KR102665435B1 - Complex flexible electrode structure having crystallized metal layer and amorphous metal layer and flexible electronic device - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 우수한 전기전도성과 높은 탄성 변형력을 가지는 복합 유연전극 구조체를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 복합 유연전극 구조체는, 결정질 금속층; 및 상기 결정질 금속층 상에 위치한 비정질 금속층;을 포함하고, 상기 결정질 금속층의 두께와 상기 비정질 금속층의 두께를 합한 전체 두께에 대하여 상기 비정질 금속층의 두께는 10% 내지 40% 범위이다.The present invention provides a composite flexible electrode structure having excellent electrical conductivity and high elastic deformability. A composite flexible electrode structure according to an embodiment of the present invention includes a crystalline metal layer; and an amorphous metal layer located on the crystalline metal layer, wherein the thickness of the amorphous metal layer ranges from 10% to 40% of the total thickness of the crystalline metal layer and the amorphous metal layer.
Description
본 발명의 기술적 사상은 전극 구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 결정질 금속층과 비정질 금속층을 포함하는 복합 유연전극 구조체 및 이를 포함하는 플렉서블 전자 장치에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to an electrode structure, and more specifically, to a composite flexible electrode structure including a crystalline metal layer and an amorphous metal layer and a flexible electronic device including the same.
최근, 디스플레이, 센서, 무선통신 소자 등과 같은 전자 장치들에 대하여 플렉시블 특성을 요구하고 있다. 이러한 전자 장치를 구성하는 전극이나 배선은 금속 재료를 포함하며, 상기 금속 재료는 높은 전기전도도가 필수적으로 요구된다. 그러나, 상기 금속 재료는 전기전도도와 탄성변형한계는 반비례하는 경향을 보이며, 탄성변형한계가 0.5% 미만으로 변형과 반복 변형에 매우 취약한 한계가 있다. 따라서, 우수한 전기전도성을 유지하면서 변형에 강한 전극 구조체가 요구되고 있다.Recently, flexible characteristics are required for electronic devices such as displays, sensors, and wireless communication devices. Electrodes and wiring that make up such electronic devices contain metal materials, and the metal materials essentially require high electrical conductivity. However, the electrical conductivity and elastic deformation limit of the metal material tend to be inversely proportional, and the elastic deformation limit is less than 0.5%, making it very vulnerable to deformation and repeated deformation. Therefore, there is a need for an electrode structure that is resistant to deformation while maintaining excellent electrical conductivity.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 우수한 전기전도성과 높은 탄성 변형력을 가지는 복합 유연전극 구조체 및 이를 포함하는 플렉서블 전자 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a composite flexible electrode structure having excellent electrical conductivity and high elastic deformation force, and a flexible electronic device including the same.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these tasks are illustrative, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 복합 유연전극 구조체는, 결정질 금속층; 및 상기 결정질 금속층 상에 위치한 비정질 금속층;을 포함하고, 상기 결정질 금속층의 두께와 상기 비정질 금속층의 두께를 합한 전체 두께에 대하여 상기 비정질 금속층의 두께는 10% 내지 40% 범위일 수 있다.A composite flexible electrode structure according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem includes a crystalline metal layer; and an amorphous metal layer located on the crystalline metal layer, wherein the thickness of the amorphous metal layer may be in the range of 10% to 40% of the total thickness of the crystalline metal layer and the thickness of the amorphous metal layer.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 결정질 금속층과 상기 비정질 금속층은 서로 교번하여 위치할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the crystalline metal layer and the amorphous metal layer may be alternately positioned.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 결정질 금속층 또는 상기 비정질 금속층 중 어느 하나는, 유연하거나 신축성 있는 물질들 중 적어도 어느 하나를 포함하는 기판 상에 위치할 수 있다.In one embodiment of the present invention, either the crystalline metal layer or the amorphous metal layer may be located on a substrate containing at least one of flexible or elastic materials.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기판은 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리 메틸 실록산, 폴리 디메틸실록산, 및 나노 셀룰로오스 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the substrate is polyimide, polyetherimide, polyethersulfone, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polymethyl siloxane, poly dimethylsiloxane, and nano It may contain at least one of cellulose.
상기 기판 상에 상기 결정질 금속층 및 상기 비정질 금속층이 순차적으로 위치하거나, 상기 기판 상에 상기 비정질 금속층 및 상기 결정질 금속층이 순차적으로 위치할 수 있다.The crystalline metal layer and the amorphous metal layer may be sequentially positioned on the substrate, or the amorphous metal layer and the crystalline metal layer may be sequentially positioned on the substrate.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 결정질 금속층은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the crystalline metal layer is copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), aluminum (Al), titanium (Ti), molybdenum (Mo), and these It may include at least one of the alloys.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비정질 금속층은 FeZr, CuZr, CuZrTi, CoTi, NiTi, FeNbAl, LaAlCu, LaAlCu, AlSc, AuSi, TiCoPdZr, 및 MgZnCa 또는 이들의 혼합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the amorphous metal layer may include at least one of FeZr, CuZr, CuZrTi, CoTi, NiTi, FeNbAl, LaAlCu, LaAlCu, AlSc, AuSi, TiCoPdZr, and MgZnCa or a mixture thereof. .
