 다시 말해서, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층(332)의 경우, 두께가 두꺼워질수록, 면 저항 값이 낮아지고, 이에 따라 동일한 구동 전압 하에서의 제1전극(320)에서 제2전극(330)으로 흐르는 전류의 양이 많아지게 되며, 유기발광표시패널(140)의 휘도가 높아지게 된다.
한편, 층간 결합(350)이 존재하는 둘 이상의 층(334)의 투습율은, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층(332)의 투습율보다 작을 수 있다. 이는 층간 결합(350) 자체에 의해, 또는 층간 결합(350)에 의해 층간의 간격(거리)이 작아지면서, 외부의 수분 또는 산소가 침투할 수 없게 되기 때문이다. 따라서 인캡슐레이션층(334)의 투습율은, 예를 들어, 10-4 g/㎡·day 이하일 수 있다. 투습율과 관련해서는, 도 8a 및 도 8b와 관련된 부분에서 상세히 설명한다.
정리하면, 층간 결합(350)이 형성된 층들(334)은 면 저항이 크고, 전기전도도가 작은 특성을 가짐으로써, 인캡슐레이션층(334)으로 기능하고, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층들(332)은 면 저항이 작고, 전기 전도도가 높은 특성을 가짐으로써, 제2전극(332)으로 기능한다.
다른 실시예에 따른 유기발광표시패널(140)은, 일반적인 패널에 비해 공정 수가 저감되고, 공정 시간이 단축되어, 제조 원가가 절감되는 효과를 갖는다.
전술한 바와 같이 일반적인 유기발광표시패널(140)의 경우, 유기층(324) 상에 제2전극(332)이 위치하고, 제2전극(332) 상에는, 유기층(324)을 외부의 수분이나 산소로부터 보호하기 위한 패시베이션층(260), 접착층(262), 인캡슐레이션층(264) 등이 위치한다. 이에 따라 공정 수가 증가하고, 증착 등의 공정에 의해 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다.
반면, 본 명세서의 유기발광표시패널(140)은, 패널(140) 외부에서 형성하여 전사된 다층박막(330)에 수소 플라즈마 처리를 수행하여 제2전극(332)과 인캡슐레이션층(334)을 동시에 형성하기 때문에, 공정 수가 최소화되고, 공정 시간이 단축되는 효과가 발생한다.
또한 다층박막(330)에서 한 층의 두께는, 예를 들어, 3Å 정도로서, 100개의 층을 형성한다 하더라도 300Å에 지나지 않아, 매우 얇은 두께로 구현될 수 있다. 이에 따라 유기층(324)에서 생성된 광에 대한 투과율이 우수한 효과를 갖는다.
또한 층의 개수를 조절하거나, 플라즈마 처리 시간 또는 진동수 등을 조절함으로써 투과율을 조절할 수 있고, 나아가 제품의 설계 값에 따라 제2전극(332)과 인캡슐레이션층(334)의 두께를 각각 변화시킬 수 있는 이점이 있다. 예를 들어 유기발광표시장치(100)가 상부발광 방식인 경우에는 높은 광 투과율이 요구되는데, 이 경우, 층의 개수를 작게 하여, 높은 광 투과율을 구현할 수 있다. 또한 유기발광표시장치(100)는 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층(332)의 두께를 두껍게 하여, 높은 휘도를 구현하거나, 층간 결합(350)이 존재하는 층(334)의 두께를 두껍게 하여, 우수한 투습율 특성을 구현할 수 있다.
뿐만 아니라, 그래핀으로 이루어진 다층박막(330)의 경우, 그래핀의 특성으로 인해서, 기계적 유연성이 매우 우수하기 때문에, 플렉서블 디스플레이 분야에서 장점을 갖는다.
도 5a 및 도 5b는 플라즈마 처리에 따른 다층박막의 구조 변화를 도시한 도면들이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 층간 결합(350)이 형성되지 않은 다층박막(330)에 플라즈마 처리를 수행했을 경우, 구조의 변화를 볼 수 있다.
플라즈마 처리가 이루어지기 이전에는, 그래핀을 이루는 탄소 원자들은 sp2 공액 결합구조를 갖는다. 다층박막(330)의 각 층들은 순간적인 유도 전하에 의해 발생하는 인력인 반데르 발스의 힘과 파이 결합들 간의 스택킹(Stacking) 의해 결합되어 있다.
