(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の信号ラインが配列された基板と、
前記基板上に位置し、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含むトランジスタであって、前記ゲート電極、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極は、前記基板上に位置する絶縁膜上に位置する、トランジスタと、
前記トランジスタの前記ソース電極又は前記ドレイン電極に接続された第１電極に対応するように位置する第２電極とを含み、
前記複数の信号ライン、前記ゲート電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記第２電極のうちの少なくとも１つは導電体で形成され、
前記導電体は金属ナノワイヤー構造体及びプラスチック系列の物質である高分子物質を含み、前記金属ナノワイヤー構造体は前記高分子物質に挿入されており、前記金属ナノワイヤー構造体と前記高分子物質とは一体的に前記導電体を形成し、
前記導電体の前記高分子物質は、前記基板又は前記絶縁膜と同一な物質からなることを特徴とするフレキシブル表示装置。
【請求項２】
複数の信号ラインが配列された基板と、
前記基板上に位置し、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含むトランジスタであって、前記ゲート電極、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極は、前記基板上に位置する絶縁膜上に位置する、トランジスタと、
前記トランジスタの前記ソース電極又は前記ドレイン電極に接続された第１電極に対応するように位置する第２電極とを含み、
前記複数の信号ライン、前記ゲート電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記第２電極のうちの少なくとも１つは導電体で形成され、
前記導電体は金属ナノワイヤー構造体及びプラスチック系列の物質である高分子物質を含み、前記金属ナノワイヤー構造体は前記高分子物質に挿入されており、
前記導電体は感光性物質をさらに含み、
前記導電体の前記高分子物質は、前記基板又は前記絶縁膜と同一な物質からなることを特徴とするフレキシブル表示装置。
【請求項３】
前記金属ナノワイヤー構造体は、互いに交差して連結された複数の金属ナノワイヤーを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のフレキシブル表示装置。
【請求項４】
前記金属ナノワイヤー構造体は、銀を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のフレキシブル表示装置。
【請求項５】
前記高分子物質は、ポリイミド系列の物質であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のフレキシブル表示装置。
【請求項６】
前記感光性物質はフォトアクリル系列の物質であることを特徴とする、請求項２に記載のフレキシブル表示装置。
【請求項７】
基板又は前記基板上に位置する絶縁膜上に、接着力を有する高分子物質を配置するステップと、
前記高分子物質上に複数の金属ナノワイヤーを配置するステップと、
前記複数の金属ナノワイヤーを互いに交差連結して金属ナノワイヤー構造体を形成しながら、前記金属ナノワイヤー構造体を前記高分子物質に挿入させて、前記金属ナノワイヤー構造体とプラスチック系列の物質である前記高分子物質とを含む導電体を形成するステップと、
を含み、
前記導電体の前記高分子物質は、前記基板又は前記絶縁膜と同一な物質からなることを特徴とするフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記導電体を形成するステップは、加圧処理、プラズマ処理、光焼結方式のウェルディング処理、及び加熱方式のウェルディング処理のうちの１つによることを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記導電体を形成するステップにおいて、前記複数の金属ナノワイヤーと前記高分子物質とに熱を加えて前記導電体を形成することを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記高分子物質を配置するステップにおいて、前記高分子物質に感光性物質を混合させて前記高分子物質を形成し、
前記導電体を形成するステップの後に、マスクを使用して露光処理及び現像処理を行って前記導電体をパターニングするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１１】
基板と、
前記基板上に位置し、金属ナノワイヤー構造体及びプラスチック系列の物質である高分子物質を含む導電体とを含み、
前記金属ナノワイヤー構造体が前記高分子物質に挿入されており、
前記導電体は感光性物質をさらに含み、
前記導電体は、前記基板上に位置する絶縁膜上に位置し、
前記導電体の前記高分子物質は、前記基板又は前記絶縁膜と同一な物質からなることを特徴とするフレキシブル表示装置。
【請求項１２】
基板と、
前記基板上に位置し、金属ナノワイヤー構造体及びプラスチック系列の物質である高分子物質を含む導電体とを含み、
前記金属ナノワイヤー構造体が前記高分子物質に挿入されており、前記金属ナノワイヤー構造体と前記高分子物質とは一体的に前記導電体を形成し、
前記導電体は、前記基板上に位置する絶縁膜上に位置するトランジスタのソース電極、ドレイン電極、及びゲート電極、前記基板上に位置する信号ライン、並びに共通電極のうちの少なくとも１つであり、
前記導電体の前記高分子物質は、前記基板又は前記絶縁膜と同一な物質からなることを特徴とするフレキシブル表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル表示装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報化社会が発展するにつれて、画像を表示するための表示装置に対する様々な要求が増加している。これに伴い、近来には、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）、有機発光表示装置（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode Display Device）などの様々な表示装置が活用されている。
