KR102119023B1 - 2종 이상의 올리고머를 이용한 신축성 기판의 제조방법 및 그를 포함하는 신축성 전자기기의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 (a) 제1 올리고머 및 제1 경화제를 포함하는 제1 혼합용액을 기재 상에 위치시키는 단계; (b) 제2 올리고머 및 제2 경화제를 포함하는 제2 혼합용액을 상기 기재 상에 또는 상기 제1 혼합용액의 소정의 부분에 투입함으로써 상기 기재 상에 상기 제1 올리고머 및 상기 제1 경화제를 포함하는 제1 부분과, 상기 제2 올리고머 및 제2 경화제를 포함하는 제2 부분을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 제1 부분과 제2 부분을 경화시켜 상기 기재 상에 제1 경화 고분자부와 제2 경화 고분자부를 포함하는 신축성 기판을 제조하는 단계;를 포함하는 신축성 기판의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 신축성 기판을 형성할 제1 올리고머를 포함하는 혼합용액의 특정 영역에 제2 올리고머를 포함하는 혼합용액을 주입함으로써, 상기 기판을 경화시켜 하드하게 형성된 패턴부를 포함하는 2종 이상의 올리고머를 이용한 신축성 기판을 사용할 때, 반복되는 신축 후에도 기판과 소자 간의 분리가 발생하지 않아 소자의 효율을 유지할 수 있다. 또한, 이와 같은 신축성 기판을 적용하여 다양한 신축성 전자기기에 응용할 수 있다.
Description
본 발명은 신축성 기판의 제조방법 및 그를 포함하는 신축성 전자기기의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신축성 기판을 형성할 제1 올리고머를 포함하는 혼합용액의 특정 영역에 제2 올리고머를 포함하는 혼합용액을 주입함으로써, 상기 기판을 경화시켜 하드하게 형성된 패턴부를 포함하는 2종 이상의 올리고머를 이용한 신축성 기판의 제조방법 및 그를 포함하는 신축성 전자기기의 제조방법에 관한 것이다.
스트레처블 전자기기는 신축 하에서도 기능을 유지할 수 있는 장치로서, 기존의 딱딱한 전자기기와 부드러운 곡선형 시스템간의 기계적 부조화를 해소하기 위한 유망한 해결책으로서 각광받고 있다. 스트레처블 전자기기의 발전을 위해 기계적으로 내구성이 있는 새로운 재료, 변형 가능한 도체 및 회로, 새로운 가공 방법, 그리고 스트레처블 기판을 위한 탄성 재료의 개발에 대해 학계와 산업계로부터 집중적인 연구가 진행되고 있다. 그 중에서도, 신축성의 기판은 가해진 변형을 견디는 요소를 구성하고, 그렇게 함으로써 소자에 신축성을 부여하여 스트레처블 전자기기의 전체적인 성능에 중요한 특성을 부여한다.
현재까지의 연구들에서는 스트레처블 장치를 구현하기 위해 신축성 기판 재료로서 실리콘 기반의 탄성 중합체를 많이 이용해왔다. 하지만 기존의 탄성 중합체 재료들로 제작한 기판은 소자 제작 공정에서 딱딱한 소자 부분과 연한 기판 부분 간 기계적 물성의 불균형으로 인해 서로 분리되는 문제가 발생하기 때문에 새로운 신축성 기판을 제작하기 위한 기술 개발이 필수적이다. 또한, 기존의 기판 재료를 이용한 공정은 복잡하고, 여러 단계의 공정을 거쳐야 하므로 스트레처블 전자기기의 상용화를 위해서 간단하고 짧은 공정을 통한 제조 기술 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 신축성 기판을 형성할 제1 올리고머를 포함하는 혼합용액의 특정 영역에 제2 올리고머를 포함하는 혼합용액을 주입함으로써, 상기 기판을 경화시켜 하드하게 형성된 패턴부를 포함하는 2종 이상의 올리고머를 이용한 신축성 기판의 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 이와 같은 신축성 기판을 적용하여 반복되는 신축 후에도 기판과 소자 간의 분리가 발생하지 않아 소자의 성능이 유지되는 신축성 전자기기의 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한 경화시 커버를 사용함으로써 신축 영역과 비신축 영역의 경계의 부분의 높이 차이가 없어 높은 평평도를 갖는 신축성 기판을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 제1 올리고머 및 제1 경화제를 포함하는 제1 혼합용액을 기재 상에 위치시키는 단계; (b) 제2 올리고머 및 제2 경화제를 포함하는 제2 혼합용액을 상기 기재 상에 또는 상기 제1 혼합용액의 소정의 부분에 투입함으로써 상기 기재 상에 상기 제1 올리고머 및 상기 제1 경화제를 포함하는 제1 부분과, 상기 제2 올리고머 및 제2 경화제를 포함하는 제2 부분을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 제1 부분과 제2 부분을 경화시켜 상기 기재 상에 제1 경화 고분자부와 제2 경화 고분자부를 포함하는 신축성 기판을 제조하는 단계;를 포함하는 신축성 기판의 제조방법이 제공된다.
상기 제1 올리고머 및 제2 올리고머의 종류를 각각 조절하여 상기 제1 경화 고분자부와 상기 제2 경화 고분자부의 탄성계수를 제어할 수 있다.
상기 제1 혼합용액의 상기 제1 경화제의 함량 및 상기 제2 혼합용액의 상기 제2 경화제의 함량을 각각 조절하여 제1 경화 고분자부의 탄성계수 및 제2 경화 고분자부의 탄성계수를 제어할 수 있다.
단계 (b)와 (c) 사이에 (b') 상기 제1 부분 및 제2 부분 상에 상기 제1 부분 및 제2 부분의 일부 또는 전부의 표면에 접하도록 커버를 위치시키는 단계;를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제2 혼합용액의 투입이 주사 탐침 방법, 잉크젯 프린팅 방법, 임프린팅 방법, 3D 프린팅 방법, 전기수력학 프린팅 방법, 슬롯-다이 코팅 방법, 스프레이 코팅, 그라비아 프린팅, 오프셋 프린팅, 플렉소 인쇄 방법 및 스크린 프린팅 방법 중에서 선택된 1종 이상의 방법으로 수행될 수 있다.
상기 제2 혼합용액이 상기 소정부분에 50 내지 1000μm 간격으로 투입될 수 있다.
상기 제2 경화 고분자부의 탄성계수(modulus)가 제1 경화 고분자부의 탄성계수(modulus) 보다 클 수 있다.
상기 제1 경화 고분자부의 탄성계수(Ms)가 0.8 내지 3.0 MPa이고, 상기 제2 경화 고분자부의 탄성계수(Mp)가 15 내지 193 MPa 일 수 있다.
