KR102185633B1 - Flexible substrate, manufacturing method thereof, and flexible electronic device including the same - Google Patents
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Abstract
유연 기판이 제공된다. 상기 유연 기판은 제1 영률을 가지는 제1 필름, 상기 제1 필름 상에 배치되고 제2 영률을 가지는 제2 필름, 및 상기 제1 필름과 제2 필름 사이에 개재되고, 제3 영률을 가지는 제3 필름을 포함한다. 상기 제3 영률은 상기 제1 영률 및 상기 제2 영률보다 작다.A flexible substrate is provided. The flexible substrate is a first film having a first Young's modulus, a second film disposed on the first film and having a second Young's modulus, and a second film interposed between the first film and the second film, and having a third Young's modulus. I include 3 films. The third Young's modulus is smaller than the first Young's modulus and the second Young's modulus.
Description
본 발명은 다양한 전자 장치에 적용될 수 있는 유연 기판, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 유연 전자 장치에 대한 것이다. The present invention relates to a flexible substrate that can be applied to various electronic devices, a method of manufacturing the same, and a flexible electronic device including the same.
최근 기술 발전에 따라, 연성(flexibility)을 갖는 유연 전자 장치가 개발되고 있다. 상기 유연 전자 장치는 유연 기판 상에 구성된 디스플레이 소자 또는 메모리 소자 등을 포함할 수 있고, 일 예로, 연성을 갖는 디스플레이 장치, 휴대폰, 디지털 기기, 정보통신 기기 등을 포함할 수 있다. 상기 유연 전자 장치는 사용자의 요구에 따라 유연하게 구부러질 수 있어 사용자의 휴대성 및 편의성이 향상될 수 있다. With recent technological advances, flexible electronic devices having flexibility have been developed. The flexible electronic device may include a display device or a memory device configured on a flexible substrate, and for example, may include a flexible display device, a mobile phone, a digital device, an information communication device, and the like. The flexible electronic device can be flexibly bent according to a user's request, thereby improving portability and convenience of the user.
상기 유연 기판으로 연성이 우수한 고분자 재료가 주로 사용될 수 있다. 상기 유연 기판이 휘어질 때 상기 유연 기판의 표면에 가해지는 표면 응력(surface strain)은 그 표면 상에 제공되는 디스플레이 소자 또는 메모리 소자 등에 전달될 수 있다. 이 경우, 상기 유연 기판 자체가 높은 연성을 갖더라도, 상기 표면 응력(surface strain)에 의해 상기 디스플레이 소자 또는 상기 메모리 소자 등의 전기적 특성이 저하될 수 있고, 이로 인해, 전체 유연 전자 장치의 구현이 어려울 수 있다. As the flexible substrate, a polymer material having excellent ductility may be mainly used. When the flexible substrate is bent, a surface strain applied to the surface of the flexible substrate may be transmitted to a display device or a memory device provided on the surface. In this case, even if the flexible substrate itself has high ductility, electrical characteristics of the display device or the memory device may be degraded due to the surface strain, and thus, implementation of the entire flexible electronic device It can be difficult.
본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 표면 응력이 감소된 유연 기판 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a flexible substrate with reduced surface stress and a method for manufacturing the same.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 물리적인 휨 또는 변형에 의한 성능 저하를 최소화할 수 있는 유연 전자 장치를 제공하는데 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a flexible electronic device capable of minimizing performance degradation due to physical bending or deformation.
본 발명에 따른 유연 기판은 제1 영률을 가지는 제1 필름; 상기 제1 필름 상에 배치되고, 제2 영률을 가지는 제2 필름; 및 상기 제1 필름과 제2 필름 사이에 개재되고, 제3 영률을 가지는 제3 필름을 포함할 수 있다. 상기 제3 영률은 상기 제1 영률 및 상기 제2 영률보다 작을 수 있다.The flexible substrate according to the present invention includes a first film having a first Young's modulus; A second film disposed on the first film and having a second Young's modulus; And a third film interposed between the first film and the second film and having a third Young's modulus. The third Young's modulus may be smaller than the first Young's modulus and the second Young's modulus.
일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 서로 동일한 물질을 포함할 수 있다.According to some embodiments, the first film and the second film may include the same material.
일부 실시예들에 따르면, 상기 제3 필름은 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름과 다른 물질을 포함할 수 있다.According to some embodiments, the third film may include a material different from the first film and the second film.
일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 내지 제3 필름들은 고분자 물질을 포함할 수 있다.According to some embodiments, the first to third films may include a polymer material.
일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 내지 제3 필름들의 각각은 폴리 테트라 플루오로 에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리 이미드(Polyimide), 폴리 아미드(Polyamide), 폴리 에스터(Polyester), 폴리 에틸렌(polyethylene), 폴리 프로필렌(polypropylene), 폴리 우레탄(polyurethane), 폴리 디메틸 실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리 아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리 아릴레이트(Polyarylate), 섬유강화 플라스틱 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to some embodiments, each of the first to third films is polytetrafluoroethylene (PTFE), polyimide, polyamide, polyester, and polyethylene ( polyethylene), polypropylene, polyurethane (polyurethane), polydimethylsiloxane (PDMS), polyacrylate, polyarylate, fiber-reinforced plastic, and at least one selected from a combination thereof. Can include.
일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 폴리이미드를 포함할 수 있다.According to some embodiments, the first film and the second film may include polyimide.
일부 실시예들에 따르면, 상기 제3 필름은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함할 수 있다.According to some embodiments, the third film may include polydimethylsiloxane (PDMS).
일부 실시예들에 따르면, 상기 제3 필름의 하면은 상기 제1 필름의 상면과 직접 접하고, 상기 제3 필름의 상면은 상기 제2 필름의 하면과 직접 접할 수 있다.According to some embodiments, the lower surface of the third film may directly contact the upper surface of the first film, and the upper surface of the third film may directly contact the lower surface of the second film.
본 발명에 따른 유연 기판의 제조방법은, 제1 지지 기판 상에 제1 필름 및 제1 예비막을 차례로 형성하는 것; 제2 지지 기판 상에 제2 필름 및 제2 예비막을 차례로 형성하는 것; 상기 제1 예비막의 상면과 상기 제2 예비막의 상면을 서로 접합시키는 것; 및 열처리 공정을 수행하여 상기 제1 예비막 및 상기 제2 예비막을 경화시킴으로써 제3 필름을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제3 필름은 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름의 각각보다 작은 영률을 가질 수 있다.A method of manufacturing a flexible substrate according to the present invention includes sequentially forming a first film and a first preliminary film on a first support substrate; Sequentially forming a second film and a second preliminary film on a second support substrate; Bonding an upper surface of the first preliminary film and an upper surface of the second preliminary film to each other; And performing a heat treatment process to cure the first preliminary film and the second preliminary film to form a third film. The third film may have a Young's modulus smaller than each of the first film and the second film.