【０００３】
最近には、既存の柔軟性のないガラス基板に代えて、プラスチックなどの柔軟性のある材料を使用して紙のように撓んでも表示性能をそのまま維持することができるフレキシブル基板を用いたフレキシブル表示装置又はフォールディング表示装置が急浮上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２３２３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなフレキシブル表示装置の場合、外力により繰り返し撓んだり折り畳まれたりするので、配線などの金属パターンの接着力、電気伝導度、表面の均一度、耐久性、信頼性などが低下する問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、配線などの導電体の接着力、電気伝導度、表面の均一度、耐久性、及び信頼性を向上し、製造コストを低減することができるフレキシブル表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した課題を解決するために、一態様によれば、本発明は、複数の信号ラインが配列された基板と、この基板上に形成され、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含むトランジスタと、このトランジスタのソース電極又はドレイン電極に接続された第１電極に対応するように形成された第２電極などを含むフレキシブル表示装置を提供することができる。
【０００８】
このようなフレキシブル表示装置において、基板上に形成される複数の信号ライン、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、及び第２電極などのうちの少なくとも１つは、金属ナノワイヤー構造体及び高分子物質を含み、金属ナノワイヤー構造体は高分子物質に挿入されている導電体で実現することができる。
【０００９】
他の態様によれば、本発明は、基板又は基板上に位置する絶縁膜上に接着力を有する高分子物質を配置するステップと、高分子物質上に複数の金属ナノワイヤーを配置するステップと、複数の金属ナノワイヤーを互いに交差連結して金属ナノワイヤー構造体を形成しながら、金属ナノワイヤー構造体を高分子物質に挿入させて、金属ナノワイヤー構造体と高分子物質とを含む導電体を形成するステップとを含むフレキシブル表示装置の製造方法を提供することができる。
【００１０】
更に他の態様によれば、本発明は、基板と、基板上に位置し、金属ナノワイヤー構造体及び高分子物質を含む導電体とを含むフレキシブル表示装置を提供することができる。
【００１１】
ここで、金属ナノワイヤー構造体は、高分子物質に挿入されていることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、配線などの導電体の接着力、電気伝導度、表面の均一度、耐久性、信頼性を向上し、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るフレキシブル表示装置に形成された導電体の一部を示す概略的な図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るフレキシブル有機発光表示装置の概略的な平面図である。
【図３】図２のフレキシブル有機発光表示装置のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。
【図４】図２のフレキシブル有機発光表示装置のＢ−Ｂ′線に沿った断面図である。
【図５ａ】本発明の他の実施形態に係るフレキシブル表示装置に形成された導電体を製造する方法を概略的に示す図（その１）である。
【図５ｂ】本発明の他の実施形態に係るフレキシブル表示装置に形成された導電体を製造する方法を概略的に示す図（その２）である。
【図５ｃ】本発明の他の実施形態に係るフレキシブル表示装置に形成された導電体を製造する方法を概略的に示す図（その３）である。
【図５ｄ】本発明の他の実施形態に係るフレキシブル表示装置に形成された導電体を製造する方法を概略的に示す図（その４）である。
【図５ｅ】本発明の他の実施形態に係るフレキシブル表示装置に形成された導電体を製造する方法を概略的に示す図（その５）である。
【図６】本発明の更に他の実施形態に係るフレキシブル表示装置の金属ナノワイヤー構造体を形成する過程を概略的に示す平面図である。
【図７ａ】本発明の更に他の実施形態に係るフレキシブル表示装置に関して抵抗とベンディングサイクルとの関係を示すグラフである。
【図７ｂ】図７ａのグラフに対応する表である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一部の例示的な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するに当たって、同一な構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されても可能な限り同一な符号を付していることに留意しなければならない。また、本発明を説明するに当たって、関連した公知構成又は機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることがあると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。
【００１５】