반면, 플라즈마 처리가 이루어진 후에는, 국부적으로 또는 전체적으로, 다층박막(330) 중의 상부의 층들 간에는 층간 결합(350)이 형성될 수 있다. 여기서 층간 결합(350)은 sp3 결합구조(또는 다이아몬드 라이크 결합구조)이다. 이러한 결합구조는 공유 결합에 해당하고, 공유 결합은 원자 간의 직접적인 결합구조이며, 반데르 발스 인력에 비해 상대적으로 강한 힘에 의한다.
따라서, 플라즈마 처리에 의해 형성된 층간 결합(350)이 존재하는 층(334)인 인캡슐레이션층(334)의 층 간의 간격(d2)은 제2전극(332)의 층 간의 간격(d1)에 비해 작게 형성된다.
도 6a 내지 도 6d는 또다른 실시예들에 따른 유기발광표시패널의 다층박막의 예들을 나타내는 개략적인 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6d를 참조하면, 다층박막(330)은 층간 결합(350)를 갖는 인캡슐레이션층(334)과 층간 결합(350)이 형성되지 않은 제2전극(332)을 포함한다.
다층박막(330) 전체 두께(t0)는, 제품의 설계 값에 따라 달라질 수 있다. 다시 말해서, 다층박막(330)의 층의 개수는, 광 투과도, 면 저항, 휘도, 전기 전도도 및 투습율 중 적어도 하나에 대한 설계 값에 따라 상이해질 수 있고, 이에 따라 전체 두께(t0)가 결정된다.
인캡슐레이션층(334)의 경우, 두 층 이상으로 이루어질 수 있고, 제2전극(332)의 층들 간의 간격(d1)에 비해, 간격(d2)이 좁게 형성되며, 인접한 층 각각에 층간 결합(350)이 존재한다.
인캡슐레이션층(334)의 두께(t2)는 설계 값에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 설명하면, 높은 투습율 특성을 구현하기 위해서는 두께(t2)를 두껍게 하고, 높은 광 투과율이 요구되는 경우에는 두께(t2)를 얇게 한다. 이는 층의 개수 조절을 통해서 구현될 수 있다.
제2전극(332)의 경우에도 마찬가지로, 두 층 이상으로 이루어질 수 있고, 인캡슐레이션층(334)의 층 간 간격(d2)에 비해 넓을 간격으로 형성된다.
제2전극(332)의 두께(t1)는, 예를 들어, 낮은 면 저항과 높은 전기 전도도가 요구되는 경우에는, 두껍게 형성되고, 높은 광 투과율이 요구되는 경우에는 얇게 형성될 수 있다.
도 6c 및 도 6d에 도시된 바와 같이, 다층박막(330) 구조에서, 인캡슐레이션층(334)과 제2전극(332)의 두께(t1, t2)는 상대적으로 상이해질 수 있다. 구체적으로, 도 6c에서는 인캡슐레이션층(334)은 네 개의 층으로 이루어지고, 제2전극(332)은 두 개의 층으로 이루어진다(t2>t1). 또한 도 6d의 경우, 인캡슐레이션층(334)은 두 층으로 이루어지고, 제2전극(332)은 네 층으로 이루어진다(t2<t1). 이는, 전술한 바와 같이, 요구되는 특성에 따른 설계 값에 따라 상이해질 수 있다.
이상에서는 다층박막(330)을 포함하는 유기발광표시패널(140) 또는 유기발광표시장치(100)의 구조에 대해 설명하였다. 이하에서는 다층박막(330)을 포함하는 유기발광표시패널(140)의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
도 7a 내지 도 7f는 또다른 실시예에 따른 유기발광표시패널의 제조방법을 나타내는 도면들이다. 이하에서, 도 1 내지 도 6d에서 설명된 내용과 중복된 내용에 대해서는 기재를 생략한다.