상기 제1 경화 고분자부의 탄성계수(Ms)에 대한 상기 제2 경화 고분자부의 탄성계수(Mp)의 비(Mp/ Ms)가 5.0 내지 241.3 일 수 있다.
상기 신축성 기판의 신장 변형 시 상기 제1 경화 고분자부의 스트레인에 대한 상기 제2 경화 고분자부의 스트레인의 비가 0 내지 1%일 수 있다.
상기 기재가 유리, 세라믹, 고분자 및 복합재 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 올리고머 및 제2 올리고머가 각각 독립적으로 주사슬과 상기 주사슬에 공유결합된 작용기를 포함하고, 상기 작용기가 각각 독립적으로 비닐기, 에폭시기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 티올기, 및 카르복실기 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 주사슬이 실리콘, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리우레탄, 폴리스타이렌, 폴리아크릴레이트, 폴리아릴레이트, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 아미노 수지 및 페놀 수지 중에서 선택된 1종 이상 포함하고, 상기 제1 올리고머 및 제2 올리고머는 각각 독립적으로 상기 주사슬에 복수개의 상기 작용기가 공유결합된 것일 수 있다.
상기 제1 경화제 및 제2 경화제가 서로 같거나 다를 수 있고, 각각 독립적으로 orthosilicic acid, tetravinylsilane, Si(OH)n(OR)4-n(n은 1 내지 4의 정수, R은 C1-C10 알킬기), 3-(Triethoxysilyl)propyl isocyanate, Bis(2-methacryloyl)oxyethyl disulfide, 1,4-Bis(4-vinylphenoxy)butane, Divinylbenzene, p-Divinylbenzene, Glycerol ethoxylate, Glycerol ethoxylate-co-propoxylate triol, Hexa(ethylene glycol) dithiol, 2-[8-(3-Hexyl-2,6-dioctylcyclohexyl)octyl]pyromellitic diimide oligomer(maleimide terminated), 2-[8-(3-Hexyl-2,6-dioctylcyclohexyl)octyl]pyromellitic diimide oligomer(maleimide terminated), 11-Maleimidoundecanoic acid, Pentaerythritol ethoxylate, Pentaerythritol ethoxylate, Pentaerythritol propoxylate, 1,4-Phenylenediacryloyl chloride, Poly(ethylene glycol) bisazide, Ethylene glycol diacrylate, Poly(ethylene glycol) diacrylate, 2,4,6,8-Tetramethyl-2,4,6,8-tetrakis(propyl glycidyl ether)cyclotetrasiloxane, 1,3,5-Triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione, Di(ethylene glycol) diacrylate, Ethylene glycol dimethacrylate, Di(ethylene glycol) dimethacrylate, Triethylene glycol dimethacrylate, Tetra(ethylene glycol) diacrylate, monomethyl ether hydroquinone, Trimethylolpropane ethoxylate, Trimethylolpropane ethoxylate, Trimethylolpropane ethoxylate, 4-Vinylbenzocyclobutene, 3-Aminophenyl sulfone, 4-Aminophenyl sulfone, 5-Amino-1,3,3-trimethylcyclohexanemethylamine, 1,2,4-Benzenetricarboxylic anhydride, Bisphenol A acetate propionate technical grade, Bisphenol A diglycidyl ether, Bisphenol A propoxylate diglycidyl ether, Bisphenol F, Castor oil glycidyl ether, 1,2-Cyclohexanedicarboxylic anhydride, 2,2′-Diallyl bisphenol A diacetate , 1,4,5,6,7,7-Hexachloro-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, 6-Maleimidohexanoic acid,cis-1,2,3,6-Tetrahydrophthalic anhydride, Trimethylolpropane triglycidyl ether, Trimethylolpropane tris[poly(propylene glycol), N,N'-Methylenebisacrylamide, N,N'-Methylenebisacrylamide, N,N'-(1,2-Dihydroxyethylene)bisacrylamide, N-(1-Hydroxy-2,2-dimethoxyethyl)acrylamide, 1,4-Cyclohexanedimethanol divinyl ether, N,N′-(1,2-Dihydroxyethylene)bisacrylamide, 1,6-Hexanediol diacrylate, 4,4′-Methylenebis(cyclohexyl isocyanate), Poly(ethylene glycol) dimethacrylate, Tetraethylene glycol dimethyl ether, Polytetramethylene ether glycol, Glycerol, Bromoacetic acid N-hydroxysuccinimide ester, 3-Maleimidobenzoic acid N-hydroxysuccinimide ester, 4-(N-Maleimidomethyl)cyclohexanecarboxylic acid N-hydroxysuccinimide ester, 3-(2-Pyridyldithio)propionic acid N-hydroxysuccinimide ester, Dimethyl pimelimidate dihydrochloride, 3,3′-Dithiodipropionic acid mide ester), 및 Suberic acid bis(3-sulfo-N-hydroxysuccinimide ester) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1 경화제 및 제2 경화제가 서로 같거나 다를 수 있고, 각각 독립적으로 구조식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.
[구조식 1]
상기 구조식 1에서,
A는 탄소원자 또는 규소원자이고,
R1 내지 R4는 같거나 서로 다르고, 각각 독립적으로 수소원자, 히드록시기, 비닐기, C1-C10 알킬기, C1-C10 알콕시기, 에폭시기, 또는 글리시딜기이고,
R1 내지 R4는 동시에 수소원자가 아니다.
상기 R1 내지 R4는 같거나 서로 다르고, 각각 독립적으로 수소원자, 히드록시기, 비닐기, C1-C10 알킬기, 또는 C1-C10 알콕시기일 수 있다.
단계 (c) 후에 상기 신축성 기판을 상기 기재에서 분리하는 단계 (d)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, (1) 올리고머 및 제1 경화제를 포함하는 제1 혼합용액을 기재 상에 위치시키는 단계; (2) 제2 올리고머 및 제2 경화제를 포함하는 제2 혼합용액을 상기 기재 상에 또는 상기 제1 혼합용액의 소정의 부분에 투입함으로써 상기 기재 상에 상기 제1 올리고머 및 상기 제1 경화제를 포함하는 제1 부분과, 상기 제2 올리고머 및 제2 경화제를 포함하는 제2 부분을 형성하는 단계; (3) 상기 제1 부분과 제2 부분을 경화시켜 상기 기재 상에 제1 경화 고분자부와 제2 경화 고분자부를 포함하는 신축성 기판을 제조하는 단계; 및 (4) 상기 제2 경화 고분자부 상에 전자소자 또는 전극을 위치시키는 단계;를 포함하는 신축성 전자기기의 제조방법이 제공된다.
상기 신축성 전자기기의 제조방법이 상기 단계 (3)와 (4) 사이에, 상기 제2 경화 고분자부 상에 접착층을 위치시키는 단계 (3')를 추가로 포함할 수 있다.