また、本発明の構成要素を説明するに当たって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することがある。このような用語は、単にその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語により当該構成要素の本質、順位又は順序などが限定されるものではない。ある構成要素が他の構成要素に“連結”、“結合”、又は“接続”されると記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結、結合、又は接続されることができるが、各構成要素の間に更に他の構成要素が“連結”、“結合”、又は“接続”されることもできると理解されるべきである。同様に、ある要素が他の要素の“上”又は“下”に形成されると記載された場合、その要素は直接的にその他の要素の上又は下に形成され、又は更に他の要素を介して間接的にその他の要素の上又は下に形成されることもできると理解されるべきである。
【００１６】
図１は、実施形態に係るフレキシブル表示装置に形成された導電体の一部を示す概略的な断面図及び平面図である。
【００１７】
図１は、導電体１８０の一部をｘ方向から見た断面図と、ｙ方向から見た平面図とを示している。図１を参照すると、導電体１８０は、接着力を有する高分子物質（ポリマー物質）１８２と金属ナノワイヤー構造体１８４とを含み、高分子物質１８２に金属ナノワイヤー構造体１８４が挿入されている構造を有することができる。ここで、金属ナノワイヤー構造体１８４は、互いに交差して連結された複数の金属ナノワイヤーを含んでいる。また、金属ナノワイヤー構造体１８４は銀ナノワイヤー構造体でありうるが、これに限定されるものではない。
【００１８】
金属ナノワイヤーは、一般的に導電性ナノサイズの構造を有するものを意味し、これらのうち、少なくとも１つの寸法（即ち、幅又は直径）は５００ｎｍ未満、例えば１００ｎｍ又は５０ｎｍ未満でありうるが、寸法はこれに限定されるものではない。
【００１９】
ナノ構造は、任意の導電性材料からなるものとすることができる。例えば、金属ナノワイヤーは、元素金属（例えば、遷移金属）又は金属化合物（例えば、金属酸化物）を含む金属性材料からなるものとすることができる。また、金属性材料は、２つ以上の類型の金属を含むバイメタル材料又は金属合金でありうる。好適な金属は、銀、金、銅、ニッケル、メッキ銀、白金、及びパラジウムを含むが、これらに限定されるものではない。本明細書において主として銀ナノワイヤーについて説明がなされるとしても、任意の物質を使用することができることに留意しなければならない。
【００２０】
図１に示すように、金属ナノワイヤー構造体１８４は、高分子物質１８２に挿入されている。また、金属ナノワイヤー構造体１８４は、複数の金属ナノワイヤーが少なくとも１地点で他の金属ナノワイヤーと電気的に接続されている。
【００２１】
これによって、疲労破壊信頼性を確保することができる。すなわち、導電体１８０がフレキシブル表示装置に含まれた場合、導電体１８０は、繰り返される撓みや折り畳みに耐えることができる。金属ナノワイヤー構造体１８４の交差連結構造によって、繰り返される撓みと折り畳みの状況下において、クラックの発生比率を低減し、優れる耐久性及び信頼性を確保することができる。
【００２２】
また、金属ナノワイヤー構造体１８４と高分子物質１８２との結合構造又は相互作用によって、金属ナノワイヤー構造体１８４の表面の均一度が向上して、表面平坦化のための平坦化層を積層する必要がないという有利な点がある。この結果、表示装置２００のパネルの厚さを全体として薄くすることができる。
【００２３】
金属ナノワイヤー構造体１８４が銀ナノワイヤー構造体の場合、銀（Ａｇ）の高い電気伝導度によって、高い伝導性を確保することができる。また、撓みや折り畳みの過程においてナノワイヤーのいずれの部分が切断されたとしても、複数の銀ナノワイヤーの接合により伝導度の損失を最小化することができる。
【００２４】
金属ナノワイヤー構造体１８４は、規則のない非線形な形態を有することができる。これは、金属ナノワイヤーの接合過程において、不規則的にナノワイヤーの間に結合がなされるためである。これについては後述する。
【００２５】
一方、高分子物質１８２は、接着力を有するプラスチック系列、例えばポリイミド系列の物質で形成されることができる。高分子物質１８２は、例えば、ＯＤＡ（4,4'-oxydianiline）、ＢＤＳＡ（4,4'-diaminodiphenyl-2,2'-disulfonic acid）、ＨＦＢＡＰＰ（2,2'-bis[4-（4-aminophenoxy）phenyl]hexafluoropropane）、及びＡＨＨＦＰ（2,2-bis（3-amino-4-hydroxyphenyl）hexafluoropropane）のうちの少なくとも１つの化合物と、ＢＴＤＡ（3,3'-4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride）、ＴＭＡ（trimellitic anhydride）、及びＯＤＰＡ（4,4'-oxydiphthalic anhydride）のうちの少なくとも１つの化合物とが反応して形成されたポリイミド系列の化合物であり、水素結合を通じて接着力を向上させることができる親水性の官能基を有することができるが、これに限定されるものではない。
【００２６】
ポリイミド系列の高分子物質１８２は接着力を有し、耐熱性が強いので、熱が加えられる工程中に変形又は変質されず、表示装置に柔軟性（flexibility）を付与する効果がある。
【００２７】
一方、高分子物質１８２は高分子物質１８２の下部層である基板（図示せず）又は絶縁膜（図示せず）と同一な物質からなることができ、この場合、基板又は絶縁膜との接着力を向上することができる。これによって、フレキシブル表示装置の耐久性及び信頼性をより向上することができるようになる。
【００２８】
フレキシブル表示装置に適用される導電体１８０の場合において、高分子物質１８２は、撓み又は折り畳みに対応するために、硬度の低い物質でなければならない。
【００２９】
以上で説明したことを簡略に説明すると、フレキシブル表示装置に柔軟性を付与するために、フレキシブル表示装置内の導電体１８０は、接着力を有する高分子物質に金属ナノワイヤー構造体が挿入されている形態に実現される。
【００３０】
基板（図示せず）上に形成されたトランジスタのソース電極、ドレイン電極、及びゲート電極、基板上に形成された信号ライン、並びに共通電極（例えば、ＬＣＤの共通電圧電極、ＯＬＥＤのカソード電極）などのうちの１つを前述したような導電体１８０で形成することができる。
【００３１】
