KR102026469B1 - Method of manufacturing stretchable device and Stretchable device manufactured by the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신축가능한 디바이스 제조방법에 관한 것으로서, 코팅단계, 제1경화단계, 임베딩단계, 제2경화단계, 신장단계, 배선연결단계를 포함한다. 코팅단계는 베이스 기판에 신축가능한 엘라스토머 재질의 코팅층을 형성한다. 제1경화단계는 모듈이 코팅층에 임베딩될 수 있도록 코팅층이 제1탄성계수를 가지는 상태로 경화시킨다. 임베딩단계는 모듈의 상면과 코팅층의 상면의 단차가 미리 정해진 임계 단차 이하가 되도록 코팅층에 모듈을 임베딩한다. 제2경화단계는 모듈이 코팅층에 고정되도록 코팅층이 제1탄성계수보다 높은 제2탄성계수를 가지는 상태로 경화시킨다. 신장단계는 모듈이 코팅층에 임베딩된 상태에서 베이스 기판과 코팅층을 신장시킨다. 배선연결단계는 베이스 기판과 코팅층이 신장된 상태에서 모듈의 단자에 배선을 연결한다.The present invention relates to a method for manufacturing a stretchable device, comprising a coating step, a first curing step, an embedding step, a second curing step, an extension step, and a wiring connection step. The coating step forms a coating layer of elastic elastomer material on the base substrate. The first curing step cures the coating layer to have a first elastic modulus so that the module can be embedded in the coating layer. The embedding step embeds the module in the coating layer such that the step between the top surface of the module and the top surface of the coating layer is less than or equal to a predetermined threshold step. In the second curing step, the coating layer is cured in a state in which the coating layer has a second elastic modulus higher than the first elastic modulus so that the module is fixed to the coating layer. The stretching step stretches the base substrate and the coating layer while the module is embedded in the coating layer. In the wiring connection step, the wiring is connected to the terminals of the module while the base substrate and the coating layer are extended.
Description
본 발명은 신축가능한 디바이스 제조방법 및 이에 의해 제조되는 신축가능한 디바이스에 관한 것으로서, 휘어질 뿐만 아니라 길이의 신축이 가능한 디바이스를 제조하기 위한 신축가능한 디바이스 제조방법 및 이에 의해 제조되는 신축가능한 디바이스에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a stretchable device and to a stretchable device manufactured thereby, to a stretchable device manufacturing method and a stretchable device manufactured thereby for manufacturing a device that can be bent as well as flexible. .
전자 기술의 발달과 더불어 TV, 노트북 PC, 태블릿 PC, 휴대폰 등과 같은 다양한 표시 장치가 일반화되어 사용되고 있다.BACKGROUND With the development of electronic technology, various display devices such as TVs, notebook PCs, tablet PCs, mobile phones, and the like have become common.
최근, 휘어지는 전자장치, 즉, 플렉서블(flexible) 전자장치에 대한 관심이 높아지고 있다. 플렉서블 일렉트로닉스(flexible electronics)는 플라스틱과 같이 휘어지는 기판에 전자소자를 실장하여 구부리거나 접을 수 있는 전자회로/장치를 구현하는 기술이다. 특히, 플렉서블 일렉트로닉스는 디스플레이(display) 분야에서 차세대 기술로 주목받고 있다.Recently, there has been a growing interest in flexing electronic devices, that is, flexible electronic devices. Flexible electronics (flexible electronics) is a technology that implements an electronic circuit / device that can bend or fold by mounting an electronic device on a flexible substrate such as plastic. In particular, flexible electronics are attracting attention as a next generation technology in the display field.
플렉서블 전자장치와 더불어 늘어나는 전자장치, 즉, 신축가능한 전자장치(stretchable electronic device)에 대한 필요성이 대두되고 있다. 플렉서블 전자장치는 전체 길이는 그대로 유지하면서 휘어지는 장치인데 반해, 신축가능한 전자장치는 휘어질 뿐 아니라 길이가 늘어나는 장치이다.Along with flexible electronics, there is a need for an increasing number of electronic devices, that is, stretchable electronic devices. A flexible electronic device is a device that bends while maintaining its entire length, while a flexible electronic device is a device that not only bends but also increases in length.
스트레처블 일렉트로닉스(stretchable electronics)는 전자기기의 새로운 적용분야를 가능하게 하는 기술로 기대되고 있다. 잠재적인 적용분야로는 움직이는 로보틱(robotic) 장치를 위한 전자 스킨(electronic skins) 및 스킨 센서(skin sensors), 웨어러블 전자장치, 생체융합(bio-integrated) 소자 등이 있다. 또한, 디스플레이나 센서 어레이 등을 포함한 다양한 분야에서 스트레처블 소자는 유용하게 활용될 수 있다.Stretchable electronics are expected to enable new applications in electronics. Potential applications include electronic skins and skin sensors for moving robotic devices, wearable electronics, and bio-integrated devices. In addition, the stretchable device may be usefully used in various fields including a display or a sensor array.