일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 예비막을 형성하는 것은, 상기 제1 필름 상에 제1 조성물을 도포하고 제1 열처리 공정을 수행하여 상기 제1 조성물을 부분적으로 경화시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 제2 예비막을 형성하는 것은, 상기 제2 필름 상에 제2 조성물을 도포하고 제2 열처리 공정을 수행하여 상기 제2 조성물을 부분적으로 경화시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 제1 열처리 공정 및 상기 제2 열처리 공정은 상기 열처리 공정보다 낮은 온도에서 수행될 수 있다.According to some embodiments, forming the first preliminary layer may include partially curing the first composition by applying the first composition on the first film and performing a first heat treatment process. Forming the second preliminary film may include partially curing the second composition by applying a second composition on the second film and performing a second heat treatment process. The first heat treatment process and the second heat treatment process may be performed at a lower temperature than the heat treatment process.
일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 예비막의 상면과 상기 제2 예비막의 상면을 서로 접합시키는 것은, 상기 제2 필름으로부터 상기 제2 지지 기판을 분리하는 것; 및 상기 제2 지지 기판이 분리된 후, 상기 제2 예비막의 상기 상면이 상기 제1 예비막의 상기 상면과 마주하도록 상기 제2 필름 및 상기 제2 예비막을 상기 제1 지지 기판 상에 제공하는 것을 포함할 수 있다.According to some embodiments, bonding the upper surface of the first preliminary film and the upper surface of the second preliminary film to each other includes separating the second support substrate from the second film; And after the second support substrate is separated, providing the second film and the second preliminary film on the first support substrate so that the upper surface of the second preliminary film faces the upper surface of the first preliminary film. can do.
일부 실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 유연 기판의 제조방법은, 상기 제3 필름이 형성된 후, 상기 제1 필름으로부터 상기 제1 지지 기판을 분리하는 것을 더 포함할 수 있다.According to some embodiments, the method of manufacturing a flexible substrate according to the present invention may further include separating the first support substrate from the first film after the third film is formed.
일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 예비막의 상면과 상기 제2 예비막의 상면을 서로 접합시키는 것은, 상기 제2 예비막의 상기 상면이 상기 제1 예비막의 상기 상면과 마주하도록, 상기 제2 지지 기판, 상기 제2 필름 및 상기 제2 예비막을 상기 제1 지지 기판 상에 제공하는 것을 포함할 수 있다.According to some embodiments, bonding the upper surface of the first preliminary layer and the upper surface of the second preliminary layer to each other is such that the upper surface of the second preliminary layer faces the upper surface of the first preliminary layer, , It may include providing the second film and the second preliminary film on the first support substrate.
일부 실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 유연 기판의 제조방법은, 상기 제3 필름이 형성된 후, 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름으로부터 상기 제1 지지 기판 및 상기 제2 지지 기판을 각각 분리하는 것을 더 포함할 수 있다.According to some embodiments, in the method of manufacturing a flexible substrate according to the present invention, after the third film is formed, the first support substrate and the second support substrate are separated from the first film and the second film, respectively. It may further include doing.
본 발명에 따른 유연 전자 장치는 유연 기판; 및 상기 유연 기판 상의 전자 소자를 포함할 수 있다. 상기 유연 기판은 제1 필름, 상기 제1 필름 상의 제2 필름, 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 개재되는 제3 필름을 포함할 수 있다. 상기 제3 필름은 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름의 각각보다 작은 영률을 가질 수 있다.A flexible electronic device according to the present invention includes a flexible substrate; And it may include an electronic device on the flexible substrate. The flexible substrate may include a first film, a second film on the first film, and a third film interposed between the first film and the second film. The third film may have a Young's modulus smaller than each of the first film and the second film.
일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 내지 제3 필름들은 고분자 물질을 포함할 수 있다.According to some embodiments, the first to third films may include a polymer material.
일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 서로 동일한 고분자 물질을 포함할 수 있다.According to some embodiments, the first film and the second film may include the same polymer material.
일부 실시예들에 따르면, 상기 제3 필름은 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름과 다른 고분자 물질을 포함할 수 있다.According to some embodiments, the third film may include a polymer material different from the first film and the second film.
일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 폴리이미드를 포함하고, 상기 제3 필름은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함할 수 있다.According to some embodiments, the first film and the second film may include polyimide, and the third film may include polydimethylsiloxane (PDMS).
일부 실시예들에 따르면, 상기 전자 소자는 메모리 소자, 디스플레이 소자, 태양전지, 발광 다이오드, 및 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to some embodiments, the electronic device may include at least one of a memory device, a display device, a solar cell, a light emitting diode, and a sensor.
본 발명의 개념에 따르면, 유연 기판은 제1 필름, 제2 필름, 및 이들 사이에 개재되는 제3 필름을 포함할 수 있고, 상기 제3 필름은 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름보다 작은 영률을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 이로 인해, 상기 유연 기판이 휘어지는 경우, 상기 유연 기판에 가해지는 표면 응력이 감소될 수 있고, 상기 유연 기판 상에 제공되는 전자 소자에 가해지는 외력이 감소될 수 있다. 이에 따라, 물리적인 휨 또는 변형에 의한 성능 저하를 최소화할 수 있는 안정된 유연 전자 장치가 제공될 수 있다.According to the concept of the present invention, the flexible substrate may include a first film, a second film, and a third film interposed therebetween, and the third film is a Young's modulus smaller than that of the first film and the second film. It may include a material having. Accordingly, when the flexible substrate is bent, a surface stress applied to the flexible substrate may be reduced, and an external force applied to an electronic device provided on the flexible substrate may be reduced. Accordingly, a stable flexible electronic device capable of minimizing performance degradation due to physical bending or deformation may be provided.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 유연 기판의 단면도이다.
도 2는 도 1의 유연 기판이 휘어진 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 실시예들에 따른 유연 기판의 표면 응력을 나타내는 그래프들이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 유연 기판의 굽힘(bending) 횟수에 따른 면저항 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유연 기판의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유연 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유연 기판의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유연 기판의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유연 기판의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 16은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유연 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 유연 기판을 포함하는 유연 전자 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a flexible substrate according to embodiments of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a state in which the flexible substrate of FIG. 1 is bent.
3 and 4 are graphs showing surface stress of a flexible substrate according to embodiments of the present invention, respectively.
5 is a graph showing a change in sheet resistance according to the number of bending of a flexible substrate according to embodiments of the present invention.
6 and 7 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to some embodiments of the present invention.
8 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to some embodiments of the present invention.
9 to 11 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to some embodiments of the present invention.
12 and 13 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to some embodiments of the present invention.
14 and 15 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to some embodiments of the present invention.
16 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to some embodiments of the present invention.
17 is a cross-sectional view of a flexible electronic device including a flexible substrate according to embodiments of the present invention.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. In order to fully understand the configuration and effects of the present invention, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms and various modifications may be added. However, it is provided to complete the disclosure of the present invention through the description of the present embodiments, and to fully inform the scope of the present invention to those of ordinary skill in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다.In the present specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be formed directly on the other component or that a third component may be interposed between them. In addition, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for effective description of the technical content. Parts indicated by the same reference numerals throughout the specification represent the same elements.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다. Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and/or plan views, which are ideal exemplary views of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have schematic properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate a specific shape of a device region and are not intended to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various elements, but these elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 유연 기판의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a flexible substrate according to embodiments of the present invention.