상기 전자소자가 박막트랜지스터, 태양전지, 유기발광다이오드 및 디스플레이 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 신축성 기판의 제조방법은 신축성 기판을 형성할 제1 올리고머를 포함하는 혼합용액의 특정 영역에 제2 올리고머를 포함하는 혼합용액을 주입함으로써, 상기 기판을 경화시켜 하드하게 형성된 패턴부를 포함하는 신축성 기판을 사용할 때, 기판과 소자 간의 분리가 발생하지 않는 효과가 있다.
또한, 상기 신축성 기판의 제조방법을 포함하는 신축성 전자기기의 제조방법은 반복되는 신축 후에도 소자의 성능이 유지되는 효과가 있다.
또한 신축성 기판의 제조방법은 경화시 커버를 사용함으로써 신축 영역과 비신축 영역의 경계의 부분의 높이 차이가 없어 신축성 기판이 높은 평평도를 갖는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 신축성 기판의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 신축성 기판을 위에서 본 개략도이고, 도 2b는 측면에서 본 개략도이다.
도 3은 실시예 1에 따른 신축성 기판의 광학현미경 분석사진이다.
도 4a 및 4b는 실시예 2 및 실시예 1에 따른 신축성 기판에서 신축 영역과 비신축 영역간 경계의 높이 차이를 설명하기 위한 실험 사진이다.
도 5은 실시예 1에 따른 신축성 기판에서 위치에 따른 탄성계수 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 실시예 1 및 2에 따른 신축성 기판의 신축 내구성을 설명하기 위한 실험 사진이다.
도 7은 실시예 1 및 비교예 4에 따라 제조된 신축성 기판의 내구성을 비교한 그래프이다.
도 8a는 실시예 1에 따른 신축성 기판에서 신축 영역과 비신축 영역의 변형율을 나타낸 도면이고, 도 8b는 변형률에 따른 실시예 1에 따른 신축성 기판의 변화를 나타낸 사진이다.
도 9a 및 9b는 두께에 따른 신축성 기판의 스트레스(stress)-스트레인(strain) 곡선이고, 도 9c는 두께에 따른 신축성 기판의 연신률 및 모듈러스를 비교한 그래프이다.
도 10은 본 발명에 따른 신축성 기판의 신축(stretching) 전후 비교 사진이다.
도 2a는 본 발명에 따른 신축성 기판을 위에서 본 개략도이고, 도 2b는 측면에서 본 개략도이다.
도 3은 실시예 1에 따른 신축성 기판의 광학현미경 분석사진이다.
도 4a 및 4b는 실시예 2 및 실시예 1에 따른 신축성 기판에서 신축 영역과 비신축 영역간 경계의 높이 차이를 설명하기 위한 실험 사진이다.
도 5은 실시예 1에 따른 신축성 기판에서 위치에 따른 탄성계수 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 실시예 1 및 2에 따른 신축성 기판의 신축 내구성을 설명하기 위한 실험 사진이다.
도 7은 실시예 1 및 비교예 4에 따라 제조된 신축성 기판의 내구성을 비교한 그래프이다.
도 8a는 실시예 1에 따른 신축성 기판에서 신축 영역과 비신축 영역의 변형율을 나타낸 도면이고, 도 8b는 변형률에 따른 실시예 1에 따른 신축성 기판의 변화를 나타낸 사진이다.
도 9a 및 9b는 두께에 따른 신축성 기판의 스트레스(stress)-스트레인(strain) 곡선이고, 도 9c는 두께에 따른 신축성 기판의 연신률 및 모듈러스를 비교한 그래프이다.
도 10은 본 발명에 따른 신축성 기판의 신축(stretching) 전후 비교 사진이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 "형성되어" 있다거나 "적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어 있거나 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 신축성 기판의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2a는 본 발명에 따른 신축성 기판을 위에서 본 개략도이고, 도 2b는 측면에서 본 개략도이다.
이하, 도 1, 2a 및 2b를 참조하여, 본 발명의 신축성 기판의 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명은 (a) 제1 올리고머 및 제1 경화제를 포함하는 제1 혼합용액을 기재 상에 위치시키는 단계; (b) 제2 올리고머 및 제2 경화제를 포함하는 제2 혼합용액을 상기 기재 상에 또는 상기 제1 혼합용액의 소정의 부분에 투입함으로써 상기 기재 상에 상기 제1 올리고머 및 상기 제1 경화제를 포함하는 제1 부분과, 상기 제2 올리고머 및 제2 경화제를 포함하는 제2 부분을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 제1 부분과 제2 부분을 경화시켜 상기 기재 상에 제1 경화 고분자부와 제2 경화 고분자부를 포함하는 신축성 기판을 제조하는 단계;를 포함하는 신축성 기판의 제조방법을 제공한다.
상기 제1 올리고머 및 제2 올리고머의 종류를 각각 조절하여 상기 제1 경화 고분자부와 상기 제2 경화 고분자부의 탄성계수를 제어할 수 있다.
상기 제1 혼합용액의 상기 제1 경화제의 함량 및 상기 제2 혼합용액의 상기 제2 경화제의 함량을 각각 조절하여 제1 경화 고분자부의 탄성계수 및 제2 경화 고분자부의 탄성계수를 제어할 수 있다.
단계 (b)와 (c) 사이에 (b') 상기 제1 부분 및 제2 부분 상에 상기 제1 부분 및 제2 부분의 일부 또는 전부의 표면에 접하도록 커버를 위치시키는 단계;를 추가로 포함할 수 있다.
상기 커버가 유리, 고분자, 금속, 세라믹 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 제2 혼합용액의 투입이 주사 탐침 방법, 잉크젯 프린팅 방법, 임프린팅 방법, 3D 프린팅 방법, 전기수력학 프린팅 방법, 슬롯-다이 코팅 방법, 스프레이 코팅 방법, 그라비아 프린팅, 오프셋 프린팅, 플렉소 인쇄 방법 및 스크린 프린팅 방법 중에서 선택된 1종 이상의 방법으로 수행될 수 있다.
상기 제2 혼합용액이 상기 소정부분에 50 내지 1000μm 간격으로 투입될 수 있다.
상기 제2 경화 고분자부의 탄성계수(modulus)가 제1 경화 고분자부의 탄성계수(modulus) 보다 클 수 있다.
상기 제1 경화 고분자부의 탄성계수(Ms)가 0.8 내지 3.0 MPa이고, 상기 제2 경화 고분자부의 탄성계수(Mp)가 15 내지 193 MPa 일 수 있다.
상기 제1 경화 고분자부의 탄성계수(Ms)에 대한 상기 제2 경화 고분자부의 탄성계수(Mp)의 비(Mp/ Ms)가 5.0 내지 241.3 일 수 있다.
