WO2015041388A1 - 신축성 배선을 이용하여 형성된 무 베젤 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

신축성 배선을 이용하여 형성된 무 베젤 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2015041388A1
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박장웅
김미정
박지훈
표경희
김성원
안병완
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국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단
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Definitions

  • the technical idea of the present invention relates to a display device, and more particularly, to a bezel-free display device in which a bezel area is removed using a stretched wire and a method of manufacturing the same.
  • a light emitting diode or a touch screen applies an electrical signal using a transparent electrode.
  • ITO indium tin oxide
  • indium tin oxide has high sheet resistance, high material cost, and indium supply and demand in the raw material market.
  • transparent electrode materials replacing indium tin oxide.
  • a technique for implementing a transparent electrode using graphene has been proposed, but such graphene also has a high sheet resistance. Therefore, there is a demand for development of a transparent electrode material having low sheet resistance and high light transmittance.
  • transparent electrodes having flexibility and elasticity while maintaining light transmittance are required.
  • the screen size is increasing in order to increase readability, but the increase in the screen size may reduce portability and in particular, it may be difficult for a person to hold the electronic device with one hand.
  • Related technologies include Korean Patent Publication No. 10-2012-0092431.
  • the technical problem of the present invention is to eliminate the bezel area by forming a terminal on the back so as to meet the demand for a wide screen and the need for portability at the same time and to increase the continuous expandability of the display screen. It is to provide a bezel-free display device.
  • Another technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to form a bezel area by forming a terminal on the back so as to meet the demand for wide screen and portability at the same time and increase the continuous expandability of the display screen. It is to provide a method of manufacturing the removed bezel-free display device.
  • the present invention includes an element region including an electronic element and located on the upper surface; A terminal region including a terminal electrically connected to the electronic element, the terminal region being located on a rear surface thereof; And a stretchable region positioned between the device region and the terminal region and having a stretchable structure.
  • a stretchable wiring disposed on the stretch region of the stretchable substrate, electrically connecting the electronic element and the terminal, and having stretchable wiring; And a display member disposed on the device region of the stretchable substrate and electrically connected to the electronic device.
  • the invention the first region; A second region opposite to the first region; And a third region disposed between the first region and the second region and having elasticity.
  • a bezel-free display device is disposed on the third region, electrically connects the first wire and the second wire, and includes a flexible wire having elasticity.
  • the invention is formed of a rigid material, the device region on which the display member is disposed; A terminal region in which terminals are formed and formed of a material having rigidity; And a stretchable region positioned between the device region and the terminal region and having a stretchable structure. And a stretchable wire disposed on the stretch area of the stretchable substrate, electrically connecting the display member and the terminal, and having stretchable wiring.
  • the bezel of the display may be removed by forming the bezel area on the back side using the flexible wiring. Accordingly, in the case of realizing a screen extended by the displays, it is possible to minimize the break of the screen and thus to reproduce the larger screen continuously.
  • the flexible wiring may be formed to include a plurality of hybrid wiring structures including a graphene layer and nanowires in contact with the graphene layer and composed of a network, thereby providing an effect having high light transmittance, high flexibility, and low sheet resistance. Can be.
  • the bezel-free display device can satisfy the demand for wide screen and portability at the same time, and in particular, it is possible to increase the continuous expandability of the display screen by removing the bezel of the display. Can provide a beneficial effect.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a flexible wiring according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 and 3 are scanning electron micrographs showing the nanomaterial layer included in the flexible wiring of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a flexible wiring according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the flexible wiring of FIG. 1, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a step of forming the graphene layer in the method of manufacturing the flexible wiring of FIG. 5, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a photograph illustrating a flexible wiring formed using the manufacturing method of FIG. 5 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a photograph illustrating flexible wiring having various widths in order to examine electrical characteristics of the flexible wiring according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • 11 to 14 are graphs illustrating electrical characteristics of a flexible wiring according to an embodiment of the present invention.
  • 15 to 17 are graphs illustrating changes in physical and electrical characteristics of the flexible wiring according to the spin coating speed in the spin coating process, according to the exemplary embodiment.
  • FIG. 20 shows a structure photograph and a strain diagram when the nanowires included in the flexible wiring according to the embodiment of the present invention are stretched.
  • 21 to 24 are cross-sectional views illustrating stacked flexible wirings according to an embodiment of the present invention.
  • 25 and 26 are schematic diagrams showing a circuit configuration of a laminated flexible wiring according to an embodiment of the present invention.
  • 27 and 28 are diagrams illustrating a laminated flexible wiring according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 is a graph illustrating a change in surface resistance according to the number of layers of a hybrid wiring structure of a laminated flexible wiring according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a graph using an atomic force microscope showing a change in height according to the number of layers of a hybrid wiring structure of a laminated flexible wiring according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a graph illustrating light transmittance according to sheet resistance of a multilayer type flexible wire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 32 is a graph illustrating a resistance change according to a strain of the multilayer flexible wiring according to the exemplary embodiment.
  • 33 and 34 are photographs showing an application example of the stacked flexible wiring according to the embodiment of the present invention.
  • 35 is a top view illustrating a bezel-free display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 36 is a rear view illustrating the bezel-free display device of FIG. 35, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 37 is a cross-sectional view of the bezel-free display device taken along a line A-A of FIG. 35.
  • FIG. 38 is a top view illustrating the stretchable substrate in the bezel-free display device of FIG. 35.
  • 39 is a view illustrating a folder principle of a bezel-free display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 40 is a schematic diagram illustrating a method of folding a stretchable substrate of a bezel-free display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 41 is a schematic diagram illustrating a folded state of stretchable wires in a bezel-free display device according to an embodiment of the present invention.
  • 42 to 44 are schematic views illustrating a method of folding a stretchable substrate of a bezel-free display device according to an embodiment of the present invention.
  • 46 is a flowchart illustrating a manufacturing method of a bezelless display device according to an embodiment of the present invention.
  • 47 is a plan view illustrating an extended display device in which a bezel-free display device is coupled according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 48 is a schematic diagram comparing a screen implemented by a bezel-free display device according to an embodiment of the present invention with a screen implemented by a conventional display device.
  • the technical idea of the present invention is to provide a ZERO bezel display device.
  • the bezel-free display device may include flexible flexible wires, and accordingly, the terminal may be positioned on the rear surface to reduce or remove the bezel to increase continuous expandability of the display screen.
  • Such a flexible wiring may include a graphene layer and a nano material layer.
  • bezel free here means that the bezel is not only zero but also small enough to be ignored.
  • the flexible wiring may include hybrid transparent electrode structures and may have a stacked structure including a plurality of hybrid transparent electrode structures.
  • Such a hybrid transparent electrode structure may include a two-dimensional nanomaterial layer and a one-dimensional nanomaterial layer.
  • the two-dimensional nanomaterial layer may be composed of two-dimensional nanomaterials or two-dimensional nanomaterials, and may include, for example, carbon nanomaterials such as graphene, graphite, or carbon nanotubes.
  • the meaning of the two-dimensional nanomaterial means that the nanomaterial has a planar shape, for example, may have a shape such as a sheet.
  • the one-dimensional nanomaterial layer may be composed of one-dimensional nanomaterials, and may include metal nanomaterials such as silver nanowires, for example.
  • the meaning of the one-dimensional nanomaterial means that the nanomaterial has a linear shape, for example, may have a shape such as a wire.
  • the shape of the two-dimensional nanomaterial layer and the one-dimensional nanomaterial layer is exemplary, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
  • a graphene layer will be described as exemplarily referring to the two-dimensional nanomaterial layer, and a nanomaterial layer will be described to exemplarily describe the one-dimensional nanomaterial layer to describe the technical idea of the present invention. do.
  • first and second are used to distinguish the components from each other, but are not limited thereto.
  • the flexible wiring includes a conductive polymer layer having flexibility or a non-conductive polymer layer having flexibility instead of the graphene layer is included in the technical idea of the present invention.
  • the flexible wiring 100 including one layer of the hybrid wiring structure including the graphene layer and the nanomaterial layer will be described.
  • the flexible wiring 100 may have flexible characteristics, and further may have foldable characteristics.
  • the flexible wiring 100 may be transparent, or may be translucent or opaque.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a flexible wiring 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the flexible wiring 100 includes a graphene layer 120 and a layer of nanomaterial layer 130 positioned on the light transmissive substrate 110.
  • the graphene layer 120 and the nanomaterial layer 130 of one layer may constitute a hybrid wiring structure 140 of one layer.
  • the graphene layer 120 is in contact with the light transmissive substrate 110 and the nanomaterial layer 130 is in contact with the graphene layer 120. . That is, the graphene layer 120 is interposed between the light transmissive substrate 110 and the nano material layer 130.
  • the light transmissive substrate 110 may include a transparent material through which light passes.
  • the light transmissive substrate 110 may include a material that selectively passes light of a desired wavelength.
  • the light transmissive substrate 110 may include, for example, glass, quartz, silicon oxide, aluminum oxide, or a polymer, and may include, for example, polyethylene terephthalate (PET).
  • PET polyethylene terephthalate
  • the light transmissive substrate 110 may be made of a flexible material, and thus, the hybrid interconnection structure 140 may have flexible characteristics with the light transmissive substrate 110, and furthermore, be foldable. It can have one characteristic.
  • the light transmissive substrate 110 may be formed of a semiconductor device or a structure in which an optical device is formed in advance.
  • the light transmissive substrate 110 may include a light emitting diode (LED) structure, a display structure such as an LCD or an OLED, or may include a touch pad structure.
  • LED light emitting diode
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic light emitting diode
  • the above-described characteristics and materials of the light transmissive substrate 110 are exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
  • the case where a translucent substrate or an opaque substrate is used instead of the light transmissive substrate 110 is also included in the technical idea of the present invention.
  • the graphene layer 120 is positioned on the light transmissive substrate 110.
  • the graphene layer 120 may be made of graphene.
  • the graphene layer 120 has a graphene film structure.
  • the graphene is a carbon nanostructure having a two-dimensional shape, and has a high charge mobility of about 15,000 cm 2 / Vs and is known to have excellent thermal conductivity. Accordingly, graphene is drawing attention as a next-generation material to replace the silicon materials currently used in field effect transistors. In the case of using a graphene material, it is easy to manufacture a device using a conventional semiconductor process technology, and in particular, it is easy to integrate a large area.
  • the graphene layer 120 may be formed using various methods.
  • the graphene layer 120 may be formed by mechanical peeling or electrostatic peeling from graphite crystals.
  • the graphene layer 120 pyrolysis of silicon carbide, extraction using an oxidizing agent such as hydrazine (hydrazine, NH 2 NH 2 ) as a solvent, or chemical vapor deposition using a reaction gas containing hydrogen and carbon (chemical vapor deposition) (chemical vapor deposition) deposition, CVD).
  • the chemical vapor deposition method is a typical method for producing a graphene film structure. An exemplary method of forming the graphene layer 120 is described with reference to FIG. 6 below.
  • the graphene layer 120 has a thickness of 0.1 nm to 0.9 nm, when manufactured by a chemical vapor deposition method, has a very thin film thickness of 0.3 nm to 0.4 nm. Therefore, light transmittance and elasticity of the transparent electrode 100 may be improved.
  • the graphene layer 120 is exemplary, and the technical concept of the present invention is not limited thereto, and the graphene layer 120 is also included in the technical idea of the present invention.
  • the nanomaterial layer 130 is positioned on the light transmissive substrate 110, specifically on the graphene layer 120.
  • the nanomaterial layer 130 may include nanomaterials that overlap each other to form a network.
  • the network structure will be described below with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the graphene layer 120 and the nanomaterial layer 130 may be in physical contact with each other and / or electrically.
  • the nanomaterial layer 130 may have conductivity, for example, may have a low sheet resistance compared to the graphene layer 120. Accordingly, the flexible wiring 100 may have a sheet resistance ranging from about 30 ⁇ / ⁇ to about 160 ⁇ / ⁇ . When graphene is used alone, since the sheet resistance is about 400 ⁇ / ⁇ or more, the sheet resistance may be lowered as the flexible wiring 100 includes the nanomaterial layer 130.
  • the graphene layer 120 is manufactured by chemical vapor deposition, since the thickness of the graphene layer 120 is very thin, about 0.3 to 0.4 nm, the graphene layer 120 in the form of a film wraps the nanomaterial layer as a wrap. It wraps up tightly like a wrap.
  • the nanomaterial layer 130 may include various types of nanomaterials.
  • the nanomaterial layer 130 may include nanowires, nanoparticles, nanorods, nanowalls, nanotubes, nanotubes, nanobelts, and nanorings. It may include at least one of (nanoring).
  • the nanomaterial layer 130 may include metal nanomaterials or carbon nanotubes.
  • the metal nanomaterial is silver (Ag), scandium (Sc), titanium (Ti), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), Zinc (Zn), Yttrium (Y), Zirconium (Zr), Niobium (Nb), Molybdenum (Mo), Technenium (Tc), Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Cadmium (Cd) , Hafnium (Hf), tantalum (Ta), tungsten (W), rhenium (Re), osmium (Os), iridium (Ir), platinum (Pt), gold (Au), mercury (Hg), lanthanides ( lanthanides, and actinoids, actinoids, silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), arsenic (As
  • FIG. 2 and 3 are scanning electron micrographs showing the nanomaterial layer 130 included in the flexible wiring 100 of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the nanomaterial layer 130 includes a plurality of nanowires, and the nanowires are positioned on the graphene layer 120 as a network formed to overlap each other.
  • nanowires are conductive and are formed on the graphene layer 120 as a network formed to overlap each other, a current flowing in the graphene layer 120 may flow through the nanowires. This will be described in more detail as follows.
  • the graphene layer formed of graphene has a problem of low electrical conductivity at a defective portion. Such defects include grain boundaries and cracks. Therefore, although many attempts have been made to form electrodes using graphene in the related art, sheet resistance is increased due to problems in grain boundaries of graphene, and thus, it is difficult to develop transparent electrodes using graphene.
  • the nanowires overlap the bottom surface of the graphene layer 120 to form a network. When the power is applied to the transparent electrode 100, the nanowires function as an electron transfer path across the grain boundary of graphene. . The electrons move inside the graphene, and in the grain boundary, they move through the nanowires into the adjacent graphene crystals. This principle applies similarly to graphene cracks.
  • the nanowires have a lower resistance than the graphene layer 120, as a result, the graphene layer 120 and the nanomaterial layer 130 as a result of using the graphene layer 120 alone as a conductive layer.
  • the sheet resistance becomes low.
  • the nanomaterial layer 130 is used alone as the conductive layer without the graphene layer 120, the light transmittance is lowered as the nanomaterial contains a metal, whereas the graphene layer 120 and the nanomaterial layer are lowered. When 130 is included together, such a decrease in light transmittance can be prevented.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the flexible wiring 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the embodiment shown in FIG. 4 is a modification of some components of the flexible wiring 100 of the embodiment shown in FIG. 1, and thus descriptions thereof will be omitted.
  • the flexible wiring 200 includes a layer of nano material layer 230 and a layer of graphene layer 220 positioned on the light transmitting substrate 210.
  • the graphene layer 220 and the nanomaterial layer 230 of one layer may constitute one layer of the hybrid wiring structure 240.
  • the graphene layer 220, the nanomaterial layer 230, and the hybrid wiring structure 240 of FIG. 4 may correspond to the graphene layer 120, the nanomaterial layer 130, and the hybrid wiring structure 140 of FIG. 1. have.
  • the nanomaterial layer 230 is placed in contact on the light transmissive substrate 210 and the graphene layer 220 is placed in contact on the nanomaterial layer 230. do. That is, the nanomaterial layer 230 is interposed between the light transmitting substrate 210 and the graphene layer 220.
  • the positions of the nanomaterial layer 230 and the graphene layer 220 are interchanged in the flexible wiring 200 of FIG. 4. That is, the hybrid wiring structure 240 is positioned upside down on the light transmission substrate 210.
  • the nanomaterial layer is formed of nanowires made of a material such as silver or copper, the materials are oxidized when exposed to air, thereby reducing the electrical conductivity. In other words, these oxidized nanowires do not efficiently carry electrons across the defects in graphene. If the problem is to be solved by increasing the amount of nanowires used, the problem of light transmittance degradation caused by the nanowires is generated again.
  • the nano material layer 230 is covered by a graphene layer having a film structure. Since the graphene layer 220 has high impermeablility and thermal conductivity, since the graphene layer 220 covers and covers the nanomaterial layer 230 in a wrap, the nanomaterial layer 230 is air. Not only does it prevent oxidation by contact with, but also greatly helps the thermal stability of the nanomaterial layer 230.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method (S100) of manufacturing the flexible wiring 100 of FIG. 1, according to an exemplary embodiment.
  • S100 a method of manufacturing the flexible wiring 100 of FIG. 1, according to an exemplary embodiment.
  • the order of the manufacturing process steps described with reference to FIG. 5 is exemplary, and the case of being performed in a different order is included in the technical spirit of the present invention.
  • the flexible wiring 100 in the method of manufacturing the flexible wiring 100 (S100), providing a light transmissive substrate (S110), forming a graphene layer on the light transmissive substrate (S120), and the light Using spin coating on the transparent substrate, forming a nanomaterial layer (S130). Accordingly, a hybrid wiring structure including the graphene layer and the nanomaterial layer may be formed.
  • the light transmissive substrate may be provided on which the flexible wiring may be formed.
  • the light transmissive substrate is exemplary, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
  • Forming the graphene layer (S120), for example, can be implemented using a transfer method.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a step (S120) of forming the graphene layer in the method (S100) of manufacturing the flexible wiring of FIG. 5, according to an exemplary embodiment.
  • the forming of the graphene layer (S120) may include providing a sacrificial substrate (S121), and forming a graphene layer on the sacrificial substrate using chemical vapor deposition (CVD) (S122). And separating the graphene layer from the sacrificial substrate (S123), and transferring the separated graphene layer onto the light transmitting substrate (S124).
  • CVD chemical vapor deposition
  • the sacrificial substrate may use various substrates on which the graphene layer may be formed.
  • the sacrificial substrate may include, for example, a metal, and may be formed of, for example, a copper substrate.
  • the step S122 of forming the graphene layer on the sacrificial substrate may be performed using a mixed gas of methane (CH 4 ), hydrogen (H 2 ), and argon (Ar).
  • CH 4 methane
  • H 2 hydrogen
  • Ar argon
  • a gas capable of providing carbon for forming the graphene layer may be used in place of the methane (CH 4 ).
  • Separating the graphene layer (S123) may be performed by, for example, coating PMMA on the graphene layer and then removing the sacrificial substrate using an appropriate etchant.
  • the sacrificial substrate is a copper substrate
  • the sacrificial substrate may be etched away using a copper etchant (FeCl 3 ) as the etchant.
  • Separating the graphene layer (S123) and transferring the graphene layer on the light transmitting substrate (S124) may be performed using a variety of methods, for example, soft transfer printing, PDMS transfer method, PMMA A transfer method, a heat release tape transfer method or a roll transfer method can be used.
  • the forming of the nanomaterial layer may include spin-coating a solution containing the nanomaterial on the light transmissive substrate so as to contact the graphene layer on the light transmissive substrate.
  • the nanomaterials may overlap each other to form a network.
  • the nanomaterial layer may have a lower sheet resistance than the graphene layer.
  • the forming of the nanomaterial layer (S130) may be performed by spin coating, for example, at a speed in a range of about 100 rpm to about 3000 rpm, for example, at a speed of about 500 rpm.
  • the spin coating can be performed, for example, for about 1 second to about 10 minutes, for example about 30 seconds. According to the spin speed of the spin coating, the sheet resistance and transmittance of the flexible wiring may be changed.
  • Forming the nanomaterial layer (S130) may include drying the spin-coated nanomaterial layer. Through the drying step, the solvent included in the nanomaterial layer may be removed. However, the drying step is optional and may be omitted.
  • the drying step may be configured as a plurality of steps.
  • the drying step comprises the nanomaterial layer, for example, in a temperature range of about 80 ° C. to about 100 ° C., for example at a temperature of about 90 ° C., for example for about 50 seconds to about 150 seconds, for example And a first drying step of drying for about 90 seconds.
  • the drying step may include the nanomaterial layer, for example, in a temperature range of about 140 ° C. to about 160 ° C., for example at a temperature of about 150 ° C., for example for about 50 seconds to 150 seconds, eg
  • it may include a second drying step of drying for about 90 seconds.