이러한 신축가능한 디바이스를 대량 생산할 수 있는 제조방법이 아직까지 개발되지 못하고 있는 실정이다.A manufacturing method for mass production of such a flexible device has not been developed yet.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 모듈의 임베딩 전후로 코팅층의 경화단계를 두 단계로 나누어 수행하고, 임베딩된 모듈을 신장한 상태에서 배선연결을 수행함으로써, 신축가능한 디바이스를 대량으로 생산할 수 있는 신축가능한 디바이스 제조방법 및 이에 의해 제조되는 신축가능한 디바이스를 제공함에 있다.Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to solve such a conventional problem, by dividing the curing step of the coating layer in two stages before and after embedding the module, by performing the wiring connection in the stretched state of the embedded module SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a stretchable device capable of mass producing a stretchable device, and a stretchable device manufactured thereby.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 신축가능한 디바이스 제조방법은, 베이스 기판에 신축가능한 엘라스토머 재질의 코팅층을 형성하는 코팅단계; 모듈이 상기 코팅층에 임베딩될 수 있도록 상기 코팅층이 제1탄성계수를 가지는 상태로 경화시키는 제1경화단계; 상기 모듈의 상면과 상기 코팅층의 상면의 단차가 미리 정해진 임계 단차 이하가 되도록 상기 코팅층에 상기 모듈을 임베딩하는 임베딩단계; 상기 모듈이 상기 코팅층에 고정되도록 상기 코팅층이 상기 제1탄성계수보다 높은 제2탄성계수를 가지는 상태로 경화시키는 제2경화단계; 상기 모듈이 상기 코팅층에 임베딩된 상태에서 상기 베이스 기판과 상기 코팅층을 신장시키는 신장단계; 상기 베이스 기판과 상기 코팅층이 신장된 상태에서 상기 모듈의 단자에 배선을 연결하는 배선연결단계; 및 상기 제2경화단계, 상기 신장단계 및 상기 배선연결단계 중 어느 하나의 단계 이후에 수행되며, 상기 코팅층의 신축성을 향상시키기 위하여 상기 코팅층의 일부를 식각하는 코팅층 식각단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The stretchable device manufacturing method of the present invention to achieve the above object, the coating step of forming a coating layer of the elastic elastomer material on the base substrate; A first curing step of curing the coating layer with a first elastic modulus so that a module can be embedded in the coating layer; An embedding step of embedding the module in the coating layer such that the step between the top surface of the module and the top surface of the coating layer is equal to or less than a predetermined critical step; A second curing step of curing the coating layer in a state having a second elastic modulus higher than the first elastic modulus so that the module is fixed to the coating layer; Stretching the base substrate and the coating layer while the module is embedded in the coating layer; A wire connection step of connecting wires to terminals of the module while the base substrate and the coating layer are extended; And a coating layer etching step performed after any one of the second curing step, the stretching step, and the wiring connection step to etch a part of the coating layer in order to improve elasticity of the coating layer. do.
본 발명에 따른 신축가능한 디바이스 제조방법에 있어서, 상기 모듈은 발광소자이고, 상기 임베딩단계는, 상기 모듈의 상면이 상기 코팅층의 상면보다 상기 임계 단차 이하의 범위 내에서 돌출되도록 상기 코팅층에 상기 모듈을 임베딩할 수 있다.In the flexible device manufacturing method according to the invention, the module is a light emitting element, the embedding step, the module on the coating layer such that the upper surface of the module protrudes within the critical step or less than the upper surface of the coating layer. Can be embedded
본 발명에 따른 신축가능한 디바이스 제조방법에 있어서, 상기 모듈은 발광소자이고, 상기 임베딩단계는, 상기 모듈의 상면이 상기 코팅층의 상면보다 상기 임계 단차 이하의 범위 내에서 함몰되도록 상기 코팅층에 상기 모듈을 임베딩할 수 있다.In the method of manufacturing a stretchable device according to the present invention, the module is a light emitting device, and in the embedding step, the module is placed on the coating layer such that the upper surface of the module is recessed within the critical step or less than the upper surface of the coating layer. Can be embedded
본 발명에 따른 신축가능한 디바이스 제조방법에 있어서, 상기 모듈은 발광소자이고, 상기 신장단계 이후, 상기 모듈로부터 조사되는 광의 직진성을 향상시키기 위하여 상기 모듈의 측면과 접하는 코팅층 부분을 가공하여 광차단막을 형성하는 광차단막 형성단계;를 더 포함할 수 있다.In the method of manufacturing a stretchable device according to the present invention, the module is a light emitting element, and after the stretching step, a portion of the coating layer in contact with the side surface of the module is formed to improve the linearity of light emitted from the module to form a light blocking film. A light blocking film forming step may be further included.
본 발명에 따른 신축가능한 디바이스 제조방법에 있어서, 상기 모듈은 발광소자이고, 상기 신장단계 이후, 상기 모듈의 측면의 적어도 일부가 노출되도록 상기 모듈의 측면과 접하는 코팅층의 일부를 제거하는 코팅층 제거단계;를 더 포함할 수 있다.A method of manufacturing a stretchable device according to the present invention, wherein the module is a light emitting device, and after the stretching step, a coating layer removing step of removing a portion of the coating layer in contact with the side of the module so that at least a portion of the side of the module is exposed; It may further include.