도 1을 참조하면, 유연 기판(1000)은 제1 필름(10), 상기 제1 필름(10) 상의 제2 필름(20), 및 상기 제1 필름(10)과 상기 제2 필름(20) 사이에 개재되는 제3 필름(30)을 포함할 수 있다. 상기 제3 필름(30)의 하면(30L)은 상기 제1 필름(10)의 상면과 직접 접할 수 있고, 상기 제3 필름(30)의 상면(30U)은 상기 제2 필름(20)의 하면과 직접 접할 수 있다. 상기 제1 필름(10)은 제1 영률(Young's modulus)을 가질 수 있고, 상기 제2 필름(20)은 제2 영률을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 영률은 상기 제2 영률과 같을 수 있으나, 다른 실시예들에 따르면, 상기 제1 영률은 상기 제2 영률과 다를 수도 있다. 상기 제3 필름(30)은 상기 제1 영률 및 상기 제2 영률보다 작은 제3 영률을 가질 수 있다. Referring to FIG. 1, a
상기 제1 내지 제3 필름들은(10, 20, 30)은 고분자 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 필름(10) 및 상기 제2 필름(20)의 각각은 상기 제3 필름(30)보다 큰 영률을 가지는 고분자 물질을 포함할 수 있고, 상기 제3 필름(30)은 상기 제1 필름(10) 및 상기 제2 필름(20)보다 작은 영률을 갖는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 필름들은(10, 20, 30)의 각각은 폴리 테트라 플루오로 에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리 이미드(Polyimide), 폴리 아미드(Polyamide), 폴리 에스터(Polyester), 폴리 에틸렌(polyethylene), 폴리 프로필렌(polypropylene), 폴리 우레탄(polyurethane), 폴리 디메틸 실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리 아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리 아릴레이트(Polyarylate), 섬유강화 플라스틱 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. The first to
상기 제1 필름(10) 및 상기 제2 필름(20)은 서로 동일한 물질을 포함할 수 있고, 상기 제3 필름(30)은 상기 제1 필름(10) 및 상기 제2 필름(20)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 필름(10) 및 상기 제2 필름(20)은 서로 동일한 고분자 물질을 포함할 수 있고, 상기 제3 필름(30)은 상기 제1 필름(10) 및 상기 제2 필름(20)과 다른 고분자 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 필름(10) 및 상기 제2 필름(20)은 폴리 이미드(Polyimide)를 포함할 수 있고, 상기 제3 필름(30)은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함할 수 있다.The
도 2는 도 1의 유연 기판이 휘어진 상태를 나타내는 단면도이다. 도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 실시예들에 따른 유연 기판의 표면 응력을 나타내는 그래프들이다. 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 유연 기판의 굽힘(bending) 횟수에 따른 면저항 변화를 나타내는 그래프이다. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the flexible substrate of FIG. 1 is bent. 3 and 4 are graphs showing surface stress of a flexible substrate according to embodiments of the present invention, respectively. 5 is a graph showing a change in sheet resistance according to the number of bending of a flexible substrate according to embodiments of the present invention.
도 2를 참조하면, 상기 유연 기판(1000)이 휘어진 경우, 상기 유연 기판(1000)의 일 표면에 인장 응력(tensile strain, ST)이 가해질 수 있고, 상기 유연 기판(1000)의 반대쪽 표면에 압축 응력(compressive strain, SC)이 가해질 수 있다. 상기 유연 기판(1000)의 표면에 가해지는 상기 인장 응력(ST) 또는 상기 압축 응력(SC)은 표면 응력(surface strain)으로 지칭될 수 있다. 본 발명의 개념에 따르면, 상기 제3 필름(30)이 상기 제1 및 제2 필름들(10, 20)보다 작은 영률를 가짐에 따라, 상기 유연 기판(1000)에 가해지는 상기 표면 응력의 일부가 상기 제3 필름(30)에 의해 흡수될 수 있다. 이에 따라, 상기 유연 기판(1000)의 상기 표면 응력이 감소될 수 있다. Referring to FIG. 2, when the
상기 유연 기판(1000)의 총 두께(T)에 대한 상기 제3 필름(30)의 두께(30T)의 비율, 및 상기 제3 필름(30)의 상기 제3 영률의 변화에 따라, 상기 유연 기판(1000)의 상기 표면 응력이 제어될 수 있다. 이하 실험예1 및 실험예2에서, FEM(Finite Element Method) 시뮬레이션을 이용하여 상기 유연 기판(1000)의 휨에 따른 상기 표면 응력을 계산하였다. 상기 유연 기판의 상기 표면 응력은 i) 상기 제3 필름(30)의 상기 두께(30T)의 비율, 및 ii) 상기 제3 필름(30)의 상기 제3 영률의 변화에 따라 계산되었다.According to the ratio of the thickness (30T) of the
<실험예1><Experimental Example 1>
상기 유연 기판(1000)의 총 두께(T)가 20μm이고, 상기 유연 기판(1000)이 곡률반경 1mm로 휘어진 경우로 가정한다. 상기 제1 필름(10) 및 상기 제2 필름(20)에 대해 폴리이미드의 물성을 적용하고, 상기 제3 필름(30)에 대해 폴리디메틸실록산(PDMS)의 물성을 적용한다. 상기 제3 필름(30)의 상기 두께(30T)의 비율은 0%, 20%, 40%, 및 60% 로 변화시키고, 상기 제3 필름(30)의 상기 제3 영률은 0.1MPa, 0.99MPa, 및 3.27MPa로 변화시킨다. It is assumed that the total thickness T of the
두께 비율(%)Of the third film
Thickness ratio (%)
도 3은 실험예1에 따른 상기 유연 기판(1000)의 표면 응력의 변화를 나타내는 그래프로, 표1의 결과를 도시한다. 도 3을 참조하면, 상기 제3 필름(30)의 상기 두께(30T)의 비율이 증가할수록, 그리고 상기 제3 필름(30)의 상기 제3 영률이 감소할수록, 상기 유연 기판(1000)의 상기 표면 응력이 감소함을 확인할 수 있다. 3 is a graph showing the change in the surface stress of the
<실험예2><Experimental Example 2>
상기 유연 기판(1000)의 총 두께(T)가 100μm이고, 상기 유연 기판(1000)이 곡률반경 5mm로 휘어진 경우로 가정한다. 상기 제1 필름(10) 및 상기 제2 필름(20)에 대해 폴리이미드의 물성을 적용하고, 상기 제3 필름(30)에 대해 폴리디메틸실록산(PDMS)의 물성을 적용한다. 상기 제3 필름(30)의 상기 두께(30T)의 비율은 0%, 20%, 40%, 및 60% 로 변화시키고, 상기 제3 필름(30)의 상기 제3 영률은 0.1MPa, 0.99MPa, 및 3.27MPa로 변화시킨다.It is assumed that the total thickness T of the
두께 비율(%)Of the third film
Thickness ratio (%)