  • the step of forming the nanomaterial layer (S130) may be performed after the step of forming the graphene layer (S120).
  • the step of forming the nanomaterial layer (S130) may be performed.
  • the graphene layer and the nanomaterial layer are sequentially stacked on the light transmissive substrate, thereby forming a hybrid wiring structure including the graphene layer and the nanomaterial layer.
  • the flexible wiring 100 of FIG. 1 may be implemented.
  • the step of forming the graphene layer (S120) may be performed after the step of forming the nanomaterial layer (S130).
  • the step of forming the graphene layer (S120) may be performed.
  • the nanomaterial layer and the graphene layer are sequentially stacked on the light transmissive substrate, thereby forming a hybrid wiring structure including the graphene layer and the nanomaterial layer.
  • the flexible wiring 200 of FIG. 4 may be implemented.
  • the flexible wiring mentioned below used PET as a light transmitting substrate, and the nanomaterial included in the nanomaterial layer used silver (Ag) nanowires.
  • the flexible wiring referred to as Gr / PET
  • the flexible wiring formed using only graphene on PET was selected.
  • FIG. 7 is a photograph showing stretchable wires 100 and 200 formed using the manufacturing method of FIG. 5 according to an exemplary embodiment.
  • the flexible wirings 100 and 200 may have the structure of the flexible wiring 100 of FIG. 1 or the flexible wiring 200 of FIG. 4.
  • the nanomaterial layer 130 may implement the flexible wirings 100 and 200 using silver (Ag) nanowires. As the typefaces of the printed matter located at the bottom of the flexible wirings 100 and 200 are clearly seen, it can be seen that the flexible wirings 100 and 200 have excellent light transmittance.
  • FIG 8 and 9 are graphs showing the high temperature and high humidity reliability test results of the flexible wiring according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • the reliability test was placed up to 240 hours at a temperature of about 80 ° C., about 80% humidity.
  • the comparative example Gr / PET exhibits a sheet resistance of about 500 ⁇ / square before performing the high temperature and high humidity reliability test (0 hrs), and rapidly increases as the test proceeds at 240 hours. A sheet resistance of about 2000 ⁇ / square is shown.
  • the flexible wirings according to the embodiments of the present invention exhibited sheet resistance of about 100 ⁇ / square or less before and after the high temperature and high humidity reliability test.
  • a flexible wiring laminated with a PET-nano material layer-graphene layer shows little change in sheet resistance before and after performing the high temperature and high humidity reliability test. In particular, it exhibited a sheet resistance of about 40 ⁇ / square or less at 0 hrs to 240 hrs.
  • the flexible wiring laminated with a PET-graphene layer-nano material layer shows a tendency to increase the sheet resistance as the high temperature and high humidity reliability test is performed.
  • the sheet resistance is about 40 ⁇ / square at 0 hrs and about 80 ⁇ / square at 240 hrs. However, it can be seen that the increase of the sheet resistance is changed to almost a small degree compared with the comparative example increased to about 2000 ⁇ / square. Therefore, the flexible wiring according to the embodiment of the present invention can provide a very low sheet resistance compared to the flexible wiring of the comparative example, and can continue to provide a low sheet resistance even when used for a long time in a high temperature and high humidity state.
  • the transmittance of the flexible wiring according to the embodiment of the present invention was hardly changed before and after performing the high temperature and high humidity reliability test, and showed a range of about 85% to about 90%. These transmittance results were the same in the flexible wiring of the PET-graphene layer-nano material layer and the flexible wiring of the PET-nano material layer-graphene layer. In addition, the transmittance appeared in a range almost similar to the transmittance of the comparative example. Therefore, the flexible wiring according to the embodiment of the present invention can provide excellent transmittance.
  • FIG. 10 is a photograph illustrating flexible wiring having various widths in order to examine electrical characteristics of the flexible wiring according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • stretched wires connecting the conductive patterns at both ends are formed, and the stretched wires are formed to have a width of about 30 ⁇ m, about 100 ⁇ m, or about 500 ⁇ m.
  • the flexible wirings having various widths in addition to these widths were formed, and the electrical characteristics according to the widths of the flexible wirings were examined.
  • 11 to 14 are graphs illustrating electrical characteristics of a flexible wiring according to an embodiment of the present invention.
  • the flexible wiring is formed only of silver nanowires (denoted as "AgNW") on a light transmitting substrate (for example, PET)
  • the width of the flexible wiring is At 20 ⁇ m or more, the flexible wiring shows very low sheet resistance, but when the width of the flexible wiring is less than 20 ⁇ m, the sheet resistance increases rapidly and appears very high, and has an insulator characteristic that is hardly electrically conductive.
  • the flexible wiring forms only graphene (denoted as "Graphene”) on a light transmissive substrate (e.g. PET), a sheet resistance in the range of about 10 3 ⁇ / ⁇ to about 10 4 ⁇ / ⁇ Indicates.
  • the flexible wiring according to the embodiment of the present invention (denoted as "AgNW + Graphene”) exhibits sheet resistance in the range of about 10 1 ⁇ / ⁇ to about 10 2 ⁇ / ⁇ , and the range of the sheet resistance is maintained regardless of the thickness of the width. do. Therefore, the flexible wiring according to the embodiment of the present invention has no change in the sheet resistance even when the width of the flexible wiring is less than 20 ⁇ m, compared to the flexible wiring using only the silver nanowires, so that fine device formation can be realized.
  • the flexible wiring according to the embodiment of the present invention can provide a flexible wiring having a low sheet resistance as compared to the flexible wiring using only graphene.
  • the flexible wiring according to the exemplary embodiment of the present invention has a peak of 30 mA or more in the current (Eurve) -electromotive force (E) curve when the width is 2 ⁇ m in a range of 0 V / ⁇ m to 3 V / ⁇ m.
  • E electromotive force
  • the flexible wiring according to the embodiment of the present invention can implement device miniaturization.
  • the breakdown voltage E breakdown according to the channel length decreases as the channel length increases, but hardly changes in the channel length of 30 ⁇ m or more.
  • the breakdown voltage behavior was similar in the flexible wiring using only silver nanowires or the flexible wiring using only graphene.
  • the flexible wiring according to the embodiment of the present invention has a higher breakdown voltage level than the flexible wiring using only silver nanowires or the flexible wiring using only graphene. Therefore, the flexible wiring according to the embodiment of the present invention means that the electrical stability is high.
  • a flexible wiring according to an embodiment of the present invention has a maximum current (Max Current) according to a channel length as compared to a flexible wiring using only silver nanowires or a flexible wiring using only graphene. Appeared. Therefore, the flexible wiring according to the embodiment of the present invention can allow a large amount of current to flow, thereby increasing power.
  • Max Current maximum current
  • 15 to 17 are graphs illustrating changes in physical and electrical characteristics of the flexible wiring according to the spin coating speed in the spin coating process, according to the exemplary embodiment.
  • the Ag NW density of the silver nanowires in the nanomaterial layer of the flexible wiring decreases.
  • the sheet resistance of the flexible wiring had the lowest spin coating rate at 500 rpm or 1000 rpm, and increased as the spin coating speed increased. This is consistent with the result that the density of silver nanowires decreased with increasing spin coating speed of FIG. 15. That is, since the density of the silver nanowire with high conductivity in the flexible wiring is reduced, the sheet resistance of the flexible wiring is increased. On the other hand, the light transmittance of the flexible wiring was almost constant regardless of the increase in the spin coating speed.
  • the transmittance of light slightly increased as the spin coating speed was increased, and showed similar behavior in the wavelength range of 200 nm to 1400 nm. That is, the spin coating speed hardly affects the transmittance of light in the wavelength range.
  • the spin coating speed is 500 rpm or 1000 rpm
  • the flexible wiring has a low sheet resistance and the transmittance is constant, so the spin coating speed may be preferable.
  • the flexible wiring according to the exemplary embodiment of the present invention has almost no resistance change (R s L) in strain.
  • the resistance change (R s L) showed a different value at an elongation of less than 80% and an elongation of more than 80%, it is analyzed that it is not a big change.
  • FIG. 20 shows a structure photograph and a strain diagram when the nanowires included in the flexible wiring according to the embodiment of the present invention are stretched.
  • the nanowires may not be broken even at an elongation of 66.6% and may be increased in length. Accordingly, the flexible wiring using the nanowires can provide excellent flexible characteristics, and can further provide foldable characteristics.
  • the stacked flexible wiring may have flexible characteristics, and further may have foldable characteristics.
  • 21 to 24 are cross-sectional views illustrating stacked flexible wirings 300, 300a, 300b, and 300c according to an embodiment of the present invention.
  • 21 is a part of the components of the flexible wirings 100 and 200 of the above-described embodiments are changed, and thus redundant description will be omitted.
  • the stacked flexible wiring 300 includes a first hybrid wiring structure 341 and a second hybrid wiring structure 342 positioned on the light transmissive substrate 110.
  • the first hybrid wiring structure 341 and the second hybrid wiring structure 342 of FIG. 21 may correspond to the hybrid wiring structure 140 of FIG. 1.
  • the first hybrid wiring structure 341 may be configured to include one layer of the first graphene layer 321 and one layer of the first nanomaterial layer 331.
  • the first nanomaterial layer 331 may be positioned to contact the first graphene layer 321, include first nanomaterials overlapping each other to form a network, and have a lower sheet resistance than the first graphene layer 321.
  • the second hybrid wiring structure 342 may be configured to include one layer of the second graphene layer 322 and one layer of the second nanomaterial layer 332.
  • the second nanomaterial layer 332 may be positioned to contact the second graphene layer 322, and may include second nanomaterials overlapping each other to form a network, and have a lower sheet resistance than the second graphene layer 322.
  • the first nanomaterial layer 331, the second nanomaterial layer 332, or both may include metal nanomaterials or carbon nanotubes.
  • the first nanomaterial layer 331, the second nanomaterial layer 332, or both may include nanowires, nanoparticles, nanorods, nanowalls, and nanotubes. It may include at least one of (nanotube), nano belt (nanobelt), and nano ring (nanoring).
  • the first graphene layer 321 and the second graphene layer 322 of FIG. 21 may correspond to the graphene layer 120 of FIG. 1.
  • the first nanomaterial layer 331 and the second nanomaterial layer 332 of FIG. 21 may correspond to the nanomaterial layer 130 of FIG. 1.
  • the first nanomaterial and the second nanomaterial included in the second nanomaterial layer 332 of FIG. 21 may include the nanomaterial layer 130 as described above with reference to FIG. 1. ) May be the same as or similar to the nanomaterials included.
  • the first graphene layer 321 and the second graphene layer 322 may have the same or different materials, shapes, and dimensions.
  • the first nanomaterial layer 331 and the second nanomaterial layer 332 may have the same or different materials, shapes, and dimensions.
  • first graphene layer 321 and the second graphene layer 322 are exemplary, and the technical idea of the present invention is not limited thereto, and the graphene layer 321 and the second graphene layer 322 are also included in the technical idea of the present invention. do.
  • the first hybrid wiring structure 341 and the second hybrid wiring structure 342 are sequentially stacked on the light transmitting substrate 310.
  • the first graphene layer 321, the first nanomaterial layer 331, the second graphene layer 322, and the second nanomaterial layer 332 are disposed in the order from the light transmitting substrate 310.
  • step 332 illustrates the first graphene layer 321, the first nanomaterial layer 331, the second graphene layer 322, and the second nanomaterial layer (eg, the stacked flexible wirings 300a, 300b, and 300c). The case where step 332) is different is shown.
  • the first nanomaterial layer 331, the first graphene layer 321, the second nanomaterial layer 332, and the first nanomaterial layer 331 may be formed from the light transmissive substrate 310. 2 are arranged in the order of the graphene layer 322.
  • the first graphene layer 321, the first nanomaterial layer 331, the second nanomaterial layer 332, and the first graphene layer 321 may be formed from the light transmissive substrate 310. 2 are arranged in the order of the graphene layer 322.
  • the first nanomaterial layer 331 and the second nanomaterial layer 332 may be combined such that they are entangled with each other, and may be combined to be integrated into one layer substantially.
  • the first nanomaterial layer 331, the first graphene layer 321, the second graphene layer 322, and the second graphene layer 310 may be disposed from the light transmitting substrate 310.
  • the nano material layer 332 is disposed in the order.
  • the first graphene layer 321 and the second graphene layer 322 may be combined such that they are entangled with each other, and may be combined to be integrated into a single layer substantially.
  • 25 and 26 are schematic diagrams showing a circuit configuration of a laminated flexible wiring according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 illustrates one layer of the hybrid wiring structure 140 including the graphene layers 120 and 220 and the nanomaterial layers 130 and 230, as shown in FIGS. 1 and 4. 240).
  • FIG. 26 is a plurality of stacked flexible wirings 300, 300a, 300b, and 300c including graphene layers 321 and 322 and nanomaterial layers 331 and 332, respectively, as shown in FIGS. 21 to 24. The case where it consists of hybrid wiring structures 341 and 342 is shown.
  • nanomaterials included in the nanomaterial layers 130 and 230 may constitute a circuit of series connection, and graphene layers 120 and 220 may constitute a circuit of parallel connection with respect to the nanomaterial. .
  • the number of parallel connections may be small, resulting in deterioration of electrical characteristics, and inflexibility or flexibility may not be effective. have.
  • nanomaterials included in the nanomaterial layers 331 and 332 mainly constitute a circuit of series connection, and graphene layers 321 and 322 constitute a circuit of mainly parallel connection with respect to the nanomaterial.
  • the nanomaterial layers 331 and 332 and the graphene layers 321 and 322 are composed of a plurality of layers, the nanomaterial layers 331 and 332 may further configure a circuit of a parallel connection.
  • 321 and 322 may further constitute a circuit of series connection. Accordingly, the nanomaterial layers 331 and 332 and the graphene layers 321 and 322 may have more parallel connections, thereby reducing the overall resistance. It can also provide an increase in flexibility and flexibility.
  • the stacked flexible wirings 300, 300a, 300b, and 300c illustrated in FIGS. 21 to 24 illustrate a case in which two layers of hybrid wiring structures are included.
  • the exemplary embodiments are not limited thereto. . That is, in the stacked flexible wiring, two or more hybrid wiring structures may be further stacked.
  • 27 and 28 are diagrams illustrating stacked flexible wirings 400 and 500 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 27 and 28 exemplarily illustrate flexible wirings formed by stacking two or more hybrid wiring structures in stacked flexible wirings 400 and 500. Note that for the sake of clarity of the invention, each layer is shown separately, but in practice is constructed in contact with each other.
  • the first hybrid wiring structure 341, the second hybrid wiring structure 342, the third hybrid wiring structure 343, the fourth hybrid wiring structure 344, and the fifth hybrid are disposed on the light transmitting substrate 310.
  • the wiring structure 345 is stacked.
  • Each of the first to fifth hybrid interconnection structures 341, 342, 343, 344, and 345 includes nanomaterial layers 331 and 332 and graphene layers 321 and 322.
  • the first graphene layer 321 is stacked on the first nanomaterial layer 331.
  • the second nanomaterial layer 332 and the second graphene layer 322 are sequentially stacked thereon.
  • the lamination method will be referred to as "ABAB" type lamination.
  • the case of lamination according to the lamination method of FIG. 21 is also included in the technical idea of the present invention.
  • the first hybrid wiring structure 341, the second hybrid wiring structure 342, the third hybrid wiring structure 343, and the fourth hybrid wiring structure 344 are stacked on the light transmitting substrate 310.
  • Each of the first to fourth hybrid interconnection structures 341, 342, 343, and 344 includes nanomaterial layers 331 and 332 and graphene layers 321 and 322.
  • the first nanomaterial layer 331 is stacked on the first graphene layer 321 as shown in FIG. 23.
  • the second nanomaterial layer 332 and the second graphene layer 322 are sequentially stacked thereon. Accordingly, the first nanomaterial layer 331 and the second nanomaterial layer 332 directly contact each other.
  • the lamination method will be referred to as "BAAB" type lamination.
  • the case of lamination according to the lamination method of FIG. 24 is also included in the technical idea of the present invention.
  • FIG. 29 is a graph illustrating a change in surface resistance according to the number of layers of the hybrid wiring structure of the stacked flexible wirings 400 and 500 according to an embodiment of the present invention.
  • the stacked flexible wiring 400 of FIG. 27 is shown as "ABAB”
  • the stacked flexible wiring 500 of FIG. 28 is shown as "BAAB”.
  • the sheet resistance tends to decrease as the number of layers of the hybrid wiring structure increases, and the sheet resistance of the general metal becomes closer.
  • the reduction value of the sheet resistance is larger in the case of "BAAB”. It is shown that the sheet resistance is further reduced as the physical and / or electrical contact of the nanomaterials included in the nanomaterial layer is increased.
  • the number of layers of the hybrid wiring structure is more than five, it is expected that there will be little or no reduction in sheet resistance.
  • FIG. 30 is a graph using an atomic force microscope showing a change in height according to the number of layers of a hybrid wiring structure of the stacked flexible wiring 400 according to an embodiment of the present invention.
  • the stacking method is “ABAB” as described with reference to FIG. 27.
  • the maximum height is about 70 nm.
  • the hybrid wiring structure is two layers, the height is almost similar to that of the first layer, and the maximum height is 70 nm similar to that of the first layer, not 140 nm, which is twice the arithmetic calculated value of 70 nm. .
  • the overall height is increased, but it is lower than the arithmetic calculated maximum height (that is, 210 nm in the case of three layers and 280 nm in the case of four layers).
  • the nanomaterial layer is surrounded by a graphene layer having a thin film such as a film, so that the hybrid wiring structure may have an uneven surface morphology.
  • the hybrid interconnection structure can implement intimate contact between the nanomaterial layer and the graphene layer, thereby realizing excellent electrical characteristics and thinning of the redundant stretched interconnection. That is, in FIG. 21, the overall heights of the first hybrid wiring structure 341 and the second hybrid wiring structure 342 are separate from the height of the first hybrid wiring structure 341 and the height of the second hybrid wiring structure 342. It may be smaller than the sum.
  • the specific resistance when the hybrid wiring structure was laminated from one layer to four layers had a numerical value ranging from 0.2 ⁇ m to 0.3 ⁇ m. Therefore, although the thickness increases as the hybrid wiring structure is stacked, the specific resistance value can be maintained at a predetermined level, thereby providing excellent electrical characteristics and excellent mechanical properties due to the thick thickness.
  • the specific resistance when the hybrid wiring structure is stacked from one layer to four layers may be, for example, in the range of 0.1 ⁇ m to 1.0 ⁇ m.
  • FIG. 31 is a graph illustrating light transmittance according to sheet resistance of a multilayer type flexible wire according to an embodiment of the present invention.
  • the light transmittance tends to increase as the sheet resistance of the laminated flexible wiring increases.
  • the surface resistance decreases as the number of stacked layers of the hybrid wiring structure increases in the multilayer type flexible wiring, thereby increasing the light transmittance.
  • This tendency showed almost similar trend in "ABAB” lamination method and "BAAB” lamination method.
  • the sheet resistance is 5 ⁇ / ⁇ or less, as the light transmittance shows a value of about 50 or more, the laminated stretched wiring can provide a relatively high light transmittance.
  • FIG. 32 is a graph illustrating a resistance change ⁇ R / R0 according to strain of a multilayer flexible wiring according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the laminated stretched wiring has a resistance change in a range of 0% to 20% for a strain in a range of more than 0% and 100%. In particular, there is little change in resistance at strains in the range of more than 0% and 70%.
  • the laminated stretched wiring according to an embodiment of the present invention exhibits a constant electrical characteristic almost irrespective of tension and compression due to external force, and thus, it can be predicted that it can be used as an electrode requiring stretchability.
  • 33 and 34 are photographs showing an application example of the stacked flexible wiring according to the embodiment of the present invention.
  • the part except for the watch band is generally not elastic, but when using the laminated stretchable wire according to the exemplary embodiment of the present invention, the wrist watch may be flexibly and elastically modified to fit the user's wrist, thereby providing a better wearing feeling. Can be provided.
  • FIG. 34 it shows a medical glove to which the laminated stretched wiring according to an embodiment of the present invention is applied.
  • sensors can be attached to gloves to overcome the limitations.
  • the elasticity is limited, which may be a factor that reduces the movement of the hand.
  • the stretchable stretched wiring according to the exemplary embodiment of the present invention can use stretchability, it is possible to freely move the hand.