도 7a 내지 도 7f를 참조하면, 유기발광표시패널(140)의 제조방법은, 제1전극(320) 상에 유기층(324)을 형성하는 단계, 유기층(324) 상에 그래핀으로 이루어진 다층박막(330)을 형성하는 단계, 플라즈마 처리(Plasma Treatment)를 통해, 다층박막(330) 중 상부의 둘 이상의 층 사이에 층간 결합(350)를 형성하여, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 층을 제2전극(또는 공통전극, 332)으로 형성하고, 층간 결합(350)이 존재하는 둘 이상의 층을 인캡슐레이션층(Encapsulation Layer, 334)으로 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 층간 결합(350)은, 인접한 두 층 각각의 탄소 원자 간의 sp3 결합구조 또는 다이아몬드 라이크 결합구조일 수 있다.
구체적으로, 도 7a에 도시된 바와 같이, 유기발광표시패널(140)의 기판(302), 트랜지스터, 게이트절연막(306), 평탄화층(312), 제1전극(320)을 형성한 후, 제1전극(320), 뱅크(322) 및 유기층(324)을 형성하는 단계가 수행된다.
게이트전극(304), 게이트절연막(306), 반도체층(308) 및 소스전극/드레인전극(310)을 포함하는 트랜지스터는, 물리적 기상증착(Physical Vapor Deposition) 또는 화학적 기상증착(Chemical Vapor Deposition) 등의 증착 공정을 통해 증착되고, 식각(Etching) 공정을 통해 패터닝(Patterning)된다.
트랜지스터 상에는 증착 공정을 통해 컨택홀이 위치하는 평탄화층(312)이 형성되고, 평탄화층(312) 상에는 컨택홀을 통해 소스전극/드레인전극(310)과 연결되는 제1전극(320)이 증착 후 패터닝된다.
한편, 제1전극(320)의 가장자리를 따라 뱅크(322)가 형성된다. 뱅크(322)는 증착 및 에칭 공정에 의해 무기물질로 형성되거나, 용액 공정에 의해 유기물질로 형성될 수 있다.
뱅크(322)에 의해 노출된 제1전극(320) 상에는 유기층(324)이 형성된다. 유기층(324)은 다수개의 층으로 이루어질 수 있다. 또한 유기층(324)은 물리적 기상증착 또는 화학적 기상증착 방식에 의해 증착되거나, 잉크젯 프린팅(Inkjet Printing)과 같은 용액 공정에 의해 형성될 수 있다. 여기서, 용액 공정에 의하는 경우에는, 다수개의 층 중 일부 층만 용액 공정으로 형성될 수 있다.
한편, 제1전극(320) 상에는 다층박막(330)이 형성될 수 있다. 다층박막(330)의 제조방법의 일예가 도 7b 내지 도 7d에 도시되어 있다.
도 7b 내지 도 7d에 도시된 다층박막(330)의 제조방법은 화학적 기상증착 방식에 의해 형성하는 방법을 예를 들어 설명한 것이고, 본 명세서의 유기발광표시패널(140)의 제조방법은 이에 제한되지 않는다.
다층박막(330)을 형성하는 단계는, 그래핀을 촉매 금속층(704) 상에 다중층으로 성장시킨 후, 유기발광표시패널(140)의 유기층(324) 상에 전사(Tranfer)하여 다층박막(330)을 형성하는 단계이다.
구체적으로, 베이스 기판(702) 상에 촉매 금속층(704)을 형성한다. 여기서 촉매 금속층(704)은, 예를 들어, 탄소에 대한 용해도가 작은 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
다음으로, 촉매 금속층(704) 상에 화학적 기상증착 공정에 의해 그래핀을 성장시킨다. 전사되기 전의 다층박막(330')은 수차례에 걸쳐 증착되어 다중층으로 형성되고, 다층박막(330') 상에는 유기층(324)과의 접착을 위한 투명 접착 필름이 위치할 수 있다.
이후, 촉매 금속층(704)을 선택적으로 식각할 수 있는 식각 용액(Etchant)으로 식각하여, 촉매 금속층(704)을 제거하고, 남아 있는 다층박막(330')을 유기층(324) 상에 전사하여 도 7e에 도시된 다층박막(330)을 형성하는 단계가 수행된다.
화학적 기상증착 방식에 의해 형성된 다층박막(330)의 제조공정은, 예를 들어 설명된 것이고, 실시예들에 따른 유기발광표시패널(140)의 다층박막(330)은, 이외에도, 다양한 방식으로 형성될 수 있음에 유의하여야 한다.