상기 신축성 기판의 신장 변형 시 상기 제1 경화 고분자부의 스트레인에 대한 상기 제2 경화 고분자부의 스트레인의 비가 0 내지 1%일 수 있다.
상기 기재가 유리, 세라믹, 고분자 및 복합재 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 올리고머 및 제2 올리고머가 각각 독립적으로 주사슬과 상기 주사슬에 공유결합된 작용기를 포함하고, 상기 작용기가 각각 독립적으로 비닐기, 에폭시기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 티올기, 및 카르복실기 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 주사슬이 실리콘, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리우레탄, 폴리스타이렌, 폴리아크릴레이트, 폴리아릴레이트, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 아미노 수지, 및 페놀 수지 중에서 선택된 1종 이상 포함하고, 상기 제1 올리고머 및 제2 올리고머는 각각 독립적으로 상기 주사슬에 복수개의 상기 작용기가 공유결합된 것 일 수 있다.
여기서 올리고머는 소중합체이며 분자량이 200 내지 10,000 이하의 것을 말한다. 올리고머는 중합 정도가 높은 고분자 화합물 같은 수지상(樹脂狀) 물질이 아니며, 보통의 유기물과 마찬가지로 증류 및 분리할 수 있고 용액으로 존재할 수 있다. 또한 1종 또는 여러 종의 원자 혹은 원자단(구성 단위)이 수 개에서 수십개 서로 반복 연결되어 형성된 분자로, 그 물리적 성질이 1 내지 수 개의 구성 단위의 증감에 따라 변화할 수 있다.
상기 제1 경화제 및 제2 경화제가 서로 같거나 다를 수 있고, 각각 독립적으로 orthosilicic acid, tetravinylsilane, Si(OH)n(OR)4-n(n은 1 내지 4의 정수, R은 C1-C10 알킬기), 3-(Triethoxysilyl)propyl isocyanate, Bis(2-methacryloyl)oxyethyl disulfide, 1,4-Bis(4-vinylphenoxy)butane, Divinylbenzene, p-Divinylbenzene, Glycerol ethoxylate, Glycerol ethoxylate-co-propoxylate triol, Hexa(ethylene glycol) dithiol, 2-[8-(3-Hexyl-2,6-dioctylcyclohexyl)octyl]pyromellitic diimide oligomer(maleimide terminated), 2-[8-(3-Hexyl-2,6-dioctylcyclohexyl)octyl]pyromellitic diimide oligomer(maleimide terminated), 11-Maleimidoundecanoic acid, Pentaerythritol ethoxylate, Pentaerythritol ethoxylate, Pentaerythritol propoxylate, 1,4-Phenylenediacryloyl chloride, Poly(ethylene glycol) bisazide, Ethylene glycol diacrylate, Poly(ethylene glycol) diacrylate, 2,4,6,8-Tetramethyl-2,4,6,8-tetrakis(propyl glycidyl ether)cyclotetrasiloxane, 1,3,5-Triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione, Di(ethylene glycol) diacrylate, Ethylene glycol dimethacrylate, Di(ethylene glycol) dimethacrylate, Triethylene glycol dimethacrylate, Tetra(ethylene glycol) diacrylate, monomethyl ether hydroquinone, Trimethylolpropane ethoxylate, Trimethylolpropane ethoxylate, Trimethylolpropane ethoxylate, 4-Vinylbenzocyclobutene, 3-Aminophenyl sulfone, 4-Aminophenyl sulfone, 5-Amino-1,3,3-trimethylcyclohexanemethylamine, 1,2,4-Benzenetricarboxylic anhydride, Bisphenol A acetate propionate technical grade, Bisphenol A diglycidyl ether, Bisphenol A propoxylate diglycidyl ether,Bisphenol F, Castor oil glycidyl ether, 1,2-Cyclohexanedicarboxylic anhydride, 2,2′-Diallyl bisphenol A diacetate , 1,4,5,6,7,7-Hexachloro-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, 6-Maleimidohexanoic acid,cis-1,2,3,6-Tetrahydrophthalic anhydride, Trimethylolpropane triglycidyl ether, Trimethylolpropane tris[poly(propylene glycol), N,N'-Methylenebisacrylamide, N,N'-Methylenebisacrylamide, N,N'-(1,2-Dihydroxyethylene)bisacrylamide, N-(1-Hydroxy-2,2-dimethoxyethyl)acrylamide, 1,4-Cyclohexanedimethanol divinyl ether, N,N′-(1,2-Dihydroxyethylene)bisacrylamide, 1,6-Hexanediol diacrylate, 4,4′-Methylenebis(cyclohexyl isocyanate), Poly(ethylene glycol) dimethacrylate, Tetraethylene glycol dimethyl ether, Polytetramethylene ether glycol, Glycerol, Bromoacetic acid N-hydroxysuccinimide ester, 3-Maleimidobenzoic acid N-hydroxysuccinimide ester, 4-(N-Maleimidomethyl)cyclohexanecarboxylic acid N-hydroxysuccinimide ester, 3-(2-Pyridyldithio)propionic acid N-hydroxysuccinimide ester, Dimethyl pimelimidate dihydrochloride, 3,3′-Dithiodipropionic acid ester), 및 Suberic acid bis(3-sulfo-N-hydroxysuccinimide ester) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1 경화제 및 제2 경화제가 각각 독립적으로 구조식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.
[구조식 1]
상기 구조식 1에서,
A는 탄소원자 또는 규소원자이고,
R1 내지 R4는 같거나 서로 다르고, 각각 독립적으로 수소원자, 히드록시기, 비닐기, C1-C10 알킬기, C1-C10 알콕시기, 에폭시기, 또는 글리시딜기이고,
R1 내지 R4는 동시에 수소원자가 아니다.
상기 R1 내지 R4는 같거나 서로 다르고, 각각 독립적으로 수소원자, 히드록시기, 비닐기, C1-C10 알킬기, 또는 C1-C10 알콕시기일 수 있다.
단계 (c) 후에 상기 신축성 기판을 상기 기재에서 분리하는 단계 (d)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, (1) 제1 올리고머 및 제1 경화제를 포함하는 제1 혼합용액을 기재 상에 위치시키는 단계; (2) 제2 올리고머 및 제2 경화제를 포함하는 제2 혼합용액을 상기 기재 상에 또는 상기 제1 혼합용액의 소정의 부분에 투입함으로써 상기 기재 상에 상기 제1 올리고머 및 상기 제1 경화제를 포함하는 제1 부분과, 상기 제2 올리고머 및 제2 경화제를 포함하는 제2 부분을 형성하는 단계; (3) 상기 제1 부분과 제2 부분을 경화시켜 상기 기재 상에 제1 경화 고분자부와 제2 경화 고분자부를 포함하는 신축성 기판을 제조하는 단계;를 (4) 상기 제2 경화 고분자부 상에 전자소자 또는 전극을 위치시키는 단계;를 포함하는 신축성 전자기기의 제조방법이 제공된다.