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 결정질 금속층 및 상기 비정질 금속층은 1 nm 내지 100 nm 범위의 두께를 각각 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the crystalline metal layer and the amorphous metal layer may each have a thickness ranging from 1 nm to 100 nm.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복합 유연전극 구조체는 8 S/μm 내지 15 S/μm 범위의 전기전도도를 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the composite flexible electrode structure may have an electrical conductivity in the range of 8 S/μm to 15 S/μm.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복합 유연전극 구조체는 2.0% 내지 3.5% 범위의 탄성 변형 한계를 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the composite flexible electrode structure may have an elastic deformation limit in the range of 2.0% to 3.5%.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복합 유연전극 구조체는 5.0% 내지 6.5% 범위의 파괴 변형율을 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the composite flexible electrode structure may have a fracture strain in the range of 5.0% to 6.5%.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복합 유연전극 구조체는 0% 초과 내지 2.5% 범위의 반복 신축변형을 1회 내지 10000회의 싸이클로 인가한 경우에, 저항 변화율이 0.9 내지 1.2 범위일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the composite flexible electrode structure may have a resistance change rate in the range of 0.9 to 1.2 when repeated stretching in the range of more than 0% to 2.5% is applied for 1 to 10,000 cycles.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 복합 유연전극 구조체의 제조방법은, 기판을 제공하는 단계; 상기 기판 상에 물리기상증착법을 이용하여 결정질 금속층을 형성하는 단계; 및 상기 결정질 금속층 상에 물리기상증착법을 이용하여 비정질 금속층을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 결정질 금속층의 두께와 상기 비정질 금속층의 두께를 합한 전체 두께에 대하여 상기 비정질 금속층의 두께는 10% 내지 40% 범위일 수 있다.A method of manufacturing a composite flexible electrode structure according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem includes providing a substrate; forming a crystalline metal layer on the substrate using physical vapor deposition; And forming an amorphous metal layer on the crystalline metal layer using physical vapor deposition, wherein the thickness of the amorphous metal layer is 10% to 40% of the total thickness of the crystalline metal layer and the thickness of the amorphous metal layer. It may be in the % range.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 결정질 금속층을 형성하는 단계와 상기 비정질 금속층을 형성하는 단계는 교번하여 복수회 수행될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the steps of forming the crystalline metal layer and the steps of forming the amorphous metal layer may be alternately performed multiple times.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 물리기상증착법은 스퍼터링 방법 또는 증발법을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the physical vapor deposition method may include a sputtering method or an evaporation method.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 플렉서블 전자 장치는, 소자부; 및 상기 소자부와 전기적으로 연결된 전극부를 포함하고, 상기 전극부는, 결정질 금속층; 및 상기 결정질 금속층 상에 위치한 비정질 금속층;을 포함하고, 상기 결정질 금속층의 두께와 상기 비정질 금속층의 두께를 합한 전체 두께에 대하여 상기 비정질 금속층의 두께는 10% 내지 40% 범위인 복합 유연전극 구조체로 구성될 수 있다.A flexible electronic device according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem includes an element part; and an electrode portion electrically connected to the device portion, wherein the electrode portion includes: a crystalline metal layer; And an amorphous metal layer located on the crystalline metal layer; comprising a composite flexible electrode structure in which the thickness of the amorphous metal layer is in the range of 10% to 40% of the total thickness of the thickness of the crystalline metal layer and the thickness of the amorphous metal layer. It can be.