예를 들어, 다층박막(330)은, 그래핀을 과망간산칼륨(KMnO4)와 같은 강력한 산화제로 산화시켜 산화 그래핀(Graphene Oxide, GO)을 형성한 후, 히드라진(NH2NH2)과 같은 환원제로 환원시킨 환원 그래핀(reduced Graphene Oxide, rGO)으로 이루어질 수도 있다.
한편, 다층박막(330)의 형성단계는 투과도, 면 저항, 전기 전도도 및 투습율 중 적어도 하나에 대한 설계 값에 따라 층 수를 조절하여 다층박막(330)을 형성하는 단계일 수 있다.
예를 들면, 다층박막(330)의 층 수를 많게 하여 다층박막(330)의 두께(t0)를 두껍게 형성하고, 층간 결합(350)이 형성된 인캡슐레이션층(334)의 두께(t2) 또한 두껍게 형성하는 경우, 인캡슐레이션층(334)의 광 투과도는 낮아지고, 면 저항은 증가하며, 전기 전도도는 낮아지고, 투습율 또한 낮아진다(투습율 특성이 우수해진다).
반면, 다층박막(330)의 층 수를 적게 형성하여 다층박막(330)의 두께(t0)를 얇게 형성하고, 층간 결합(350)이 없는 제2전극(332)의 두께(t1) 또한 얇게 형성하는 경우, 제2전극(332)의 광 투과도는 높아지고, 면 저항이 감소하며, 전기 전도도가 높아지고, 투습율은 높아지게 된다.
이어서, 플라즈마 처리(Plasma Treatment)를 통해 층간 결합(350)를 형성하여, 제2전극(332) 및 인캡슐레이션층(334)을 형성하는 단계가 수행된다.
도 7e에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리가 수행되기 전의 다층박막(330')은, 층과 층 사이에 층간 결합(350)이 형성되어 있지 않다. 이 때의 층 간에는 상대적으로 약한 결합에 의해 결합되어 있기 때문에, 층 간의 간격(d1)이 상대적으로 넓게 형성된다.
반면, 도 7f에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리가 수행되면, 층간 결합(350)이 존재하는 다층박막(330)이 형성된다. 여기서 플라즈마는 수소 플라즈마일 수 있다.
플라즈마 처리 단계는, 예를 들어, 진공 펌프(Vacuum Pump)에 의해 진공 상태인 챔버(Chamber) 내부에 패널(140)을 위치시키고, 1mbar의 압력에서 20W의 파워(Power) 조건 하에서, 다층박막(330)이 고주파 생산기(High Frequency Generator)를 통해 생성된 수소 플라즈마에 노출되면서 수행될 수 있다.
이때, 플라즈마 처리시간이나, 압력, 온도, 플라즈마의 진동수 등은 가변적이다. 예를 들어, 제2전극(332) 및 인캡슐레이션층(334) 형성 단계에서, 압력, 온도, 시간 및 플라즈마의 진동수 중 적어도 하나를 조절하여 제2전극(332)의 두께(t1) 및 인캡슐레이션층(334)의 두께(t2)를 결정할 수 있다.
구체적으로, 플라즈마 처리시간을 길게 하거나, 압력을 크게 하거나, 온도를 높게 하거나, 플라즈마의 진동수를 크게 할수록, 인캡슐레이션층(334)의 두께(t2)가 두꺼워진다. 이에 따라, 인캡슐레이션층(334)의 투습율 특성이 향상되고, 광 투과도는 낮아지며, 전기 전도도가 낮아지고, 면 저항이 높아지는 효과가 발생한다.
한편, 플라즈마 처리시간을 짧게 하거나, 압력을 낮게 하거나, 온도를 낮게 하거나, 플라즈마의 진동수를 작게 할수록, 인캡슐레이션층(334)의 두께(t2)가 상대적으로 얇아지고, 제2전극(332)의 두께(t1)가 상대적으로 두꺼워진다. 이에 따라, 제2전극(332)의 면 저항이 낮아지고, 전기 전도도 특성이 향상된다.
이와 같은 조절 과정을 통해, 제2전극(332) 및 인캡슐레이션층(334)이 형성되어, 유기발광표시패널(140)이 완성된다.