상기 신축성 전자기기의 제조방법이 상기 단계 (3)과 (4) 사이에, 상기 제2 경화 고분자부 상에 접착층을 위치시키는 단계 (3')를 추가로 포함할 수 있다.
상기 전자소자가 박막트랜지스터, 태양전지, 유기발광다이오드 및 디스플레이 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예
1: 높은 탄성계수의 고분자 용액 주입 방법을 통해 제조된 신축성 기판 1
본 실시예에서는 신축성 기판을 구성하기 위해 실리콘 고무인 PDMS(Sylgard184, Dow corning)를 사용하였는데, 이는 초기에 두가지 용액으로 구성되어 있다. 첫번째 용액은 기본 PDMS 올리고머로서 vinyl 작용기를 가진 실리콘 수지에 용해된 소량의 유기-플래티넘 촉매, 즉 Karstedt 촉매로 구성되어 있으며, 두번째 용액은 경화제로서 말단에 vinyl 작용기를 갖는 PDMS 고분자와 trimethylsiloxy 작용기 말단을 갖는 poly(methylhydrosiloxane) 고분자로 구성되어 있다. 이 두가지 용액이 서로 섞이면 플래티넘 촉매의 존재 하에 vinyl 작용기와 hydrosilane의 수소가 수소화규소첨가 반응 (hydrosilylation)을 통해 가교 결합이 일어나면서 신축성 기판을 형성하게 된다. 상기 두가지 용액을 20:1의 무게 비율로 혼합하여 완전히 섞이도록 5분 동안 저어주었다. 이어서 상기 PDMS 혼합 용액 내의 기포를 제거하기 위해 5분 동안 진공 처리를 한 후, 평평한 플라스틱판 또는 유리판에 혼합 용액을 일정한 속도로 부었다.
평평한 플라스틱판 또는 유리판 표면에 상기 PDMS 혼합 용액이 완전히 퍼진 후, 경화시키기 전에 상기 PDMS 혼합 용액보다 높은 탄성 계수를 갖는 고분자 혼합 용액을 주입하였다. 상기 고분자 혼합 용액은 두가지 용액을 혼합하여 사용하였다. 첫번째 용액은 4,4′-Methylenebis(cyclohexyl isocyanate)와 polytetramethylene ether glycol을 기반으로 한 폴리우레탄 올리고머에 촉매로서 phenylmercury neodecanoate를 용해시킨 용액이며, 두번째 용액은 glycerol로 구성된 용액이다. 첫번째 용액과 두번째 용액을 1:1.5의 무게비율로 혼합한 상기 고분자 혼합 용액을 전체 기판 면적의 20% 내지 30% 해당하는 면적에, 간격 90um, 직경 350um으로 전기수력학 프린팅을 이용하여 정밀하게 주입하였다. 이후 신축 영역(soft)과 비신축 영역(hard)간 경계의 높이 차이를 조절하기 위하여 평평한 플라스틱판 또는 유리판으로 혼합 용액 층에 접하게 덮어주고, 70℃ 오븐에서 2시간 동안 경화시켰다. 이후 전체 신축성 기판 층을 상부(혼합용액층을 덮어주는 판) 및 하부(혼합용액이 부어진 판)에 위치한 두 기재로부터 떼어내어 하드한 패턴부(비신축 영역)가 형성된 신축성 기판을 제작하였다.
실시예
2: 높은 탄성계수의 고분자 용액 주입 방법을 통해 제조된 신축성 기판 2
실시예 1에서 평평한 플라스틱판 또는 유리 판으로 혼합 용액 층에 접하게 덮어주고 경화시키는 대신에 평평한 플라스틱판 또는 유리 판으로 혼합 용액 층을 덮지 않고 경화시키는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
비교예 1: Sylgard 184를 이용한 PDMS 기판
현재까지 사용되고 있는 신축성 기판을 비교예로 제작하기 위해 실리콘 고무인 PDMS를 사용하였고, 이는 실시예 1에서 사용한 두가지 용액과 동일한 용액으로 구성되어 있다.
상기 두가지 용액을 20:1의 무게 비율로 혼합하여 완전히 섞이도록 5분 동안 저어주었다. 이어서 상기 PDMS 혼합 용액 내의 기포를 제거하기 위해 5분 동안 진공 처리를 한 후, 평평한 플라스틱판 또는 유리판 상에 혼합 용액을 일정한 속도로 부었다. 평평한 플라스틱판 또는 유리판 표면에 상기 PDMS 혼합 용액이 완전히 퍼진 후, 70℃ 오븐에서 2시간 동안 경화시켰다. 이후 형성된 투명한 필름 층을 평평한 플라스틱판 또는 유리판으로부터 떼어내어 신축성 기판을 제작하였다.
비교예 2: Ecoflex 00-30을 이용한 실리콘 고무 기판
백금 촉매 반응을 통한 silicone rubber로서 Ecoflex 00-30(Smooth-On)은 1A(실리콘 수지와 백금 촉매 함유)와 1B(경화제), 두 가지 액체로 구성되어 있으며, 이 둘을 무게 비율 1:1로 혼합하여 완전히 섞이도록 5분 동안 저어주었다. 이어서 혼합 용액 내의 기포를 제거하기 위해 5분 동안 진공 처리를 하였다. 이후 평평한 플라스틱판 또는 유리판 상에 혼합 용액을 일정한 속도로 부었다. 평평한 플라스틱판 또는 유리판 표면에 상기 혼합 용액이 완전히 퍼진 후, 70 ℃ 오븐에서 2 시간 동안 경화시켰다. 이후 형성된 반투명한 필름 층을 떼어내어 신축성 기판을 제작하였다.
비교예
3: Polystyrene-block-
poly
(ethylene-ran-
butylene
)-block-polystyrene (SEBS) 기판 Tuftec H1062
SEBS는 탄성을 보이는 블록 공중합체로서 Tuftec H1062는 poly(ethylene-co- butylene)의 부피분율이 82 %로 구성되어 있으며, pellet 형태의 제품을 toluene에 200mg/ml의 농도로 용해시켜 기판을 제작하였다. 이후 평평한 플라스틱판 또는 유리판 상에 SEBS 용액을 일정한 속도로 부었다. 평평한 플라스틱판 또는 유리판 표면에 상기 혼합 용액이 완전히 퍼진 후, toluene 용매 증발을 위해 70 ℃ 오븐에서 2 시간 동안 보관하였다. 이후 형성된 투명한 필름 층을 떼어내어 신축성 기판을 제작하였다.