도 4는 실험예2에 따른 상기 유연 기판(1000)의 표면 응력의 변화를 나타내는 그래프로, 표2의 결과를 도시한다. 도 4를 참조하면, 상기 제3 필름(30)의 상기 두께(30T)의 비율이 증가할수록, 그리고 상기 제3 필름(30)의 상기 제3 영률이 감소할수록, 상기 유연 기판(1000)의 상기 표면 응력이 감소함을 확인할 수 있다.4 is a graph showing the change in the surface stress of the
본 발명에 따르면, 상기 유연 기판(1000)은, 상기 유연 기판(1000)이 휘어지는 경우 이에 가해지는 상기 표면 응력이 최소화되도록 구성될 수 있다. 이로 인해, 상기 유연 기판(1000)의 굽힘이 복수 회 반복되는 경우라도, 상기 유연 기판(1000)의 면저항의 변화가 최소화될 수 있다. 이하 실험예3에서 상기 유연 기판(1000)의 굽힘 횟수에 따른 상기 유연 기판(1000)의 면저항의 변화율을 검증한다. According to the present invention, the
<실험예3><Experimental Example 3>
폴리이미드(두께 20μm)/PDMS(두께 40μm)/폴리이미드(두께 20μm)가 적층된 다층 유연 기판을 준비한다. 상기 다층 유연 기판 상에 100nm 두께의 ITO(Indium Tin Oxide) 박막을 증착한다. 상기 다층 유연 기판을 곡률반경 6mm로 굽혔다 펴는 과정을 반복하여, 상기 ITO 박막에 인장 응력을 가한다. 상기 ITO 박막의 저항 변화를 측정한다. A multilayer flexible substrate on which polyimide (
<비교예><Comparative Example>
폴리이미드(두께 80μm)의 단층 유연 기판을 준비한다. 상기 단층 유연 기판 상에 100nm 두께의 ITO(Indium Tin Oxide) 박막을 증착한다. 상기 단층 유연 기판을 곡률반경 6mm로 굽혔다 펴는 과정을 반복하여, 상기 ITO 박막에 인장 응력을 가한다. 상기 ITO 박막의 저항 변화를 측정한다.A single-layer flexible substrate made of polyimide (thickness 80 μm) is prepared. A 100 nm thick ITO (Indium Tin Oxide) thin film is deposited on the single-layer flexible substrate. The single-layer flexible substrate is bent to a radius of curvature of 6 mm and then the unfolding process is repeated to apply tensile stress to the ITO thin film. The change in resistance of the ITO thin film is measured.
도 5의 세로축에서 R0는 초기 저항을 나타내고 R은 실험예3 또는 비교예의 유연 기판을 굽혔다 펴는 과정을 반복한 후 측정된 저항을 나타낸다. 도 5의 가로축은 실험예3 또는 비교예의 유연 기판을 굽혔다 펴는 과정이 반복된 횟수를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 비교예의 상기 단층 유연 기판을 굽혔다 펴는 과정이 약 200회 이상 반복되는 경우, 상기 단층 유연 기판의 면저항 변화율이 크게 증가함을 확인할 수 있다. 즉, 상기 단층 유연 기판 상의 상기 ITO 박막의 저항이 크게 증가함을 확인할 수 있다. 실험예3의 상기 다층 유연 기판은, 이를 굽혔다 펴는 과정이 약 2000회를 초과하더라도, 상기 다층 유연 기판의 면 저항 변화율은 30% 이하를 유지할 수 있다. 즉, 상기 다층 유연 기판 상의 상기 ITO 박막의 저항 변화가 상대적으로 감소할 수 있다. In the vertical axis of FIG. 5, R0 represents the initial resistance and R represents the resistance measured after repeating the process of bending and unfolding the flexible substrate of Experimental Example 3 or Comparative Example. The horizontal axis of FIG. 5 represents the number of times that the flexible substrate of Experimental Example 3 or Comparative Example was bent and unfolded. Referring to FIG. 5, when the process of bending and unfolding the single-layer flexible substrate of the comparative example is repeated about 200 or more times, it can be seen that the rate of change in sheet resistance of the single-layer flexible substrate is greatly increased. That is, it can be seen that the resistance of the ITO thin film on the single-layer flexible substrate is greatly increased. In the multilayer flexible substrate of Experimental Example 3, even if the process of bending and unfolding it exceeds about 2000 times, the rate of change of the sheet resistance of the multilayer flexible substrate may be maintained at 30% or less. That is, a change in resistance of the ITO thin film on the multilayer flexible substrate may be relatively reduced.
본 발명의 개념에 따르면, 상기 유연 기판(1000)은 상기 제1 필름(10) 및 상기 제2 필름(20) 사이에 개재되고, 상기 제1 및 제2 필름들(10, 20)보다 작은 영률을 갖는 상기 제3 필름(30)을 포함할 수 있다. 이로 인해, 상기 유연 기판(1000)이 휘어지는 경우, 상기 유연 기판(1000)에 가해지는 상기 표면 응력이 감소될 수 있다. 더하여, 본 발명에 따르면, 상기 유연 기판(1000)의 총 두께(T)에 대한 상기 제3 필름(30)의 두께(30T)의 비율, 및 상기 제3 필름(30)의 상기 제3 영률을 조절함으로써, 상기 유연 기판(1000)이 휘어지는 경우, 상기 유연 기판(1000)에 가해지는 상기 표면 응력이 한계값보다 작도록 제어될 수 있다. 그 결과, 상기 유연 기판(1000) 상에 제공되는 전자 소자의 전기적 특성의 변화(일 예로, 상기 ITO 박막의 저항 변화)를 최소화할 수 있다. 여기서, 상기 한계값은 상기 전자 소자가 요구되는 성능을 유지할 수 있는, 상기 표면 응력의 최대값을 의미한다.According to the concept of the present invention, the
도 6 및 도 7은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유연 기판의 제조방법을 나타내는 단면도들이다. 설명의 간소화를 위해, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한, 본 발명의 실시예들에 따른 유연 기판과 중복되는 설명은 생략될 수 있다. 6 and 7 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to some embodiments of the present invention. For simplicity of explanation, descriptions overlapping with the flexible substrates according to embodiments of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 5 may be omitted.