また、フレキシブル表示装置において、表示パネルにアドオンタイプでタッチスクリーンパネル（ＴＳＰ：Touch Screen Panel）が装着されているか、又は表示パネルにタッチスクリーンパネルがオンセルタイプ又はインセルタイプで内蔵されている場合、タッチスクリーンパネル又はタッチスクリーンパネルを内蔵する表示パネルに横又は縦方向に長く形成されたりブロックなどで大きく形成されたりすることができるタッチ電極も、フレキシブル表示装置に柔軟性を付与するために、前述したような構造の導電体１８０で形成することができる。
【００３２】
加えて、前述したような構造の導電体１８０は、柔軟性を高めるために、フレキシブル表示装置内の導電性を有する如何なるパターンにも適用することができるものである。
【００３３】
以下、図１を参照して説明した導電体を含むフレキシブル有機発光表示装置（ＯＬＥＤ）について説明する。これは説明の便宜のためのものであり、本発明の実施形態は有機発光表示装置だけでなく、フレキシブル液晶表示装置など、他のフレキシブル表示装置にも適用することができることに留意しなければならない。
【００３４】
図２は、一実施形態に係るフレキシブル有機発光表示装置の概略的な平面図である。
【００３５】
図２を参照すると、有機発光表示装置２００は、複数の信号ライン（第１〜第５ライン）２１０、２１２、２１４、２１６、２１８が配列された基板（図示せず）と、基板（図示せず）上に形成され、ゲート電極２１４’、２１６、２２８、ソース電極２１０’、２１２’、２２６、及びドレイン電極２２２、２２５を含むトランジスタＴ２１、Ｔ２２、Ｔ２３と、トランジスタＴ２１、Ｔ２２、Ｔ２３のソース電極２１０’、２１２’、２２６、又はドレイン電極２２２、２２５に接続された第１電極（画素電極）２３０に対応するように形成された第２電極（図示せず）を含むことができる。
【００３６】
フレキシブル有機発光表示装置２００は、トップエミッション方式によることもでき、ボトムエミッション方式によることもできる。
【００３７】
具体的には、基板（図示せず）は、発光領域ＥＡ（Emission Area）及び回路領域ＣＡ（Circuit Area）からなる複数の画素領域ＰＡ（Pixel Area）から構成されている。
【００３８】
画素領域ＰＡは、複数存在し、ここで回路領域ＣＡは３個のトランジスタＴ２１、Ｔ２２、Ｔ２３と、第１〜第５ライン２１０、２１２、２１４、２１６、２１８と、ストレージキャパシタＣｓｔｇとを含む。一方、画素領域ＰＡの発光領域ＥＡは、第１ライン２１０及び第２ライン２１２、画素電極２３０、発光領域ＥＡの縁領域と重畳するバンク（図示せず）を含むことができる。
【００３９】
第１トランジスタＴ２１は、スイッチングトランジスタであり、第１ソース電極２１０’、第１ドレイン電極２２２、第１半導体層２１１、及び第１ゲート２１４’を含んでいる。第１トランジスタＴ２１の一端はストレージキャパシタＣｓｔｇに接続され、他端は第１ライン２１０に接続されている。
【００４０】
一方、第２トランジスタＴ２２は、駆動トランジスタであり、第２ソース電極２１２’、第２ドレイン電極２２５、及び第２ゲート２２８を含んでいる。第２トランジスタＴ２２の一端は第２ライン２１２に接続され、他端は第１トランジスタＴ２１に接続されている。
【００４１】
第３トランジスタＴ２３は、センシングトランジスタであり、第３ソース電極２２６、第３ドレイン電極２２５、及び第３ゲート２１６を含んでいる。ここで、第３ドレイン電極２２５は第２トランジスタＴ２２と画素電極２３０との間のノードに接続され、第３ソース電極２２６は第５ライン２１８に接続されている。
【００４２】
第１ライン２１０はデータラインであり、第２ライン２１２は高電圧電源供給用の電圧ライン（ＶＤＤライン）でありうる。一方、第３ライン２１４は第１スキャンライン、第４ライン２１６は第２スキャンラインであり、第５ライン２１８は基準電圧ラインでありうるが、これに限定されるものではない。
【００４３】
フレキシブル有機発光表示装置２００は、第１ライン２１０と第３ライン２１４との交差により画定された発光領域ＥＡにおいて、画素電極２３０と、共通電極（図示せず）と、１層以上の有機層（図示せず）とを含んでおり、基板（図示せず）上に形成された第１トランジスタＴ２１から供給される電流によって発光する。
【００４４】
ここで、複数の信号ライン２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、ゲート電極２１４’、２１６、２２８、ソース電極２１０’、２１２’、２２６、ドレイン電極２２２、２２５、及び第２電極２３６のうちの少なくとも１つは、接着力を有する高分子物質１８２に金属ナノワイヤー構造体１８４が挿入されている導電体１８０でありうる。但し、第２電極２３６（図３及び図４を参照）の場合、フレキシブル有機発光表示装置２００がボトムエミッション方式による場合に導電体１８０からなることができる。ボトムエミッション方式の場合、発光された光が第２電極２３６で反射されて第１電極２３０の方向に放出される。
【００４５】
金属ナノワイヤー構造体１８４は、複数の金属ナノワイヤーが互いに交差して連結された形態でありうる。また、金属ナノワイヤー構造体１８４は銀ナノワイヤー構造体でありうるが、これに限定されるものではない。
【００４６】
フレキシブル有機発光表示装置２００において、金属ナノワイヤー構造体１８４と高分子物質１８２とは、一体として導電体１８０を構成する。高分子物質１８２は、接着力の強いプラスチック系列の物質、例えば、ポリイミドでありうる。
【００４７】
このような導電体１８０は接着力が強く、表面が均一であるので、別途の平坦化層を形成しなくてもよいという効果が発生する。
【００４８】
金属ナノワイヤー構造体１８４は、互いに１つ以上の部分で交差して電気的に接合されており、金属ナノワイヤー構造体１８４と高分子物質１８２とは一体として強く結合されている。したがって、フレキシブル表示装置２００が繰り返し折り畳まれたり撓んだりする場合において、導電体１８０は、耐久性及び信頼性を向上させる役割を果たすことができる。これに対する詳細な説明は後述する。
【００４９】