비교예
4:
PDMS
완전 경화 후 높은 탄성계수의 올리고머를 주입하여 제조된 신축성 기판
실시예 1에서 용기 표면에 PDMS 혼합 용액이 완전히 퍼진 후 경화시키기 전에 상기 PDMS 혼합 용액보다 높은 탄성 계수를 갖는 고분자 혼합 용액을 주입하는 대신에, 용기 표면에 PDMS 혼합 용액이 완전히 퍼지고 완전히 경화시킨 후 높은 탄성계수를 갖는 고분자 혼합 용액을 전체 기판 면적의 20% 내지 30% 해당하는 면적에, 간격 90um, 직경 350um으로 전기수력학 프린팅을 이용하여 정밀하게 주입하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[시험예]
시험예 1: 신축성 기판의 경도 비교
표 1은 실시예 1에 따라 제조된 신축성 기판에서 하드한 패턴부(비신축 영역)의 경도와 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 신축성 기판의 경도를 측정하여 비교한 경도 시험 결과이다. 경도는 Shore durometer type A 또는 D를 통해 측정하였는데, 이는 주로 고분자 또는 탄성중합체의 경도를 측정하는데 이용한다. Durometer 기기의 indentor로 샘플 표면의 특정 부위에 load를 가했을 시, indentation의 깊이에 따라 추산하여 샘플의 경도 값을 얻을 수 있다. 또한, 이 값을 탄성계수 값으로 환산하여 비교할 수 있다.
| 기판 | Shore Hardness (A or D) | Modulus (MPa) |
| 실시예 1 | 67D | 193 |
| 비교예 1 | 41A | 1.8 |
| 비교예 2 | 22A | 0.8 |
| 비교예 3 | 57A | 3.2 |
결과적으로, 실시예 1에 따라 제조된 신축성 기판에서 패턴부의 탄성계수가 193MPa로 가장 높으며, 비교예 2에 따라 제조된 신축성 기판의 탄성계수가 0.8 MPa로 가장 낮았다.
따라서, 신축성 기판의 특정영역에 더 높은 탄성계수를 갖는 프리폴리머를 포함하는 혼합 용액을 주입함으로써 형성된 하드한 패턴부의 경도(hardness)가 상기 혼합 용액이 주입되지 않은 신축영역의 경도보다 5배 내지 241.3배 증가한 것을 알 수 있었다.
시험예 2: 신축성 기판의 전체적인 연신율 비교
표 2는 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 신축성 기판의 전체적인 연신율을 비교한 결과를 나타낸 것이다.
| 기판 | Elongation at break (%) |
| 실시예 1 | 109 |
| 비교예 1 | 142 |
| 비교예 2 | 680 |
| 비교예 3 | 420 |
표 2를 참조하면, 높은 탄성계수를 갖는 고분자 혼합 용액을 주입한 신축성 기판의 전체적인 연신율이 감소하는 것으로 보아 상기 신축성 기판에 고분자 혼합 용액이 주입된 부분에 하드한 패턴부(비신축 영역)가 형성되었다는 것을 알 수 있었다.
시험예 3: 신축성 기판의 광학현미경 분석
도 3은 실시예 1에 따른 신축성 기판의 광학현미경 분석사진이다.
도 3을 참조하면, 신축성 기판에 균일하게 하드한 패턴부(비신축 영역)가 형성된 것을 확인할 수 있다. 도 3에 나타난 정도의 규칙적인 패턴을 형성하기 위해서는 종래기술로서 코팅 및 레이져 식각 등의 복잡한 반도체 공정이 필요하다. 그러나 본 발명은 부분 경화를 이용한 공정을 통해서 간단하게 하드한 패턴부를 형성할 수 있다.
시험예 4: 신축성 기판의 신축 영역과 비신축 영역간 경계 높이 차이 조절
도 4a 및 4b는 실시예 2 및 실시예 1에 따른 신축성 기판의 신축 영역과 비신축 영역간 경계의 높이 차이 조절을 설명하기 위한 실험 사진이다.
도 4a 및 4b를 참조하면, 비신축 영역을 갖는 신축성 기판의 제작과정에서 평평한 플라스틱판 또는 유리 판을 덮지 않고 제작한 실시예 2(도 4a)와 평평한 플라스틱판 또는 유리 판으로 덮어서 제작한 실시예 1(도 4b)의 단면을 각각 전자 현미경으로 확인하여 비교한 결과, 평평한 플라스틱판 또는 유리 판을 덮지 않고 제작한 실시예 2는 신축 영역과 비신축 영역간 경계의 높이 차이가 있으며, 플라스틱판 또는 유리 판으로 덮어서 제작한 실시예 1은 두 영역간 경계의 높이 차이 없이 평평하게 기판이 형성된 것을 알 수 있었다.
이는 상기 기판의 제작과정에 따라 기판이 다르게 형성될 수 있다는 것을 나타내며, 두 영역간 경계의 높이 차이가 없는 기판이 신축성 전자 소자에 적용됨에 있어서 다른 딱딱한 소자와 연결시키는데 용이하고, 소자 구동 시 발생할 수 있는 결함을 줄일 수 있다는 것으로 보인다.
시험예 5: 신축성 기판에서의 위치에 따른 탄성계수 변화
실시예 1에 따라 제조된 신축성 기판에서 신축 영역과 비신축 영역의 위치에 따른 탄성계수를 비교하기 위해, 상기 시험예 1에서 이용한 durometer 기기를 통해 기판 샘플의 측정 부위를 옮겨가면서 경도를 측정하고 탄성계수 값으로 환산하였다. 도 5는 실시예 1에 따른 신축성 기판에서 위치에 따른 탄성계수 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 실시예 1에 따라 제조된 신축성 기판에서 신축 영역에서는 낮은 탄성계수를 보이는 반면, 비신축 영역이 형성된 부분부터 탄성계수가 급격하게 증가하여 큰 차이의 탄성계수를 갖는 두 영역이 한 기판 내에 형성된 것을 알 수 있었다.
시험예 6: 신축성 기판의 내구성 실험
실시예 1 및 실시예 2에 따라 제조된 신축성 기판 샘플들을 가지고 자동 신축 반복 기기를 통해 기판 샘플의 초기 길이 대비 각각 40%, 50%, 그리고 60%의 변형율 하에서 각각 10,000회 이하 반복 신축 주기를 가한 후, 광학 현미경으로 기판의 균열 발생 유무를 확인하여 기판의 내구성을 확인하였다. 도 6은 실시예 1 및 실시예 2에 따른 신축성 기판의 신축 내구성을 설명하기 위한 실험 사진이다.