도 6을 참조하면, 제1 지지 기판(101) 상에 제1 필름(10)이 형성될 수 있다. 상기 제1 지지 기판(101)은 일 예로, 실리콘 웨이퍼 또는 유리 웨이퍼일 수 있다. 상기 제1 필름(10)은 상기 제1 지지 기판(101) 상에 제1 필름 조성물을 도포하고, 상기 제1 필름 조성물을 열경화시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 제1 필름 조성물은 일 예로, 폴리이미드 용액일 수 있다. 상기 제1 필름 조성물을 도포하는 것은, 일 예로, 스핀 코팅, 바코팅, 블레이드 코팅, 붓기 등의 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 제1 필름(10) 상에 제1 예비막(32)이 형성될 수 있다. 상기 제1 예비막(32)을 형성하는 것은, 상기 제1 필름(10) 상에 제1 조성물을 도포하는 것, 및 제1 열처리 공정을 수행하여 상기 제1 조성물을 부분적으로 경화시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 제1 조성물은 일 예로, 폴리 디메틸 실록산(PDMS) 용액일 수 있다. 상기 제1 조성물을 도포하는 것은 일 예로, 스핀 코팅, 바코팅, 블레이드 코팅, 붓기 등의 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 제1 예비막(32)이 폴리 디메틸 실록산(PDMS)을 포함하는 경우, 상기 제1 열처리 공정은 일 예로, 약 60℃의 온도에서 약 30분 내지 40분 동안 수행될 수 있다. 상기 제1 조성물이 부분적으로 경화됨에 따라, 상기 제1 예비막(32)은 끈적이는 상태의 고체 형태를 가질 수 있다. Referring to FIG. 6, a
제2 지지 기판(102) 상에 제2 필름(20)이 형성될 수 있다. 상기 제2 지지 기판(102)은 일 예로, 실리콘 웨이퍼 또는 유리 웨이퍼일 수 있다. 상기 제2 필름(20)은 상기 제2 지지 기판(102) 상에 제2 필름 조성물을 도포하고, 상기 제2 필름 조성물을 열경화시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 제2 필름 조성물은 일 예로, 폴리이미드 용액일 수 있다. 상기 제2 필름 조성물을 도포하는 것은, 일 예로, 스핀 코팅, 바코팅, 블레이드 코팅, 붓기 등의 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 제2 필름(20) 상에 제2 예비막(34)이 형성될 수 있다. 상기 제2 예비막(34)을 형성하는 것은, 상기 제2 필름(20) 상에 제2 조성물을 도포하는 것, 및 제2 열처리 공정을 수행하여 상기 제2 조성물을 부분적으로 경화시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 제2 조성물은 일 예로, 폴리 디메틸 실록산(PDMS) 용액일 수 있다. 상기 제2 조성물을 도포하는 것은 일 예로, 스핀 코팅, 바코팅, 블레이드 코팅, 붓기 등의 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 제2 예비막(34)이 폴리 디메틸 실록산(PDMS)을 포함하는 경우, 상기 제2 열처리 공정은 일 예로, 약 60℃의 온도에서 약 30분 내지 40분 동안 수행될 수 있다. 상기 제2 조성물이 부분적으로 경화됨에 따라, 상기 제2 예비막(34)은 끈적이는 상태의 고체 형태를 가질 수 있다.A
도 7을 참조하면, 상기 제2 지지 기판(102)이 상기 제2 필름(20)으로부터 제거될 수 있다. 상기 제2 지지 기판(102)을 제거하는 것은, 상기 제2 필름(20)으로부터 상기 제2 지지 기판(102)을 물리적으로 분리시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 제2 지지 기판(102)이 제거된 후, 상기 제1 예비막(32)의 상면(32U)과 상기 제2 예비막(34)의 상면(34U)의 서로 마주하도록 상기 제1 예비막(32) 상에 상기 제2 필름(20) 및 상기 제2 예비막(34)이 제공될 수 있다. 상기 제1 예비막(32)의 상기 상면(32U)과 상기 제2 예비막(34)의 상기 상면(34U)을 접합시킨 후, 제3 열처리 공정이 수행될 수 있다. 상기 제3 열처리 공정은 상기 제1 열처리 공정 및 상기 제2 열처리 공정보다 높은 온도에서 수행될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 및 제2 예비막들(32, 34)이 폴리 디메틸 실록산(PDMS)을 포함하는 경우, 상기 제3 열처리 공정은 일 예로, 약 120℃의 온도에서 약 30분 동안 수행될 수 있다. 상기 제3 열처리 공정에 의해 상기 제1 예비막(32) 및 상기 제2 예비막(34)이 경화되어, 도 1에 도시된 제3 필름(30)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 1의 유연 기판(1000)이 제조될 수 있다. Referring to FIG. 7, the
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유연 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다. 설명의 간소화를 위해, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 유연 기판의 제조방법과 차이점을 주로 설명한다.8 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to some embodiments of the present invention. For simplicity of explanation, the method of manufacturing the flexible substrate described with reference to FIGS. 6 and 7 and the differences will be mainly described.
먼저, 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 제1 지지 기판(101) 상에 상기 제1 필름(10) 및 상기 제1 예비막(32)이 차례로 형성될 수 있고, 상기 제2 지지 기판(102) 상에 상기 제2 필름(20) 및 상기 제2 예비막(34)이 차례로 형성될 수 있다. First, as described with reference to FIG. 6, the
도 8을 참조하면, 상기 제1 예비막(32)의 상기 상면(32U)과 상기 제2 예비막(34)의 상기 상면(34U)의 서로 마주하도록, 상기 제1 예비막(32) 상에 상기 제2 지지 기판(102), 상기 제2 필름(20), 및 상기 제2 예비막(34)이 제공될 수 있다. 상기 제1 예비막(32)의 상기 상면(32U)과 상기 제2 예비막(34)의 상기 상면(34U)을 접합시킨 후, 상기 제3 열처리 공정이 수행될 수 있다. 상기 제3 열처리 공정은 상기 제1 열처리 공정 및 상기 제2 열처리 공정보다 높은 온도에서 수행될 수 있다. 상기 제3 열처리 공정에 의해 상기 제1 예비막(32) 및 상기 제2 예비막(34)이 경화되어, 도 1에 도시된 제3 필름(30)이 형성될 수 있다. 이 후, 상기 제1 지지 기판(101) 및 상기 제2 지지 기판(102)이 상기 제1 필름(10) 및 상기 제2 필름(20)으로부터 각각 제거될 수 있다. 상기 제1 및 제2 지지 기판들(101, 102)을 제거하는 것은, 상기 제1 및 제2 필름들(10, 20)로부터 상기 제1 및 제2 지지 기판들(101, 102)을 물리적으로 분리시키는 것을 포함할 수 있다. 이에 따라, 도 1의 유연 기판(1000)이 제조될 수 있다. Referring to FIG. 8, on the first
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유연 기판의 제조방법을 나타내는 단면도들이다. 설명의 간소화를 위해, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 유연 기판의 제조방법과 차이점을 주로 설명한다.9 to 11 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to some embodiments of the present invention. For simplicity of explanation, the method of manufacturing the flexible substrate described with reference to FIGS. 6 and 7 and the differences will be mainly described.