一方、導電体１８０は感光性物質を含むことができ、感光性物質は、例えば、フォトアクリル（photo acryl）系列の物質でありうるが、これに限定されるものではない。このような感光性物質は、導電体１８０をパターニングする場合、工程数を減少させて製造コストを低減させるという工程上の利点を持ってくる。これについては、図５ａから図５ｅと関連して説明する。
【００５０】
図３は、図２のフレキシブル有機発光表示装置２００のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。
【００５１】
図３を参照すると、有機発光表示装置２００は、基板２０２上に形成された第１ライン２１０及び第２ライン２１２、第１ライン２１０及び第２ライン２１２上に形成された第１絶縁膜２２９を含んでいる。また、有機発光表示装置２００は、第１絶縁膜２２９上に形成された第１電極２３０と、第１電極２３０の縁に沿って形成されたバンク２３２、バンク２３２により露出した第１電極２３０上に形成される有機層２３４、及び有機層２３４とバンク２３２を覆うように形成された第２電極２３６を含むことができる。第２電極２３６上には、有機層２３４を水分及び酸素から保護するための保護層２３８が形成できる。
【００５２】
ここで、第１ライン２１０、第２ライン２１２、及び第２電極２３６のうちの少なくとも１つは、前述した導電体１８０でありうる。各々の金属ナノワイヤー構造体１８４は、銀ナノワイヤー構造体でありうるが、これに限定されず、各々異なる金属が含まれることもできる。金属ナノワイヤー構造体１８４は、接着力を有する高分子物質１８２に挿入されて強く結合され、また高分子物質１８２により下部層である基板２０２、有機層２３４、バンク２３２とも強く結合することができる。
【００５３】
この際、信号ライン２１０、２１２の高分子物質１８２は、基板２０２と同一な物質からなることができる。言い換えると、第１ライン２１０及び第２ライン２１２は、基板２０と同一な物質からなることによって、接着力を向上することができる。
【００５４】
具体的には、フレキシブル有機発光表示装置２００の基板２０２は、プラスチック系列、例えばポリイミド系列の物質で形成されることができる。フレキシブル有機発光表示装置２００は、例えば、ＯＤＡ（4,4'-oxydianiline）、ＢＤＳＡ（4,4'-diaminodiphenyl-2,2'-disulfonic acid）、ＨＦＢＡＰＰ（2,2'-bis[4-（4-aminophenoxy）phenyl]hexafluoropropane）、及びＡＨＨＦＰ（2,2-bis（3-amino-4-hydroxyphenyl）hexafluoropropane）のうちの少なくとも１つの化合物と、ＢＴＤＡ（3,3'-4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride）、ＴＭＡ（trimellitic anhydride）、及びＯＤＰＡ（4,4'-oxydiphthalic anhydride）のうちの少なくとも１つの化合物とが反応して形成されたポリイミド系列の化合物であり、水素結合を通じて接着力を向上させることができる親水性の官能基を有することができる。
【００５５】
この場合、第１ライン２１０及び第２ライン２１２の高分子物質１８２も基板２０２と同一な物質からなることができ、これによって、基板２０２との接着力を向上することができる。これは、同一な高分子物質からなる場合、官能基間の付加結合や水素結合などにより強い結合が可能であるためである。
【００５６】
これに加えて、フレキシブル有機発光表示装置２００の基板２０２及び高分子物質１８２は折り畳み又は撓みに備えて低い硬度を有する物質でなければならない。
【００５７】
一方、フレキシブル有機発光表示装置２００がボトムエミッション方式を取る場合、第２電極２３６は、前述した導電体１８０で形成することができる。ここで、ボトムエミッション方式は、有機層２３４で発光された光が第２電極２３６で反射されて第１電極２３０の方向の外部に放出される方式を意味する。
【００５８】
図４は、図２のフレキシブル有機発光表示装置のＢ−Ｂ′線に沿った断面図である。
【００５９】
図４を参照すると、フレキシブル有機発光表示装置２００は、基板２０２上に形成された第１トランジスタＴ２１、第１トランジスタＴ２１上に形成された第１絶縁膜２２９、第１絶縁膜２２９上に順次に形成された第１電極２３０、バンク２３２、第２電極２３６、及び保護層２３８を含むことができる。
【００６０】
第１トランジスタＴ２１は、第１半導体層２１１、ゲート絶縁膜２１３、第１ゲート電極２１４’、第１ソース電極２１０’、第１ドレイン電極２２２、及び第２絶縁膜２０７を含むことができる。
【００６１】
ここで、第１トランジスタＴ２１は、第１半導体層２１１がＩＧＺＯ（Indium Gallium Zinc Oxide）などの酸化物半導体からなる酸化物トランジスタでありうるが、実施形態はこれに限定されず、ＬＴＰＳ（Low Temperature Poly Silicon）半導体からなるトランジスタ又はアモルファスシリコン半導体からなるトランジスタでありうる。
【００６２】
また、第１トランジスタＴ２１は第１ゲート電極２１４’が第１半導体層２１１上に位置するトップゲート方式で図示されたが、本発明の実施形態はこれに限定されず、ボトムゲート方式によることもできる。
【００６３】
一方、ゲート絶縁膜２１３及び第２絶縁膜２２７は有機膜であるか、又は酸化シリコン（ＳｉＯｘ）若しくは窒化シリコン（ＳｉＮｘ）などの無機膜でありうる。
【００６４】
この際、基板２０２上に位置する絶縁膜２１３、２２７上に形成された第１ゲート電極２１４’、第１ソース電極２１０’、及び第１ドレイン電極２２２のうちの少なくとも１つは、導電体１８０からなることができ、第１ゲート電極２１４’、第１ソース電極２１０’、及び第１ドレイン電極２２２の高分子物質１８２は、絶縁膜２１３、２２７と同一な物質からなることができ、例えば、ポリイミド系列の物質からなることができる。これは、前述したように、官能基間の付加結合や水素結合などにより接着力を向上させる効果を発生させることができる。
【００６５】
これは、導電体１８０と絶縁膜２１３、２２７との接着力を増大させる効果がある。加えて、高分子物質１８２に金属ナノワイヤー構造体１８４が挿入されて堅く結合されているので、電気伝導度や表面の均一度、折り畳みと撓みによる疲労破壊に対する信頼性、耐久性などを向上させる効果を発生させる。