본 발명에 따른 신축가능한 디바이스 제조방법에 있어서, 상기 배선연결단계에서 상기 모듈의 단자에 연결되는 배선은 신축가능한 재질로 형성될 수 있다.In the flexible device manufacturing method according to the present invention, the wiring connected to the terminal of the module in the wiring connection step may be formed of a flexible material.
본 발명에 따른 신축가능한 디바이스 제조방법에 있어서, 상기 배선연결단계 이후, 상기 코팅층에 대한 상기 배선의 결합력을 향상시키기 위하여, 상기 코팅층과 상기 배선의 계면을 개질하는 계면개질단계;를 더 포함할 수 있다.In the flexible device manufacturing method according to the present invention, after the wiring connection step, in order to improve the bonding strength of the wiring to the coating layer, the interface modification step of modifying the interface between the coating layer and the wiring; have.
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또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 신축가능한 디바이스는, 신축가능한 디바이스 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.Further, in order to achieve the above object, the stretchable device of the present invention is characterized by being manufactured by a stretchable device manufacturing method.
본 발명의 신축가능한 디바이스 제조방법 및 이에 의해 제조되는 신축가능한 디바이스에 따르면, 신축가능한 디바이스를 대량으로 생산할 수 있다.According to the stretchable device manufacturing method of the present invention and the stretchable device manufactured thereby, the stretchable device can be produced in large quantities.
또한, 본 발명의 신축가능한 디바이스 제조방법 및 이에 의해 제조되는 신축가능한 디바이스에 따르면, 필요에 따라 광의 직진성 또는 광의 확산성이 높은 제품을 취사적으로 제조할 수 있다.Further, according to the method for manufacturing a stretchable device of the present invention and the stretchable device manufactured thereby, it is possible to manufacture a product having high linearity or light diffusivity of light as needed.
또한, 본 발명의 신축가능한 디바이스 제조방법 및 이에 의해 제조되는 신축가능한 디바이스에 따르면, 코팅층에 대한 배선의 결합력을 향상시킬 수 있다.Further, according to the method of manufacturing the stretchable device of the present invention and the stretchable device manufactured thereby, the bonding force of the wiring to the coating layer can be improved.
또한, 본 발명의 신축가능한 디바이스 제조방법 및 이에 의해 제조되는 신축가능한 디바이스에 따르면, 코팅층의 신축성을 향상시킬 수 있다.Furthermore, according to the method of manufacturing the stretchable device of the present invention and the stretchable device produced thereby, the stretchability of the coating layer can be improved.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축가능한 디바이스 제조방법의 순서도이고,
도 2는 도 1의 신축가능한 디바이스 제조방법을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 3은 도 1의 신축가능한 디바이스 제조방법의 임베딩단계의 일례를 도시한 도면이고,
도 4는 도 1의 신축가능한 디바이스 제조방법의 임베딩단계의 다른 예를 도시한 도면이고,
도 5는 도 1의 신축가능한 디바이스 제조방법의 배선개질단계를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 도 1의 신축가능한 디바이스 제조방법의 코팅층 식각단계를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 신축가능한 디바이스 제조방법의 순서도이고,
도 8은 도 7의 신축가능한 디바이스 제조방법의 광차단막 형성단계를 설명하기 위한 도면이고,
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 신축가능한 디바이스 제조방법의 순서도이고,
도 10은 도 9의 신축가능한 디바이스 제조방법의 코팅층 제거단계를 설명하기 위한 도면이다.1 is a flow chart of a method of manufacturing a stretchable device according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a schematic view illustrating the method of manufacturing the stretchable device of FIG. 1;
3 is a diagram illustrating an example of an embedding step of the method of manufacturing the flexible device of FIG. 1;
4 is a view showing another example of the embedding step of the flexible device manufacturing method of FIG.
5 is a view for explaining a wiring reforming step of the method of manufacturing a flexible device of FIG.
6 is a view for explaining a coating layer etching step of the method of manufacturing a flexible device of FIG.
7 is a flowchart of a method of manufacturing a stretchable device according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a view for explaining a light blocking film forming step of the stretchable device manufacturing method of FIG. 7;
9 is a flow chart of a method of manufacturing a stretchable device according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a view for explaining a coating layer removing step of the stretchable device manufacturing method of FIG. 9.