도 9를 참조하면, 상기 제1 지지 기판(101) 상에 상기 제1 필름(10)이 형성될 수 있다. 상기 제1 필름(10)은 상기 제1 지지 기판(101) 상에 상기 제1 필름 조성물을 도포하고, 상기 제1 필름 조성물을 열경화시킴으로써 형성될 수 있다. 본 실시예들에 따르면, 상기 제1 필름 조성물을 열경화시키는 것은 상대적으로 저온에서 수행될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 필름(10)은 저온 경화형 폴리이미드를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 9, the
도 10을 참조하면, 상기 제1 필름(10) 상에 상기 제3 필름(30)이 형성될 수 있다. 상기 제3 필름(30)은 상기 제1 필름(10) 상에 제3 필름 조성을 도포하고, 상기 제3 필름 조성물을 열경화시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 제3 필름 조성물은 일 예로, 폴리 디메틸 실록산(PDMS) 용액일 수 있다. 상기 제3 필름 조성물을 도포하는 것은, 일 예로, 스핀 코팅, 바코팅, 블레이드 코팅, 붓기 등의 방법을 이용하여 수행될 수 있다. Referring to FIG. 10, the
도 11을 참조하면, 상기 제3 필름(30) 상에 상기 제2 필름(20)이 형성될 수 있다. 상기 제2 필름(20)은 상기 제3 필름(30) 상에 상기 제2 필름 조성물을 도포하고, 상기 제2 필름 조성물을 열경화시킴으로써 형성될 수 있다. 본 실시예들에 따르면, 상기 제2 필름 조성물을 열경화시키는 것은 상대적으로 저온에서 수행될 수 있다. 일 예로, 상기 제2 필름(20)은 저온 경화형 폴리이미드를 포함할 수 있다. 본 실시예들에 다르면, 상기 제1 필름(10), 상기 제3 필름(30), 및 상기 제2 필름(20)은 상기 제1 지지 기판(101) 상에 순차로 형성될 수 있다. 이 후, 상기 제1 지지 기판(101)이 상기 제1 필름(10)으로부터 제거될 수 있다. 상기 제1 지지 기판(101)을 제거하는 것은, 상기 제1 필름(10)으로부터 상기 제1 지지 기판(101)을 물리적으로 분리시키는 것을 포함할 수 있다. 이에 따라, 도 1의 유연 기판(1000)이 제조될 수 있다. Referring to FIG. 11, the
도 12 및 도 13은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유연 기판의 제조방법을 나타내는 단면도들이다. 설명의 간소화를 위해, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 유연 기판의 제조방법과 차이점을 주로 설명한다.12 and 13 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to some embodiments of the present invention. For simplicity of explanation, the method of manufacturing the flexible substrate described with reference to FIGS. 6 and 7 and the differences will be mainly described.
도 12를 참조하면, 상기 제1 지지 기판(101) 및 상기 제2 지지 기판(102) 상에 상기 제1 필름(10) 및 상기 제2 필름(20)이 각각 형성될 수 있다. 상기 제1 필름(10) 및 상기 제2 필름(20)은 도 6을 참조하여 설명한 방법과 실질적으로 동일한 방법으로 형성될 수 있다. 이 후, 상기 제1 지지 기판(101) 및 상기 제2 지지 기판(102)이 상기 제1 필름(10) 및 상기 제2 필름(20)으로부터 각각 제거될 수 있다. 상기 제1 및 제2 지지 기판들(101, 102)을 제거하는 것은, 상기 제1 및 제2 필름들(10, 20)으로부터 상기 제1 및 제2 지지 기판들(101, 102)을 물리적으로 분리시키는 것을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 12, the
본 실시예들에 따르면, 제3 지지 기판(103) 상에 제3 필름(30)이 형성될 수 있다. 상기 제3 지지 기판(103)은 일 예로, 실리콘 웨이퍼 또는 유리 웨이퍼일 수 있다. 상기 제3 필름(30)은 상기 제3 지지 기판(103) 상에 제3 필름 조성물을 도포하고, 상기 제3 필름 조성물을 열경화시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 제3 필름 조성물은 일 예로, 폴리 디메틸 실록산(PDMS) 용액일 수 있다. 상기 제3 필름 조성물을 도포하는 것은, 일 예로, 스핀 코팅, 바코팅, 블레이드 코팅, 붓기 등의 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 제3 필름(30)이 형성된 후, 상기 제3 지지 기판(103)이 상기 제3 필름(30)으로부터 제거될 수 있다. 상기 제3 지지 기판(103)을 제거하는 것은, 상기 제3 필름(30)으로부터 상기 제3 지지 기판(103)을 물리적으로 분리시키는 것을 포함할 수 있다. According to the present embodiments, the
도 13을 참조하면, 상기 제1 내지 제3 지지 기판들(101, 102, 103)이 제거된 후, 상기 제3 필름(30)이 상기 제1 필름(10)과 상기 제2 필름(20) 사이에 개재되도록 상기 제1 내지 제3 필름들(10, 20, 30)을 적층할 수 있다. 상기 적층된 제1 내지 제3 필름들(10, 20, 30) 상에 압력(P)이 제공될 수 있다. 일 예로, 압착 롤러가 상기 적층된 제1 내지 제3 필름들(10, 20, 30) 상에 압력(P)을 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 필름(30)이 재경화될 수 있고, 그 결과, 도 1의 유연 기판(1000)이 제조될 수 있다. Referring to FIG. 13, after the first to
도 14 및 도 15는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유연 기판의 제조방법을 나타내는 단면도들이다. 설명의 간소화를 위해, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 유연 기판의 제조방법과 차이점을 주로 설명한다.14 and 15 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to some embodiments of the present invention. For simplicity of explanation, the method of manufacturing the flexible substrate described with reference to FIGS. 6 and 7 and the differences will be mainly described.
도 14를 참조하면, 상기 제1 지지 기판(101) 상에 상기 제1 필름(10)이 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 필름(10)은 도 6을 참조하여 설명한 방법과 실절적으로 동일한 방법으로 형성될 수 있다. 다른 예로, 상기 제1 지지 기판(101)과 별도로 준비된 상기 제1 필름(10)이 상기 제1 지지 기판(101)에 고정되도록 부착될 수도 있다. 상기 제1 필름(10) 상에 제3 필름 조성물(36)이 도포될 수 있다. 상기 제3 필름 조성물(36)은 일 예로, 폴리 디메틸 실록산(PDMS) 용액일 수 있다. 상기 제3 필름 조성물(36)을 도포하는 것은, 일 예로, 스핀 코팅, 바코팅, 블레이드 코팅, 붓기 등의 방법을 이용하여 수행될 수 있다.Referring to FIG. 14, the
도 15를 참조하면, 별도로 준비된 상기 제2 필름(20)이 상기 제3 필름 조성물(36)이 도포된 상기 제1 지지 기판(101) 상에 제공될 수 있다. 상기 제2 필름(20)은 상기 제3 필름 조성물(36)을 덮도록 제공될 수 있다. 이 후, 열처리 공정을 수행하여 상기 제3 필름 조성물(36)을 경화시킬 수 있다. 이에 따라, 도 1의 제3 필름(30)이 형성될 수 있다. 상기 제3 필름(30)이 형성된 후, 상기 제1 지지 기판(101)은 제거될 수 있고, 도 1의 유연 기판(1000)이 제조될 수 있다. Referring to FIG. 15, the separately prepared
도 16은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유연 기판의 제조방법을 나타내는 단면도이다. 설명의 간소화를 위해, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 유연 기판의 제조방법과 차이점을 주로 설명한다.16 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to some embodiments of the present invention. For simplicity of explanation, the method of manufacturing the flexible substrate described with reference to FIGS. 6 and 7 and the differences will be mainly described.