【００６６】
以上では、導電体１８０の構造、及び導電体１８０が適用された表示装置２００について説明したものである。以下では、導電体１８０を含むフレキシブル表示装置２００の製造方法について説明する。
【００６７】
図５ａから図５ｅは、他の実施形態に係るフレキシブル表示装置に形成された導電体を製造する方法を概略的に示す図である。この図面は説明の便宜のためのものであり、本明細書の実施形態はこれに限定されず、多様な方法や工程で製造することができる。
【００６８】
図５ａから図５ｅを参照すると、フレキシブル表示装置２００の製造方法は、基板又は基板上に位置する絶縁膜５７０上に接着力を有する高分子物質５８２を形成するステップと、高分子物質５８２上に複数の金属ナノワイヤー５８３を塗布するステップと、複数の金属ナノワイヤー５８３を互いに交差連結して金属ナノワイヤー構造体５８４を形成しながら高分子物質５８２に挿入させて、高分子物質５８２に金属ナノワイヤー構造体５８４が挿入されている導電体５８０を形成するステップとを含むことができる。ここで、金属ナノワイヤー構造体５８４は、例えば、銀ナノワイヤー構造体でありうる。
【００６９】
図５ａに示すように、基板又は絶縁膜（以下、“基底層”ともいう）５７０上に高分子物質５８２と複数の金属ナノワイヤー５８３とを順次形成するステップが行われる。
【００７０】
ここで、基底層５７０はフレキシブル表示装置２００の下部基板であり、絶縁膜５７０は基板上に形成される絶縁膜、又はトランジスタのゲート上に形成されるゲート絶縁膜でありうる。
【００７１】
接着力を有する高分子物質５８２は、基底層５７０との接着力又は金属ナノワイヤー構造体５８４との接着力を向上させることができる物質でありうる。例えば、ポリイミド系列の高分子を含むことができる。また、このようなポリイミド系列の高分子は、水素結合を通じて接着性を向上させる親水性の官能基を有することができる。この場合、高分子物質５８２と基底層５７０とが同一な物質からなることができる。
【００７２】
一方、高分子物質５８２は感光性物質を含むことができ、感光性物質は、例えば、フォトアクリル系列の物質でありうるが、これに限定されるものではない。これについての詳細な説明は後述する。
【００７３】
金属ナノワイヤー５８３は、基底層５７０上にコーティング又は蒸着される前後に腐食防止剤で前処理することができる。例えば、金属ナノワイヤー５８３は、バリアー形成腐食防止剤、例えば、１，２，３−ベンゾトリアゾール（1,2,3-benzotriazole：ＢＴＡ）及びジチオチアジアゾール（dithiothiadiazole）で予めコーティングすることができる。さらには、金属ナノワイヤー５８３は、防錆溶液（antitarnish solution）で処理することができる。
【００７４】
金属ナノワイヤー５８３は、添加剤及びバインダーにより粘着力、腐食性、接着力、及び分散力を調節することができる。適切な添加剤及びバインダーは、例えば、カルボキシメチルセルロース（carboxy methyl cellulose：ＣＭＣ）、２−ヒドロキシエチルセルロース（2-hydroxy ethyl cellulose：ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（hydroxy propyl methyl cellulose：ＨＰＭＣ）、メチルセルロース（methyl cellulose：ＭＣ）、ポリビニールアルコール（poly vinyl alcohol：ＰＶＡ）、トリプロピレングリコール（tripropylene glycol：ＴＰＧ）、及びザンタンガム（xanthan gum：ＸＧ）、及びエトキシレート（ethoxylates）、アルコキシレート（alkoxylate）、エチレンオキシド（ethylene oxide）、プロピレンオキシド（propylene oxide）、及びそれらの共重合体でありうる。
【００７５】
金属ナノワイヤー５８３の塗布方式は、スピンコーティング、ノズルコーティング、スリットコーティング、プリンティングなどの方式があり、蒸着方式は化学的気相蒸着や物理的気相蒸着の方式によることができるが、これに限定されるものではない。
【００７６】
一方、金属ナノワイヤー５８３にプラズマ処理を行うことにより、高分子物質５８２に金属ナノワイヤー構造体５８４が挿入されている導電体５８０を形成するステップが図５ｂ及び図５ｃに図示される。
【００７７】
導電体５８０を形成するステップは、加圧処理、プラズマ処理、光焼結方式のウェルディング処理、及び加熱方式のウェルディング処理のうちの１つによることができるが、これに限定されるものではない。
【００７８】
ここで、プラズマ処理方式は、熱プラズマ、多様なガス下で圧力が除去された状態で発生するグロー放電形態であるコールドプラズマ、及びハイブリッドプラズマの方式のうちのいずれか１つでありうる。より具体的には、プラズマ処理方式は、例えば、酸素ガスの条件でなされるコールドプラズマ処理でありうる。
【００７９】
光焼結方式は、２０ｍｓの非常に短い時間に瞬間的に１５００℃程度の高い光エネルギーを伝達することが可能である。また、透明な可視光線の光を用いるので、透明基板には全く損傷を与えない。このため、光焼結方式は、金属ナノワイヤー５８３の上層と下部の基底層５７０に影響を及ぼすことはない。
【００８０】
一方、加熱方式は、電気による加熱方式であって、一定電圧が印加された時、ジュール加熱により熱が発生し、発生した熱により金属ナノワイヤー５８３が接合される方式である。発生した熱量は、電流の自乗に比例し、抵抗のサイズに比例する。
【００８１】
フレキシブル表示装置又はフォールディング表示装置などの表示装置において、表示装置が繰り返し撓んだり折り畳まれたりすることがある。これによって、金属ナノワイヤー構造体５８４が切断されることがあるが、電気による加熱方式により再び連結することができる。言い換えると、加熱方式による接合は、表示装置に電圧が印加されて駆動される中に発生する熱により、金属ナノワイヤー構造体５８４のうち、切断された部分を再び接合することができる。
【００８２】