본 발명의 기술적 사상에 따른 복합 유연전극 구조체는, 결정질 금속층과 비정질 금속층이 박막 형태로서 교번하여 적층되어 형성됨으로써, 전기전도도가 높고 탄성변형 한계가 큰 전극 구조체를 제공할 수 있다. 특히, 상기 결정질 금속층의 두께와 상기 비정질 금속층의 두께를 합한 전체 두께에 대하여 상기 비정질 금속층의 두께는 10% 내지 40% 범위로 각 층의 두께 및 비율을 최적화하여 사용처에 적합한 성능을 구현할 수 있다. 이와 같이 결정질 금속층과 비정질 금속층의 두께를 최적화 하는 경우에는, 통상적인 구리층에 비하여 전기전도도는 70% 수준으로 유지하면서 탄성변형 한계를 3배 이상으로 증가시킬 수 있다. 또한, 나노결정립 구조와 비정질 구조의 시너지 효과로 급작스러운 파괴 억제 효과를 제공할 수 있다.The composite flexible electrode structure according to the technical idea of the present invention is formed by alternately stacking crystalline metal layers and amorphous metal layers in the form of a thin film, thereby providing an electrode structure with high electrical conductivity and a large elastic deformation limit. In particular, the thickness of the amorphous metal layer is in the range of 10% to 40% of the total thickness of the crystalline metal layer and the amorphous metal layer, and the thickness and ratio of each layer can be optimized to achieve performance suitable for the intended use. In this way, when the thickness of the crystalline metal layer and the amorphous metal layer are optimized, the elastic deformation limit can be increased to more than three times while maintaining the electrical conductivity at 70% compared to a typical copper layer. In addition, the synergy effect of nanocrystalline structure and amorphous structure can provide an effect of suppressing sudden destruction.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The effects of the present invention described above have been described as examples, and the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 유연전극 구조체를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 유연전극 구조체의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 유연전극 구조체를 포함하는 플렉서블 전자 장치를 도시하는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 변형 후의 복합 유연전극 구조체와 비교예의 형상을 나타내는 주사전자현미경 사진들이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 유연전극 구조체의 비정질 금속층의 비율에 따른 전기전도도 및 탄성 변형 한계의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 유연전극 구조체의 비정질 금속층의 비율에 따른 전기전도도 및 파괴 변형율의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 반복 신축변형 싸이클 횟수에 따른 복합 유연전극 구조체와 비교예의 저항 변화율을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 반복 신축변형 싸이클을 수행한 후에 복합 유연전극 구조체와 비교예를 나타내는 사진이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 유연전극 구조체를 포함하는 온도 센서를 이용하여 측정한 온도를 나타내는 그래프이다.1 and 2 are cross-sectional views showing a composite flexible electrode structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flowchart showing a method of manufacturing a composite flexible electrode structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing a flexible electronic device including a composite flexible electrode structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a scanning electron microscope photograph showing the shape of a composite flexible electrode structure after modification according to an embodiment of the present invention and a comparative example.
Figure 6 is a graph showing changes in electrical conductivity and elastic deformation limit according to the ratio of the amorphous metal layer of the composite flexible electrode structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a graph showing changes in electrical conductivity and failure strain according to the ratio of the amorphous metal layer of the composite flexible electrode structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a graph showing the resistance change rate of the composite flexible electrode structure and the comparative example according to the number of repeated stretching and deformation cycles according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a photograph showing a composite flexible electrode structure and a comparative example after performing repeated stretching and deformation cycles according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a graph showing the temperature measured using a temperature sensor including a composite flexible electrode structure according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the technical idea of the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified into various other forms, and the embodiments of the present invention may be modified. The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete and to fully convey the technical idea of the present invention to those skilled in the art. In this specification, like symbols refer to like elements throughout. Furthermore, various elements and areas in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical idea of the present invention is not limited by the relative sizes or spacing drawn in the attached drawings.
본 명세서에서 기재된 유연전극 구조체는 전기를 전도하는 구조체를 모두 포함하는 개념으로서, 예를 들어 전극, 배선, 플러그 등을 모두 포함함에 유의한다.Note that the flexible electrode structure described in this specification is a concept that includes all structures that conduct electricity, and includes, for example, electrodes, wiring, plugs, etc.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 유연전극 구조체(100, 100a)를 도시하는 단면도이다.1 and 2 are cross-sectional views showing a composite flexible electrode structure (100, 100a) according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 복합 유연전극 구조체(100)는, 기판(110), 결정질 금속층(120) 및 결정질 금속층(120) 상에 위치한 비정질 금속층(130)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the composite flexible electrode structure 100 includes a substrate 110, a crystalline metal layer 120, and an amorphous metal layer 130 located on the crystalline metal layer 120.
결정질 금속층(120)의 두께와 상기 비정질 금속층(130)의 두께를 합한 전체 두께에 대하여 비정질 금속층(130)의 두께는 10% 내지 40% 범위일 수 있다.The thickness of the amorphous metal layer 130 may range from 10% to 40% of the total thickness of the crystalline metal layer 120 and the amorphous metal layer 130.