이하, 본 발명에 따른 신축가능한 디바이스 제조방법 및 이에 의해 제조되는 신축가능한 디바이스의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a stretchable device manufacturing method and a stretchable device manufactured thereby according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축가능한 디바이스 제조방법의 순서도이고, 도 2는 도 1의 신축가능한 디바이스 제조방법을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 1의 신축가능한 디바이스 제조방법의 임베딩단계의 일례를 도시한 도면이고, 도 4는 도 1의 신축가능한 디바이스 제조방법의 임베딩단계의 다른 예를 도시한 도면이고, 도 5는 도 1의 신축가능한 디바이스 제조방법의 배선개질단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 1의 신축가능한 디바이스 제조방법의 코팅층 식각단계를 설명하기 위한 도면이다.1 is a flow chart of a method of manufacturing a stretchable device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view schematically showing the method of manufacturing the stretchable device of FIG. 1, and FIG. 3 is a manufacture of the stretchable device of FIG. 4 shows an example of an embedding step of the method, and FIG. 4 shows another example of the embedding step of the flexible device manufacturing method of FIG. 1, and FIG. 5 is a wiring reforming step of the flexible device manufacturing method of FIG. 6 is a view for explaining a coating layer etching step of the stretchable device manufacturing method of FIG.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 신축가능한 디바이스 제조방법은 휘어질 뿐만 아니라 길이의 신축이 가능한 디바이스를 제조하기 위한 것으로서, 코팅단계(S10)와, 제1경화단계(S20)와, 임베딩단계(S30)와, 제2경화단계(S40)와, 신장단계(S50)와, 배선연결단계(S60)와, 계면개질단계(S70)와, 코팅층 식각단계(S80)를 포함한다.1 to 6, the method for manufacturing a stretchable device according to the present embodiment is not only to bend, but also to manufacture a device having a stretchable length, and a coating step S10 and a first curing step S20. And an embedding step S30, a second curing step S40, an extension step S50, a wiring connection step S60, an interface modification step S70, and a coating layer etching step S80. .
본 명세서의 디바이스는 디스플레이 장치, 전자 스킨(electronic skins), 센서 어레이 등을 포함할 수 있다.Devices herein may include display devices, electronic skins, sensor arrays, and the like.
상기 코팅단계(S10)는 베이스 기판(10)에 신축가능한 엘라스토머 재질의 코팅층(20)을 형성한다.The coating step (S10) forms a
신축가능한 엘라스토머 재질의 코팅층(20)은 후술할 제2경화단계(S40) 이후 약 20% 정도의 신축이 가능하도록 형성되고, 베이스 기판(10) 상에 스핀 코팅, 바 코팅, 블레이드 코팅 등의 방법에 의해 형성될 수 있다.The stretchable
상기 제1경화단계(S20)는 모듈(30)이 코팅층(20)에 임베딩될 수 있도록 코팅층(20)이 제1탄성계수를 가지는 상태로 코팅층(20)을 경화시킨다.In the first curing step S20, the
코팅단계(S10)에 의해 형성된 코팅층(20)은 점성이 상당히 낮은 액체 상태에 가깝기 때문에 코팅단계(S10) 이후의 코팅층(20)의 상태는 모듈(30)이 임베딩되는데 적합하지 않다.Since the
즉, 점성이 상당히 낮은 액체 상태의 코팅층(20)에 모듈(30)을 전사하려 하면, 코팅층(20)의 점착력이 낮아 모듈(30)이 코팅층(20)에 제대로 전사되지 못할 뿐만 아니라, 설령 모듈(30)이 코팅층(20)에 전사되더라도 모듈(30)을 지지하는 코팅층(20)의 낮은 점성으로 인해 모듈(30)의 위치가 공정 중에 변하면서 제품의 정밀도가 떨어지는 문제가 발생한다.That is, when the
따라서, 제1경화단계(S20)에서는 코팅층(20)에 열 또는 광(H1)을 공급하여 코팅층(20)이 제1탄성계수를 가지는 상태로 경화시킴으로써, 모듈(30)이 코팅층(20)에 임베딩될 수 있을 정도의 점성을 제공한다.Therefore, in the first curing step (S20) by supplying heat or light (H1) to the
여기서, 코팅층(20)이 제1탄성계수를 가지는 상태란, 모듈(30)이 코팅층(20)에 전사될 수 있을 정도로 코팅층(20)의 점착력이 생성되고, 모듈(30)이 코팅층(20)에 임베딩될 수 있는 정도의 탄성계수를 가지는 상태이며, 코팅층(20)에 전사된 모듈(30)의 위치 변동이 발생하지 않도록 모듈(30)의 위치를 일정 정도 지지할 수 있을 정도의 탄성계수를 가지는 상태를 의미한다.Here, the state in which the
상기 임베딩단계(S30)는 모듈의 상면(31)과 코팅층의 상면(21)의 단차(t1, t2)가 미리 정해진 임계 단차 이하가 되도록 코팅층(20)에 모듈(30)을 임베딩한다.In the embedding step S30, the
코팅층(20)에 전사된 모듈(30)의 단자에 배선을 연결하는 방식으로는 다이렉트 이미징 방식, 리프트 오프 방식, 노광, 현상, 식각 등을 포함하는 기존의 반도체 fab line을 활용하는 방식 등 다양한 방식이 있다.As a method of connecting the wires to the terminals of the
코팅층(20)에 모듈(30)을 전사하는 과정에서, 모듈의 상면(31)과 코팅층의 상면(21)의 단차가 클 경우, 기존의 반도체 fab line을 활용하는 방식을 사용하는 것은 곤란하고, 다이렉트 이미징 방식 또는 리프트 오프 방식을 사용해야 하는데 이러한 경우 생산성이 저하되는 문제점이 있다.In the process of transferring the
모듈의 상면(31)과 코팅층의 상면(21)의 단차(t1,t2)가 임계 단차 이하인 경우, 모듈의 상면(31)과 코팅층의 상면(21)이 거의 수평이 되므로, 코팅층(20)에 전사된 모듈(30)의 단자에 배선을 연결할 때 기존의 반도체 fab line을 활용하는 방식을 사용할 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 제조방법의 양산성을 향상시킬 수 있다.When the steps t1 and t2 of the
본 실시예의 임베딩단계(S30)는 모듈의 상면(31)과 코팅층의 상면(21)의 단차(t1,t2)가 임계 단차 이하가 되도록 코팅층(20)에 모듈(30)을 전사하는 것을 특징으로 하고, "임베딩"이라는 용어를 사용하여 일반적인 전사와 차별화하였다.Embedding step (S30) of the present embodiment is characterized in that the transfer of the
예를 들어, 본 실시예의 임계 단차는 약 5 ㎛ 정도일 수 있다.For example, the critical step of this embodiment may be about 5 μm.