一方、金属ナノワイヤー５８３は、前述したプラズマ処理又は加熱処理などにより接合されながら、同時に高分子物質５８２に挿入することができる。言い換えると、金属ナノワイヤー構造体５８４が形成されながら、同時に高分子物質５８２に挿入されて導電体５８０が形成される。
【００８３】
その後、形成された導電体５８０をパターニングするステップが図５ｄ及び図５ｅに図示されている。
【００８４】
フレキシブル表示装置２００の製造方法は、高分子物質５８２を形成するステップで、高分子物質５８２に感光性物質５８５を混合させて形成し、高分子物質５８２と感光性物質５８５とが混合されて形成された場合、導電体５８０を形成するステップの後に、マスク５９０を使用して露光処理及び現像処理を行って導電体５８０をパターニングするステップをさらに含むことができる。
【００８５】
具体的には、高分子物質５８２は、感光性物質５８５と混合されて基底層５７０上に形成することができる。ここで、感光性物質５８５は、特定波長の光を受けて現像液での溶解度が変わる特性を用いて後続する現像処理過程中に露光された部分、又はそうでない部分を選択的に除去することができる物質をいう。例えば、感光性物質は、フォトアクリル系列の物質でありうるが、これに限定されるものではない。
【００８６】
図５ｄに従う露光工程は、露光されていない部分が現像液により除去されるネガ方式のみを図示したが、実施形態はこれに限定されず、露光された部分が除去されるポジ方式によることもできる。
【００８７】
図５ｄを参照すると、透過部５９０ａ及び遮光部５９０ｂを備えた露光マスク５９０を使用して光を照射するステップが行われる。図示してはいないが、露光ステップの後には、ＰＥＢ（Post Exposure Bake）過程を行うことができる。
【００８８】
次に、水溶性アルカリ溶液、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）とＴＭＡＨ（TetraMethyl-Ammonium-Hydroxide）水溶液からなる現像液を用いた現像過程を行って、図２ａの第１〜第５ライン２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、第１〜第３ゲート電極２１４’、２１６、２２８、第１〜第３ソース電極２１０’、２２６、２１２’、第１〜第３ドレイン電極２２２、２２５などの導電体５８０をパターニングすることができる。
【００８９】
このようなパターニング方式は、感光性物質５８５が高分子物質５８２に混合されて基底層５７０上に塗布されるので、フォトレジスト層を塗布するステップと、現像工程後に残っているフォトレジスト層をストリップする工程とを省略することができる。これにより、工程をより単純化し、歩留まりを向上し、製造コストを低減することができる。
【００９０】
図６は、更に他の実施形態に係るフレキシブル表示装置の金属ナノワイヤー構造体を形成する過程を概略的に示す平面図である。
【００９１】
金属ナノワイヤー構造体５８４は、分離されていた複数の金属ナノワイヤー５８３を互いに接合することにより形成することができる。実施形態において、金属ナノワイヤー構造体５８４は、複数の分離された金属ナノワイヤー５８３を互いに交差接続又は交差連結することにより形成することができる。交差接続又は交差連結のためには、前述したように加圧処理、プラズマ処理、光焼結方式のウェルディング処理、及び加熱方式のウェルディング処理のうちの１つによることができる。実施形態では、分離された複数の金属ナノワイヤー５８３及び／又は高分子物質５８２に熱を加える加熱方式でありうる。したがって、金属ナノワイヤー構造体５８４は高分子物質５８２に挿入される。また、金属ナノワイヤー構造体５８４は銀を含むことができるが、これに限定されるものではない。他の金属又は物質がナノワイヤー構造体に使われることもできる。
【００９２】
また、金属ナノワイヤー構造体５８４は、複数の金属ナノワイヤー５８３がランダムに結合した形態を有する。金属ナノワイヤー５８３の少なくとも一地点で他のナノワイヤー５８３と連結され、１つのナノワイヤー５８３が複数の他のナノワイヤー５８３と連結されることもできる。実施形態では、金属ナノワイヤー５８３が金属ナノワイヤー構造体５８４に形成される前に、メッシュシート又はメッシュ形態に形成することができる。金属ナノワイヤー５８３がメッシュ形態に形成される場合、１つ以上のメッシュのシートを使用することができる。金属ナノワイヤー５８３のストランドは、互いに交差したり、平行に並んだり、交差し平行に並んだりしたりすることができる。このような交差及び／又は平行配置は、規則的又は不規則的でありうる。加えて、金属ナノワイヤー５８３は、メッシュ又はメッシュシュート形態で、チューブ又は他の形態に形成することができる。また、金属ナノワイヤー５８３の各々のストランドは、円形状の断面を有するワイヤーの形態である必要がなく、他の形態であってもよく、それらの長さに沿って不規則的な形態を有することができる。
【００９３】
したがって、フレキシブル表示装置２００において、金属ナノワイヤー構造体５８４は、金属の電気伝導性に基づいて配線や電極に使用することができる。また、繰り返し撓んだり折り畳まれたりする場合において、ランダムな結合形態により強い結合力を確保することができる。これに加えて、金属ナノワイヤー構造体５８４の一部が切断されても電気伝導度を維持することができる。
【００９４】
図７ａは更に他の実施形態に係るフレキシブル表示装置に関して抵抗とベンディングサイクルの関係を示すグラフであり、図７ｂは図７ａのグラフに対応する表である。
【００９５】
図７ａ及び図７ｂを参照すると、曲率半径Ｒを４．５、外力に対する変形率であるひずみ（strain）を１．５％にしてベンディングテストを行った結果を見ることができる。ここで、抵抗は線抵抗（line resistance）を意味し、初期抵抗値は４．０Ωであり、５０，０００サイクルでベンディングした時の抵抗値は４．１Ω、１００，０００サイクルの場合は４．１Ω、２００，０００サイクルの場合は４．２Ωであることを見ることができる。このような抵抗値の増加率は２００，０００回のベンディングに亘って５％に過ぎない。
【００９６】
前述したひずみ（ε、単位は％）は、以下の式（１）により定義されるものである。曲率半径Ｒはベンディングされた時の曲率半径であり、ｄ１はフレキシブル表示装置２００の基板２０２の厚さであり、ｄ２は基板２０２上に形成された導電体１８０、５８０の厚さを意味する。