도 6을 참조하면, 비신축 영역이 형성된 신축성 기판으로 여러 신축 조건에서 10,000회 이하 반복 주기 후에 두 영역 간 경계를 광학 현미경을 통하여 확인한 결과, 실시예 1에 따른 신축성 기판의 두 영역(신축영역 및 비신축 영역)과 그 두 영역 간 경계에서 균열이 발생하지 않은 것을 확인할 수 있었다. 이는 제작한 신축성 기판이 두 영역 간 경계에서 높은 접착력과 신축 내구성을 지닌 것을 확인할 수 있었으며, 이는 제작한 신축성 기판이 신축성 전자 소자에 적용하기에 적합한 것으로 보인다. 또한, 실시예 2에 따라 제조된 신축성 기판 또한 상기 실시예 1과 유사하게 두 영역 모두에서 균열이 발생하지 않은 것을 확인할 수 있었다. 이는 두 영역간 경계의 높이 차이 유무에 관계없이 제조된 기판 자체의 신축 내구성은 높다는 것을 보인다.
시험예 7: 신축성 기판의 내구성 실험
도 7은 실시예 1 및 비교예 4에 따라 제조된 신축성 기판의 내구성을 비교한 그래프이다. 실시예 1에 따라 제조된 신축성 기판과 비교예 4에 따라 제조된 기판을 가지고 자동 신축 반복 기기를 통해 기판 샘플의 초기 길이 대비 각각 20%, 30%, 40%, 50% 그리고 60%의 변형율 하에서 반복 신축 주기를 가한 후, 각각의 신축성 기판의 비신축 영역이 지니는 내구성을 비교한 실험이다.
도 7을 참조하면, 여러 신축 조건에서 실시예 1의 PDMS 경화 전 높은 탄성계수를 갖는 고분자 혼합 용액을 주입하여 제조된 비신축 영역을 포함하는 신축성 기판이 비교예 4의 PDMS를 완전히 경화 후 높은 탄성계수를 갖는 고분자 혼합 용액을 주입하여 제조된 비신축 영역을 포함하는 신축성 기판보다, 비신축 영역에서 일어나는 균열에 대한 내구성이 더 우수함을 확인할 수 있었다. 이는 실시예 1에 따라 제조한 신축성 기판이 높은 신축 내구성을 보이며 신축성 전자 소자에 적용하기에 더 적합한 것으로 보인다.
시험예 8: 신축성 기판의 소프트부 및 하드부 변형률 비교
도 8a는 실시예 1에 따른 신축성 기판에서 신축 영역과 비신축 영역의 변형율을 나타낸 도면이고, 도 8b는 변형률에 따른 실시예 1에 따른 신축성 기판의 변화를 나타낸 사진이다. 도 8a에서 Soft part는 실시예 1에 따른 신축성 기판의 신축 영역에서 측정한 변형율이고, Hard part는 비신축 영역에서 측정한 변형율이다.
도 8a 및 8b를 참조하면, 외부에서 가해지는 변형에 따라 신축 영역과 비신축 영역에서 발생되는 변형율을 알 수 있다. 외부에서 가해지는 변형이 증가할수록 신축 영역에서 발생되는 변형율은 계속 증가하나, 비신축 영역에서 발생되는 변형율은 변화가 거의 없는 것을 알 수 있다. 즉, 실시예 1에 따른 신축성 기판의 비신축 영역은 비 신축성 소재로 이루어짐으로써, 기계적 강도가 실시예 1에 따른 신축성 기판의 신축 영역보다 크기 때문에 변형이 거의 일어나지 않는다.
시험예 9: 신축성 기판의 두께에 따른 물성변화 비교
도 9a 내지 9c는 실시예 1에 따른 방법으로 두께를 달리하여 제조한 신축성 기판의 물성을 비교한 그래프이다. 하기 표 3에 두께에 따른 연신율 및 모듈러스 값을 기재하였다.
| 기판의 두께 (um) | Elongation (%) | Modulus (MPa) |
| 100 | 45 | 0.56 |
| 200 | 56 | 0.78 |
| 300 | 60 | 0.88 |
| 400 | 66 | 1.00 |
| 500 | 72 | 1.10 |
| 600 | 81 | 1.42 |
| 700 | 77 | 1.66 |
| 800 | 63 | 2.09 |
| 900 | 59 | 2.65 |
| 1000 | 52 | 3.10 |
도 9a 내지 9c 및 표 3을 참조하면, 신축성 기판의 두께가 100um 내지 600um인 경우에는 연신율(elongation)이 증가하지만, 700um 내지 1000um인 경우에는 연신율(elongation)이 감소하였다. 그러나 신축성 기판의 두께가 증가할수록 모듈러스(modulus)는 계속적으로 증가하였다.
따라서 두께에 따라 연신율 및 모듈러스를 조절하여 원하는 물성을 지니는 신축성 하이브리드 기판을 제작할 수 있을 것으로 보인다.
시험예 10: 신축성 기판의 신축(stretching) 전후 비교
도 10은 본 발명에 따른 신축성 기판의 신축(stretching) 전후 비교 사진이다.
도 10을 참조하면, 실시예 1의 방법으로 비신축 영역(Hard part)을 원하는 어레이(array)로 형성시킬 수 있고, 어레이(array)의 수를 증가시켜도 우수한 신축 특성을 잘 유지하는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (19)
- (a) 제1 올리고머 및 제1 경화제를 포함하는 제1 혼합용액을 기재 상에 위치시키는 단계;
(b) 제2 올리고머 및 제2 경화제를 포함하는 제2 혼합용액을 상기 기재 상에 또는 상기 제1 혼합용액의 소정의 부분에 투입함으로써 상기 기재 상에 상기 제1 올리고머 및 상기 제1 경화제를 포함하는 제1 부분과, 상기 제2 올리고머 및 제2 경화제를 포함하는 제2 부분을 형성하는 단계;
(b') 상기 제1 부분 및 제2 부분 상에 상기 제1 부분 및 제2 부분의 일부 또는 전부의 표면에 접하도록 커버를 위치시키는 단계; 및
(c) 상기 제1 부분과 제2 부분을 경화시켜 상기 기재 상에 제1 경화 고분자부와 제2 경화 고분자부를 포함하는 신축성 기판을 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 올리고머는 실리콘 고무 중합용 실리콘 올리고머이고,
상기 제2 올리고머는 폴리우레탄 중합용 우레탄 올리고머인 것인, 신축성 기판의 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 혼합용액의 상기 제1 경화제의 함량 및 상기 제2 혼합용액의 상기 제2 경화제의 함량을 각각 조절하여 제1 경화 고분자부의 탄성계수 및 제2 경화 고분자부의 탄성계수를 제어하는 것을 특징으로 하는 신축성 기판의 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제2 혼합용액의 투입이 주사 탐침 방법, 잉크젯 프린팅 방법, 임프린팅 방법, 3D 프린팅 방법, 전기수력학 프린팅 방법, 슬롯-다이 코팅 방법, 스프레이 코팅 방법, 그라비아 프린팅, 오프셋 프린팅, 플렉소 인쇄 방법 및 스크린 프린팅 방법 중에서 선택된 1종 이상의 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 신축성 기판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 혼합용액이 상기 소정부분에 50 내지 1000μm 간격으로 투입되는 것을 특징으로 하는 신축성 기판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 경화 고분자부의 탄성계수(modulus)가 제1 경화 고분자부의 탄성계수(modulus) 보다 큰 것을 특징으로 하는 신축성 기판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 경화 고분자부의 탄성계수(Ms)가 0.8 내지 3.0 MPa이고, 상기 제2 경화 고분자부의 탄성계수(Mp)가 15 내지 193 MPa인 것을 특징으로 하는 신축성 기판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 경화 고분자부의 탄성계수(Ms)에 대한 상기 제2 경화 고분자부의 탄성계수(Mp)의 비(Mp/ Ms)가 5.0 내지 241.3인 것을 특징으로 하는 신축성 기판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 신축성 기판의 신장 변형 시 상기 제1 경화 고분자부의 스트레인에 대한 상기 제2 경화 고분자부의 스트레인의 비가 0 내지 1%인 것을 특징으로 하는 