코팅층(20)에 임베딩되는 모듈(30)이 발광소자일 경우, 용도에 따라 발광소자에서 조사되는 광(L)을 확산시켜야 하는 필요도 있고, 발광소자에서 조사되는 광(L)을 직진시켜야 하는 필요도 있을 수 있다. 이러한 필요에 따라 코팅층(20)에 대하여 모듈(30)을 다양하게 배치시킬 수 있다.When the
도 3을 참조하면, 임베딩단계의 일례로서, 모듈의 상면(31)이 코팅층의 상면(21)보다 임계 단차 이하의 범위 내에서 돌출되도록 코팅층(20)에 모듈(30)을 임베딩할 수 있다.Referring to FIG. 3, as an example of the embedding step, the
이러한 경우, 모듈(30)의 측부가 코팅층(20) 상측으로 노출되면서 모듈(30)에서 조사되는 광(L)이 상측뿐만 아니라 좌우 방향으로도 조사되면서 광(L)의 확산성이 향상될 수 있다.In this case, while the side of the
도 4를 참조하면, 임베딩단계의 다른 예로서, 모듈의 상면(31)이 코팅층의 상면(21)보다 임계 단차 이하의 범위 내에서 함몰되도록 코팅층(20)에 모듈(30)을 임베딩할 수 있다.Referring to FIG. 4, as another example of the embedding step, the
이러한 경우, 모듈(30)의 측부는 코팅층(20)에 묻혀 전혀 외부로 노출되지 않고, 모듈(30)에서 조사되는 광(L)은 오직 상측으로만 조사되면서 광(L)의 직진성이 향상될 수 있다.In this case, the side of the
상기 제2경화단계(S40)는 모듈(30)이 코팅층(20)에 고정되도록 코팅층(20)이 제1탄성계수보다 높은 제2탄성계수를 가지는 상태로 코팅층(20)을 경화시킨다.In the second curing step S40, the
후술할 신장단계(S50)에 의해 코팅층(20)이 신장될 때 모듈(30)과 코팅층(20) 사이에는 일정 정도의 결합력이 필요하다. 제1경화단계(S20)에 의해 경화된 코팅층(20)은 모듈(30)을 지지할 수 있을 정도의 제1탄성계수를 가지게 되나, 제1탄성계수를 가지는 코팅층(20)은 모듈(30)과의 결합력이 충분치 않아 코팅층(20)을 신장하는 과정에서 모듈(30)이 코팅층(20)으로부터 분리되는 문제가 발생할 수 있다.When the
따라서, 제2경화단계(S40)에서는 코팅층(20)에 열 또는 광(H2)을 공급하여 코팅층(20)이 제1탄성계수보다 높은 제2탄성계수를 가지는 상태로 경화시킴으로써, 모듈(30)과 코팅층(20) 사이의 결합력을 향상시킨다. 여기서, 코팅층(20)이 제2탄성계수를 가지는 상태란, 코팅층(20)이 신장될 때 모듈(30)이 코팅층(20)으로부터 분리되지 않고 모듈(30)과 코팅층(20)이 서로 결합된 상태를 유지할 수 있을 정도의 탄성계수를 가지는 상태를 의미한다.Therefore, in the second curing step (S40) by supplying heat or light (H2) to the
상기 신장단계(S50)는 모듈(30)이 코팅층(20)에 임베딩된 상태에서 베이스 기판(10)과 코팅층(20)을 신장시킨다.In the stretching step S50, the
베이스 기판(10)과 코팅층(20)의 측부에서 인장력(F1)을 작용함으로써, 베이스 기판(10)과 코팅층(20)을 신장시킬 수 있다. 예를 들어, 베이스 기판(10)과 코팅층(20)의 측부를 그립핑할 수 있는 구조물을 각각 설치하고, 구조물에 인장력(F1)을 작용하는 방법 등을 통해 신장단계(S50)를 수행할 수 있다.The
상기 배선연결단계(S60)는 베이스 기판(10)과 코팅층(20)이 신장된 상태에서 모듈(30)의 단자에 배선(40)을 연결한다.The wiring connection step (S60) connects the
배선연결단계(S60)가 완료된 이후에는 베이스 기판(10)과 코팅층(20)은 다시 원래의 길이로 수축되므로, 배선연결단계(S60)에서 모듈(30)의 단자에 연결되는 배선(40)은 신축가능한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.After the wiring connection step S60 is completed, since the
앞서 설명한 바와 같이, 임베딩단계(S30)에서 모듈의 상면(31)과 코팅층의 상면(21)의 단차(t1,t2)가 임계 단차 이하가 되도록 코팅층(20)에 모듈(30)을 임베딩하므로, 배선연결단계(S60)에서는 기존의 반도체 fab line을 활용하는 방식을 사용하는 것이 바람직하며, 이를 통해 본 발명의 제조방법의 양산성을 향상시킬 수 있다.As described above, in the embedding step (S30), the
상기 계면개질단계(S70)는 코팅층(20)에 대한 배선(40)의 결합력을 향상시키기 위하여, 코팅층(20)과 배선(40)의 계면을 개질하며, 배선연결단계(S60) 이후 수행된다.The interface modification step (S70) is to modify the interface between the