기판(110)은 플렉시블 특성을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 기판(110)은, 유연하거나 신축성 있는 물질들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 기판(110)은, 예를 들어 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리 메틸 실록산, 폴리 디메틸실록산, 및 나노 셀룰로오스 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 기판(110)을 구성하는 물질은 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.The substrate 110 may include a material having flexible properties. The substrate 110 may include at least one of flexible or stretchable materials. The substrate 110 is, for example, at least one of polyimide, polyetherimide, polyethersulfone, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polymethyl siloxane, poly dimethylsiloxane, and nanocellulose. It can include any one. However, the materials constituting the substrate 110 are illustrative and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
기판(110)의 두께는 유연성을 가지고 기계적 안정성을 유지하는 한 특별히 제한되지 않을 수 있다. 기판(110)의 두께는, 예를 들어 1 μm 내지 500 μm 범위일 수 있다. 그러나 이는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.The thickness of the substrate 110 may not be particularly limited as long as it has flexibility and maintains mechanical stability. The thickness of the substrate 110 may range from 1 μm to 500 μm, for example. However, this is an example and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
결정질 금속층(120) 및 비정질 금속층(130) 중 적어도 어느 하나는 기판(110) 상에 위치할 수 있다. 기판(110)은 선택적인 구성요소로서 생략될 수 있다. At least one of the crystalline metal layer 120 and the amorphous metal layer 130 may be located on the substrate 110 . The substrate 110 is an optional component and may be omitted.
상기 복합 유연전극 구조체(100)에서, 기판(110) 상에 결정질 금속층(120) 및 비정질 금속층(130)이 순차적으로 위치할 수 있다. 결정질 금속층(120) 및 비정질 금속층(130)은 각각 단수이거나 또는 복수일 수 있고, 서로 교번하여 위치할 수 있다. In the composite flexible electrode structure 100, a crystalline metal layer 120 and an amorphous metal layer 130 may be sequentially positioned on the substrate 110. The crystalline metal layer 120 and the amorphous metal layer 130 may be singular or plural, and may be located alternately with each other.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상에 결정질 금속층(120)이 위치하고, 결정질 금속층(120) 상에 비정질 금속층(130)이 위치할 수 있다. 이어서, 선택적으로, 비정질 금속층(130) 상에 결정질 금속층(120)이 다시 위치하고, 결정질 금속층(120) 상에 비정질 금속층(130)이 다시 위치할 수 있고, 이와 같이 결정질 금속층(120)과 비정질 금속층(130)이 계속하여 교번하면서 위치할 수 있다.For example, as shown in FIG. 1, a crystalline metal layer 120 may be located on the substrate 110, and an amorphous metal layer 130 may be located on the crystalline metal layer 120. Then, optionally, the crystalline metal layer 120 may be placed again on the amorphous metal layer 130, and the amorphous metal layer 130 may be placed again on the crystalline metal layer 120, and thus the crystalline metal layer 120 and the amorphous metal layer may be placed again. (130) may be positioned continuously alternating.
또는 도 2에 도시된 복합 유연전극 구조체(100a)와 같이, 기판(110) 상에 비정질 금속층(130)이 위치하고, 비정질 금속층(130) 상에 결정질 금속층(120)이 위치할 수 있다. 이어서, 선택적으로, 결정질 금속층(120) 상에 비정질 금속층(130)이 다시 위치하고, 비정질 금속층(130) 상에 결정질 금속층(120)이 다시 위치할 수 있고, 이와 같이 결정질 금속층(120)과 비정질 금속층(130)이 계속하여 교번하면서 위치할 수 있다.Alternatively, as in the composite flexible electrode structure 100a shown in FIG. 2, the amorphous metal layer 130 may be located on the substrate 110, and the crystalline metal layer 120 may be located on the amorphous metal layer 130. Then, optionally, the amorphous metal layer 130 may be placed again on the crystalline metal layer 120, and the crystalline metal layer 120 may be placed again on the amorphous metal layer 130, and thus the crystalline metal layer 120 and the amorphous metal layer may be placed again. (130) may be positioned continuously alternating.
결정질 금속층(120)은 높은 전기전도도를 제공하는 물질을 포함할 수 있다. 결정질 금속층(120)은, 예를 들어 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 결정질 금속층(120)은 주기율표에서 그룹 1 내지 그룹 17의 비금속을 제외한 금속일 수 있고, 구체적으로 알칼리 금속, 알칼리토금속, 전이 금속, 전이 후 금속, 준금속 등으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 그러나, 이러한 결정질 금속층(120)을 구성하는 물질은 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.The crystalline metal layer 120 may include a material that provides high electrical conductivity. The crystalline metal layer 120 is, for example, copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), aluminum (Al), titanium (Ti), molybdenum (Mo), and alloys thereof. It can include at least one of them. In addition, the crystalline metal layer 120 may be a metal excluding non-metals of groups 1 to 17 in the periodic table, and may be specifically selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, post-transition metals, and metalloids. . However, the material constituting the crystalline metal layer 120 is illustrative and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
결정질 금속층(120)의 두께는 충분한 전기전도도를 제공하는 한 특별히 제한되지 않을 수 있다. 결정질 금속층(120)의 두께는, 예를 들어 1 내지 100 nm 범위일 수 있다. 그러나 이는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 결정질 금속층(120)이 복수의 층으로 구성된 경우에는, 상기 복수의 층들이 동일한 두께를 가지거나 또는 다른 두께를 가질 수 있다.The thickness of the crystalline metal layer 120 may not be particularly limited as long as it provides sufficient electrical conductivity. The thickness of the crystalline metal layer 120 may range from 1 to 100 nm, for example. However, this is an example and the technical idea of the present invention is not limited thereto. When the crystalline metal layer 120 is composed of a plurality of layers, the plurality of layers may have the same thickness or different thicknesses.