도 8a는 유기발광표시패널의 다층박막에 층간 결합(350)이 존재하지 않는 경우의 수분의 침투를 나타낸 개략적인 단면도이고, 도 8b는 유기발광표시패널의 다층박막에 층간 결합(350)이 존재하는 경우의 수분의 경로를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 유기발광표시패널(140)의 다층박막(330)은, 형성 과정에서 결함(Defect)들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 7b 내지 도 7d에서 설명한 바와 같이, 다층박막(330)이 화학적 기상증착 공정에 의해 형성되는 경우, 다층박막(330)은 촉매 금속층(704) 상에 증착될 수 있는데, 이 때 촉매 금속층(704)은 결정 패턴이 상이한 영역들로 이루어진다. 따라서 촉매 금속층(704) 상에 증착된 그래핀 또한 다수의 도메인(Domain)을 포함하게 된다. 여기서 도메인은 다결정성을 지닌 그래핀의 결정면의 영역을 의미한다. 이러한 도메인으로 인해, 다층박막(330)의 각 층은 다수의 결함을 포함할 수 있다.
또한, 산화 그래핀(GO)을 환원시킨 환원 그래핀(rGO)의 경우에도, 산화 그래핀 제조시의 강한 산화 반응에 의해 다양한 결함들이 도입될 수 있다.
유기발광표시패널(140)의 다층박막(330)에 있는 결함들에 의해, 수분(H2O)이나 산소(O2)가 패널(140) 내부로 침투하는 문제가 발생할 수 있다. 유기발광표시패널(140)의 유기층(324)은 유기물로 이루어져 있기 때문에, 외부의 수분과 산소가 침투되면, 전기적 특성이 열화되고, 수명이 저감될 수 있다.
반면, 실시예들에 따른 유기발광표시패널(140)의 인캡슐레이션층(334)에는, 층간 결합(350)이 형성되어 있기 때문에, 외부의 수분이나 산소가 침투할 수 없게 된다.
이에 따라, 다층박막(330)에서, 층간 결합(350)이 있는 인캡슐레이션층(334)의 경우, 외부의 수분이나 산소의 침투를 방지하고, 유기층의 특성 열화를 방지하며, 유기발광표시패널(140)의 신뢰성과 수명을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
정리하면, 실시예들에 따른 유기발광표시패널(140) 및 유기발광표시장치(100)는, 그래핀으로 이루어지고, 상부의 층들 간에 층간 결합(350)를 갖는 다층박막(330)을 포함한다.
다층박막(330)에서, 층간 결합(350)이 존재하지 않는 제2전극(332)의 경우, 그래핀의 특성에 기인하여, 높은 전기전도도와 낮은 면 저항을 갖게 된다.
한편, 다층박막(330)에서, 층간 결합(350)이 존재하는 인캡슐레이션층(334)의 경우, 외부의 수분과 산소의 침투를 방지하는 우수한 투습율 특성을 갖는다.
또한 다층박막(330)의 경우, 매우 얇은 두께(t0)를 갖기 때문에, 광 투과율이 우수하고, 그래핀의 특성으로 인해 우수한 강도와 기계적 유연성이 확보될 수 있다. 발광 방향이 유기층(324)에서부터 다층박막(330) 방향인 상부발광 방식의 유기발광표시패널(140) 및 유기발광표시장치(100)에서는, 광 투과율의 확보가 핵심적인 사항이 될 수 있다. 또한 유기발광표시패널(140) 및 유기발광표시장치(100)가 플렉서블 표시장치인 경우, 기계적 유연성의 확보가 매우 중요하다.
또한 유기발광표시패널(140) 및 유기발광표시장치(100)에서 요구되는 설계 값에 따라서, 다층박막(330)의 층 수를 조절하여 두께(t0)를 조절하고, 플라즈마 처리 조건을 변경하여 제2전극(332)의 두께(t1) 및 인캡슐레이션층(t2)의 두께를 조절할 수 있는 이점이 있다.
마지막으로, 실시예들에 따른 유기발광표시패널(140) 및 유기발광표시장치(100)는, 제2전극(332) 및 인캡슐레이션층(334)을 동시에 형성함으로 인해서, 공정 수가 감소하고, 공정 시간이 단축되어, 제조 원가가 절감되는 효과를 갖는다.