배선연결단계(S60)에 의해 형성된 배선(40)은 외부의 충격, 반복되는 신축 과정 등에 의해 코팅층(20)으로부터 떨어져 나갈 위험성이 있다.The
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 코팅층(20)과 배선(40)의 계면에 레이저빔(L2) 또는 플라즈마를 조사함으로써, 코팅층(20)에 대한 배선(40)의 결합력을 향상시키는 것이 바람직하다. 레이저빔(L2) 또는 플라즈마가 조사된 코팅층(20)과 배선(40)의 계면의 계면 에너지가 향상되면서, 코팅층(20)에 대한 배선(40)의 결합력은 향상될 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 5, it is preferable to improve the bonding force of the
상기 코팅층 식각단계(S80)는 코팅층(20)의 신축성을 향상시키기 위하여 코팅층(20)의 일부를 식각하여 코팅층(20) 내에 중공홀(26)을 형성하며, 제2경화단계(S40), 신장단계(S50) 및 배선연결단계(S60) 중 어느 하나의 단계 이후에 수행될 수 있다.The coating layer etching step (S80) to form a
도 6을 참조하면, 레이저빔(L2)을 코팅층(20)에 조사하여 코팅층(20)의 일부를 식각하여 코팅층(20) 내에 다수의 중공홀(26)을 이격되게 형성할 수 있다. 중공홀이 형성되지 않은 코팅층과 대비하여, 다수의 중공홀(26)이 형성된 코팅층(20)은 측부에서 신장력이 가해질 경우 신축성이 향상될 수 있는 장점을 가진다.Referring to FIG. 6, a portion of the
도 6에서는 코팅층(20)의 표면에 다수의 중공홀(26)이 형성되는 것으로 도시하였으나, 코팅층(20)의 내부에 다수의 중공홀(26)이 형성될 수도 있다.In FIG. 6, a plurality of
또한, 도 1에서는 배선연결단계(S60) 이후 코팅층 식각단계(S80)가 수행되는 것으로 도시하였으나, 코팅층 식각단계(S80)는 제2경화단계(S40) 이후 수행될 수도 있고, 신장단계(S50) 이후 수행될 수도 있다.In addition, in FIG. 1, the coating layer etching step S80 is performed after the wiring connection step S60, but the coating layer etching step S80 may be performed after the second curing step S40, and the stretching step S50. It may then be performed.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 신축가능한 디바이스 제조방법의 순서도이고, 도 8은 도 7의 신축가능한 디바이스 제조방법의 광차단막 형성단계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a stretchable device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a view for explaining a light blocking film forming step of the method of manufacturing the stretchable device of FIG. 7.
본 실시예의 신축가능한 디바이스 제조방법은 코팅단계(S10)와, 제1경화단계(S20)와, 임베딩단계(S30)와, 제2경화단계(S40)와, 신장단계(S50)와, 광차단막 형성단계(S52)와, 배선연결단계(S60)와, 계면개질단계(S70)와, 코팅층 식각단계(S80)를 포함하며, 신장단계(S50) 이후 광차단막 형성단계(S52)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The stretchable device manufacturing method of this embodiment includes a coating step (S10), a first curing step (S20), an embedding step (S30), a second curing step (S40), an stretching step (S50), and a light blocking film. Forming step (S52), wiring connection step (S60), interfacial reforming step (S70), and coating layer etching step (S80), and further comprises a light blocking film forming step (S52) after the stretching step (S50). It is characterized by.