도 16을 참조하면, 단일층 유연 기판(40)이 제공될 수 있다. 상기 단일층 유연 기판(40)은 소정의 영률을 갖는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 상기 단일층 유연 기판(40)은 폴리 테트라 플루오로 에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리 이미드(Polyimide), 폴리 아미드(Polyamide), 폴리 에스터(Polyester), 폴리 에틸렌(polyethylene), 폴리 프로필렌(polypropylene), 폴리 우레탄(polyurethane), 폴리 디메틸 실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리 아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리 아릴레이트(Polyarylate), 섬유강화 플라스틱 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 16, a single layer
본 실시예들에 따르면, 상기 단일층 유연 기판(40)의 상면(40U) 및 하면(40L) 상에 열(H) 또는 전기장(E)이 제공될 수 있다. 상기 열(H) 또는 전기장(E)에 의해, 상기 단일층 유연 기판(40)의 상부 및 하부의 영률이 변경될 수 있다. 상기 단일층 유연 기판(40)의 상기 상부 및 상기 하부에서의 영률은 상기 단일층 유연 기판(40)의 중간부에서의 영률보다 크도록 변경될 수 있다. 이에 따라, 도 1의 유연 기판(1000)이 제조될 수 있다. According to the present embodiments, heat (H) or electric field (E) may be provided on the upper surface (40U) and the lower surface (40L) of the single-layer
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 유연 기판을 포함하는 유연 전자 장치의 단면도이다.17 is a cross-sectional view of a flexible electronic device including a flexible substrate according to embodiments of the present invention.
도 17을 참조하면, 유연 전자 장치(2000)는 도 1의 상기 유연 기판(1000), 및 상기 유연 기판(1000) 상의 전자 소자(200)를 포함할 수 있다. 상기 전자 소자(200)는 메모리 소자, 디스플레이 소자, 태양전지, 발광 다이오드, 및 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지 않는다. 상기 전자 소자(200)는 도체, 반도체, 및/또는 부도체와 같은 전자 재료로 구성될 수 있다. 본 발명의 개념에 따르면, 상기 유연 기판(1000)이 휘어지는 경우, 상기 유연 기판(1000)에 가해지는 상기 표면 응력이 감소될 수 있다. 이로 인해, 상기 유연 기판(1000)이 휘어지는 경우에도, 상기 유연 기판(1000) 상의 상기 전자 소자(200)에 가해지는 외력(일 예로, 상기 표면 응력)이 감소될 수 있다. 이에 따라, 상기 전자 소자(200)의 전기적 특성 변화가 최소화될 수 있고, 그 결과, 물리적인 휨 또는 변형에 의한 성능 저하를 최소화할 수 있는 안정된 유연 전자 장치(2000)가 제공될 수 있다.Referring to FIG. 17, the flexible
본 발명의 실시예들에 대한 이상의 설명은 본 발명의 설명을 위한 예시를 제공한다. 따라서 본 발명은 이상의 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다. The above description of the embodiments of the present invention provides an example for describing the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes are possible within the technical spirit of the present invention, such as by combining the above embodiments by a person having ordinary skill in the art. It is obvious.
1000: 유연 기판 10: 제1 필름
20: 제2 필름 30: 제3 필름
200: 전자 소자 2000: 유연 전자 장치1000: flexible substrate 10: first film
20: second film 30: third film
200: electronic element 2000: flexible electronic device
Claims (20)
상기 제1 필름 상에 배치되고, 제2 영률을 가지는 제2 필름; 및
상기 제1 필름과 제2 필름 사이에 개재되는 제3 필름을 포함하는 유연 기판에 있어서,
상기 제3 필름은 상기 제1 영률 및 상기 제2 영률보다 작은 영률을 갖는 물질을 포함하고,
상기 제1 필름은 상기 제3 필름의 바닥면에 직접 접촉하고, 상기 제2 필름은 상기 제3 필름의 상면에 직접 접촉하고,
상기 유연 기판의 전체 두께에 대한 상기 제3 필름의 두께의 비율은 20% 내지 60%인 유연 기판.A first film having a first Young's modulus;
A second film disposed on the first film and having a second Young's modulus; And
In the flexible substrate comprising a third film interposed between the first film and the second film,
The third film includes a material having a Young's modulus less than the first Young's modulus and the second Young's modulus,
The first film is in direct contact with the bottom surface of the third film, the second film is in direct contact with the upper surface of the third film,
The ratio of the thickness of the third film to the total thickness of the flexible substrate is 20% to 60% of the flexible substrate.
상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 서로 동일한 물질을 포함하는 유연 기판.The method according to claim 1,
The first film and the second film are flexible substrates containing the same material.
상기 제3 필름은 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름과 다른 물질을 포함하는 유연 기판.The method according to claim 2,
The third film is a flexible substrate comprising a material different from the first film and the second film.
상기 유연 기판의 표면 응력은 상기 유연 기판의 전체 두께에 대한 상기 제3 필름의 두께의 비율, 및 상기 제3 필름의 상기 영률에 따라 제어되는 유연 기판.The method according to claim 1,
The surface stress of the flexible substrate is controlled according to a ratio of the thickness of the third film to the total thickness of the flexible substrate, and the Young's modulus of the third film.
상기 제1 내지 제3 필름들의 각각은 폴리 테트라 플루오로 에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리 이미드(Polyimide), 폴리 아미드(Polyamide), 폴리 에스터(Polyester), 폴리 에틸렌(polyethylene), 폴리 프로필렌(polypropylene), 폴리 우레탄(polyurethane), 폴리 디메틸 실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리 아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리 아릴레이트(Polyarylate), 섬유강화 플라스틱 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 유연 기판.The method of claim 4,
Each of the first to third films is polytetrafluoroethylene (PTFE), polyimide, polyamide, polyester, polyethylene, and polypropylene. ), polyurethane (polyurethane), polydimethylsiloxane (PDMS), polyacrylate (Polyacrylate), polyarylate (Polyarylate), fiber-reinforced plastic and a flexible substrate comprising at least one selected from a combination thereof.
상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 폴리이미드를 포함하는 유연 기판.The method of claim 4,
The first film and the second film are flexible substrates containing polyimide.
상기 제3 필름은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함하는 유연 기판.The method of claim 4,
The third film is a flexible substrate containing polydimethylsiloxane (PDMS).