비정질 금속층(130)은 액체와 같은 원자의 산란된 배열을 가질 수 있고, 높은 탄성 변형력을 제공하는 물질을 포함할 수 있다. 비정질 금속층(130)은, 예를 들어 FeZr, CuZr, CuZrTi, CoTi, NiTi, FeNbAl, LaAlCu, LaAlCu, AlSc, AuSi, TiCoPdZr, 및 MgZnCa 또는 이들의 혼합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 비정질 금속층(130)을 구성하는 물질은 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.The amorphous metal layer 130 may have a scattered arrangement of atoms like a liquid and may include a material that provides high elastic deformation force. The amorphous metal layer 130 may include, for example, at least one of FeZr, CuZr, CuZrTi, CoTi, NiTi, FeNbAl, LaAlCu, LaAlCu, AlSc, AuSi, TiCoPdZr, and MgZnCa, or mixtures thereof. However, the material constituting the amorphous metal layer 130 is illustrative and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
비정질 금속층(130)의 두께는 충분한 탄성 변형력을 제공하는 한 특별히 제한되지 않을 수 있다. 비정질 금속층(130)의 두께는, 예를 들어 1 내지 100 nm 범위일 수 있다. 그러나 이는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 비정질 금속층(130)이 복수의 층으로 구성된 경우에는, 상기 복수의 층들이 동일한 두께를 가지거나 또는 다른 두께를 가질 수 있다.The thickness of the amorphous metal layer 130 may not be particularly limited as long as it provides sufficient elastic deformation force. The thickness of the amorphous metal layer 130 may range from 1 to 100 nm, for example. However, this is an example and the technical idea of the present invention is not limited thereto. When the amorphous metal layer 130 is composed of a plurality of layers, the plurality of layers may have the same thickness or different thicknesses.
결정질 금속층(120)의 두께와 비정질 금속층(130)의 두께를 합한 전체 두께에 대하여 비정질 금속층(130)의 두께는 10% 내지 40% 범위일 수 있다.The thickness of the amorphous metal layer 130 may range from 10% to 40% of the total thickness of the crystalline metal layer 120 and the amorphous metal layer 130.
복합 유연전극 구조체(100)는 8 S/μm 내지 15 S/μm 범위의 전기전도도를 가질 수 있다. 비정질 금속층(130)의 두께가 상대적으로 증가됨에 따라, 상기 전기전도도는 감소될 수 있다.The composite flexible electrode structure 100 may have an electrical conductivity ranging from 8 S/μm to 15 S/μm. As the thickness of the amorphous metal layer 130 relatively increases, the electrical conductivity may decrease.
복합 유연전극 구조체(100)는 2.0% 내지 3.5% 범위의 탄성 변형 한계를 가질 수 있다. 비정질 금속층(130)의 두께가 상대적으로 증가됨에 따라, 상기 탄성 변형 한계는 증가될 수 있다.The composite flexible electrode structure 100 may have an elastic deformation limit in the range of 2.0% to 3.5%. As the thickness of the amorphous metal layer 130 relatively increases, the elastic deformation limit may increase.
복합 유연전극 구조체(100)는 5.0% 내지 6.5% 범위의 파괴 변형율을 가질 수 있다. 비정질 금속층(130)의 두께가 상대적으로 증가됨에 따라, 상기 파괴 변형율은 증가될 수 있다.The composite flexible electrode structure 100 may have a fracture strain ranging from 5.0% to 6.5%. As the thickness of the amorphous metal layer 130 relatively increases, the failure strain may increase.