앞서 설명한 바와 같이, 코팅층(20)에 임베딩되는 모듈(30)이 발광소자일 경우, 용도에 따라 발광소자에서 조사되는 광(L)을 확산시켜야 하는 필요도 있고, 발광소자에서 조사되는 광(L)을 직진시켜야 하는 필요도 있을 수 있다. 이러한 필요에 따라 코팅층(20)에 대하여 모듈(30)을 다양하게 배치시킬 수 있다.As described above, when the
도 8을 참조하면, 상기 광차단막 형성단계(S52)는 모듈(30)로부터 조사되는 광(L)의 직진성을 향상시키기 위하여 모듈(30)의 측면(32)과 접하는 코팅층 부분을 가공하여 광차단막(22)을 형성한다.Referring to FIG. 8, the light blocking film forming step S52 may be performed by processing a portion of the coating layer contacting the
모듈(30)의 측면(32)과 접하는 코팅층 부분에 레이저빔(B) 등을 조사하여 모듈(30)의 측면(32)과 접하는 코팅층 부분을 일정 정도 태울 수 있다. 이러한 경우, 모듈(30)의 측부가 광차단막(22)에 의해 완전히 가려지면서 모듈(30)에서 조사되는 광(L)이 상측으로만 조사되면서 광(L)의 직진성이 향상될 수 있다.By irradiating the laser beam (B) to the coating layer portion in contact with the
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 신축가능한 디바이스 제조방법의 순서도이고, 도 10은 도 9의 신축가능한 디바이스 제조방법의 코팅층 제거단계를 설명하기 위한 도면이다.9 is a flow chart of a method of manufacturing a stretchable device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a view for explaining a coating layer removing step of the method of manufacturing the stretchable device of FIG.
본 실시예의 신축가능한 디바이스 제조방법은 코팅단계(S10)와, 제1경화단계(S20)와, 임베딩단계(S30)와, 제2경화단계(S40)와, 신장단계(S50)와, 코팅층 제거단계(S54)와, 배선연결단계(S60)와, 계면개질단계(S70)와, 코팅층 식각단계(S80)를 포함하며, 신장단계(S50) 이후 코팅층 제거단계(S54)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Stretchable device manufacturing method of the present embodiment is a coating step (S10), the first curing step (S20), the embedding step (S30), the second curing step (S40), the stretching step (S50), the coating layer is removed It includes a step (S54), the wiring connection step (S60), the interface modification step (S70), the coating layer etching step (S80), and further comprising a coating layer removal step (S54) after the stretching step (S50). It is done.
도 10을 참조하면, 상기 코팅층 제거단계(S54)는 모듈(30)의 측면(32)의 적어도 일부가 노출되도록 모듈의 측면(32)과 접하는 코팅층의 일부(24)를 제거한다.Referring to FIG. 10, the coating layer removing step S54 removes a
모듈(30)의 측면과 접하는 코팅층의 일부(24)에 레이저빔 등을 이용하여 코팅층의 일부(24)를 어블레이션할 수 있다. 이러한 경우, 모듈(30)의 측부의 일부가 외부에 노출되면서 모듈(30)에서 조사되는 광(L)이 상측뿐만 아니라 좌우 방향으로도 조사되면서 광(L)의 확산성이 향상될 수 있다.A
한편, 본 발명의 신축가능한 디바이스 제조방법에 의해 신축가능한 디바이스가 제조될 수 있으며, 신축가능한 디바이스는 디스플레이 장치, 전자 스킨(electronic skins), 센서 어레이 등을 포함할 수 있다.Meanwhile, a stretchable device may be manufactured by the method of manufacturing a stretchable device of the present invention, and the stretchable device may include a display device, electronic skins, a sensor array, and the like.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 신축가능한 디바이스 제조방법 및 이에 의해 제조되는 신축가능한 디바이스는, 모듈의 임베딩 전후로 코팅층의 경화단계를 두 단계로 나누어 수행하고, 임베딩된 모듈을 신장한 상태에서 배선연결을 수행함으로써, 신축가능한 디바이스를 대량으로 생산할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The stretchable device manufacturing method and the stretchable device of the present invention configured as described above are performed by dividing the curing step of the coating layer into two stages before and after embedding the module, and the wiring connection in the state in which the embedded module is extended. By doing so, it is possible to obtain the effect of mass production of the stretchable device.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 신축가능한 디바이스 제조방법 및 이에 의해 제조되는 신축가능한 디바이스는, 모듈이 발광소자일 경우 모듈의 임베딩 깊이, 모듈가 접촉되는 코팅층의 일부를 가공함으로써, 필요에 따라 광의 직진성 또는 광의 확산성이 높은 제품을 취사적으로 제조할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the method for manufacturing a stretchable device of the present invention configured as described above, and the stretchable device manufactured by the present invention, process the embedding depth of the module when the module is a light emitting element, a part of the coating layer to which the module is contacted, The effect which can manufacture the product with high linearity or the high diffusivity of light can be acquired.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 신축가능한 디바이스 제조방법 및 이에 의해 제조되는 신축가능한 디바이스는, 코팅층과 배선의 계면을 개질함으로써, 코팅층에 대한 배선의 결합력을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the method for manufacturing a stretchable device of the present invention configured as described above and the stretchable device manufactured thereby can obtain the effect of improving the bonding strength of the wiring to the coating layer by modifying the interface between the coating layer and the wiring. .
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 신축가능한 디바이스 제조방법 및 이에 의해 제조되는 신축가능한 디바이스는, 코팅층의 일부를 식각하여 코팅층 내에 중공홀을 형성함으로써, 코팅층의 신축성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the method for manufacturing a stretchable device of the present invention configured as described above and the stretchable device manufactured thereby obtain an effect of improving the stretchability of the coating layer by etching part of the coating layer to form hollow holes in the coating layer. Can be.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described in the present invention to various extents which can be modified.