이상 도면을 참조하여 실시예들을 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
302: 기판 304: 게이트전극
306: 게이트절연막 308: 반도체층
306: 게이트절연막 308: 반도체층
Claims (16)
- 제1전극 상에 위치하는 유기층; 및
상기 유기층 상에 위치하고, 그래핀(Graphene)이 적층되어 하나의 구조체로 이루어진 다층박막을 포함하되,
상기 다층박막은 제2 전극에 해당하는 제1 부분 및 인캡슐레이션층(Encapsulation Layer)에 해당하는 제2 부분으로 구성되고,
상기 다층박막 중 상부의 둘 이상의 층 사이에는 층간 결합이 존재하는 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널. - 제 1항에 있어서,
상기 층간 결합은,
인접한 두 층 각각의 탄소 원자 간의 sp3 결합구조인 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널. - 제 1항에 있어서,
상기 층간 결합은,
인접한 두 층의 탄소 원자 간의 다이아몬드 라이크(Diamond-like) 결합구조인 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널. - 제 1항에 있어서,
상기 층간 결합이 존재하는 둘 이상의 층은 인캡슐레이션층이고,
상기 층간 결합이 존재하지 않는 층은 제2전극인 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널. - 제 1항에 있어서,
상기 층간 결합이 존재하는 둘 이상의 층은 공유 결합(Covalent Bond)에 의해 결합되고,
상기 층간 결합이 존재하지 않는 층은 반데르 발스(Van der Waals) 인력에 의해 상호 작용하는 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널. - 제 1항에 있어서,
상기 층간 결합이 존재하는 둘 이상의 층의 면 저항(Sheet Resistance)은,
상기 층간 결합이 존재하지 않는 층의 면 저항보다 큰 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널. - 제 1항에 있어서,
상기 층간 결합이 존재하는 둘 이상의 층의 전기 전도도는,
상기 층간 결합이 존재하지 않는 층의 전기 전도도보다 작은 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널. - 제 1항에 있어서,
상기 층간 결합이 존재하는 둘 이상의 층 간 간격은,
상기 층간 결합이 존재하지 않는 층 간 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널. - 제 1항에 있어서,
상기 층간 결합이 존재하는 둘 이상의 층의 투습율은,
상기 층간 결합이 존재하지 않는 층의 투습율보다 작은 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널. - 제 1항에 있어서,
상기 층간 결합이 존재하지 않는 층의 두께가 두꺼울수록, 동일하게 인가된 구동 전압에 대응되는 상기 유기발광표시패널의 휘도 값이 커지는 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널. - 제 1항에 있어서,
상기 유기층에서 발광되는 광은 상기 다층박막 방향으로 방출되는 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널. - 제1전극 상에 유기층을 형성하는 단계;
상기 유기층 상에 그래핀으로 이루어진 다층박막을 형성하는 단계; 및
플라즈마 처리(Plasma Treatment)를 통해, 상기 다층박막 중 상부의 둘 이상의 층 사이에 층간 결합을 형성하여, 상기 층간 결합이 존재하지 않는 층을 제2전극으로 형성하고, 상기 층간 결합이 존재하는 둘 이상의 층을 인캡슐레이션층(Encapsulation Layer)으로 형성하는 단계를 포함하는 유기발광표시패널의 제조방법. - 제 12항에 있어서,
상기 다층박막을 형성하는 단계는,
광 투과도, 면 저항, 전기 전도도 및 투습율 중 적어도 하나에 대한 설계 값에 따라 층 수를 조절하여 상기 다층박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널의 제조방법. - 제 12항에 있어서,
상기 제2전극 및 상기 인캡슐레이션층을 형성하는 단계는,
상기 플라즈마 처리에서, 압력, 온도, 시간 및 상기 플라즈마의 진동수 중 적어도 하나를 조절하여 상기 제2전극의 두께 및 상기 인캡슐레이션층의 두께를 결정하는 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널의 제조방법. - 제 12항에 있어서,
상기 플라즈마는 수소 플라즈마인 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널의 제조방법. - 제 12항에 있어서,
상기 다층박막을 형성하는 단계는,
상기 그래핀을 촉매 금속층 상에 다중층으로 성장시킨 후, 상기 유기층 상에 전사(Tranfer)하여 상기 다층박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기발광표시패널의 제조방법.
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