복합 유연전극 구조체(100)는 0% 초과 내지 2.5% 범위의 반복 신축변형을 1회 내지 10000회의 싸이클로 인가한 경우에, 저항 변화율의 변화가 거의 없을 수 있고, 예를 들어 저항 변화율이 0.9 내지 1.2 일 수 있다. When the composite flexible electrode structure 100 is subjected to repeated stretching in the range of 0% to 2.5% for 1 to 10,000 cycles, there may be little change in resistance change rate, for example, the resistance change rate is 0.9 to 1.2. It can be.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 유연전극 구조체의 제조 방법(S100)을 도시하는 흐름도이다.Figure 3 is a flowchart showing a method (S100) for manufacturing a composite flexible electrode structure according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 상기 복합 유연전극 구조체의 제조 방법(S100)은, 기판을 제공하는 단계(S110); 상기 기판 상에 물리기상증착법을 이용하여 결정질 금속층을 형성하는 단계(S120); 및 상기 결정질 금속층 상에 물리기상증착법을 이용하여 비정질 금속층을 형성하는 단계(S130);를 포함한다.Referring to Figure 3, the manufacturing method (S100) of the composite flexible electrode structure includes providing a substrate (S110); Forming a crystalline metal layer on the substrate using physical vapor deposition (S120); and forming an amorphous metal layer on the crystalline metal layer using physical vapor deposition (S130).
상기 결정질 금속층의 두께와 상기 비정질 금속층의 두께를 합한 전체 두께에 대하여 상기 비정질 금속층의 두께는 10% 내지 40% 범위일 수 있다.The thickness of the amorphous metal layer may be in the range of 10% to 40% of the total thickness of the crystalline metal layer and the amorphous metal layer.
상기 결정질 금속층을 형성하는 단계(S120)와 상기 비정질 금속층을 형성하는 단계(S130)는 교번하여 복수회 수행될 수 있다.The step of forming the crystalline metal layer (S120) and the step of forming the amorphous metal layer (S130) may be alternately performed multiple times.
상기 물리기상증착법은 스퍼터링(sputtering) 방법 또는 증발법(evaporation)을 포함할 수 있다. 상기 물리기상증착법은 0.001 Torr 내지 700 Torr 압력 하에서 수행될 수 있다. 상기 물리기상증착법은 10℃ 내지 300℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다.The physical vapor deposition method may include a sputtering method or an evaporation method. The physical vapor deposition method may be performed under a pressure of 0.001 Torr to 700 Torr. The physical vapor deposition method may be performed at a temperature ranging from 10°C to 300°C.
또한, 상기 결정질 금속층과 상기 비정질 금속층은 다양한 방식으로 형성될 수 있고, 예를 들어 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 오프셋 인쇄, 스핀 코팅, 스크린 인쇄 기술, 스퍼터링, 열 증착, 화학 기상 증착, 전기 증착, 스프레이 코팅 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 사용하여 수행될 수 있다.In addition, the crystalline metal layer and the amorphous metal layer can be formed in various ways, for example, inkjet printing, screen printing, gravure printing, offset printing, spin coating, screen printing technology, sputtering, thermal evaporation, chemical vapor deposition, and electrolysis. It may be performed using any one or two or more methods selected from the group consisting of deposition, spray coating, etc.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 유연전극 구조체를 포함하는 플렉서블 전자 장치(200)를 도시하는 개략도이다.Figure 4 is a schematic diagram showing a flexible electronic device 200 including a composite flexible electrode structure according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 플렉서블 전자 장치(200)는 소자부(210); 및 소자부와 전기적으로 연결된 전극부(220)를 포함한다. 전극부(220)는, 결정질 금속층; 및 상기 결정질 금속층 상에 위치한 비정질 금속층;을 포함하고, 상기 결정질 금속층의 두께와 상기 비정질 금속층의 두께를 합한 전체 두께에 대하여 상기 비정질 금속층의 두께는 10% 내지 40% 범위인 복합 유연전극 구조체(100)로 구성된다.Referring to FIG. 4, the flexible electronic device 200 includes an element portion 210; and an electrode unit 220 electrically connected to the device unit. The electrode unit 220 includes a crystalline metal layer; And an amorphous metal layer located on the crystalline metal layer; a composite flexible electrode structure (100) comprising a thickness of the amorphous metal layer in the range of 10% to 40% of the total thickness of the thickness of the crystalline metal layer and the amorphous metal layer. ) is composed of.
플렉서블 전자 장치(200)는 다양한 전자 장치를 포함할 수 있고, 예를 들어 디스플레이 장치, 무선 통신 센서 장치, 온도센서, 변형률 센서, 압력 센서 등을 포함할 수 있다.The flexible electronic device 200 may include various electronic devices, and may include, for example, a display device, a wireless communication sensor device, a temperature sensor, a strain sensor, a pressure sensor, etc.
실험예Experiment example
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.Below, preferred experimental examples are presented to aid understanding of the present invention. However, the following experimental examples are only intended to aid understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following experimental examples.