제2 지지 기판 상에 제2 필름 및 제2 예비막을 차례로 형성하는 것;
상기 제1 예비막의 상면과 상기 제2 예비막의 상면을 서로 접합시키는 것; 및
열처리 공정을 수행하여 상기 제1 예비막 및 상기 제2 예비막을 경화시킴으로써 제3 필름을 형성하는 것을 포함하되,
상기 제1 필름, 상기 제2 필름, 및 이들 사이에 개재되는 상기 제3 필름은 유연 기판을 구성하고,
상기 제3 필름은 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름의 각각보다 작은 영률을 갖는 물질을 포함하고,
상기 유연 기판의 전체 두께에 대한 상기 제3 필름의 두께의 비율은 20% 내지 60%인 유연 기판의 제조방법.Sequentially forming a first film and a first preliminary film on the first support substrate;
Sequentially forming a second film and a second preliminary film on a second support substrate;
Bonding an upper surface of the first preliminary film and an upper surface of the second preliminary film to each other; And
Including forming a third film by performing a heat treatment process to cure the first pre-film and the second pre-film,
The first film, the second film, and the third film interposed therebetween constitute a flexible substrate,
The third film includes a material having a Young's modulus less than each of the first film and the second film,
A method of manufacturing a flexible substrate in which a ratio of the thickness of the third film to the total thickness of the flexible substrate is 20% to 60%.
상기 제1 예비막을 형성하는 것은, 상기 제1 필름 상에 제1 조성물을 도포하고 제1 열처리 공정을 수행하여 상기 제1 조성물을 부분적으로 경화시키는 것을 포함하고,
상기 제2 예비막을 형성하는 것은, 상기 제2 필름 상에 제2 조성물을 도포하고 제2 열처리 공정을 수행하여 상기 제2 조성물을 부분적으로 경화시키는 것을 포함하되,
상기 제1 열처리 공정 및 상기 제2 열처리 공정은 상기 열처리 공정보다 낮은 온도에서 수행되는 유연 기판의 제조방법.The method of claim 9,
Forming the first preliminary film includes applying a first composition on the first film and performing a first heat treatment process to partially cure the first composition,
Forming the second preliminary film includes partially curing the second composition by applying a second composition on the second film and performing a second heat treatment process,
The first heat treatment process and the second heat treatment process are performed at a lower temperature than the heat treatment process.
상기 제1 예비막의 상면과 상기 제2 예비막의 상면을 서로 접합시키는 것은:
상기 제2 필름으로부터 상기 제2 지지 기판을 분리하는 것; 및
상기 제2 지지 기판이 분리된 후, 상기 제2 예비막의 상기 상면이 상기 제1 예비막의 상기 상면과 마주하도록 상기 제2 필름 및 상기 제2 예비막을 상기 제1 지지 기판 상에 제공하는 것을 포함하는 유연 기판의 제조방법.The method of claim 9,
Bonding the upper surface of the first preliminary film and the upper surface of the second preliminary film to each other:
Separating the second support substrate from the second film; And
After the second support substrate is separated, providing the second film and the second preliminary film on the first support substrate so that the upper surface of the second preliminary film faces the upper surface of the first preliminary film. Method of manufacturing a flexible substrate.
상기 제3 필름이 형성된 후, 상기 제1 필름으로부터 상기 제1 지지 기판을 분리하는 것을 더 포함하는 유연 기판의 제조방법.The method of claim 11,
After the third film is formed, the method of manufacturing a flexible substrate further comprising separating the first support substrate from the first film.
상기 제1 예비막의 상면과 상기 제2 예비막의 상면을 서로 접합시키는 것은:
상기 제2 예비막의 상기 상면이 상기 제1 예비막의 상기 상면과 마주하도록, 상기 제2 지지 기판, 상기 제2 필름 및 상기 제2 예비막을 상기 제1 지지 기판 상에 제공하는 것을 포함하는 유연 기판의 제조방법.The method of claim 9,
Bonding the upper surface of the first preliminary film and the upper surface of the second preliminary film to each other:
A flexible substrate comprising providing the second support substrate, the second film, and the second preliminary film on the first support substrate so that the upper surface of the second preliminary film faces the upper surface of the first preliminary film. Manufacturing method.
상기 제3 필름이 형성된 후, 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름으로부터 상기 제1 지지 기판 및 상기 제2 지지 기판을 각각 분리하는 것을 더 포함하는 유연 기판의 제조방법.The method of claim 13,
After the third film is formed, the method of manufacturing a flexible substrate further comprising separating each of the first support substrate and the second support substrate from the first film and the second film.
상기 유연 기판 상의 전자 소자를 포함하되,
상기 유연 기판은 제1 필름, 상기 제1 필름 상의 제2 필름, 및 상기 제1 필름과 상기 제2 필름 사이에 개재되는 제3 필름을 포함하고,
상기 제3 필름은 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름의 각각보다 작은 영률을 갖는 물질을 포함하고,
상기 제1 필름은 상기 제3 필름의 바닥면에 직접 접촉하고, 상기 제2 필름은 상기 제3 필름의 상면에 직접 접촉하고,
상기 유연 기판의 전체 두께에 대한 상기 제3 필름의 두께의 비율은 20% 내지 60%인 유연 전자 장치.Flexible substrate; And
Including an electronic device on the flexible substrate,
The flexible substrate includes a first film, a second film on the first film, and a third film interposed between the first film and the second film,
The third film includes a material having a Young's modulus less than each of the first film and the second film,
The first film is in direct contact with the bottom surface of the third film, the second film is in direct contact with the upper surface of the third film,
A flexible electronic device in which a ratio of the thickness of the third film to the total thickness of the flexible substrate is 20% to 60%.
상기 유연 기판의 표면 응력은 상기 유연 기판의 전체 두께에 대한 상기 제3 필름의 두께의 비율, 및 상기 제3 필름의 상기 영률에 따라 제어되는 유연 전자 장치.The method of claim 15,
The surface stress of the flexible substrate is controlled according to a ratio of the thickness of the third film to the total thickness of the flexible substrate, and the Young's modulus of the third film.
상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 서로 동일한 고분자 물질을 포함하는 유연 전자 장치.The method of claim 15,
The first film and the second film are flexible electronic devices containing the same polymer material.
상기 제3 필름은 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름과 다른 고분자 물질을 포함하는 유연 전자 장치.The method of claim 17,
The third film includes a polymer material different from the first film and the second film.
상기 제1 필름 및 상기 제2 필름은 폴리이미드를 포함하고,
상기 제3 필름은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함하는 유연 전자 장치.The method of claim 16,
The first film and the second film include polyimide,
The third film is a flexible electronic device containing polydimethylsiloxane (PDMS).
상기 전자 소자는 메모리 소자, 디스플레이 소자, 태양전지, 발광 다이오드, 및 센서 중 적어도 하나를 포함하는 유연 전자 장치.The method of claim 15
The electronic device is a flexible electronic device comprising at least one of a memory device, a display device, a solar cell, a light emitting diode, and a sensor.
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