  • a stacked flexible wire according to an embodiment of the present invention may be used, and in this case, may not be visible due to transparency.
  • the stacked flexible wiring may be applied to various electronic devices.
  • the stacked flexible wiring may be applied to an optical device such as a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD), a display device such as a liquid crystal display (LCD) or an organic light emitting display (OLED), or a touch panel device.
  • an optical device such as a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD)
  • a display device such as a liquid crystal display (LCD) or an organic light emitting display (OLED), or a touch panel device.
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic light emitting display
  • bezel-free display device including the above-described stretched wiring and removing the bezel area by the stretched wiring.
  • bezel free typically means that terminals formed in the bezel area are formed on the opposite side of the display member and do not include the bezel area.
  • FIG. 35 is a top view illustrating a bezel-free display device 900 according to an embodiment of the present invention.
  • 36 is a rear view illustrating the bezel-free display device 900 of FIG. 35, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 37 is a cross-sectional view of the bezel-free display device 900 shown along the line A-A of FIG.
  • FIG. 38 is a top view illustrating the stretchable substrate 910 in the non-bezel display apparatus 900 of FIG. 35.
  • the bezel-free display apparatus 900 may include a stretchable substrate 910, a display member 990, and a stretchable wiring 950.
  • the bezel-free display device 900 includes a display member 990 on its top surface 901 and terminals 932 on its back 902.
  • the bezel-free display device 900 includes a flexible wiring 950 on its side surface 903.
  • the stretchable substrate 910 may include a device region 920, a terminal region 930, and a stretchable region 940.
  • the device region 920 includes an electronic device 921 and may be located on the top surface 901.
  • the terminal region 930 may include a terminal 932 electrically connected to the electronic device 921, and may be located on the rear surface 902.
  • the stretchable region 940 may be positioned between the device region 920 and the terminal region 930 and may have elasticity.
  • the device region 920 may include an electronic device 921 such as a transistor or the like.
  • the electronic device 921 may include various electronic devices commonly used in a display device. In this embodiment, the transistor structure as the electronic device 921 will be described.
  • the electronic device 921 may include a source region 922, a drain region 923, and a channel region 924.
  • the source region 922 may be a common source region, but the present invention is not limited thereto.
  • the channel region 924 may have the same material and configuration as the flexible wiring 950, as described below. In addition, the case where the channel region 924 is composed of only a graphene layer is also included in the technical idea of the present invention.
  • the device region 920 may include device region wiring 925.
  • the device region wiring 925 may electrically connect the electronic device 921 and the flexible wiring 950.
  • the device region wiring 925 may be physically and / or electrically connected to the source region 922 or the drain region 923 of the device region 920 at one end thereof, and may be connected to the flexible wiring 950 at the other end thereof. It may be physically and / or electrically connected.
  • the device region wiring 925 may include a material having a rigidity relative to the flexible wiring 950, and may include, for example, a metal, for example, copper, aluminum, tantalum, or a combination thereof. Alloys and the like.
  • the device region wiring 925 may have various shapes for the electrical connection as described above.
  • the terminal region 930 may include a terminal 932 electrically connected to the electronic device 921.
  • the terminal 932 may electrically connect the bezel-free display device 900 to the outside to transmit an electrical signal.
  • the terminal region 930 may include a terminal region wiring 935.
  • the terminal region wiring 935 may electrically connect the terminal 932 and the flexible wiring 950.
  • the terminal region wiring 935 may be physically and / or electrically connected to the terminal 932 at one end and physically and / or electrically connected to the flexible wiring 950 at the other end.
  • the terminal 932 and the terminal region wiring 935 may include a material having a relatively rigid relative to the flexible wiring 950 and may include, for example, a metal, for example, copper or aluminum. , Tantalum or alloys thereof.
  • the terminal 932 and the terminal region wiring 935 may have various shapes for the electrical connection as described above.
  • the device region wiring 925, the terminal region wiring 935, and the terminal 932 may include the same material or different materials.
  • the device region wiring 925, the terminal region wiring 935, and the terminal 932 may be simultaneously formed in the same process or may be formed separately in another process.
  • the stretchable region 940 may be positioned between the device region 920 and the terminal region 930 and may have elasticity.
  • the material constituting the elastic region 940 may be elastic.
  • the stretchable region 940 may include a material having elasticity different from that of the material forming the device region 920 and the terminal region 930.
  • the stretchable region 940 may have a smaller thickness than the device region 920 and the terminal region 930, thereby providing stretch.
  • the device region 920 and the terminal region 930 may have rigidity as compared with the stretch region 940, and the device region 920 and the terminal region 930 may have flexibility or stretchability. It is included in the technical idea. A material constituting the flexible substrate 910 and a method of manufacturing the same will be described below.
  • the stretchable wiring 950 may be located on the stretchable region 940 of the stretchable substrate 910 and may have stretchability.
  • the stretchability of the stretchable wiring 950 may be about the same as or similar to that of the stretch area 940 of the stretchable substrate 910.
  • the flexible wiring 950 electrically connects the electronic device 921 positioned in the device region 920 of the stretchable substrate 910 and the terminal 932 located in the terminal region 930 of the stretchable substrate 910. Can be.
  • the electronic device 921 may be electrically connected to the terminal 932 through the device region wiring 925, the flexible wiring 950, and the terminal region wiring 935, and furthermore, according to the electrical connection scheme.
  • the display member 990 may be electrically connected to the terminal 932.
  • the flexible wiring 950 may be the same as or similar to the flexible wirings 100 and 200 and the stacked flexible wirings 300, 300a, 300b, 300c, 400, and 500 described with reference to FIGS. 1 to 34.
  • the flexible wiring 950 may include a graphene layer and nanomaterials positioned to contact the graphene layer, overlapping each other to form a network, and having a lower sheet resistance than the graphene layer.
  • the flexible wiring 950 may have sheet resistance in the range of 30 ⁇ / ⁇ to 160 ⁇ / ⁇ .
  • the flexible wiring 950 may have a resistance change in a range of 0% to 20% for a strain in a range of more than 0% and 100%.
  • the flexible wiring 950 may have an arrangement as illustrated in FIG. 1. That is, the graphene layer may be positioned on the stretchable region 940 of the stretchable substrate 910 corresponding to the light transmissive substrate 110 of FIG. 1, and the nanomaterial layer may be positioned on the graphene layer.
  • the flexible wiring 950 may have an arrangement as illustrated in FIG. 4. That is, the nanomaterial layer may be positioned on the stretchable region 940 of the stretchable substrate 910 corresponding to the light transmissive substrate 210 of FIG. 4, and the graphene layer may be positioned on the nanomaterial layer.
  • the flexible wiring 950 may have the arrangement of FIGS. 21 to 24.
  • the graphene layer is composed of a plurality of graphene layers
  • the nanomaterial layer is composed of a plurality of nanomaterial layers
  • the flexible wiring is alternating between the plurality of graphene layers and the plurality of nanomaterial layers. Can be laminated.
  • the nanomaterial layer may include metal nanomaterials or may include carbon nanotubes.
  • the nanomaterial layer may include a nanowire, a nanoparticle, a nanorod, a nanowall, a nanotube, a nanobelt, and a nanoring. It may include at least one of.
  • the flexible wiring 950 may include silver nanowires as the nanomaterial layer, and the graphene layer may function as an antioxidant film to prevent oxidation of the silver nanowires.
  • the flexible wiring 950 includes the graphene layer and the nanomaterial layer is exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
  • the flexible wiring 950 may include a flexible wiring board on which metal wiring is formed on the polymer film.
  • the metal wires have physical properties that are not detached from the polymer film when the flexible wires 950 are folded.
  • the display member 990 may be located on the device region 920 of the stretchable substrate 910.
  • the display member 990 may be electrically and / or physically connected to the electronic device 921 positioned in the device region 920.
  • the display member 990 may be electrically connected to the terminal 932 by the electrical connection as described above, and thus may be electrically connected to the outside.
  • the display member 990 may be an optical device such as a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD), a display device such as a liquid crystal display (LCD) or an organic light emitting display (OLED), or a touch panel device.
  • LED light emitting diode
  • LD laser diode
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic light emitting display
  • 39 is a view illustrating a folder principle of the bezel-free display device 900 according to an embodiment of the present invention.
  • the strain in the case where the medium having a flat plate shape as shown in the left figure has a shape similar to that of the stretched area 940 of the stretchable substrate 910 and bent, for example, is expressed by the following equation.
  • the maximum strain may be 42.5%.
  • the stretched region 940 of the stretchable substrate 910 may have a maximum strain in the range of greater than 0% to about 100%, for example, a maximum strain in the range of about 40% to about 100%.
  • the flexible wiring 950 located on the stretched region 940 may also have a maximum strain in the range of more than 0% to about 100%, for example, a maximum strain in the range of about 40% to about 100%. have. Accordingly, even when the stretched region 940 is bent, the stretched wiring 950 may not be detached from the stretched region 940.
  • the maximum strain of indium tin oxide (ITO) is about 1%
  • the maximum strain of metal such as copper
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • the stretchable wiring 950 may be detached from the stretched region 940 due to the difference in strain from the stretched region 940.
  • the stretchable wiring 950 composed of graphene and silver nanowires has a maximum strain of about 100%, thereby preventing detachment of the flexible wiring 950 from the stretchable region 940.
  • FIG. 40 is a schematic diagram illustrating a method of folding a stretchable substrate of a bezel-free display device 900 according to an embodiment of the present invention. For the sake of brevity, some components are shown as being omitted.
  • the bezel display apparatus 900 may have a configuration in which the flexible wiring 950 is bent at one side thereof.
  • the stretchable region 940 is positioned in contact with the first side 926 of the device region 920.
  • the terminal region 930 may be located at the rear side of the device region 920 as the stretchable region 940 is folded at the first side 926 of the device region 920. That is, the terminal region 930 is positioned opposite to the device region 920. That is, since the display member 990 is positioned on the top surface of the bezel-free display device 900, and the terminals 932 are positioned and exposed on the rear surface of the bezel-free display device 900, the top surface of the bezel may be removed. .
  • the area of the terminal region 930 may be the same as or smaller than the area of the device region 920.
  • the shape of the device region 920 may be rectangular, for example, rectangular or square.
  • the shape of the terminal area 930 may be rectangular, for example, rectangular or square.
  • the shape of the device region 920 and the terminal region 930 is exemplary and the technical concept of the present invention is not limited thereto, and various polygons such as triangles, pentagons, hexagons, or the like, or gardens, ellipses, semicircles, etc. It may be circular.
  • FIG. 41 is a schematic diagram illustrating a folded state of the flexible wiring 950 in the bezel-free display device 900 according to an embodiment of the present invention. For the sake of brevity, some components are shown as being omitted.
  • the device region 920 and the terminal region 930 of the stretchable substrate 910 are not bent, and the stretchable region 940 is bent to form a bezel on the rear surface. Can be. Accordingly, the device region wiring 925 and the terminal region wiring 935 having relatively low elasticity are bent to the minimum so as not to bend or detached, while the flexible wiring 950 is bent. As described above, since the flexible wiring 950 has a maximum strain of about 100%, there is no plastic deformation even when this bending occurs, there is almost no resistance change, and the detachment phenomenon from the stretchable region 940 of the stretchable substrate 910 is achieved. Rarely occurs.
  • the bezel-free display apparatus 900 uses a stretch region 940 and a stretched wiring 950 between the device region 920 and the terminal region 930 of the stretchable substrate 910 so that the terminals are disposed on the rear surface of the stretchable substrate 910. Can be minimized or eliminated. Accordingly, in the case of implementing an extended screen by connecting a plurality of bezel-free display apparatuses 900, breakage of the screen may be minimized, and thus a larger screen may be continuously reproduced.
  • FIGS. 42 to 44 are schematic views illustrating a method of folding a stretchable substrate of a bezel-free display device 900a, 900b, or 900c according to an embodiment of the present invention. For the sake of brevity, some components are shown as being omitted.
  • the bezel-free display device 900a may have a configuration in which the flexible wirings 950 are bent at both sides opposite to each other.
  • the terminal region 930 may include a plurality of terminal regions, that is, a first terminal region 930a and a second terminal region 930b.
  • the stretchable region 940 may include a plurality of stretched regions, that is, a first stretched region 940a and a second stretched region 940b.
  • the plurality of stretchable regions 940 may be positioned in contact with both sides opposite to each other in the device region 920.
  • the first stretched region 940a is located in contact with the first side 926 of the device region 920
  • the second stretched region 940b is opposite to the first side 926 of the device region 920. It may be located in contact with the second side (927).
  • the plurality of terminal regions 930 may be positioned on opposite sides of the device region 920, and may be in contact with the plurality of stretching regions 940, respectively.
  • the first terminal region 930a is located in contact with the first stretchable region 940a which is in contact with the first side 926 of the device region 920
  • the second terminal region 930b is in the device region 920. It may be positioned in contact with the second elastic region 940b which is in contact with the second side 927 of the ().
  • Each of the terminal regions 930 may be positioned at the rear side of the device region 920 as the stretching regions 940 are folded at both sides of the device region 920. That is, the terminal regions 930 are positioned opposite to the device region 920.
  • the first terminal region 930a may be located at the rear side of the device region 920 as the first stretched region 940a is folded at the first side 926 of the device region 920.
  • the second terminal region 930b may be located on the rear side of the device region 920 as the second stretchable region 940b is folded on the second side 927 of the device region 920.
  • the area of the first terminal region 930a and the area of the second terminal region 930b may be the same or different.
  • an area of the first terminal region 930a and an area of the second terminal region 930b may be smaller than that of the device region 920.
  • the sum of the area of the first terminal area 930a and the area of the second terminal area 930b may be equal to or smaller than the area of the device area 920.
  • the first terminal region 930a and the second terminal region 930b may not overlap.
  • the case where the sum of the area of the first terminal region 930a and the area of the second terminal region 930b is larger than that of the device region 920 is also included in the technical idea of the present invention. In this case, the first terminal region 930a and the second terminal region 930b may overlap each other and overlap each other.
  • the case in which the first terminal region 930a and the second terminal region 930b are positioned on both sides of the left and right sides of the device region 920 is described.
  • the technical idea of the invention is not limited thereto.
  • a case in which the first terminal region 930a and the second terminal region 930b are located on both sides of the upper side and the lower side of the element region 920 is also included in the technical idea of the present invention.
  • first terminal region 930a and the second terminal region 930b are positioned on side surfaces of the device region 920 that are not opposite to each other, for example, upper and left sides, upper and right sides, and lower and Cases located on the left side or the lower side and the right side are also included in the technical idea of the present invention.
  • the first terminal region 930a and the second terminal region 930b may overlap each other and overlap each other.
  • the area of the stretchable substrate 910 before the terminal regions 930 are folded may be larger than the area where the terminal regions 930 are folded and may be double, for example.
  • the bezel display apparatus 900b may have a configuration in which the flexible wiring 950 is bent at four sides.
  • the stretchable region 940 may include a plurality of stretchable regions.
  • the plurality of stretching regions 940 may be disposed around the outer portion of the device region 920 and may have a cross shape. That is, the device region 920 may be centrally positioned with respect to the stretchable regions 940, and thus may be centrally positioned with respect to the terminal region 930.
  • the stretchable regions 940 may extend parallel to the edge of the stretchable substrate 910.
  • the terminal region 930 may include a plurality of terminal regions. Each of the terminal regions 930 may be positioned at the rear side of the device region 920 as the expansion and contraction regions 940 are folded.
  • the terminal regions 930 may have a quadrangular shape having a side surface parallel to an edge of the stretchable substrate 910.
  • the area of the stretchable substrate 910 before the terminal regions 930 are folded may be larger than the area formed by folding the terminal regions 930, and may be four times larger, for example.
  • the terminal regions 930 may overlap each other and overlap each other.
  • the bezel-free display device 900c may have a configuration in which the flexible wiring 950 is bent at four sides.
  • the stretchable region 940 may include a plurality of stretchable regions.
  • the plurality of stretching regions 940 may be disposed around the outer portion of the device region 920 and may have a cross shape. That is, the device region 920 may be centrally positioned with respect to the stretchable regions 940, and thus may be centrally positioned with respect to the terminal region 930.
  • the stretchable regions 940 may extend at an angle with respect to the edge of the stretchable substrate 910.
  • the terminal region 930 may include a plurality of terminal regions. Each of the terminal regions 930 may be positioned at the rear side of the device region 920 as the expansion and contraction regions 940 are folded. Each of the terminal regions 930 may include a vertex of the stretchable substrate 910, and may have a triangular shape having sides facing the stretch regions 940 on opposite sides of the stretchable substrate 910. The area of the stretchable substrate 910 before the terminal regions 930 are folded may be larger than the area where the terminal regions 930 are folded and may be double, for example. In addition, the terminal regions 930 may not overlap each other.
  • FIG 45 illustrates photographs of the stretchable substrate 910 included in the bezel-free display device 900, according to an exemplary embodiment.
  • the photograph which enlarged the partial area of (a) is (b)
  • the photograph which enlarged the partial area of (c) is (d).
  • 45A and 45B illustrate a stretchable substrate 910 that can be used in the bezel-free display device 900b illustrated in FIG. 43.
  • a stretchable region 940 having a cross-shaped stretch is formed on the stretchable substrate.
  • 45C and 45D illustrate a stretchable substrate 910 that can be used in the bezel-free display device 900c shown in FIG. 44.
  • a stretchable region 940 having a cross-shaped stretch is formed on the stretchable substrate.
  • 46 is a flowchart illustrating a method (S900) of manufacturing a bezelless display device according to an exemplary embodiment.
  • a method of manufacturing a bezel-free display device may include a stretchable substrate configured to form a stretchable substrate including a device region, a terminal region, and a stretchable region positioned between the device region and the terminal region and having stretchability.
  • Forming step (S910) Forming an electronic element and an element region wiring in the element region, and forming a terminal region wiring and a terminal in the terminal region (S920);
  • a flexible wiring forming step (S930) for electrically connecting the device region wiring and the terminal region wiring on the stretch region of the stretchable substrate and forming a stretchable wiring having elasticity;
  • a step of forming a rear terminal (S940) for folding the elastic region and placing the terminal region on the rear side of the element region;
  • a display member mounting step (S950) for mounting and mounting the display member with the electronic element on the device region.
  • part numbers of components that are referred to for describing the method (S900) of manufacturing a no-bezel display device use the part numbers of the embodiments described above with reference to the drawings.
  • the stretchable substrate forming step S910 may be implemented using various methods. Hereinafter, an embodiment of the stretchable substrate forming step S910 will be described.
  • a glass substrate is prepared, and a polymethylmethacrylate (PMMA) layer is formed on the glass substrate by spin coating.
  • a negative photoresist layer is formed on the PMMA layer using spin coating.
  • a hexamethyldisilazane (HMDS) layer may be further formed between the PMMA layer and the negative photoresist layer.
  • the thickness of the negative photoresist layer may, for example, range from about 10 ⁇ m to 100 ⁇ m, for example about 50 ⁇ m.
  • the negative photoresist layer is patterned by ultraviolet exposure to form trenches.
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • the thickness of the PDMS layer may, for example, range from about 10 ⁇ m to 100 ⁇ m, for example about 52 ⁇ m.
  • the PDMS layer is then annealed and cured. The curing can be implemented, for example, by performing at about 115 °C for about 4 hours.
  • the PMMA layer is dissolved using a solvent such as acetone to remove the glass substrate. Accordingly, the stretchable substrate 910 including the negative photoresist layer and the PDMS is formed.
  • the PDMS layer may not only be coated on the negative photoresist layer but also fill trenches formed in the negative photoresist layer. That is, the negative photoresist layer may be formed relatively thin, and may be formed relatively thick in the trench. For example, in the trench, the PDMS layer may have a thickness of about 52 ⁇ m, and on the negative photoresist layer having a thickness of about 50 ⁇ m, the PDMS layer may have a thickness of about 2 ⁇ m.
  • the negative photoresist layer may be formed of a relatively rigid material, and may form a device region 920 and a terminal region 930 of the stretchable substrate 910.
  • the PDMS layer may be formed of a relatively stretchable material. Stretch region 940 can be formed. According to the method described above, the stretchable substrate 910 may be formed.
  • the device region wiring 925 and the electronic device 921 are formed in the device region 920 of the stretchable substrate 910, and the terminal 932 and the terminal region are formed on the terminal region 930.
  • the wiring 935 is formed.
  • the electronic device 921 may be formed using a method known in the semiconductor or display field.