비교예로서, 유연기판 상에 스퍼터링을 이용하여 구리층을 형성하였다. 본 발명의 실시예로서, 유연기판 상에 스퍼터링을 이용하여 구리로 구성된 결정질 금속층과 구리, 지르코늄, 및 티타늄으로 구성된 비정질 금속층을 교번하여 형성하여 복합 유연전극 구조체를 형성하였다.As a comparative example, a copper layer was formed on a flexible substrate using sputtering. As an example of the present invention, a composite flexible electrode structure was formed by alternating crystalline metal layers made of copper and amorphous metal layers made of copper, zirconium, and titanium using sputtering on a flexible substrate.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 유연전극 구조체와 비교예의 변형 후의 형상을 나타내는 주사전자현미경 사진들이다.Figure 5 is a scanning electron microscope photograph showing the shape of the composite flexible electrode structure according to an embodiment of the present invention and the comparative example after modification.
도 5를 참조하면, 구리층으로 구성된 비교예는 3%의 변형에서 파괴가 발생하였다. 반면, 본 발명의 실시예인 복합 유연전극 구조체는 3%의 변형에서는 변화가 거의 발견되지 않았고, 6.5%의 변형에서도 파괴되지 않음을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, the comparative example consisting of a copper layer was fractured at a strain of 3%. On the other hand, it can be seen that the composite flexible electrode structure, which is an example of the present invention, hardly changed at 3% strain and was not destroyed even at 6.5% strain.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 유연전극 구조체의 비정질 금속층의 비율에 따른 전기전도도 및 탄성 변형 한계의 변화를 나타내는 그래프이다.Figure 6 is a graph showing changes in electrical conductivity and elastic deformation limit depending on the ratio of the amorphous metal layer of the composite flexible electrode structure according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 상기 복합 유연전극 구조체의 상기 비정질 금속층의 비율이 증가됨에 따라, 상기 복합 유연전극 구조체의 전기전도도(electrical conductivity)는 저하됨을 알 수 있다. 또한, 상기 비정질 금속층의 비율이 60% 수준까지 증가됨에 따라, 상기 복합 유연전극 구조체의 탄성 변형 한계(elastic deformation limit)가 증가되고, 그 후에는 감소됨을 알 수 있다. 상기 전기전도도와 상기 탄성 변형 한계를 기반으로 상기 복합 유연전극 구조체의 상기 비정질 금속층의 최적 비율은 10% 내지 40% 일 수 있다. 이러한 범위에서는, 상기 전기전도도는 8 S/μm 내지 15 S/μm 범위이고, 상기 탄성 변형 한계는 2.0% 내지 3.5% 범위일 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that as the ratio of the amorphous metal layer of the composite flexible electrode structure increases, the electrical conductivity of the composite flexible electrode structure decreases. In addition, it can be seen that as the proportion of the amorphous metal layer increases to 60%, the elastic deformation limit of the composite flexible electrode structure increases and then decreases. Based on the electrical conductivity and the elastic deformation limit, the optimal ratio of the amorphous metal layer of the composite flexible electrode structure may be 10% to 40%. In this range, the electrical conductivity may range from 8 S/μm to 15 S/μm and the elastic strain limit may range from 2.0% to 3.5%.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 유연전극 구조체의 비정질 금속층의 비율에 따른 전기전도도 및 파괴 변형율의 변화를 나타내는 그래프이다.Figure 7 is a graph showing changes in electrical conductivity and failure strain according to the ratio of the amorphous metal layer of the composite flexible electrode structure according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 상기 복합 유연전극 구조체의 전기전도도의 거동은 도 6과 동일하다. 또한, 상기 비정질 금속층의 비율이 30% 수준까지 증가됨에 따라 상기 복합 유연전극 구조체의 파괴 변형율(fracture strain)이 증가되고, 그 후에는 감소됨을 알 수 있다. 상기 전기전도도와 상기 파괴 변형율을 기반으로 상기 복합 유연전극 구조체의 상기 비정질 금속층의 최적 비율은 10% 내지 40% 일 수 있다. 이러한 범위에서는, 상기 전기전도도는 8 S/μm 내지 15 S/μm 범위이고, 상기 파괴 변형율은 5.0% 내지 6.5% 범위일 수 있다.Referring to FIG. 7, the electrical conductivity behavior of the composite flexible electrode structure is the same as that of FIG. 6. In addition, it can be seen that as the proportion of the amorphous metal layer increases up to 30%, the fracture strain of the composite flexible electrode structure increases, and then decreases. Based on the electrical conductivity and the failure strain, the optimal ratio of the amorphous metal layer of the composite flexible electrode structure may be 10% to 40%. In this range, the electrical conductivity may range from 8 S/μm to 15 S/μm and the failure strain may range from 5.0% to 6.5%.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 반복 신축변형 싸이클 횟수에 따른 복합 유연전극 구조체와 비교예의 저항 변화율을 나타내는 그래프이다.Figure 8 is a graph showing the resistance change rate of the composite flexible electrode structure and the comparative example according to the number of repeated stretching and deformation cycles according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 반복 신축변형 싸이클을 수행한 후에 복합 유연전극 구조체와 비교예를 나타내는 사진이다.Figure 9 is a photograph showing a composite flexible electrode structure and a comparative example after performing repeated stretching and deformation cycles according to an embodiment of the present invention.
