6-2-6) OLED, 손상과 봉지, DIaNA 연구

무기와 유기 다층 박막을 이용하는 봉지과 함께 용액 공정을 이용한 봉지가 용액형 OLED의 등장 가능성으로 관심을 끌고 있습니다.  특히, 점토층(layered clay)처럼 판상 모양을 띈 소재들을 층층이 쌓아 습기나 산소 분자가 침투, 이동하여야 하는 거리를 늘려 OLED 소자에 이르기까지 요구되는 수명 시간보다 길게 하려는 시도들이 등장하고 있죠.  먼저, 2012년 최진환 박사(현재 삼성디스플레이 근무)는 용액 공정으로 기체 차단용 배리어 구조를 만들기 위하여 점토(montmorillonite)와 유기물(poly(vinyl alcohol), PVA)가 교차로 적층된 구조를 제안하였습니다.  정전력을 이용한 자기 조립 방식으로 적층 배열을 하였죠.  층의 수와 두께는 용액에 담그는 시간 등을 조절하여 결정되며, 이를 통하여 광 투과도와 투습률의 제어가 가능합니다.  특히 용액 공정으로 제작된 OLED와 같은 유기 전자 소자들의 봉지에 유용한 기술로 기대가 되고 있습니다.

 

최진환박사-2012-L-Fuzzy nanoassembly-.pdf

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2015년에 송은호박사(현재 삼성디스플레이 근무)는 층으로 이루어진 점토층들의 배리어 소재에 금 산화물(Gold trioxide)을 추가하여서 판상의 점토 구조물 사이의 틈(vacancy)을 메우고 연결성의 강화시키는 효과를 보았습니다.  물론 투습률의 향상이라는 결과를 얻었죠.

 

송은호박사-2015-AMI-Highly Oriented-.pdf

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2017년에 김탄영 연구원(현재 고려대 DIaNA 연구실)은 층으로 이루어진 점토(layered clay)처럼 판상 구조를 갖는 물질인 질화 붕소(hexagonal boron nitride, h-BN)을 유기물과 함께 적층으로 쌓았습니다.  초음파 분산을 이용, h-BN의 박리와 분산을 유도하여 적층 과정에서 생기는 엉킴 현상 등을 줄여서 광 투과도를 높혔죠.  궁극적으로 베이스 필름에 육박하는 99%의 광 투과도를 이루었습니다.

 

 

 

2018년에는 김세정 박사(현재 뉴욕주립대 근무)가 유기층에도 그래핀 산화물을 삽입, 블랜딩하여 수분 등의 침투 경로를 더 늘리리 수 있는 연구 결과를 발표하였습니다.  두께의 변화는 거의 없으며, 투습률은 열배 이상으로 향상되었죠.  휨 테스트 등을 통하여 유연 디스플레이에 충분히 적용할 수 있음을 보여주었습니다.

 

 

2019년에 김탄영 연구원(현재 고려대 DIaNA 연구실)은 용액 공정의로 제조된 배리어 필름을 전자종이용 전기영동디스플레이(electrophoretic display, EPD)에 적용하였죠.  즉, EPD에서 카본 블랙과 이산화타이타늄(titanium dioxide) 염료가 고온에서 습기에 노출될 경우 염료들간의 응집 현상이 나타나면서 입자들의 전기적 특성이 손실되는 것을 미리 확인하였고, 배리어 필름을 적용한 결과 고온, 다습 조건에서 수명의 증가를 얻을 수 있었습니다.

 

 

2020년에 김세정 박사(현재 뉴욕주립대 근무)는 탄성 디스플레이에 응용될 수 있도록 용액 공정의 배리어 막을 연구하였습니다.  무기 배리어 막을 탄성 기판에 적용할 경우, 금(crack)과 같은 문제가 발생할 우려가 있으나, 용액 공정으로 제조된 그래핀 산화물과 유기물(PDDA)의 배리어 막을 탄성 기판을 미리 변형시킨 상태(pre-strain)에서 도포하였을 경우 변형과 응력에 강한 면모를 보이고 있습니다.

 

 

 

6-2-5~6. Display 심화, 손상과 봉지, 봉지, Di&Na 연구.pdf

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