  • the device region wiring 925, the terminal 932, and the terminal region wiring 935 may be simultaneously formed using the same material in the same process, or may be formed separately using different materials in another process.
  • the element region wiring 925, the terminal 932, and the terminal region wiring 935 can be formed using a method known in the semiconductor or display field, for example, deposition, lithography, lift-off.
  • a positive photoresist layer is formed and patterned on the stretchable substrate 910 provided by the method using spin coating.
  • a metal material to be used as the device region wiring 925, the terminal 932, and the terminal region wiring 935 for example, chromium and copper, has a thickness of about 2 nm and about 100 nm, respectively. It is formed using various deposition methods. Subsequently, the positive photoresist layer is removed in a lift-off manner to form the device region wiring 925, the terminal 932, and the terminal region wiring 935.
  • the flexible wiring forming step S930 may be implemented using the manufacturing method described with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the forming of the flexible wiring (S930) may include providing a substrate, forming the graphene layer using a transfer method on the substrate, and a solution including a nanomaterial on the substrate. Spin coating, and contacting the graphene layer on the light transmitting substrate, the nanomaterials overlap each other to form a network, and forming a nanomaterial layer having a lower sheet resistance than the graphene layer. .
  • Reactive ion etching is performed on the stretchable region 940 of the stretchable substrate 910 to facilitate spin coating of the nanomaterial layer in subsequent processes.
  • the nanomaterial layer is formed on the stretchable region 940 of the stretchable substrate 910 by using spin coating.
  • the nanomaterial layer may include silver nanowires.
  • the graphene layer is formed on the nanomaterial layer using a transfer method. Forming the nanomaterial layer and the graphene layer may be opposite to each other.
  • the nanomaterial layer and the graphene layer are entirely formed on the stretchable region 940 of the stretchable substrate 910, patterning may be necessary. Therefore, a positive photoresist layer is formed on the nanomaterial layer and the graphene layer by using spin coating, and patterned to have a desired wiring shape. Subsequently, the nanomaterial layer and the graphene layer are dry-etched by reactive ion etching, and the positive photoresist layer is removed to form the flexible wiring 950.
  • the channel region 924 of the electronic device 921 positioned in the device region 920 may be simultaneously formed in the same process as the stretchable wiring 950.
  • the nanomaterial layer and the graphene layer may extend to be formed on the device region 920 and the terminal region 930 of the stretchable substrate 910, and thus the device region wiring 925 and the terminal region wiring. 935 and respectively, may be physically and / or electrically connected.
  • a bezel-free display device including: a first area; A second region opposite to the first region; And a third region disposed between the first region and the second region and having elasticity.
  • the first region, the second region, and the third region may correspond to the device region 920, the terminal region 930, and the stretchable region 940, respectively.
  • the first wiring may correspond to the electronic device 921 and / or the device region wiring 925 formed in the device region 920.
  • the second wiring may correspond to the terminal 932 and / or the terminal region wiring 935 formed in the terminal region 930.
  • FIG. 47 is a plan view illustrating an extended display apparatus 1000 in which a bezel-free display apparatus 900 is coupled according to an exemplary embodiment.
  • the extended display apparatus 1000 may include a plurality of bezelless display apparatuses 900.
  • the plurality of bezel-free display apparatuses 900 may be coupled to each other vertically and horizontally, thereby providing an extended screen. Since the bezel-free display devices 900 have terminals formed on the rear surface, the bezel may be removed from the display surface, and thus, the continuity of the screens provided by the bezel-free display devices 900 may be realized.
  • FIG. 48 is a schematic diagram comparing a screen implemented by a bezel-free display device 900 according to an embodiment of the present invention with a screen implemented by a conventional display device.
  • the conventional display device includes a bezel formed on the display surface as shown by a black line, whereby the screen is divided and displayed discontinuously by the bezel. Readability is reduced.
  • the bezel-free display device 900 since the bezel-free display device 900 according to the technical concept of the present invention can remove the bezel, the screen division by the bezel as described above can be prevented, accordingly It is possible to provide a continuous picture, so that readability and aesthetics can be significantly increased.
  • a bezel-free display device having the bezel area removed can be provided.

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Abstract

본 발명은, 넓은 화면에 대한 요구와 휴대성에 대한 요구를 동시에 충족할 수 있고 디스플레이 화면의 연속적인 확장성을 증가할 수 있도록 배면에 단자를 형성하여 배젤 영역을 제거한 무 베젤 디스플레이 장치를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치는, 전자 소자를 포함하고 상면에 위치하는 소자 영역; 전자 소자와 전기적으로 연결된 단자를 포함하고 배면에 위치하는 단자 영역; 및 소자 영역과 단자 영역 사이에 위치하고 신축성을 가지는 신축 영역;을 포함하는 신축성 기판; 신축성 기판의 신축 영역 상에 위치하고, 소자와 단자를 전기적으로 연결하고, 신축성을 가지는 신축성 배선; 및 신축성 기판의 소자 영역 상에 위치하고 전자 소자와 전기적으로 연결된 디스플레이 부재를 포함한다.

Description

신축성 배선을 이용하여 형성된 무 베젤 디스플레이 장치 및 그 제조 방법
본 발명의 기술적 사상은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 신축성 배선을 이용하여 베젤 영역을 제거한 무 베젤 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드 또는 터치 스크린 등은 투명 전극을 이용하여 전기적 신호를 인가한다. 이러한 투명 전극으로서, 일반적으로 인듐-주석 산화물(indium tin oxide, ITO)가 많이 사용되고 있다. 그러나, 인듐-주석 산화물은 면저항이 높고, 재료 비용이 높으며, 또한 원료 시장에서의 인듐 수급이 불안정한 한계가 있다. 최근에는, 인듐-주석 산화물을 대체하는 투명 전극 물질에 대한 연구가 이루어지고 있다. 예를 들어, 그래핀을 이용하여 투명 전극을 구현하는 기술이 제안되었으나, 이러한 그래핀 또한, 면저항이 높은 한계를 가지고 있다. 따라서, 낮은 면저항을 가지며, 높은 광 투과율을 보유하는 투명 전극 재료의 개발이 요구되고 있다. 또한, 유연성 전자 장치(flexible electronic device)의 등장으로, 광 투과율을 유지하면서 동시에 유연성과 신축성을 가지는 투명 전극이 요구되고 있다.
휴대폰과 같은 전자 장치에서, 가독성을 증가시키기 위하여 화면 크기가 점점 커지는 추세이지만, 화면 크기의 증가는 휴대성을 저하시키고 특히 사람이 한 손으로 전자 장치를 잡기 어려울 수 있다. 이와 같이, 넓은 화면에 대한 요구와 휴대성에 대한 요구를 동시에 충족하기 위하여, 디스플레이의 베젤(bezel)을 전면(前面)에서 제거하거나 최소화하는 요구가 증대되고 있다. 관련기술로는 한국공개특허 10-2012-0092431호가 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 넓은 화면에 대한 요구와 휴대성에 대한 요구를 동시에 충족할 수 있고 디스플레이 화면의 연속적인 확장성을 증가할 수 있도록 배면에 단자를 형성하여 배젤 영역을 제거한 무 베젤 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 넓은 화면에 대한 요구와 휴대성에 대한 요구를 동시에 충족할 수 있고 디스플레이 화면의 연속적인 확장성을 증가할 수 있도록 배면에 단자를 형성하여 배젤 영역을 제거한 무 베젤 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 전자 소자를 포함하고 상면에 위치하는 소자 영역; 상기 전자 소자와 전기적으로 연결된 단자를 포함하고 배면에 위치하는 단자 영역; 및 상기 소자 영역과 상기 단자 영역 사이에 위치하고 신축성을 가지는 신축 영역;을 포함하는 신축성 기판; 상기 신축성 기판의 상기 신축 영역 상에 위치하고, 상기 전자 소자와 상기 단자를 전기적으로 연결하고, 신축성을 가지는 신축성 배선; 및 상기 신축성 기판의 상기 소자 영역 상에 위치하고 상기 전자 소자와 전기적으로 연결된 디스플레이 부재를 포함하는 무 베젤 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 제1 영역; 상기 제1 영역에 반대로 위치하는 제2 영역; 및 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 위치하고 신축성을 가지는 제3 영역;을 포함하는 기판; 상기 제1 영역 상에 탑재된 제1 배선; 상기 제2 영역 상에 형성된 제2 배선; 상기 제3 영역 상에 위치하고, 상기 제1 배선과 제2 배선을 전기적으로 연결하고, 신축성을 가지는 신축성 배선을 포함하는 무 베젤 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 소자 영역, 단자 영역, 및 상기 소자 영역과 상기 단자 영역 사이에 위치하고 신축성을 가지는 신축 영역을 포함하는 신축성 기판을 형성하는 신축성 기판 형성 단계; 상기 소자 영역에 전자 소자와 소자 영역 배선을 형성하고, 상기 단자 영역에 단자 영역 배선과 단자를 형성하는 단자 형성 단계; 상기 신축성 기판의 상기 신축 영역 상에 상기 소자 영역 배선과 상기 단자 영역 배선을 전기적으로 연결하고 신축성을 가지는 신축성 배선을 형성하는 신축성 배선 형성 단계; 상기 신축 영역을 접어 상기 단자 영역을 상기 소자 영역의 배면측에 위치시키는 배면 단자 형성 단계; 및 상기 소자 영역 상에 디스플레이 부재를 상기 전자 소자와 전기적으로 연결하여 탑재하는 디스플레이 부재 탑재 단계를 포함하는 무 베젤 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 강성을 가지는 소재로 형성되며, 디스플레이 부재가 배치되는 소자 영역; 단자가 배치되며, 강성을 가지는 소재로 형성되는 단자 영역; 및 상기 소자 영역과 상기 단자 영역 사이에 위치하고 신축성을 가지는 신축 영역;을 포함하는 신축성 기판; 및 상기 신축성 기판의 상기 신축 영역 상에 위치하고, 상기 디스플레이 부재와 상기 단자를 전기적으로 연결하고, 신축성을 가지는 신축성 배선을 포함하는 무 베젤 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 무 베젤 디스플레이 장치는 신축성 배선을 사용하여 배젤 영역을 배면에 형성시킴에 따라, 디스플레이의 베젤을 제거할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이들에 의하여 확장된 화면을 구현하는 경우에, 화면의 끊어짐을 최소화할 수 있고, 이에 따라 더 큰 화면을 연속성있게 재현할 수 있다.
또한, 상기 신축성 배선은, 그래핀층과 상기 그래핀층과 접촉하고 네트워크로 구성된 나노 와이어를 포함하는 복수의 하이브리드 배선 구조체들을 포함하도록 형성함으로써, 높은 광 투과율, 고 유연성, 낮은 면저항을 가지는 효과를 제공할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 기술적 사상에 따른 무 베젤 디스플레이 장치는 넓은 화면에 대한 요구와 휴대성에 대한 요구를 동시에 충족할 수 있고, 특히 디스플레이의 베젤을 제거하여 디스플레이 화면의 연속적인 확장성을 증가할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 대형 화면을 구현할 경우에, 경제성이 낮고 취급성이 불편한 대형 디스플레이 장치를 대신하여 상대적으로 소형인 디스플레이 장치를 이용하여 대형 디스플레이 장치를 이용하는 경우에 필적하는 효과를 얻을 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 배선을 도시하는 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 신축성 배선에 포함된 나노 물질층을 나타내는 주사전자현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 배선을 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 신축성 배선의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5의 신축성 배선의 제조 방법에서 상기 그래핀 층을 형성하는 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5의 제조 방법을 이용하여 형성한 신축성 배선을 나타내는 사진이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 배선의 고온 및 고습 신뢰성 테스트 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 배선의 전기적 특성을 검토하기 위하여, 다양한 폭을 가지는 신축성 배선을 나타내는 사진이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 배선의 전기적 특성을 나타내는 그래프들이다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 배선의 물리적 특성 및 전기적 특성을 스핀 코팅 공정에서의 스핀 코팅 속도에 따른 변화를 나타내는 그래프들이다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선을 물리적으로 변형하는 경우의 결과들을 나타내는 그래프들이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선에 포함되는 나노 와이어를 인장하는 경우의 조직 사진과 변형 모식도를 나타낸다.
도 21 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선을 도시하는 단면도이다.
도 25 및 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선의 회로 구성을 나타내는 모식도이다.
도 27 및 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선을 도시하는 도면이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선의 하이브리드 배선 구조체의 층 수에 따른 면 저항의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선의 하이브리드 배선 구조체의 층 수에 따른 높이 변화를 나타내는 원자힘 현미경을 이용한 그래프이다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선의 면저항에 따른 광 투과도를 나타내는 그래프이다.
도 32는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선의 변형률에 따른 저항 변화를 나타내는 그래프이다.
도 33 및 도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선의 응용 예들을 나타내는 사진들이다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치를 도시하는 상면도이다.
도 36는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 35의 무 베젤 디스플레이 장치를 도시하는 배면도이다.
도 37은 도 35의 선 A-A를 따라 절단하여 도시한 무 베젤 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 38은 도 35의 무 베젤 디스플레이 장치에서 신축성 기판을 펼쳐 도시한 상면도이다.
도 39는 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치의 폴더 원리를 설명하는 도면이다.
도 40는 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치의 신축성 기판을 접는 방법을 도시하는 개략도이다.
도 41는 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치에서 신축성 배선의 접힌 상태를 나타내는 개략도이다.
도 42 내지 도 44는 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치의 신축성 기판을 접는 방법을 도시하는 개략도들이다.
도 45는 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치에 포함되는 신축성 기판을 나타내는 사진들이다.
도 46은 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 47은 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치가 결합되어 형성된 확장 디스플레이 장치를 나타내는 평면도이다.
도 48은 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치에 의하여 구현되는 화면과 종래의 디스플레이 장치에 의하여 구현되는 화면을 비교한 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
본 발명의 기술적 사상은 무(無, ZERO) 베젤 디스플레이 장치를 제공하는 것이다. 상기 무 베젤 디스플레이 장치는 유연성을 가지는 신축성 배선을 포함할 수 있고, 이에 따라 단자를 배면으로 위치시켜 베젤을 감소 또는 제거하여 디스플레이 화면의 연속적인 확장성을 증가할 수 있다. 이러한 신축성 배선은 그래핀층과 나노 물질층을 포함할 수 있다. 여기에서 무 베젤이라는 용어는 베젤이 제로(ZERO)일 뿐만 아니라 무시할 만큼 작다는 것을 의미한다.
상기 신축성 배선은 하이브리드(hybrid) 투명 전극 구조체들을 포함할 수 있고, 또한 복수의 하이브리드(hybrid) 투명 전극 구조체들을 포함하는 적층 구조를 가질 수 있다. 이러한 하이브리드 투명 전극 구조체는 2차원 나노 물질층과 1차원 나노 물질층을 포함할 수 있다.
상기 2차원 나노 물질층은, 2차원 나노 물질 또는 2차원 나노 물질들로 구성될 수 있고, 예를 들어 그래핀, 그라파이트, 또는 탄소나노튜브와 같은 탄소 나노 물질을 포함할 수 있다. 2차원 나노 물질의 의미는 나노 물질이 평면적인 형상을 가짐을 의미하며, 예를 들어 시트(sheet) 등과 같은 형상을 가질 수 있다.
상기 1차원 나노 물질층은, 1차원 나노 물질들로 구성될 수 있고, 예를 들어 은 나노 와이어와 같은 금속 나노 물질을 포함할 수 있다. 1차원 나노 물질의 의미는 나노 물질이 선형적인 형상으로 가짐을 의미하며, 예를 들어 와이어 등과 같은 형상을 가질 수 있다.
그러나, 이러한 상기 2차원 나노 물질층과 상기 1차원 나노 물질층의 형상은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는, 상기 2차원 나노 물질층을 예시적으로 지칭하는 것으로서 그래핀층을 기재하고, 상기 1차원 나노 물질층을 예시적으로 지칭하는 것으로서 나노 물질층을 기재하여 본 발명의 기술적 사상을 설명하기로 한다. 본 명세서에서, "제1" 및 "제2"는 구성 요소들을 서로 구분하기 위하여 사용하는 것이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 신축성 배선이 상기 그래핀층을 대신하여 유연성을 가지는 전도성 폴리머층 또는 유연성을 가지는 비전도성 폴리머층를 포함하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
이하에서는, 한 층의 그래핀 층과 한 층의 나노 물질층을 포함하여 구성된 한 층의 하이브리드 배선 구조체를 포함하는 신축성 배선(100)에 대하여 설명하기로 한다. 신축성 배선(100)은 플렉서블한 특성을 가질 수 있고, 더 나아가 폴더블한 특성을 가질 수 있다. 또한, 신축성 배선(100)은 투명할 수 있으며, 또는 반투명하거나 불투명할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 배선(100)을 도시하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 신축성 배선(100)는 광투과 기판(110) 상에 위치하는 한 층의 그래핀층(120), 및 한 층의 나노 물질층(130)을 포함한다. 한 층의 그래핀층(120), 및 한 층의 나노 물질층(130)은 한 층의 하이브리드 배선 구조체(140)를 구성할 수 있다.
도 1에 도시된 실시예의 신축성 배선(100)에서는, 그래핀층(120)은 광투과 기판(110) 상에 접촉하여 위치하고, 나노 물질층(130)은 그래핀층(120) 상에 접촉하여 위치한다. 즉, 그래핀층(120)이 광투과 기판(110)과 나노 물질층(130) 사이에 개재되어 있다.
광투과 기판(110)은 광을 통과시키는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 광투과 기판(110)은 원하는 파장의 광을 선별적으로 통과시키는 물질을 포함할 수 있다.
광투과 기판(110)은, 예를 들어 유리, 석영, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물 또는 폴리머를 포함할 수 있고, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET)를 포함할 수 있다. 광투과 기판(110)은 가요성(flexible) 물질로 이루어질 수 있고, 이에 따라 하이브리드 배선 구조체(140)가 광투과 기판(110)과 함께 플렉서블한 특성을 가질 수 있고, 더 나아가 폴더블(foldable)한 특성을 가질 수 있다.
광투과 기판(110)은 반도체 소자 또는 광 소자가 미리 형성된 구조체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 광투과 기판(110)은 발광 다이오드(LED) 구조체를 포함하거나, LCD 또는 OLED와 같은 디스플레이 구조체를 포함하거나, 또는 터치 패드 구조체를 포함할 수 있다.
그러나, 상술한 광투과 기판(110)의 특성 및 재질은 이는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 광투과 기판(110)을 대신하여 반투명 기판 또는 불투명 기판을 사용하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
그래핀층(120)은 광투과 기판(110) 상에 위치한다. 그래핀층(120)은 그래핀(graphene)으로 구성될 수 있다. 상기 그래핀층(120)은 그래핀 필름 구조를 가진다. 상기 그래핀은 2차원 형상의 카본 나노 구조체이고, 전하이동도가 약 15,000cm2/Vs로 크고 열전도성이 우수한 것으로 알려져 있다. 이에 따라 그래핀은 전계효과 트랜지스터에 현재 사용되는 실리콘 물질을 대체할 차세대 물질로서 주목받고 있다. 그래핀 물질을 이용하는 경우에는, 기존의 반도체 공정 기술을 이용하여 소자를 제조하기 용이하며, 특히 대면적 집적화가 용이한 잇점이 있다.
그래핀층(120)은 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 그래핀층(120)은 흑연 결정으로부터의 기계적 박리법 또는 정전기적 박리법에 의하여 형성할 수 있다. 또한, 그래핀층(120)은, 실리콘 탄화물의 열분해법, 히드라진(hydrazine, NH2NH2)과 같은 산화제를 용제로 이용한 추출법, 또는 수소 및 탄소를 포함하는 반응 가스를 이용하는 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD)에 의하여 형성할 수 있다. 상기 화학적기상증착법은 그래핀 필름 구조를 제조하는 방법으로서 대표적인 방법이다. 그래핀층(120)을 형성하는 예시적인 방법이 하기에 도 6을 참조하여 설명되어 있다.
상기 그래핀층(120)은 0.1㎚ 내지 0.9㎚의 두께를 가지는데, 화학적기상증착방법으로 제조할 경우, 0.3㎚ 내지 0.4nm 의 매우 박막의 두께를 가진다. 따라서, 상기 투명 전극(100)의 광 투과율 및 신축성이 향상될 수 있다.