【００９７】
【数１】
0006271409.tif 000002
【００９８】
テスト結果を通じて、本発明の実施形態に係るフレキシブル表示装置は繰り返し撓んだり折り畳まれたりする環境に対する信頼性が備えられたことが分かる。
【００９９】
言い換えると、複数の金属ナノワイヤー５８３が互いに交差して形成された金属ナノワイヤー構造体１８４、５８４は、ランダムに複数の接合点を有するので、金属ナノワイヤー構造体１８４、５８４は強い結合力及び安定性を確保することができる。
【０１００】
したがって、一部の金属ナノワイヤー構造体１８４、５８４が切断されたり欠陥が発生したりしても、複数の連結によってフレキシブル表示装置２００の信頼性を向上することができる。また、フレキシブル表示装置２００に電圧が印加される場合、ジュール加熱により切断された金属ナノワイヤー構造体１８４、５８４を再び接合することができる。
【０１０１】
これに加えて、高分子物質１８２、５８２に金属ナノワイヤー構造体１８４、５８４が挿入されて導電体１８０、５８０を形成するので、金属ナノワイヤー構造体１８４、５８４と高分子物質１８２、５８２との間の強い結合を維持することができる。これによって、フレキシブル表示装置２００で疲労破壊に対する信頼性を向上することができる。
【０１０２】
要するに、金属ナノワイヤー構造体１８４、５８４自体が疲労破壊に対する信頼性又は安定性を有しており、導電体１８０、５８０は金属ナノワイヤー構造体１８４、５８４が高分子物質１８２、５８２に挿入されて一体として形成されるので、２００，０００回のベンディングテストを通しても、５％だけしか抵抗が増加しない。
【０１０３】
以上で記載した実施形態が適用されるフレキシブル表示装置２００の効果について整理すると、まず、金属ナノワイヤー構造体１８４、５８４と高分子物質１８２、５８２との間の接着力が向上し、高分子物質１８２、５８２と下部層である基板又は絶縁膜５７０との接着力も向上することができる。
【０１０４】
また、導電体１８０、５８０は金属ナノワイヤー構造体１８４、５８４が高分子物質１８２、５８２の内部に挿入された構造を有するので、強い結合力と共に、シート抵抗を低減することができるようになる。言い換えると、一般的に銀ナノワイヤーを用いた信号ライン又は電極の場合、高いシート抵抗が問題になるが、実施形態に係る導電体１８０、５８０は１Ω／□以下の低いシート抵抗、例えば０．４Ω／□から０．６Ω／□の値を有することができる。
【０１０５】
さらに、導電体１８０、５８０の構造によって厚さを薄くすることができるので、フレキシブル表示装置２００のパネル厚さを薄くすることもできる。
【０１０６】
一方、導電体１８０、５８０を含むフレキシブル表示装置２００は、金属ナノワイヤー構造体１８４、５８４、例えば銀ナノワイヤー構造体の高い電気伝導によって高い電気伝導性を確保することができる。
【０１０７】
一般的に、銀ナノワイヤーを用いた信号ライン又は電極の場合、不均一な表面が問題になることがある。即ち、ナノワイヤーによって表面が均一でないので、表面の状態によってフレキシブル表示装置２００の電気的特性が変わったり、欠陥などが発生したりすることがある。
【０１０８】
しかしながら、実施形態に係る導電体１８０、５８０は導電性物質である金属ナノワイヤー構造体１８４、５８４が高分子物質１８２、５８２に挿入されているので、表面の均一度を向上することができ、これによって表面を平坦化させるための層を別に形成しなくてもよいという利点を有する。
【０１０９】
最後に、導電体１８０、５８０は感光性物質５８５を含むことができ、これによって、マスクを使用した露光過程及び現像液を用いた現像処理過程だけでパターニングすることができる。したがって、フォトレジストを塗布する工程、現像処理の後のエッチング工程、及びフォトレジストをストリップする工程を省略することができるので、工程数を減少させて、製造コストを低減し、歩留まりを向上することができる。
【０１１０】
以上、図面を参照して実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１１１】
以上で記載された“含む”、“構成する”、又は“有する”などの用語は、特別に反対になる記載がない限り、該当構成要素が内在することができることを意味するものであるので、他の構成要素を除外するのでなく、他の構成要素を更に含むことができることと解釈されるべきである。技術的又は科学的な用語を含んだ全ての用語は、異に定義されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により一般的に理解されることと同一な意味を有する。事前に定義された用語のように、一般的に使われる用語は関連技術の文脈上の意味と一致するものと解釈されるべきであり、本発明で明らかに定義しない限り、理想的であるとか、過度に形式的な意味として解釈されない。
【０１１２】
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであるので、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は特許請求の範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０１１３】
１８０、５８０    導電体
１８２、５８２    高分子物質
１８４、５８４    金属ナノワイヤー構造体
【図１】
0006271409.tif 000003
【図２】
0006271409.tif 000004
【図３】
0006271409.tif 000005
【図４】
0006271409.tif 000006
【図５ａ】
0006271409.tif 000007
【図５ｂ】
0006271409.tif 000008
【図５ｃ】
0006271409.tif 000009
【図５ｄ】
0006271409.tif 000010
【図５ｅ】
0006271409.tif 000011
【図６】
0006271409.tif 000012
【図７ａ】
0006271409.tif 000013
【図７ｂ】
0006271409.tif 000014