신축성 기판의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 기재가 유리, 세라믹, 고분자 및 복합재 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축성 기판의 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 경화제 및 제2 경화제가 서로 같거나 다를 수 있고, 각각 독립적으로 orthosilicic acid, tetravinylsilane, Si(OH)n(OR)4 -n(n은 1 내지 4의 정수, R은 C1-C10 알킬기), 3-(Triethoxysilyl)propyl isocyanate, Bis(2-methacryloyl)oxyethyl disulfide, 1,4-Bis(4-vinylphenoxy)butane, Divinylbenzene, p-Divinylbenzene, Glycerol ethoxylate, Glycerol ethoxylate-co-propoxylate triol, Hexa(ethylene glycol) dithiol, 2-[8-(3-Hexyl-2,6-dioctylcyclohexyl)octyl]pyromellitic diimide oligomer(maleimide terminated), 2-[8-(3-Hexyl-2,6-dioctylcyclohexyl)octyl]pyromellitic diimide oligomer(maleimide terminated), 11-Maleimidoundecanoic acid, Pentaerythritol ethoxylate, Pentaerythritol ethoxylate, Pentaerythritol propoxylate, 1,4-Phenylenediacryloyl chloride, Poly(ethylene glycol) bisazide, Ethylene glycol diacrylate, Poly(ethylene glycol) diacrylate, 2,4,6,8-Tetramethyl-2,4,6,8-tetrakis(propyl glycidyl ether)cyclotetrasiloxane, 1,3,5-Triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione, Di(ethylene glycol) diacrylate, Ethylene glycol dimethacrylate, Di(ethylene glycol) dimethacrylate, Triethylene glycol dimethacrylate, Tetra(ethylene glycol) diacrylate, monomethyl ether hydroquinone, Trimethylolpropane ethoxylate, Trimethylolpropane ethoxylate, Trimethylolpropane ethoxylate, 4-Vinylbenzocyclobutene, 3-Aminophenyl sulfone, 4-Aminophenyl sulfone, 5-Amino-1,3,3-trimethylcyclohexanemethylamine, 1,2,4-Benzenetricarboxylic anhydride, Bisphenol A acetate propionate technical grade, Bisphenol A diglycidyl ether, Bisphenol A propoxylate diglycidyl ether,Bisphenol F, Castor oil glycidyl ether, 1,2-Cyclohexanedicarboxylic anhydride, 2,2′-Diallyl bisphenol A diacetate , 1,4,5,6,7,7-Hexachloro-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, 6-Maleimidohexanoic acid,cis-1,2,3,6-Tetrahydrophthalic anhydride, Trimethylolpropane triglycidyl ether, Trimethylolpropane tris[poly(propylene glycol), N,N'-Methylenebisacrylamide, N,N'-Methylenebisacrylamide, N,N'-(1,2-Dihydroxyethylene)bisacrylamide, N-(1-Hydroxy-2,2-dimethoxyethyl)acrylamide, 1,4-Cyclohexanedimethanol divinyl ether, N,N′-(1,2-Dihydroxyethylene)bisacrylamide, 1,6-Hexanediol diacrylate, 4,4′-Methylenebis(cyclohexyl isocyanate), Poly(ethylene glycol) dimethacrylate, Tetraethylene glycol dimethyl ether, Polytetramethylene ether glycol, Glycerol, Bromoacetic acid N-hydroxysuccinimide ester, 3-Maleimidobenzoic acid N-hydroxysuccinimide ester, 4-(N-Maleimidomethyl)cyclohexanecarboxylic acid N-hydroxysuccinimide ester, 3-(2-Pyridyldithio)propionic acid N-hydroxysuccinimide ester, Dimethyl pimelimidate dihydrochloride, 3,3′-Dithiodipropionic acid ester), 및 Suberic acid bis(3-sulfo-N-hydroxysuccinimide ester) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 신축성 기판의 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
단계 (c) 후에 상기 신축성 기판을 상기 기재에서 분리하는 단계 (d)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신축성 기판의 제조방법. - (1) 제1 올리고머 및 제1 경화제를 포함하는 제1 혼합용액을 기재 상에 위치시키는 단계;
(2) 제2 올리고머 및 제2 경화제를 포함하는 제2 혼합용액을 상기 기재 상에 또는 상기 제1 혼합용액의 소정의 부분에 투입함으로써 상기 기재 상에 상기 제1 올리고머 및 상기 제1 경화제를 포함하는 제1 부분과, 상기 제2 올리고머 및 제2 경화제를 포함하는 제2 부분을 형성하는 단계;
(2') 상기 제1 부분 및 제2 부분 상에 상기 제1 부분 및 제2 부분의 일부 또는 전부의 표면에 접하도록 커버를 위치시키는 단계;
(3) 상기 제1 부분과 제2 부분을 경화시켜 상기 기재 상에 제1 경화 고분자부와 제2 경화 고분자부를 포함하는 신축성 기판을 제조하는 단계; 및
(4) 상기 제2 경화 고분자부 상에 전자소자 또는 전극을 위치시키는 단계;를 포함하고,
상기 제1 올리고머는 실리콘 고무 중합용 실리콘 올리고머이고,
상기 제2 올리고머는 폴리우레탄 중합용 우레탄 올리고머인 것인, 신축성 전자기기의 제조방법. - 제17항에 있어서,
상기 신축성 전자기기의 제조방법이 상기 단계 (3)와 (4) 사이에,
상기 제2 경화 고분자부 상에 접착층을 위치시키는 단계 (3')를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신축성 전자기기의 제조방법. - 제17항에 있어서,
상기 전자소자가 박막트랜지스터, 태양전지, 유기발광다이오드 및 디스플레이 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 신축성 전자기기의 제조방법.
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