또한, 그래핀층(120)은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니고, 그라파이트 또는 탄소 나노 튜브로 구성된 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
나노 물질층(130)은 광투과 기판(110) 상에, 구체적으로 그래핀층(120) 상에 위치한다. 나노 물질층(130)은 서로 겹쳐져 네트워크를 형성하는 나노 물질들을 포함할 수 있다. 상기 네트워크 구조에 대하여는 도 2 및 도 3을 참조하여 하기에 설명하기로 한다. 그래핀층(120)과 나노 물질층(130)은 서로 물리적으로 및/또는 전기적으로 접촉할 수 있다.
나노 물질층(130)은 도전성을 가질 수 있고, 예를 들어 그래핀층(120)에 비하여 낮은 면저항을 가질 수 있다. 이에 따라, 신축성 배선(100)은 약 30 Ω/□ 내지 약 160 Ω/□ 범위의 면저항을 가질 수 있다. 그래핀을 단독으로 사용한 경우에는 약 400 Ω/□ 이상의 면저항을 가지므로, 신축성 배선(100)이 나노 물질층(130)을 포함함에 따라 면저항을 낮출 수 있다.
만일, 화학기상증착법으로 그래핀층(120)을 제조할 경우, 그래핀층(120)의 두께가 0.3~0.4nm 정도로 매우 얇기 때문에, 필름 형태의 그래핀층(120)이 나노 물질층을 랩으로 랩으로 감싸듯이 밀착하여 덮고 있는 구조가 된다.
나노 물질층(130)은 다양한 형태의 나노 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 나노 물질층(130)은, 나노 와이어(nanowire), 나노 입자(nanoparticle), 나노 로드(nanorod), 나노 월(nanowall), 나노 튜브(nanotube), 나노 벨트(nanobelt) 및 나노 링(nanoring) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 나노 물질층(130)은 금속 나노 물질을 포함하거나 또는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다. 상기 금속 나노 물질은 은(Ag), 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 테크네늄(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 카드뮴(Cd), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 금(Au), 수은(Hg), 란탄족 원소(lanthanide), 및 악티늄족 원소(actinoid), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 비소(As), 안티몬(Sb), 비스무트(Bi), 갈륨(Ga), 및 인듐(In)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 나노 물질층(130)을 구성하는 나노 물질의 형상과 재질은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 신축성 배선(100)에 포함된 나노 물질층(130)을 나타내는 주사전자현미경 사진이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 나노 물질층(130)은 복수의 나노 와이어들을 포함하고, 상기 나노 와이어들은 서로 겹쳐져 형성된 네트워크로서 그래핀층(120) 상에 위치한다.
상기 나노 와이어들은 도전성을 가지며, 서로 겹쳐져 형성된 네트워크로서 그래핀층(120) 상에 위치함에 따라, 그래핀층(120)에 흐르는 전류가 상기 나노 와이어들을 통하여 흐를 수 있다. 이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
전술한 바와 같이, 그래핀은 전기전도도가 우수하고 광투과율이 우수한 물질로 알려져 있지만, 그래핀으로 형성된 그래핀층은 결함(defect) 부분에서 전기전도도가 낮아지는 문제점이 있다. 이러한 결함으로는 그레인 바운더리(grain boundary)와 크랙이 있다. 따라서, 종래에도 그래핀을 이용하여 전극을 형성하는 시도가 많았지만, 이러한 그래핀의 그레인 바운더리에서의 문제점으로 인하여 면저항이 높아져서, 그래핀을 이용하여 투명전극을 개발하는데 어려움이 있었다. 본원 발명에서는 그래핀층(120)의 하면에 나노 와이어들이 겹쳐져 네트워크를 형성는데, 상기 투명전극(100)에 전원 인가 시 상기 나노 와이어들은 그래핀의 그레인 바운더리를 가로지르는 전자 이동로의 기능을 수행한다. 전자가 그래핀의 내부로 움직이다가, 그레인 바운더리에서는 나노 와이어를 통하여 인접하는 그래핀 결정의 내부로 이동하게 되는 구조이다. 이러한 원리는 그래핀의 크랙에서도 유사하게 적용된다.
또한, 상기 나노 와이어들은 그래핀층(120)에 비하여 낮은 저항을 가지므로, 결과적으로 그래핀층(120)을 단독으로 도전층으로서 사용하는 경우에 비하여, 그래핀층(120)과 나노 물질층(130)이 함께 포함되는 경우가 면저항이 낮아지게 된다. 또한, 그래핀층(120) 없이 나노 물질층(130)을 단독으로 도전층으로서 사용하는 경우에는, 상기 나노 물질이 금속을 포함함에 따라 광 투과율이 낮아지는 반면, 그래핀층(120)과 나노 물질층(130)이 함께 포함되는 경우에는 이러한 광 투과율의 저하를 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 배선(200)을 도시하는 단면도이다. 도 4에 도시된 실시예는 도 1에 도시된 실시예의 신축성 배선(100)의 일부 구성 요소를 변경한 것이며, 이에 따라 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 신축성 배선(200)은 광투과 기판(210) 상에 위치한 한 층의 나노 물질층(230), 및 한 층의 그래핀층(220)을 포함한다. 한 층의 그래핀층(220), 및 한 층의 나노 물질층(230)은 한 층의 하이브리드 배선 구조체(240)를 구성할 수 있다. 도 4의 그래핀층(220), 나노 물질층(230) 및, 하이브리드 배선 구조체(240)는 도 1의 그래핀층(120), 나노 물질층(130) 및, 하이브리드 배선 구조체(140)에 대응할 수 있다.
도 4에 도시된 실시예의 신축성 배선(200)에서는, 나노 물질층(230)은 광투과 기판(210) 상에 접촉하여 위치하고, 그래핀층(220)은 나노 물질층(230) 상에 접촉하여 위치한다. 즉, 나노 물질층(230)이 광투과 기판(210)과 그래핀층(220) 사이에 개재되어 있다. 도 1의 신축성 배선(100)과 비교하면, 도 4의 신축성 배선(200)은 나노 물질층(230)과 그래핀층(220)의 위치가 서로 바뀌어져 있다. 즉, 하이브리드 배선 구조체(240)가 광투과 기판(210) 상에 상하가 뒤집혀서 위치한다.
만일, 나노 물질층이 은, 구리 등과 같은 물질로 형성된 나노 와이어들로 형성될 경우, 상기 물질들은 공기에 노출될 경우, 산화되어 전기전도도가 감소도니다. 즉, 이렇게 산화된 나노 와이어들은 그래핀의 결함을 가로질러 전자를 이동시키는 기능을 효율적으로 수행하지 못한다. 만일, 이러한 문제점을 나노 와이어들의 사용량을 증가시켜서 해결하려고 할 경우, 나노 와이어들에 의한 광투과율 저하의 문제가 다시 발생된다. 하지만, 본원 발명에서는, 나노 물질층(230)이 필름 구조를 가지는 그래핀층에 의하여 덮인다. 그래핀층(220)은 높은 불투과성(impermeablility)과 열전도도를 가지기 때문에, 그래핀층(220)은 나노 물질층(230)을 랩으로 감싸듯이 밀착하여 덮고 있기 때문에, 나노 물질층(230)이 공기와의 접촉에 의하여 산화되는 것을 방지시킬 뿐만 아니라, 나노 물질층(230)의 열적 안정성에 큰 도움을 준다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 신축성 배선(100)의 제조 방법(S100)을 나타내는 흐름도이다. 도 5을 참조하여 설명된 제조 공정 단계들의 순서는 예시적이며, 다른 순서로 수행되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
도 5를 참조하면, 신축성 배선(100)의 제조 방법(S100)은, 광투과 기판을 제공하는 단계(S110), 상기 광투과 기판 상에 그래핀 층을 형성하는 단계(S120), 및 상기 광투과 기판 상에 스핀 코팅을 이용하여, 나노 물질층을 형성하는 단계(S130)를 포함한다. 이에 따라, 상기 그래핀층과 상기 나노 물질층을 포함하는 하이브리드 배선 구조체를 형성할 수 있다.
상기 광투과 기판을 제공하는 단계(S110)는, 신축성 배선이 형성될 수 있는 광투과 기판을 제공한다. 상기 광투과 기판은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 그래핀 층을 형성하는 단계(S120)는, 예를 들어 트랜스퍼 방식을 이용하여 구현할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5의 신축성 배선의 제조 방법(S100)에서 상기 그래핀 층을 형성하는 단계(S120)를 나타내는 흐름도이다.
상기 그래핀 층을 형성하는 단계(S120)는, 희생 기판을 제공하는 단계(S121), 상기 희생 기판 상에 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD)을 이용하여 그래핀층을 형성하는 단계(S122), 상기 희생 기판으로부터 상기 그래핀층을 분리하는 단계(S123), 및 상기 광투과 기판 상에 상기 분리된 그래핀층을 전사시키는 단계(S124)를 포함한다.
상기 희생 기판은 상기 그래핀층이 형성될 수 있는 다양한 기판을 사용할 수 있다. 상기 희생 기판은, 예를 들어 금속을 포함할 수 있고, 예를 들어 구리 기판으로 이루어질 수 있다.
상기 희생 기판 상에 상기 그래핀층을 형성하는 단계(S122)는, 예를 들어 메탄(CH4), 수소(H2), 및 아르곤(Ar)의 혼합 가스를 이용하여 수행될 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 메탄(CH4)을 대신하여 상기 그래핀 층을 형성하기 위한 탄소를 제공할 수 있는 기체를 사용할 수 있다.
상기 그래핀층을 분리하는 단계(S123)는, 예를 들어 PMMA를 상기 그래핀층 상에 코팅한 후에, 적절한 식각제를 이용하여 희생 기판을 제거하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 희생 기판이 구리 기판인 경우에는, 상기 식각제로서 구리 에천트(FeCl3)를 이용하여 상기 희생 기판을 식각하여 제거할 수 있다.
상기 그래핀층을 분리하는 단계(S123) 및 상기 광투과 기판 상에 상기 그래핀층을 전사시키는 단계(S124)는 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있고, 예를 들어 소프트 트랜스퍼 프린팅, PDMS 전사 방법, PMMA 전사방법, 열방출 테이프 전사 방법 또는 롤 전사 방법을 이용할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 상기 나노 물질층을 형성하는 단계(S130)는, 상기 광투과 기판 상에 나노 물질을 포함하는 용액을 스핀 코팅하여, 상기 광투과 기판 상에 상기 그래핀층과 접촉하도록 위치하고, 상기 나노 물질들이 서로 겹쳐져 네트워크를 형성하도록 이루어질 수 있다. 상기 나노 물질층은 상기 그래핀층에 비하여 낮은 면저항을 가질 수 있다.
상기 나노 물질층을 형성하는 단계(S130)는, 예를 들어 약 100 rpm 내지 약 3000 rpm 범위의 속도, 예를 들어 약 500 rpm의 속도로 스핀 코팅하여 수행될 수 있다. 상기 스핀 코팅은, 예를 들어 약 1초 내지 약 10분 동안, 예를 들어 약 30초 동안 수행될 수 있다. 이러한 스핀 코팅의 스핀 속도에 따라, 상기 신축성 배선의 면저항과 투과도가 변경될 수 있다.
상기 나노 물질층을 형성하는 단계(S130)는, 스핀 코팅된 상기 나노 물질층을 건조하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 건조 단계를 통하여, 상기 나노 물질층에 포함된 용매가 제거될 수 있다. 그러나, 상기 건조 단계는 선택적이며, 생략될 수 있다.
상기 건조 단계는 복수의 단계로서 구성될 수 있다. 상기 건조 단계는 상기 나노 물질층을, 예를 들어 약 80℃ 내지 약 100℃의 온도 범위에서, 예를 들어 약 90℃의 온도에서, 예를 들어 약 50초 내지 약 150초 동안, 예를 들어 약 90초 동안 건조하는 제1 건조 단계를 포함할 수 있다. 이어서, 상기 건조 단계는, 상기 나노 물질층을, 예를 들어 약 140℃ 내지 약 160℃의 온도 범위에서, 예를 들어 약 150℃의 온도에서, 예를 들어 약 50초 내지 150초 동안, 예를 들어 약 90초 동안 건조하는 제2 건조 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 그래핀 층을 형성하는 단계(S120)를 수행한 후에, 상기 나노 물질층을 형성하는 단계(S130)를 수행할 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 광투과 기판 상에 상기 그래핀층, 및 상기 나노 물질층이 순차적으로 적층되며, 이에 따라, 상기 그래핀층과 상기 나노 물질층을 포함하는 하이브리드 배선 구조체를 형성할 수 있다. 또한, 도 1의 신축성 배선(100)을 구현할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 나노 물질층을 형성하는 단계(S130)를 수행한 후에, 상기 그래핀 층을 형성하는 단계(S120)를 수행할 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 광투과 기판 상에 상기 나노 물질층 및 상기 그래핀층이 순차적으로 적층되며, 이에 따라, 상기 그래핀층과 상기 나노 물질층을 포함하는 하이브리드 배선 구조체를 형성할 수 있다. 또한, 도 4의 신축성 배선(200)을 구현할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선의 특성들을 검토하기로 한다. 이하에서 언급되는 신축성 배선은 PET를 광투과 기판으로서 사용하였고, 나노 물질층에 포함되는 나노 물질은 은(Ag) 나노 와이어를 사용하였다. 비교예로서, PET 상에 그래핀 만을 사용하여 형성한 신축성 배선(Gr/PET로 지칭됨)을 선택하였다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5의 제조 방법을 이용하여 형성한 신축성 배선(100, 200)을 나타내는 사진이다.
도 7을 참조하면, 신축성 배선(100, 200)은 도 1의 신축성 배선(100)의 구조 또는 도 4의 신축성 배선(200)의 구조를 가질 수 있다. 나노 물질층(130)은 은(Ag) 나노 와이어를 사용하여 신축성 배선(100, 200)을 구현할 수 있다. 신축성 배선(100, 200)의 하단에 위치하는 인쇄물의 활자들이 명확하게 보이는 바와 같이, 신축성 배선(100, 200)은 우수한 광 투과율을 가짐을 알 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 배선의 고온 및 고습 신뢰성 테스트 결과를 나타내는 그래프이다. 신뢰성 테스트는 약 80℃의 온도, 약 80% 습도 하에서 240 시간까지 위치시켰다.
도 8를 참조하면, 비교예(Gr/PET)는 고온 고습 신뢰성 테스트를 수행하기 전(0 hrs)에는 약 500 Ω/square의 면저항을 나타내며, 상기 테스트가 진행됨에 따라 급격하게 증가하여 240 시간에서는 약 2000 Ω/square의 면저항을 나타내었다. 반면, 본 발명의 일 실시예들에 따른 신축성 배선들은 고온 고습 신뢰성 테스트 이전과 이후에 모두 약 100 Ω/square 이하의 면저항을 나타내었다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라, PET-나노 물질층-그래핀층(Gr/AgNW/PET)으로 적층되어 구성된 신축성 배선은 상기 고온 고습 신뢰성 테스트 수행 전후의 면저항의 변화가 거의 나타나지 않았으며, 구체적으로 0 hrs 내지 240 hrs 에서 약 40 Ω/square 또는 그 이하의 면저항을 나타내었다. 반면, 본 발명의 실시예에 따라, PET-그래핀층-나노 물질층(AgNW/Gr/PET)으로 적층되어 구성된 신축성 배선은 상기 고온 고습 신뢰성 테스트가 수행됨에 따라 면저항이 증가되는 경향을 보이며, 구체적으로 0 hrs 에서 약 40 Ω/square, 240 hrs 에서 약 80 Ω/square의 면저항을 나타내었다. 그러나, 이러한 면저항의 증가도 약 2000 Ω/square로 증가된 비교예와 비교하면 거의 적은 정도로 변화됨을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선은 비교예의 신축성 배선에 비하여 매우 낮은 면저항을 제공할 수 있고, 고온 고습 상태에서 장시간 사용하더라도 낮은 면저항을 계속하여 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선의 투과도는 상기 고온 고습 신뢰성 테스트 수행 전후에 거의 변화되지 않고, 약 85% 내지 약 90% 범위를 보였다. 이러한 투과도 결과는 PET-그래핀층-나노 물질층의 신축성 배선과 PET-나노 물질층-그래핀층의 신축성 배선에서 동일하게 나타났다. 또한, 상기 투과도는 비교예의 투과도와 거의 유사한 범위로 나타났다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선은 우수한 투과도를 제공할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 배선의 전기적 특성을 검토하기 위하여, 다양한 폭을 가지는 신축성 배선을 나타내는 사진이다.
도 10을 참조하면, 양 단부의 도전 패턴 사이를 연결하는 신축성 배선이 형성되어 있고, 상기 신축성 배선은 약 30 ㎛, 약 100 ㎛, 또는 약 500 ㎛의 폭을 가지도록 형성되어 있다. 또한, 이러한 폭 외에도 다양한 폭을 가지는 신축성 배선을 형성하여, 상기 신축성 배선의 폭에 따른 전기적 특성을 검토하였다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 배선의 전기적 특성을 나타내는 그래프들이다.
도 11을 참조하면, 비교예로서, 신축성 배선이 광투과 기판(예를 들어 PET) 상에 은 나노 와이어("AgNW"로 표시됨)만 형성한 경우에는, 상기 신축성 배선의 폭(Electrode width)이 20 ㎛ 이상에서는 상기 신축성 배선이 매우 낮은 면저항(sheet resistance) 값을 나타내지만, 신축성 배선의 폭이 20 ㎛ 미만에서는 면저항이 급격하게 증가하여 매우 높게 나타나며, 전기가 거의 통하지 않는 절연체 특성을 가지게 된다. 다른 비교예로서, 신축성 배선이 광투과 기판(예를 들어 PET) 상에 그래핀("Graphene"으로 표시됨)만 형성한 경우에는, 약 103 Ω/□ 내지 약 104 Ω/□ 범위의 면저항을 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선("AgNW+Graphene"으로 표시됨)은 약 101 Ω/□ 내지 약 102 Ω/□ 범위의 면저항을 나타내며, 폭의 두께와 무관하게 상기 면저항의 범위가 유지된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선은 은 나노 와이어 만을 사용한 신축성 배선에 비하여, 신축성 배선의 폭을 20 ㎛ 미만으로 구현하는 경우에도 면저항의 변화가 없으므로, 미세한 소자 형성을 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선은 그래핀 만을 사용한 신축성 배선에 비하여, 낮은 면저항을 가지는 신축성 배선을 제공할 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선은 폭이 2 ㎛ 일 경우의 전류(Current)-기전력(E) 곡선에서, 0 V/㎛ 내지 3 V/㎛ 범위에서 30 mA 이상의 피크를 나타내고, 3 V/㎛ 이상으로 증가되는 경우, 전류가 점진적으로 증가하다가 기전력(E)이 20 V/㎛ 부근에서 항복(breakdown)이 일어난다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선은 상기 치수에서 항복 기전력인 20 V/㎛ 까지 전류를 흐르게 할 수 있다. 반면, 은 나노 와이어 만을 사용한 신축성 배선의 경우 상기 치수에서 기전력이 1 V/㎛ 부근에서 항복이 일어났고, 그래핀만을 사용한 신축성 배선의 경우에는 상기 치수에서 2.5 V/㎛ 에서 항복이 일어났으며, 두 경우 모두 최대 전류가 5 mA 이하로 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선의 값에 비해 낮았다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선은 소자 미세화를 구현할 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선에서는, 채널 길이에 따른 항복 전압(Ebreakdown)은 채널 길이(Channel length)가 증가함에 따라 감소하다가, 30 ㎛ 이상의 채널 길이에서는 거의 변화하지 않았다. 이러한 항복 전압의 거동은 은 나노 와이어 만을 사용한 신축성 배선 또는 그래핀 만을 사용한 신축성 배선에서도 유사하게 나타났다. 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선은 은 나노 와이어 만을 사용한 신축성 배선 또는 그래핀 만을 사용한 신축성 배선에 비하여 높은 항복 전압 수준을 가지고 있는 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선은 전기적 안정성이 높음을 의미한다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선은, 채널 길이(Channel length)에 따른 최대 전류(Max Current)가 은 나노 와이어 만을 사용한 신축성 배선 또는 그래핀 만을 사용한 신축성 배선에 비하여 높은 수준으로 나타났다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선은 많은 전류를 흐르게 할 수 있으므로, 전력을 증가시킬 수 있다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 배선의 물리적 특성 및 전기적 특성을 스핀 코팅 공정에서의 스핀 코팅 속도에 따른 변화를 나타내는 그래프들이다.