10 : 베이스 기판
20 : 코팅층
30 : 모듈
40 : 배선
S10 : 코팅단계
S20 : 제1경화단계
S30 : 임베딩단계
S40 : 제2경화단계
S50 : 신장단계
S60 : 배선연결단계10: base substrate
20: coating layer
30: module
40: wiring
S10: Coating Step
S20: first curing step
S30: embedding step
S40: second curing step
S50: kidney stage
S60: Wiring connection step
Claims (9)
모듈이 상기 코팅층에 임베딩될 수 있도록 상기 코팅층이 제1탄성계수를 가지는 상태로 경화시키는 제1경화단계;
상기 모듈의 상면과 상기 코팅층의 상면의 단차가 미리 정해진 임계 단차 이하가 되도록 상기 코팅층에 상기 모듈을 임베딩하는 임베딩단계;
상기 모듈이 상기 코팅층에 고정되도록 상기 코팅층이 상기 제1탄성계수보다 높은 제2탄성계수를 가지는 상태로 경화시키는 제2경화단계;
상기 모듈이 상기 코팅층에 임베딩된 상태에서 상기 베이스 기판과 상기 코팅층을 신장시키는 신장단계;
상기 베이스 기판과 상기 코팅층이 신장된 상태에서 상기 모듈의 단자에 배선을 연결하는 배선연결단계; 및
상기 제2경화단계, 상기 신장단계 및 상기 배선연결단계 중 어느 하나의 단계 이후에 수행되며, 상기 코팅층의 신축성을 향상시키기 위하여 상기 코팅층의 일부를 식각하는 코팅층 식각단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축가능한 디바이스 제조방법.A coating step of forming a coating layer of elastic elastomer material on the base substrate;
A first curing step of curing the coating layer with a first elastic modulus so that a module can be embedded in the coating layer;
An embedding step of embedding the module in the coating layer such that the step between the top surface of the module and the top surface of the coating layer is equal to or less than a predetermined critical step;
A second curing step of curing the coating layer in a state having a second elastic modulus higher than the first elastic modulus so that the module is fixed to the coating layer;
Stretching the base substrate and the coating layer while the module is embedded in the coating layer;
A wire connection step of connecting wires to terminals of the module while the base substrate and the coating layer are extended; And
And a coating layer etching step performed after any one of the second curing step, the stretching step, and the wiring connection step to etch a part of the coating layer in order to improve elasticity of the coating layer. Flexible device manufacturing method.
상기 모듈은 발광소자이고,
상기 임베딩단계는, 상기 모듈의 상면이 상기 코팅층의 상면보다 상기 임계 단차 이하의 범위 내에서 돌출되도록 상기 코팅층에 상기 모듈을 임베딩하는 것을 특징으로 하는 신축가능한 디바이스 제조방법.The method of claim 1,
The module is a light emitting device,
The embedding step may include embedding the module in the coating layer such that the upper surface of the module protrudes within the critical step or less than the upper surface of the coating layer.
상기 모듈은 발광소자이고,
상기 임베딩단계는, 상기 모듈의 상면이 상기 코팅층의 상면보다 상기 임계 단차 이하의 범위 내에서 함몰되도록 상기 코팅층에 상기 모듈을 임베딩하는 것을 특징으로 하는 신축가능한 디바이스 제조방법.The method of claim 1,
The module is a light emitting device,
And the embedding step embeds the module in the coating layer such that the top surface of the module is recessed within the critical step or less than the top surface of the coating layer.
상기 모듈은 발광소자이고,
상기 신장단계 이후, 상기 모듈로부터 조사되는 광의 직진성을 향상시키기 위하여 상기 모듈의 측면과 접하는 코팅층 부분을 가공하여 광차단막을 형성하는 광차단막 형성단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신축가능한 디바이스 제조방법.The method of claim 1,
The module is a light emitting device,
And a light blocking film forming step of forming a light blocking film by processing a portion of the coating layer in contact with the side surface of the module to improve the straightness of the light irradiated from the module after the stretching step. .
상기 모듈은 발광소자이고,
상기 신장단계 이후, 상기 모듈의 측면의 적어도 일부가 노출되도록 상기 모듈의 측면과 접하는 코팅층의 일부를 제거하는 코팅층 제거단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신축가능한 디바이스 제조방법.The method of claim 1,
The module is a light emitting device,
And a coating layer removing step of removing a portion of the coating layer in contact with the side surface of the module such that at least a portion of the side surface of the module is exposed after the stretching step.
상기 배선연결단계에서 상기 모듈의 단자에 연결되는 배선은 신축가능한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 신축가능한 디바이스 제조방법.The method of claim 1,
The wiring connected to the terminal of the module in the wiring connection step is characterized in that the flexible device is formed of a stretchable material.
상기 배선연결단계 이후,
상기 코팅층에 대한 상기 배선의 결합력을 향상시키기 위하여, 상기 코팅층과 상기 배선의 계면을 개질하는 계면개질단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신축가능한 디바이스 제조방법.The method of claim 1,
After the wiring connection step,
And an interface reforming step of modifying an interface between the coating layer and the wiring line to improve the bonding force of the wiring line to the coating layer.
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