도 15를 참조하면, 스핀 코팅 속도(Spin coating rate)가 증가함에 따라 신축성 배선의 나노 물질층 내의 은 나노 와이어의 밀도(Ag NW density)가 감소하였다.
도 16을 참조하면, 신축성 배선의 면저항(Sheet resistance)은 스핀 코팅 속도(Spin coating rate)가 500 rpm 또는 1000 rpm에서 가장 낮은 값을 가졌고, 스핀 코팅 속도가 증가함에 따라 증가되는 경향을 나타내었다. 이는 도 15의 스핀 코팅 속도가 증가함에 따라 은 나노 와이어의 밀도가 감소한 결과와 일치한다. 즉, 신축성 배선 내의 전도도가 높은 은 나노 와이어의 밀도가 감소하게 되므로, 신축성 배선의 면저항을 증가된다. 반면, 상기 신축성 배선의 광 투과도는 스핀 코팅 속도의 증가에 대하여 거의 무관하게 일정한 값을 나타내었다.
도 17을 참조하면, 스핀 코팅 속도가 증가함에 따라 광의 투과도(Transmittance)가 약간 증가한 것으로 나타났고, 200 nm 내지 1400 nm 의 파장(Wavelength) 범위에서 유사한 거동을 보였다. 즉, 스핀 코팅 속도는 상기 파장 범위 내의 광의 투과도에 거의 영향을 주지 않는다.
따라서, 도 15 내지 도 17의 결과로부터, 스핀 코팅 속도가 500 rpm 또는 1000 rpm인 경우에, 신축성 배선이 낮은 면저항을 가지며, 투과도는 일정하므로, 상기 스핀 코팅 속도가 바람직할 수 있다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선을 물리적으로 변형하는 경우의 결과들을 나타내는 그래프들이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선을 굽힘하는 경우, 굽힘 반경(bending radius)에 따라 저항 변화(ΔR/R0)가 거의 일정한 것으로 나타났다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선은, 연신율(strain)에 다른 저항 변화(RsL)가 거의 없는 것으로 나타났다. 다만, 80% 미만의 연신율과 80% 이상의 연신율에서 저항 변화(RsL)가 다른 수치를 보이는 것으로 나타났지만, 큰 변화는 아닌 것으로 분석된다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 신축성 배선에 포함되는 나노 와이어를 인장하는 경우의 조직 사진과 변형 모식도를 나타낸다.
도 20을 참조하면, 상기 나노 와이어는 66.6%의 연신율에서도 끊어지지 않고, 길이가 늘어날 수 있다. 이에 따라, 이러한 나노 와이어를 사용한 신축성 배선은 우수한 플렉서블 특성을 제공할 수 있고, 더 나아가 폴더블한 특성을 제공할 수 다.
이하에서는, 한 층의 그래핀 층과 한 층의 나노 물질층을 포함하여 구성된 하이브리드 배선 구조체가 복수로 적층된 적층형 신축성 배선에 대하여 설명하기로 한다. 상기 적층형 신축성 배선은 플렉서블한 특성을 가질 수 있고, 더 나아가 폴더블한 특성을 가질 수 있다.
도 21 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선(300, 300a, 300b, 300c)을 도시하는 단면도이다. 도 21에 도시된 실시예는 상술한 실시예들의 신축성 배선(100, 200)의 일부 구성 요소를 변경한 것이며, 이에 따라 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 21을 참조하면, 적층형 신축성 배선(300)은 광투과 기판(110) 상에 위치하는 제1 하이브리드 배선 구조체(341) 및 제2 하이브리드 배선 구조체(342)를 포함한다. 도 21의 제1 하이브리드 배선 구조체(341) 및 제2 하이브리드 배선 구조체(342)는 도 1의 하이브리드 배선 구조체(140)에 대응할 수 있다.
제1 하이브리드 배선 구조체(341)는 한 층의 제1 그래핀층(321) 및 한 층의 제1 나노 물질층(331)을 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 나노 물질층(331)은 제1 그래핀층(321)과 접촉하도록 위치할 수 있고, 서로 겹쳐져 네트워크를 형성하는 제1 나노 물질들을 포함하고, 제1 그래핀층(321)에 비하여 낮은 면저항을 가질 수 있다.
제2 하이브리드 배선 구조체(342)는 한 층의 제2 그래핀층(322) 및 한 층의 제2 나노 물질층(332)을 포함하도록 구성될 수 있다. 제2 나노 물질층(332)은 제2 그래핀층(322)과 접촉하도록 위치할 수 있고, 서로 겹쳐져 네트워크를 형성하는 제2 나노 물질들을 포함하고, 제2 그래핀층(322)에 비하여 낮은 면저항을 가질 수 있다.
제1 나노 물질층(331), 제2 나노 물질층(332) 또는 이들 모두는, 금속 나노 물질을 포함하거나 또는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다. 또한, 제1 나노 물질층(331), 제2 나노 물질층(332) 또는 이들 모두는, 나노 와이어(nanowire), 나노 입자(nanoparticle), 나노 로드(nanorod), 나노 월(nanowall), 나노 튜브(nanotube), 나노 벨트(nanobelt), 및 나노 링(nanoring) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 21의 제1 그래핀층(321) 및 제2 그래핀층(322)은 도 1의 그래핀층(120)에 대응할 수 있다. 도 21의 제1 나노 물질층(331) 및 제2 나노 물질층(332)은 도 1의 나노 물질층(130)에 대응할 수 있다. 도 21의 제1 나노 물질층(331)에 포함되는 상기 제1 나노 물질 및 제2 나노 물질층(332)에 포함되는 제2 나노 물질은 도 1을 참조하여 상술한 바와 같이 나노 물질층(130)에 포함되는 나노 물질과 동일하거나 유사할 수 있다.
제1 그래핀층(321) 및 제2 그래핀층(322)은 서로 동일하거나 서로 다른 물질, 형태, 치수 등을 가질 수 있다. 또한, 제1 나노 물질층(331)과 제2 나노 물질층(332)은 서로 동일하거나 서로 다른 물질, 형태, 치수 등을 가질 수 있다.
또한, 제1 그래핀층(321) 및 제2 그래핀층(322)은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니고, 그라파이트 또는 탄소 나노 튜브로 구성된 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
도 21에 도시된 실시예에서는, 광투과 기판(310) 상에 제1 하이브리드 배선 구조체(341)와 제2 하이브리드 배선 구조체(342)가 순차적으로 적층된다. 또한, 광투과 기판(310)으로부터, 제1 그래핀층(321), 제1 나노 물질층(331), 제2 그래핀층(322), 및 제2 나노 물질층(332)의 순서로 배치된다.
도 22 내지 도 24는, 적층형 신축성 배선(300a, 300b, 300c)에서 제1 그래핀층(321), 제1 나노 물질층(331), 제2 그래핀층(322), 및 제2 나노 물질층(332)의 순서가 다른 경우에 대하여 도시한다.
도 22를 참조하면, 적층형 신축성 배선(300a)에서, 광투과 기판(310)으로부터, 제1 나노 물질층(331), 제1 그래핀층(321), 제2 나노 물질층(332), 및 제2 그래핀층(322)의 순서로 배치된다.
도 23을 참조하면, 적층형 신축성 배선(300b)에서, 광투과 기판(310)으로부터, 제1 그래핀층(321), 제1 나노 물질층(331), 제2 나노 물질층(332), 및 제2 그래핀층(322)의 순서로 배치된다. 이러한 경우에는, 제1 나노 물질층(331)과 제2 나노 물질층(332)이 서로 얽혀지는 등의 결합이 가능하고, 또한, 실질적으로 하나의 층으로 일체화되도록 결합될 수 있다.
도 24를 참조하면, 적층형 신축성 배선(300c)에서, 광투과 기판(310)으로부터, 제1 나노 물질층(331), 제1 그래핀층(321), 제2 그래핀층(322), 및 제2 나노 물질층(332)의 순서로 배치된다. 이러한 경우에는, 제1 그래핀층(321)과 제2 그래핀층(322)이 서로 얽혀지는 등의 결합이 가능하고, 또한, 실질적으로 하나의 층으로 일체화되도록 결합될 수 있다.
도 25 및 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선의 회로 구성을 나타내는 모식도이다.
도 25는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 신축성 배선(100, 200)이 그래핀층(120, 220)과 나노 물질층(130, 230)을 포함하는 한 층의 하이브리드 배선 구조체(140, 240)로 구성된 경우를 도시한다. 반면, 도 26은 도 21 내지 도 24에 도시된 바와 같이, 적층형 신축성 배선(300, 300a, 300b, 300c)이 그래핀층(321, 322)과 나노 물질층(331, 332)을 각각 포함하는 복수의 하이브리드 배선 구조체(341, 342)로 구성된 경우를 도시한다.
도 25를 참조하면, 나노 물질층(130, 230)에 포함된 나노 물질이 직렬 연결의 회로를 구성하고, 그래핀층(120, 220)이 상기 나노 물질에 대하여 병렬 연결의 회로를 구성할 수 있다. 다만, 그래핀층(120, 220)과 나노 물질층(130, 230)이 각각 한 층으로 구성됨에 따라, 병렬 연결의 수가 적어 전기적 특성이 저하될 우려가 있고, 신축성이나 유연성이 효과적이지 않을 우려가 있다.
도 26를 참조하면, 나노 물질층(331, 332)에 포함된 나노 물질이 주로 직렬 연결의 회로를 구성하고, 그래핀층(321, 322)이 상기 나노 물질에 대하여 주로 병렬 연결의 회로를 구성할 수 있다. 또한, 나노 물질층(331, 332)과 그래핀층(321, 322)이 복수의 층으로 구성됨에 따라, 나노 물질층(331, 332)도 병렬 연결의 회로를 더 구성할 수 있고, 그래핀층(321, 322)도 직렬 연결의 회로를 더 구성할 수 있다. 이에 따라 나노 물질층(331, 332)과 그래핀층(321, 322)은 더 많은 병렬 연결을 가지게 되어 전체 저항의 감소를 이룰 수 있다. 또한, 신축성과 유연성의 증가를 제공할 수 있다.
도 21 내지 도 24에 도시된 적층형 신축성 배선(300, 300a, 300b, 300c)은 두 층의 하이브리드 배선 구조체들을 포함하는 경우를 나타내었으나, 이는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 적층형 신축성 배선에 있어서, 두 개 이상의 하이브리드 배선 구조체가 더 적층될 수 있다.
도 27 및 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선(400, 500)을 도시하는 도면이다. 도 27 및 도 28은 적층형 신축성 배선(400, 500)에서 두 개 이상의 하이브리드 배선 구조체가 적층되어 형성된 신축성 배선을 예시적으로 나타내고 있다. 발명의 명확한 설명을 위하여, 각 층들은 분리되어 도시되어 있으나, 실제로는 서로 접촉하여 구성됨에 유의한다.
도 27을 참조하면, 적층형 신축성 배선(400)에서는, 광투과 기판(310) 상에 5 층의 하이브리드 배선 구조체들이 적층되어 있다. 즉, 광투과 기판(310) 상에 제1 하이브리드 배선 구조체(341), 제2 하이브리드 배선 구조체(342), 제3 하이브리드 배선 구조체(343), 제4 하이브리드 배선 구조체(344), 및 제5 하이브리드 배선 구조체(345)가 적층되어 있다. 제1 내지 제5 하이브리드 배선 구조체(341, 342, 343, 344, 345)들 각각은 나노 물질층(331, 332)과 그래핀층(321, 322)을 포함한다. 또한, 나노 물질층(331, 332)과 그래핀층(321, 321)의 적층 방법은 도 22에 도시된 바와 같이, 제1 나노 물질층(331) 상에 제1 그래핀층(321)이 적층되고, 그 상에 다시 제2 나노 물질층(332)과 제2 그래핀층(322)이 순차적으로 적층된다. 본 명세서에서는 상기 적층 방법을 "ABAB" 형 적층으로 지칭하기로 한다. 또한, 도 21의 적층 방법에 따라 적층되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
도 28을 참조하면, 적층형 신축성 배선(500)에서는, 광투과 기판(310) 상에 4 층의 하이브리드 배선 구조체들이 적층되어 있다. 즉, 광투과 기판(310) 상에 제1 하이브리드 배선 구조체(341), 제2 하이브리드 배선 구조체(342), 제3 하이브리드 배선 구조체(343), 및 제4 하이브리드 배선 구조체(344)가 적층되어 있다. 제1 내지 제4 하이브리드 배선 구조체(341, 342, 343, 344)들 각각은 나노 물질층(331, 332)과 그래핀층(321, 322)을 포함한다. 또한, 나노 물질층(331, 332)과 그래핀층(321, 322)의 적층 방법은 도 23에 도시된 바와 같이, 제1 그래핀층(321) 상에 제1 나노 물질층(331)이 적층되고, 그 상에 다시 제2 나노 물질층(332)과 제2 그래핀층(322)이 순차적으로 적층된다. 이에 따라, 제1 나노 물질층(331)과 제2 나노 물질층(332)은 직접적으로 접촉한다. 본 명세서에서는 상기 적층 방법을 "BAAB" 형 적층으로 지칭하기로 한다. 또한, 도 24의 적층 방법에 따라 적층되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선(400, 500)의 하이브리드 배선 구조체의 층 수에 따른 면 저항의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 27의 적층형 신축성 배선(400)은 "ABAB"로 나타나고, 도 28의 적층형 신축성 배선(500)은 "BAAB"로 나타나 있다.
도 29를 참조하면, 두 경우 모두 하이브리드 배선 구조체의 층 수가 증가함에 따라 면저항이 감소되는 경향을 보이며, 일반적인 금속의 면저항에 가까워진다. "ABAB"와 "BAAB"를 비교하면, "BAAB"의 경우가 면저항의 감소 값이 더 크게 나타난다. 이는 나노 물질층에 포함된 나노 물질들의 물리적 및/또는 전기적 접촉이 증가함에 따라 면저항이 더 크게 감소한 것으로 나타난다. 상기 하이브리드 배선 구조체의 층 수가 5 층 보다 많은 경우에는 면저항의 감소가 거의 없거나 두드러지지 않을 것으로 예상된다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선(400)의 하이브리드 배선 구조체의 층 수에 따른 높이(height) 변화를 나타내는 원자힘 현미경(Atomic Force Microscope)을 이용한 그래프이다. 도 30에서 적층 방식은 도 27에서 설명한 바와 같이 "ABAB"인 경우이다.
도 30을 참조하면, 하이브리드 배선 구조체가 1 층인 경우에는 최대 높이가 약 70 nm 수준으로 나타난다. 그러나, 하이브리드 배선 구조체가 2 층인 경우에는, 1 층의 경우와 거의 유사한 높이를 나타내며, 최대 높이는 산술적으로 계산된 수치인 70 nm의 2배인 140 nm이 아닌, 1 층과 비슷한 수준의 70 nm로 나타난다. 하이브리드 배선 구조체가 3 층 및 4 층인 경우에도, 전체적인 높이가 증가하기는 하지만, 산술적으로 계산된 최대 높이(즉, 3층인 경우에는 210 nm, 4층인 경우에는 280 nm)에 비하여 낮은 값을 나타낸다.
이는 나노 물질층은 필름과 같이 얇은 막을 가지는 그래핀층에 의하여 감싸지게 되어, 상기 하이브리드 배선 구조체가 울퉁불퉁한 표면 모폴로지를 가질 수 있다. 상기 울퉁불퉁한 표면 모폴로지에서 골짜기에 다른 나노 물질층의 나노 물질들이 끼워들 수 있으므로, 결과적으로 높이의 감소를 나타낼 수 있다. 이러한 결과로서, 하이브리드 배선 구조체는 나노 물질층과 그래핀층의 밀접한 접촉을 구현할 수 있고, 이에 따라 적측형 신축성 배선의 우수한 전기적 특성과 박형화를 구현할 수 있다. 즉, 도 21에서, 제1 하이브리드 배선 구조체(341) 및 제2 하이브리드 배선 구조체(342)의 전체 높이는, 제1 하이브리드 배선 구조체(341)의 높이와 제2 하이브리드 배선 구조체(342)의 높이의 개별적인 합에 비하여 작을 수 있다.
상기 하이브리드 배선 구조체가 1층에서 4층까지 적층된 경우의 비저항은, 0.2 μΩm 내지 0.3 μΩm 범위의 수치를 가짐을 확인하였다. 따라서, 상기 하이브리드 배선 구조체가 적층됨에 따라 두께가 두꺼워지기는 하지만 비저항 수치가 일정 수준으로 유지될 수 있으므로 우수한 전기적 특성을 제공함과 동시에 두꺼운 두께로 인하여 우수한 기계적 특성을 제공할 수 있다. 또한, 상기 하이브리드 배선 구조체가 1층에서 4층까지 적층된 경우의 비저항은, 예를 들어 0.1 μΩm 내지 1.0 μΩm 범위일 수 있다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선의 면저항에 따른 광 투과도를 나타내는 그래프이다.
도 31을 참조하면, 적층형 신축성 배선의 면저항이 증가함에 따라 광 투과도가 증가하는 경향을 나타내고 있다. 즉, 적층형 신축성 배선에서 하이브리드 배선 구조체의 적층 수가 증가됨에 따라 면저항이 감소되며, 이에 따라 광 투과도가 증가한다. 이러한 경향은 "ABAB" 적층 방식과 "BAAB" 적층 방식에서 거의 유사한 경향을 나타내었다. 반면, 면저항이 5 Ω/□ 이하인 경우에도, 광 투과도가 약 50 이상의 수치를 보임에 따라, 적층형 신축성 배선은 상대적으로 높은 광 투과도를 제공할 수 있다.
도 32는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선의 변형률(strain)에 따른 저항 변화(ΔR/R0)를 나타내는 그래프이다.
도 32를 참조하면, 적층형 신축성 배선은 0 % 초과 100 % 범위의 변형률에 대하여, 0% 내지 20% 범위의 저항 변화를 가진다. 특히, 0 % 초과 70 % 범위의 변형률에서는 저항 변화가 거의 없다. 이러한 결과로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선은 외부의 힘에 의한 인장과 압축에 거의 무관하게 일정한 전기적 특성을 나타내므로, 신축성이 요구되는 전극으로 사용가능함을 예측할 수 있다.
도 33 및 도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선의 응용 예들을 나타내는 사진들이다.
도 33을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선이 적용된 손목 시계를 나타낸다. 손목 시계의 경우에는 일반적으로 시계줄을 제외한 부분은 신축성이 없으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선을 이용하는 경우에는, 사용자의 손목에 맞게 유연하고 신축성 있게 변형될 수 있어, 보다 우수한 착용감을 제공할 수 있다.
도 34를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선이 적용된 의료용 장갑을 나타낸다. 의학 분야 발달로 질병을 치료함에 있어서 점점 더 섬세한 손길이 필요하게 되며, 인간의 손의 센싱 한계를 극복하기 위해서 장갑에 센서를 부착하여 그 한계를 극복할 수 있다. 일반적인 금속을 이용하여 배선을 형성하는 경우, 신축성이 제한적이 되며, 이는 손의 움직임을 저하하는 요소가 될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선은 신축성을 이용할 수 있으므로, 손의 움직임을 더 자유롭게 할 수 있다. 도 34에서는 색상을 가지는 배선들을 대신하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 신축성 배선을 사용할 수 있고, 이러한 경우에는 투명성 때문에 보이지 않을 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 따른 적층형 신축성 배선은 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 적층형 신축성 배선은 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD)와 같은 광소자 장치, 액정 디스플레이(LCD) 또는 유기발광 디스플레이(OLED)와 같은 디스플레이 장치, 또는 터치 패널 장치에 적용될 수 있다.
이하에서는, 상술한 신축성 배선을 포함하여 구성되고, 상기 신축성 배선에 에 의하여 베젤 영역을 제거한 무 베젤 디스플레이 장치에 대하여 설명하기로 한다. 본 명세서에서 "무 배젤"의 의미는 통상적으로 베젤 영역에 형성된 단자들이 디스플레이 부재에 대하여 반대의 면에 형성되어 베젤 영역을 포함하지 않는 것을 의미한다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치(900)를 도시하는 상면도이다. 도 36는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 35의 무 베젤 디스플레이 장치(900)를 도시하는 배면도이다. 도 37은 도 35의 선 A-A를 따라 절단하여 도시한 무 베젤 디스플레이 장치(900)의 단면도이다. 도 38은 도 35의 무 베젤 디스플레이 장치(900)에서 신축성 기판(910)을 펼쳐 도시한 상면도이다.
도 35 내지 도 38을 참조하면, 무 베젤 디스플레이 장치(900)는, 신축성 기판(910), 디스플레이 부재(990), 및 신축성 배선(950)을 포함할 수 있다. 무 베젤 디스플레이 장치(900)는 자신의 상면(901)에 디스플레이 부재(990)를 포함하고, 자신의 배면(902)에 단자(932)들을 포함한다. 또한, 무 베젤 디스플레이 장치(900)는 자신의 측면(903)에 신축성 배선(950)을 포함한다.
신축성 기판(910)은 소자 영역(920), 단자 영역(930), 및 신축 영역(940)을 포함할 수 있다. 소자 영역(920)은 전자 소자(921)를 포함하고, 상면(901)에 위치할 수 있다. 단자 영역(930)은 전자 소자(921)와 전기적으로 연결된 단자(932)를 포함하고, 배면(902)에 위치할 수 있다. 신축 영역(940)은 소자 영역(920)과 단자 영역(930) 사이에 위치하고 신축성을 가질 수 있다.
소자 영역(920)은 트랜지스터 등과 같은 전자 소자(921)를 포함할 수 있다. 전자 소자(921)는 디스플레이 장치에 통상적으로 사용되는 다양한 전자 소자를 포함할 수 있고, 본 실시예에서는 전자 소자(921)로서 트랜지스터 구조체를 예시적으로 설명하기로 한다. 전자 소자(921)는 소스 영역(922), 드레인 영역(923), 및 채널 영역(924)을 포함할 수 있다. 소스 영역(922)은 공통 소스 영역일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 채널 영역(924)은 하기에 설명하는 바와 같이 신축성 배선(950)과 동일한 물질 및 구성을 가질 수 있다. 또한, 채널 영역(924)이 그래핀층으로만 구성된 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
소자 영역(920)은 소자 영역 배선(925)을 포함할 수 있다. 소자 영역 배선(925)은 전자 소자(921)와 신축성 배선(950)을 전기적으로 연결할 수 있다. 구체적으로, 소자 영역 배선(925)은 일단부에서 소자 영역(920)의 소스 영역(922) 또는 드레인 영역(923)과 물리적으로 및/또는 전기적으로 연결되고, 타단부에서 신축성 배선(950)과 물리적으로 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다. 소자 영역 배선(925)은 신축성 배선(950)에 비하여 상대적으로 강성(rigid)을 가지는 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 금속을 포함할 수 있고, 예를 들어 구리, 알루미늄, 탄탈륨 또는 이들의 합금 등을 포함할 수 있다. 소자 영역 배선(925)은 상술한 바와 같은 전기적 연결을 위하여 다양한 형상을 가질 수 있다.
단자 영역(930)은 전자 소자(921)와 전기적으로 연결된 단자(932)를 포함할 수 있다. 단자(932)는 무 베젤 디스플레이 장치(900)를 외부와 전기적으로 연결하여 전기적 신호를 전송할 수 있다. 또한, 단자 영역(930)은 단자 영역 배선(935)을 포함할 수 있다. 단자 영역 배선(935)은 단자(932)와 신축성 배선(950)을 전기적으로 연결할 수 있다. 구체적으로, 단자 영역 배선(935)은 일단부에서 단자(932)와 물리적으로 및/또는 전기적으로 연결되고, 타단부에서 신축성 배선(950)과 물리적으로 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다. 단자(932) 및 단자 영역 배선(935)은 신축성 배선(950)에 비하여 상대적으로 강성(rigid)을 가지는 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 금속을 포함할 수 있고, 예를 들어 구리, 알루미늄, 탄탈륨 또는 이들의 합금 등을 포함할 수 있다. 단자(932) 및 단자 영역 배선(935)은 상술한 바와 같은 전기적 연결을 위하여 다양한 형상을 가질 수 있다.
소자 영역 배선(925), 단자 영역 배선(935), 및 단자(932)는 동일할 물질을 포함하거나 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 또한, 소자 영역 배선(925), 단자 영역 배선(935), 및 단자(932)는 동일한 공정에서 동시에 형성되거나, 다른 공정에서 개별적으로 형성될 수 있다.
신축 영역(940)은 소자 영역(920)과 단자 영역(930) 사이에 위치하고 신축성을 가질 수 있다. 신축 영역(940)이 신축성을 가지기 위하여, 신축 영역(940)을 구성하는 물질이 신축성을 가질 수 있다. 예를 들어, 신축 영역(940)이 소자 영역(920) 및 단자 영역(930)을 구성하는 물질과는 다른 신축성을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 또한, 신축 영역(940)이 소자 영역(920) 및 단자 영역(930)에 비하여 작은 두께를 가질 수 있고, 이에 따라 신축성을 제공할 수 있다. 소자 영역(920) 및 단자 영역(930)은 신축 영역(940)에 비하여 강성(rigid)을 가질 수 있고, 또한 소자 영역(920) 및 단자 영역(930)이 유연성이나 신축성을 가지는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 이러한 신축성 기판(910)을 구성하는 물질 및 제조하는 방법에 대하여 하기에 예시적으로 설명하기로 한다.
신축성 배선(950)은 신축성 기판(910)의 신축 영역(940) 상에 위치할 수 있고, 신축성을 가질 수 있다. 신축성 배선(950)의 신축성은 신축성 기판(910)의 신축 영역(940)의 신축성과 동일하거나 거의 유사한 수준일 수 있다. 또한, 신축성 배선(950)은 신축성 기판(910)의 소자 영역(920)에 위치하는 전자 소자(921)와 신축성 기판(910)의 단자 영역(930)에 위치하는 단자(932)를 전기적으로 연결할 수 있다. 구체적으로, 전자 소자(921)는 소자 영역 배선(925), 신축성 배선(950), 및 단자 영역 배선(935)를 통하여 단자(932)와 전기적으로 연결될 수 있고, 더 나아가 이러한 전기적 연결 방식에 따라 디스플레이 부재(990)는 단자(932)와 전기적으로 연결될 수 있다. 신축성 배선(950)은 도 1 내지 도 34를 참조하여 설명한 신축성 배선(100, 200) 및 적층형 신축성 배선(300, 300a, 300b, 300c, 400, 500)과 동일하거나 유사할 수 있다.
신축성 배선(950)은 그래핀층, 및 상기 그래핀층과 접촉하도록 위치하고, 서로 겹쳐져 네트워크를 형성하는 나노 물질들을 포함하고, 상기 그래핀층에 비하여 낮은 면저항을 가지는 나노 물질층을 포함할 수 있다. 신축성 배선(950)은 30 Ω/□ 내지 160 Ω/□ 범위의 면저항을 가질 수 있다. 신축성 배선(950)은 0 % 초과 100 % 범위의 변형률에 대하여, 0% 내지 20% 범위의 저항 변화를 가질 수 있다.
신축성 배선(950)은 도 1과 같은 배치를 가질 수 있다. 즉, 도 1의 광투과 기판(110)에 대응되는 신축성 기판(910)의 신축 영역(940) 상에 그래핀층이 위치하고, 상기 그래핀층 상에 상기 나노 물질층이 위치할 수 있다.
또한, 신축성 배선(950)은 도 4와 같은 배치를 가질 수 있다. 즉, 도 4의 광투과 기판(210)에 대응되는 신축성 기판(910)의 신축 영역(940) 상에 나노 물질층이 위치하고, 상기 나노 물질층 상에 상기 그래핀층이 위치할 수 있다.
또한, 신축성 배선(950)은 도 21 내지 도 24의 배치를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 그래핀층은 복수의 그래핀층들로 구성되고, 상기 나노 물질층은 복수의 나노 물질층으로 구성되고, 상기 신축성 배선은 상기 복수의 그래핀층들과 상기 복수의 나노 물질층들이 교번하여 적층되어 구성될 수 있다.
상기 나노 물질층은, 금속 나노 물질을 포함하거나 또는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다. 또한, 상기 나노 물질층은, 나노 와이어(nanowire), 나노 입자(nanoparticle), 나노 로드(nanorod), 나노 월(nanowall), 나노 튜브(nanotube), 나노 벨트(nanobelt), 및 나노 링(nanoring) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
신축성 배선(950)은 상기 나노 물질층으로서 은 나노 와이어를 포함할 수 있고, 상기 그래핀층은 상기 은 나노 와이어의 산화를 방지하는 산화 방지막의 기능을 수행할 수 있다.
신축성 배선(950)이 상기 그래핀층과 상기 나노 물질층으로 구성된 경우는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 신축성 배선(950)은 폴리머 필름 상에 금속 배선이 형성된 유연성 배선 기판을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 경우에 신축성 배선(950)이 접힐 때 금속 배선이 폴리머 필름으로부터 탈착되지 않는 물성을 가짐에 유의하여야 한다.
디스플레이 부재(990)는 신축성 기판(910)의 소자 영역(920) 상에 위치할 수 있다. 디스플레이 부재(990)는 소자 영역(920)에 위치하는 전자 소자(921)와 전기적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같은 전기적 연결에 의하여 디스플레이 부재(990)는 단자(932)와 전기적으로 연결될 수 있고, 이에 따라 외부와 전기적으로 연결될 수 있다. 디스플레이 부재(990)는 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD)와 같은 광소자 장치, 액정 디스플레이(LCD) 또는 유기발광 디스플레이(OLED)와 같은 디스플레이 장치, 또는 터치 패널 장치 등일 수 있다.
도 39는 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치(900)의 폴더 원리를 설명하는 도면이다.
도 39를 참조하면, 좌측 도면과 같이 평판 형상을 가지는 매체가, 예를 들어 신축성 기판(910)의 신축 영역(940), 구부러져 우층 도면과 같은 형상을 가지는 경우의 변형률은 하기의 식과 같다.
Figure PCTKR2013011518-appb-I000001
상기 매체가 신축성 기판(910)의 신축 영역(940)이고, 그 두께(ρ)가 52 ㎛이고, c가 17 ㎛인 경우에는 최대 변형률이 42.5%가 될 수 있다. 따라서, 신축성 기판(910)의 신축 영역(940)은 0% 초과 내지 약 100% 범위의 최대 변형률을 가질 수 있고, 예를 들어 약 40% 내지 약 100% 범위의 최대 변형률을 가질 수 있다. 또한, 신축 영역(940) 상에 위치하는 신축성 배선(950)도 0% 초과 내지 약 100% 범위의 최대 변형률을 가질 수 있고, 예를 들어 약 40% 내지 약 100% 범위의 최대 변형률을 가질 수 있다. 이에 따라, 신축 영역(940)이 구부러지는 경우에도, 신축성 배선(950)이 신축 영역(940)으로부터 탈착되지 않을 수 있다.
예를 들어, 인듐주석 산화물(ITO)의 최대 변형률은 1% 정도이고, 금속, 예를 들어 구리의 최대 변형율은 1% 정도인 반면 신축성 기판(910)의 재료로서 사용될 수 있는 PDMS(polydimethylsiloxane)는 변형률이 약 100% 정도이므로, 상기 물질들을 신축성 배선(950)으로 사용하는 경우, 신축 영역(940)과의 변형율의 차이 때문에 신축 영역(940)으로부터 신축성 배선(950)이 탈착될 우려가 있다. 반면, 그래핀과 은 나노 와이어로 구성된 신축성 배선(950)은 최대 변형률이 약 100% 정도이므로, 신축 영역(940)으로부터 신축성 배선(950)의 탈착을 방지할 수 있다.
도 40는 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치(900)의 신축성 기판을 접는 방법을 도시하는 개략도이다. 간명한 설명을 위하여, 일부 구성 요소들이 생략되어 도시되어 있다.
도 40을 참조하면, 무 베젤 디스플레이 장치(900)는 신축성 배선(950)이 일측면에서 구부러져 위치하는 구성을 가질 수 있다.
신축 영역(940)은 소자 영역(920)의 제1 측(926)에 접하여 위치한다. 단자 영역(930)은 소자 영역(920)의 제1 측(926)에서 신축 영역(940)이 접혀짐에 따라 소자 영역(920)의 배면측에 위치될 수 있다. 즉, 단자 영역(930)은 소자 영역(920)에 반대로 위치하게 된다. 즉, 디스플레이 부재(990)는 무 베젤 디스플레이 장치(900)의 상면에 위치하고, 단자(932)들은 무 베젤 디스플레이 장치(900)의 배면에 위치되어 노출되므로, 결과적으로 상면의 배젤을 제거할 수 있다.
단자 영역(930)의 면적은 소자 영역(920)의 면적과 동일하거나 작을 수 있다. 소자 영역(920)의 형상은 사각형일 수 있고, 예를 들어 직사각형 또는 정사각형일 수 있다. 단자 영역(930)의 형상은 사각형일 수 있고, 예를 들어 직사각형 또는 정사각형일 수 있다. 그러나, 소자 영역(920) 및 단자 영역(930)의 형상은 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며, 삼각형, 오각형, 육각형 등의 다양한 다각형이거나 정원형, 타원형, 반원형 등의 다양한 원형일 수 있다.
도 41는 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치(900)에서 신축성 배선(950)의 접힌 상태를 나타내는 개략도이다. 간명한 설명을 위하여, 일부 구성 요소들이 생략되어 도시되어 있다.
도 41을 참조하면, 무 베젤 디스플레이 장치(900)은, 신축성 기판(910)의 소자 영역(920) 및 단자 영역(930)은 구부러지지 않고, 신축 영역(940)이 구부러져 배면에 배젤을 형성할 수 있다. 이에 따라 신축성이 상대적으로 낮은 소자 영역 배선(925) 및 단자 영역 배선(935)은 구부러지지 않거나 탈착되지 않도록 최소한으로 구부러지는 반면, 신축성 배선(950)은 구부러진다. 상술한 바와 같이, 신축성 배선(950)은 약 100% 정도의 최대 변형율을 가지므로, 이러한 구부러짐에도 소성 변형되지 않고, 저항 변화도 거의 없으며, 신축성 기판(910)의 신축 영역(940)으로부터 탈착 현상도 거의 발생하지 않을 수 있다.
상술한 바와 같이. 무 베젤 디스플레이 장치(900)는 신축성 기판(910)의 소자 영역(920)과 단자 영역(930) 사이에 신축 영역(940) 및 신축성 배선(950)을 사용함에 따라, 단자가 배면에 배치되어 베젤을 최소화하거나 또는 제거할 수 있다. 이에 따라, 무 베젤 디스플레이 장치(900)를 복수 개를 연결하여 확장된 화면을 구현하는 경우에, 화면의 끊어짐을 최소화할 수 있고, 이에 따라 더 큰 화면을 연속성있게 재현할 수 있다.
도 42 내지 도 44는 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치(900a, 900b, 900c)의 신축성 기판을 접는 방법을 도시하는 개략도들이다. 간명한 설명을 위하여, 일부 구성 요소들이 생략되어 도시되어 있다.
도 42를 참조하면, 무 베젤 디스플레이 장치(900a)는 신축성 배선(950)이 서로 반대인 양측면에서 구부러져 위치하는 구성을 가질 수 있다.
단자 영역(930)은 복수의 단자 영역들, 즉, 제1 단자 영역(930a) 및 제2 단자 영역(930b)를 포함할 수 있다. 신축 영역(940)은 복수의 신축 영역들, 즉 제1 신축 영역(940a) 및 제2 신축 영역(940b)을 포함할 수 있다.
복수의 신축 영역(940)들은 소자 영역(920)에 서로 반대인 양측에 접하여 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 신축 영역(940a)은 소자 영역(920)의 제1 측(926)에 접하여 위치하고, 제2 신축 영역(940b)은 소자 영역(920)의 제1 측(926)에 반대인 제2 측(927)에 접하여 위치할 수 있다.
복수의 단자 영역(930)들은 소자 영역(920)에 서로 반대인 양측에 위치하고, 복수의 신축 영역(940)들에 각각 접하여 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 단자 영역(930a)은 소자 영역(920)의 제1 측(926)에 접하여 위치한 제1 신축 영역(940a)에 접하여 위치하고, 제2 단자 영역(930b)은 소자 영역(920)의 제2 측(927)에 접하여 위치한 제2 신축 영역(940b)에 접하여 위치할 수 있다.
단자 영역(930)들 각각은, 소자 영역(920)의 상기 양측에서 신축 영역(940)들이 각각 접혀짐에 따라 소자 영역(920)의 배면측에 각각 위치될 수 있다. 즉, 단자 영역(930)들은 소자 영역(920)에 반대로 위치하게 된다. 구체적으로, 제1 단자 영역(930a)은, 소자 영역(920)의 제1 측(926)에서 제1 신축 영역(940a)이 접혀짐에 따라 소자 영역(920)의 배면측에 위치될 수 있다. 제2 단자 영역(930b)은, 소자 영역(920)의 제2 측(927)에서 제2 신축 영역(940b)이 접혀짐에 따라 소자 영역(920)의 배면측에 위치될 수 있다.
제1 단자 영역(930a)의 면적과 제2 단자 영역(930b)의 면적은 동일하거나 서로 다를 수 있다. 또한, 제1 단자 영역(930a)의 면적과 제2 단자 영역(930b)의 면적 각각은 소자 영역(920)의 면적에 비하여 작을 수 있다. 제1 단자 영역(930a)의 면적과 제2 단자 영역(930b)의 면적의 합은 소자 영역(920)의 면적과 동일하거나 작을 수 있다. 이러한 경우에는, 제1 단자 영역(930a)과 제2 단자 영역(930b)은 중첩되지 않을 수 있다. 반면, 제1 단자 영역(930a)의 면적과 제2 단자 영역(930b)의 면적의 합이 소자 영역(920)의 면적에 비하여 큰 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 이러한 경우에는, 제1 단자 영역(930a)과 제2 단자 영역(930b)은 서로 중첩되어 겹쳐질 수 있다.
도 42에 도시된 실시예에서는, 제1 단자 영역(930a)과 제2 단자 영역(930b)이 소자 영역(920)의 좌측과 우측의 양측에 위치하는 경우를 설명하고 있으나, 이는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 단자 영역(930a)과 제2 단자 영역(930b)이 소자 영역(920)의 상측과 하측의 양측에 위치하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
또한, 제1 단자 영역(930a)과 제2 단자 영역(930b)이 소자 영역(920)의 서로 반대인 양측이 아닌 측면들에 위치하는 경우, 예를 들어 상측과 좌측, 상측과 우측, 하측과 좌측 또는 하측과 우측에 위치하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 이러한 경우에는 제1 단자 영역(930a)과 제2 단자 영역(930b)은 서로 중첩되어 겹칠 수 있다.
단자 영역(930)들이 접혀지기 전의 신축성 기판(910)의 면적은 단자 영역(930)들이 접혀 형성된 면적에 비하여 클 수 있고, 예를 들어 두 배일 수 있다.
도 43을 참조하면, 무 베젤 디스플레이 장치(900b)는, 신축성 배선(950)이 네 개의 측면에서 구부러져 위치하는 구성을 가질 수 있다.
신축 영역(940)은 복수의 신축 영역들을 포함할 수 있다. 복수의 신축 영역(940)들 소자 영역(920)의 외곽을 둘러서 위치하고, 십자로 형상을 가질 수 있다. 즉, 소자 영역(920)은 신축 영역(940)들에 대하여 중앙에 위치할 수 있고, 이에 따라 단자 영역(930)에 대하여 중앙에 위치할 수 있다. 신축 영역(940)들은 신축성 기판(910)의 모서리와 평행하게 연장될 수 있다.
단자 영역(930)은 복수의 단자 영역들을 포함할 수 있다. 단자 영역(930)들 각각은, 신축 영역(940)들이 각각 접혀짐에 따라 소자 영역(920)의 배면측에 각각 위치될 수 있다. 상기 단자 영역(930)들은 신축성 기판(910)의 모서리와 평행한 측면을 가지는 사각형의 형상을 가질 수 있다. 단자 영역(930)들이 접혀지기 전의 신축성 기판(910)의 면적은 단자 영역(930)들이 접혀 형성된 면적에 비하여 클 수 있고, 예를 들어 네 배일 수 있다. 또한, 단자 영역(930)들은 서로 중첩되어 겹쳐질 수 있다.
도 44를 참조하면, 무 베젤 디스플레이 장치(900c)는, 신축성 배선(950)이 네 개의 측면에서 구부러져 위치하는 구성을 가질 수 있다.
신축 영역(940)은 복수의 신축 영역들을 포함할 수 있다. 복수의 신축 영역(940)들 소자 영역(920)의 외곽을 둘러서 위치하고, 십자로 형상을 가질 수 있다. 즉, 소자 영역(920)은 신축 영역(940)들에 대하여 중앙에 위치할 수 있고, 이에 따라 단자 영역(930)에 대하여 중앙에 위치할 수 있다. 신축 영역(940)들은 신축성 기판(910)의 모서리에 대하여 일정한 각도를 가지도록 연장될 수 있다.
단자 영역(930)은 복수의 단자 영역들을 포함할 수 있다. 단자 영역(930)들 각각은, 신축 영역(940)들이 각각 접혀짐에 따라 소자 영역(920)의 배면측에 각각 위치될 수 있다. 상기 단자 영역(930)들 각각은 신축성 기판(910)의 꼭지점을 포함하고, 상기 꼭지점의 대향변으로 신축 영역(940)들과 접하는 변을 가지는 삼각형의 형상을 가질 수 있다. 단자 영역(930)들이 접혀지기 전의 신축성 기판(910)의 면적은 단자 영역(930)들이 접혀 형성된 면적에 비하여 클 수 있고, 예를 들어 두 배일 수 있다. 또한, 단자 영역(930)들은 서로 중첩되지 않을 수 있다.
도 45는 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치(900)에 포함되는 신축성 기판(910)을 나타내는 사진들이다. 도면들에서, (a)의 일부 영역을 확대한 사진이 (b)이고, (c)의 일부 영역을 확대한 사진이 (d)이다.
도 45(a) 및 (b)는 도 43에 도시된 무 베젤 디스플레이 장치(900b)에 사용될 수 있는 신축성 기판(910)을 나타낸다. 신축성 기판에는 십자로 모양의 신축성을 가지는 신축 영역(940)이 형성되어 있다. 도 45(c) 및 (d)는 도 44에 도시된 무 베젤 디스플레이 장치(900c)에 사용될 수 있는 신축성 기판(910)을 나타낸다. 신축성 기판에는 십자로 모양의 신축성을 가지는 신축 영역(940)이 형성되어 있다.
도 46은 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치의 제조 방법(S900)을 나타내는 흐름도이다.
도 46을 참조하면, 무 베젤 디스플레이 장치의 제조 방법(S900)은, 소자 영역, 단자 영역, 및 상기 소자 영역과 상기 단자 영역 사이에 위치하고 신축성을 가지는 신축 영역을 포함하는 신축성 기판을 형성하는 신축성 기판 형성 단계(S910); 상기 소자 영역에 전자 소자와 소자 영역 배선을 형성하고, 상기 단자 영역에 단자 영역 배선과 단자를 형성하는 단자 형성 단계(S920); 상기 신축성 기판의 상기 신축 영역 상에 상기 소자 영역 배선과 상기 단자 영역 배선을 전기적으로 연결하고 신축성을 가지는 신축성 배선을 형성하는 신축성 배선 형성 단계(S930); 상기 신축 영역을 접어 상기 단자 영역을 상기 소자 영역의 배면측에 위치시키는 배면 단자 형성 단계 단계(S940); 및 상기 소자 영역 상에 디스플레이 부재를 상기 전자 소자와 전기적으로 연결하여 탑재하는 디스플레이 부재 탑재 단계(S950);를 포함한다.
이하에서, 무 베젤 디스플레이 장치의 제조 방법(S900)을 설명하기 위하여 지칭되는 구성 요소의 부재 번호들은 상기 도면들을 참조하여 상술한 실시예들의 부재번호를 사용함에 유의한다.
상기 신축성 기판 형성 단계(S910)는 다양한 방법을 이용하여 구현할 수 있다. 이하에서는 신축성 기판 형성 단계(S910)의 일실시예를 예시적으로 설명하기로 한다.
유리 기판을 준비하고, 상기 유리 기판 상에 스핀 코팅을 이용하여 PMMA(polymethylmethacrylate)층을 형성한다. 상기 PMMA층 상에 스핀 코팅을 이용하여 네가티브 포토레지스트층을 형성한다. 상기 PMMA층과 상기 네가티브 포토레지스트층의 접착력을 증가시키기 위하여, 상기 PMMA층과 상기 네가티브 포토레지스트층 사이에 HMDS(hexamethyldisilazane)층을 더 형성할 수 있다. 상기 네가티브 포토레지스트층의 두께는 예를 들어 약 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위를 가질 수 있고, 예를 들어 약 50 ㎛일 수 있다. 상기 네가티브 포토레지스트층을 자외선 노출에 의하여 패터닝하여 트렌치를 형성한다.
상기 네가티브 포토레지스트층 상에 스핀 코팅을 이용하여 경화되지 않은 신축성 소재, 예를 들어 PDMS(polydimethylsiloxane)층을 형성한다. 상기 PDMS층의 두께는 예를 들어 약 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위를 가질 수 있고, 예를 들어 약 52 ㎛일 수 있다. 이어서, 상기 PDMS층을 어닐링하여 경화한다. 상기 경화는 예를 들어 약 115 ℃에사 약 4시간 동안 수행하여 구현할 수 있다.
이어서, 상기 PMMA층을 아세톤 등의 용매를 이용하여 녹여 내어 유리 기판을 제거한다. 이에 따라, 상기 네가티브 포토레지스트층과 상기 PDMS으로 구성된 신축성 기판(910)을 형성한다.
상기 PDMS층은 상기 네가티브 포토레지스트층 상에 코팅될 뿐만 아니라 상기 네가티브 포토레지스트층에 형성된 트렌치를 충전할 수 있다. 즉, 상기 네가티브 포토레지스트층에는 상대적으로 얇게 형성되고, 트랜치에서는 상대적으로 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 트렌치에서는 상기 PDMS층은 약 52 ㎛의 두께를 가질 수 있고, 약 50 ㎛의 두께를 가지는 상기 네가티브 포토레지스트층 상에서는 상기 PDMS층은 약 2 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 네가티브 포토레지스트층은 상대적으로 강성 물질로서, 신축성 기판(910)의 소자 영역(920) 및 단자 영역(930)을 형성할 수 있고, 상기 PDMS층은 상대적으로 신축성 물질로서, 신축성 기판(910)의 신축 영역(940)을 형성할 수 있다. 상술한 방법에 따라 상기 신축성 기판(910)을 형성할 수 있다.
상기 단자 형성 단계(S920)는 신축성 기판(910)의 소자 영역(920)에 소자 영역 배선(925)및 전자 소자(921)를 형성하고, 단자 영역(930) 상에 단자(932)와 단자 영역 배선(935)을 형성한다. 전자 소자(921)는 반도체 또는 디스플레이 분야에서 공지된 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 소자 영역 배선(925), 단자(932), 및 단자 영역 배선(935)은 동일한 공정에서 동일한 물질을 이용하여 동시에 형성할 수 있거나, 또는 다른 공정에서 다른 물질을 이용하여 개별적으로 형성할 수 있다. 소자 영역 배선(925), 단자(932), 및 단자 영역 배선(935)은, 예를 들어 증착, 리소그래피, 리프트 오프 등 반도체 또는 디스플레이 분야에서 공지된 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
이하에서는, 상기 단자 형성 단계(S920)의 일실시예를 예시적으로 설명하기로 한다.
상기 방법에 의하여 제공된 신축성 기판(910) 상에 스핀 코팅을 이용하여 포지티브 포토레지스트 층을 형성하고 패터닝한다. 상기 포지티브 포토레지스트 층 상에 소자 영역 배선(925), 단자(932), 및 단자 영역 배선(935)으로 사용될 금속 물질, 예를 들어 크롬과 구리를 각각 약 2 nm, 약 100 nm 두께를 가지도록 다양한 증착 방법을 이용하여 형성한다. 이어서, 리프트 오프 방식으로 포지티브 포토레지스트 층을 제거하여 소자 영역 배선(925), 단자(932), 및 단자 영역 배선(935)을 형성한다.
상기 신축성 배선 형성 단계(S930)는, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 제조 방법을 이용하여 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 신축성 배선 형성 단계(S930)는, 기판을 제공하는 단계, 상기 기판 상에 트랜스퍼 방식을 이용하여 상기 그래핀 층을 형성하는 단계, 및 상기 기판 상에 나노 물질을 포함하는 용액을 스핀 코팅하여, 상기 광투과 기판 상에 상기 그래핀층과 접촉하도록 위치하고, 상기 나노 물질들이 서로 겹쳐져 네트워크를 형성하고, 상기 그래핀층에 비하여 낮은 면저항을 가지는 나노 물질층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이하에서는, 상기 신축성 배선 형성 단계(S930)의 일실시예를 예시적으로 설명하기로 한다.
신축성 기판(910)의 신축 영역(940)을 반응성 이온 식각을 수행하여 후속의 공정에서 나노 물질층의 스핀 코팅을 용이하게 한다. 이어서, 신축성 기판(910)의 신축 영역(940) 상에 스핀 코팅을 이용하여 상기 나노 물질층을 형성한다. 상기 나노 물질층은 은 나노 와이어를 포함할 수 있다. 상기 나노 물질층 상에 상기 그래핀 층을 트랜스퍼 방식을 이용하여 형성한다. 상기 나노 물질층과 상기 그래핀 층을 형성하는 단계는 서로 반대일 수 있다.
상기 나노 물질층과 상기 그래핀 층은 신축성 기판(910)의 신축 영역(940) 상에 전체적으로 형성되므로, 패터닝할 필요가 있다. 따라서, 상기 나노 물질층과 상기 그래핀 층 상에 스핀 코팅을 이용하여 포지티브 포토레지스트 층을 형성하고, 원하는 배선 형상을 가지도록 패터닝한다. 이어서, 반응성 이온 식각으로 상기 나노 물질층과 상기 그래핀 층을 건식 식각하고, 상기 포지티브 포토레지스트 층을 제거하여 신축성 배선(950)을 형성한다. 또한, 신축성 배선(950)과 동일한 공정에서 소자 영역(920)에 위치하는 전자 소자(921)의 채널 영역(924)을 동시에 형성할 수 있다.
또한, 상기 나노 물질층과 상기 그래핀 층은 신축성 기판(910)의 소자 영역(920) 및 단자 영역(930) 상에 형성되도록 연장될 수 있고, 이에 따라 소자 영역 배선(925) 및 단자 영역 배선(935)과 각각 물리적으로 및/또는 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 무 베젤 디스플레이 장치는, 제1 영역; 상기 제1 영역에 반대로 위치하는 제2 영역; 및 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 위치하고 신축성을 가지는 제3 영역;을 포함하는 기판; 상기 제1 영역 상에 탑재된 제1 배선; 상기 제2 영역 상에 형성된 제2 배선; 상기 제3 영역 상에 위치하고, 상기 제1 배선과 제2 배선을 전기적으로 연결하고, 신축성을 가지는 신축성 배선을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 및 상기 제3 영역은 상술한 소자 영역(920), 단자 영역(930), 및 신축 영역(940)에 각각 상응할 수 있다. 상기 제1 배선은 소자 영역(920)에 형성된 전자 소자(921) 및/또는 소자 영역 배선(925)에 상응할 수 있다. 상기 제2 배선은 단자 영역(930)에 형성된 단자(932) 및/또는 단자 영역 배선(935)에 상응할 수 있다.
도 47은 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치(900)가 결합되어 형성된 확장 디스플레이 장치(1000)를 나타내는 평면도이다.
도 47을 참조하면, 확장 디스플레이 장치(1000)는 복수의 무 베젤 디스플레이 장치(900)들을 포함할 수 있다. 복수의 무 베젤 디스플레이 장치(900)들은 서로 상하 및 좌우로 결합될 수 있고, 이에 따라 확장 화면을 제공할 수 있다. 무 베젤 디스플레이 장치(900)들은 단자들이 배면에 형성되므로, 디스플레이 면에서 베젤이 제거될 수 있고, 따라서, 무 베젤 디스플레이 장치(900)들이 각각 제공하는 화면들의 연속성을 구현할 수 있다.
도 48은 본 발명의 일 실시예에 따른 무 베젤 디스플레이 장치(900)에 의하여 구현되는 화면과 종래의 디스플레이 장치에 의하여 구현되는 화면을 비교한 개략도이다.
도 48을 참조하면, (a)에 나타난 바와 같이, 종래의 디스플레이 장치는 흑식 선으로 도시된 바와 같은 디스플레이 면에 형성된 베젤을 포함하고, 이에 따라 상기 상기 베젤에 의하여 화면이 분할되고 불연속으로 나타나게 되며, 가독성이 저하된다. 반면, (b)에 나타난 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상에 따른 무 베젤 디스플레이 장치(900)는 베젤을 제거할 수 있으므로, 상술한 바와 같은 배젤에 의한 화면 분할 현상이 방지될 수 있고, 이에 따라 연속적인 화면을 제공할 수 있고, 따라서 가독성 및 심미성이 현저히 증가될 수 있다. 또한, 대형 화면을 구현할 경우에, 경제성이 낮고 취급성이 불편한 대형 디스플레이 장치를 대신하여 상대적으로 소형인 디스플레이 장치를 이용하여 대형 디스플레이 장치를 이용하는 경우에 필적하는 효과를 얻을 있다.
본 발명을 이용하면 베젤 영역을 제거한 무 베젤 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

Claims (23)

  1. 전자 소자를 포함하고 상면에 위치하는 소자 영역; 상기 전자 소자와 전기적으로 연결된 단자를 포함하고 배면에 위치하는 단자 영역; 및 상기 소자 영역과 상기 단자 영역 사이에 위치하고 신축성을 가지는 신축 영역;을 포함하는 신축성 기판;
    상기 신축성 기판의 상기 신축 영역 상에 위치하고, 상기 전자 소자와 상기 단자를 전기적으로 연결하고, 신축성을 가지는 신축성 배선; 및
    상기 신축성 기판의 상기 소자 영역 상에 위치하고 상기 전자 소자와 전기적으로 연결된 디스플레이 부재를 포함하는 무 베젤 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신축성 배선은,
    2차원 나노 물질로 구성된 2차원 나노 물질층; 및
    상기 2차원 나노 물질층층과 접촉하도록 위치하고, 서로 겹쳐져 네트워크를 형성하는 1차원 나노 물질들을 포함하고, 상기 2차원 나노 물질층에 비하여 낮은 면저항을 가지는 1차원 나노 물질층을 포함하는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 신축성 배선은 40% 내지 100% 범위의 최대 변형률을 가지는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 신축성 배선은 30 Ω/□ 내지 160 Ω/□ 범위의 면저항을 가지는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 신축성 배선은 0 % 초과 100 % 범위의 변형률에 대하여, 0% 내지 20% 범위의 저항 변화를 가지는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 2차원 나노 물질층은 상기 신축성 기판의 상기 신축 영역 상에 위치하고,
    상기 1차원 나노 물질층은 상기 2차원 나노 물질층 상에 위치하는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 1차원 나노 물질층은 상기 신축성 기판의 상기 신축 영역 상에 위치하고,
    상기 2차원 나노 물질층은 1차원 나노 물질층 상에 위치하는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차원 나노 물질층은 그래핀, 그라파이트, 또는 탄소 나노 튜브를 포함하는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 1차원 나노 물질층은, 금속 나노 물질을 포함하거나 또는 탄소 나노 튜브를 포함하는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 1차원 나노 물질층은, 나노 와이어(nanowire), 나노 입자(nanoparticle), 나노 로드(nanorod), 나노 월(nanowall), 나노 튜브(nanotube), 나노 벨트(nanobelt), 및 나노 링(nanoring) 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 2차원 나노 물질층은 복수의 2차원 나노 물질층들로 구성되고,
    상기 1차원 나노 물질층은 복수의 1차원 나노 물질층으로 구성되고,
    상기 신축성 배선은 상기 복수의 2차원 나노 물질층들과 상기 복수의 1차원 나노 물질층들이 교번하여 적층되어 구성된, 무 베젤 디스플레이 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 신축 영역은 상기 소자 영역의 제1 측에 접하여 위치하고,
    상기 단자 영역은, 상기 소자 영역의 상기 제1 측에서 상기 신축 영역이 접혀짐에 따라 상기 소자 영역의 배면측에 위치되는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 신축 영역은 복수의 신축 영역들을 포함하고,
    상기 단자 영역은 복수의 단자 영역들을 포함하는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 신축 영역들은 상기 소자 영역의 서로 반대인 양측에 접하여 위치하고,
    상기 단자 영역들 각각은, 상기 소자 영역의 상기 양측에서 상기 신축 영역들이 각각 접혀짐에 따라 상기 소자 영역의 배면측에 각각 위치되는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 신축 영역들은 상기 소자 영역의 외곽을 둘러서 위치하고,
    상기 단자 영역들 각각은, 상기 소자 영역의 외곽을 둘러서 위치한 상기 신축 영역들이 각각 접혀짐에 따라 상기 소자 영역의 배면측에 각각 위치되는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 단자 영역은 상기 신축성 기판의 모서리와 평행한 측면을 가지는 사각형의 형상을 가지거나,
    상기 신축성 기판의 꼭지점을 포함하는 삼각형 형상을 가지는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자 영역의 면적은 상기 소자 영역의 면적에 비하여 작거나 동일한, 무 베젤 디스플레이 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 소자 영역은 상기 전자 소자와 상기 신축성 배선을 전기적으로 연결하고 강성을 가지는 소자 영역 배선을 포함하고,
    상기 단자 영역은 단자 및 상기 단자와 상기 신축성 배선을 전기적으로 연결하고 강성을 가지는 단자 영역 배선을 포함하는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 소자는 상기 신축성 배선과 동일한 물질을 포함하는 채널 영역을 가지는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  20. 제1 영역; 상기 제1 영역에 반대로 위치하는 제2 영역; 및 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 위치하고 신축성을 가지는 제3 영역;을 포함하는 기판;
    상기 제1 영역 상에 탑재된 제1 배선;
    상기 제2 영역 상에 형성된 제2 배선;
    상기 제3 영역 상에 위치하고, 상기 제1 배선과 제2 배선을 전기적으로 연결하고, 신축성을 가지는 신축성 배선을 포함하는, 무 베젤 디스플레이 장치.
  21. 소자 영역, 단자 영역, 및 상기 소자 영역과 상기 단자 영역 사이에 위치하고 신축성을 가지는 신축 영역을 포함하는 신축성 기판을 형성하는 신축성 기판 형성 단계;
    상기 소자 영역에 전자 소자와 소자 영역 배선을 형성하고, 상기 단자 영역에 단자 영역 배선과 단자를 형성하는 단자 형성 단계;
    상기 신축성 기판의 상기 신축 영역 상에 상기 소자 영역 배선과 상기 단자 영역 배선을 전기적으로 연결하고 신축성을 가지는 신축성 배선을 형성하는 신축성 배선 형성 단계;
    상기 신축 영역을 접어 상기 단자 영역을 상기 소자 영역의 배면측에 위치시키는 배면 단자 형성 단계; 및
    상기 소자 영역 상에 디스플레이 부재를 상기 전자 소자와 전기적으로 연결하여 탑재하는 디스플레이 부재 탑재 단계를 포함하는 무 베젤 디스플레이 장치의 제조 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 신축성 배선을 형성하는 단계는,
    기판을 제공하는 단계;
    상기 기판 상에 트랜스퍼 방식을 이용하여 2차원 나노 물질층을 형성하는 단계; 및
    상기 기판 상에 나노 물질을 포함하는 용액을 스핀 코팅하여, 상기 기판 상에 상기 2차원 나노 물질층과 접촉하도록 위치하고, 상기 나노 물질들이 서로 겹쳐져 네트워크를 형성하고, 상기 2차원 나노 물질층에 비하여 낮은 면저항을 가지는 1차원 나노 물질층을 형성하는 단계를 포함하는, 무 베젤 디스플레이 장치의 제조 방법.
  23. 강성을 가지는 소재로 형성되며, 디스플레이 부재가 배치되는 소자 영역; 단자가 배치되며, 강성을 가지는 소재로 형성되는 단자 영역; 및 상기 소자 영역과 상기 단자 영역 사이에 위치하고 신축성을 가지는 신축 영역;을 포함하는 신축성 기판; 및
    상기 신축성 기판의 상기 신축 영역 상에 위치하고, 상기 디스플레이 부재와 상기 단자를 전기적으로 연결하고, 신축성을 가지는 신축성 배선을 포함하는 무 베젤 디스플레이 장치.
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