도 8 및 도 9를 참조하면, 구리층으로 구성된 비교예는 최대 1.5%의 반복 신축변형에서 5회의 싸이클에서 파괴가 발생하였다. 반면, 본 발명의 실시예인 복합 유연전극 구조체는 최대 1.5%의 반복 신축변형에서 10000회의 싸이클에서도 파괴가 발생하지 않음을 알 수 있다. 상기 복합 유연전극 구조체는 저항 변화율(R/R0)이 0.9 내지 1.2 범위로 나타났다. 또한, 상기 복합 유연전극 구조체는 최대 2.5%의 반복 신축변형에서 10000회의 싸이클에서도 파괴가 발생하지 않았다.Referring to Figures 8 and 9, the comparative example consisting of a copper layer was fractured in 5 cycles at a repeated stretching strain of up to 1.5%. On the other hand, it can be seen that the composite flexible electrode structure, which is an embodiment of the present invention, does not break even after 10,000 cycles at a repeated stretching deformation of up to 1.5%. The composite flexible electrode structure showed a resistance change rate (R/R 0 ) in the range of 0.9 to 1.2. In addition, the composite flexible electrode structure did not break even after 10,000 cycles at a repeated stretching strain of up to 2.5%.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 유연전극 구조체를 포함하는 온도 센서를 이용하여 측정한 온도를 나타내는 그래프이다.Figure 10 is a graph showing the temperature measured using a temperature sensor including a composite flexible electrode structure according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 신축성 기판 위에 복합 유연전극 구조체를 포함하고, 무선 통신이 가능한 신축성 온도 센서를 제작하고, 실시간으로 온도를 측정한 결과가 나타나 있다. 상기 온도 센서는 약 8℃ 내지 32℃ 범위의 변화되는 온도를 실시간으로 정확하게 측정함을 알 수 있다. 또한, 상기 온도 센서는 -40℃ 내지 80℃ 범위의 온도를 장기간 안정적으로 측정할 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 복합 유연전극 구조체는 신축성으로 인해 어디든지 부착가능하고, 포장을 제거하지 않고 무선으로 온도 측정 가능함을 알 수 있다.Referring to Figure 10, the results of manufacturing a stretchable temperature sensor capable of wireless communication, including a composite flexible electrode structure on a stretchable substrate, and measuring the temperature in real time are shown. It can be seen that the temperature sensor accurately measures changing temperatures in the range of about 8°C to 32°C in real time. Additionally, the temperature sensor can stably measure temperatures ranging from -40°C to 80°C for a long period of time. Therefore, it can be seen that the composite flexible electrode structure according to the technical idea of the present invention can be attached anywhere due to its elasticity and can measure temperature wirelessly without removing the packaging.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The technical idea of the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible without departing from the technical idea of the present invention. It will be clear to those skilled in the art.
100: 복합 유연전극 구조체,
110: 기판,
120: 결정질 금속층,
130: 비정질 금속층,
200: 플렉서블 전자 장치,
210: 소자부,
220: 전극부100: Composite flexible electrode structure,
110: substrate,
120: crystalline metal layer,
130: amorphous metal layer,
200: Flexible electronic devices,
210: Device part,
220: Electrode unit
Claims (16)
결정질 금속층; 및
상기 결정질 금속층 상에 위치한 비정질 금속층;을 포함하고,
상기 결정질 금속층과 상기 비정질 금속층은 복수회로 서로 교번하여 위치하고,
상기 결정질 금속층의 전체 두께(a)와 상기 비정질 금속층의 전체 두께(b)를 합한 전체 두께(a+b)에 대하여 상기 비정질 금속층의 전체 두께(b)의 비율(b/(a+b))은 10% 내지 40% 범위이고,
상기 결정질 금속층은 구리(Cu)이고,
상기 비정질 금속층은 CuZrTi이고,
상기 결정질 금속층 및 상기 비정질 금속층은 1 nm 내지 100 nm 범위의 두께를 각각 가지고,
상기 복합 유연전극 구조체는 8 S/μm 내지 15 S/μm 범위의 전기전도도를 가지고,
상기 복합 유연전극 구조체는 2.0% 내지 3.5% 범위의 탄성 변형 한계를 가지고,
상기 복합 유연전극 구조체는 5.0% 내지 6.5% 범위의 파괴 변형율을 가지고,
상기 복합 유연전극 구조체는 0% 초과 내지 2.5% 범위의 반복 신축변형을 1회 내지 10000회의 싸이클로 인가한 경우에, 저항 변화율이 0.9 내지 1.2 범위인, 복합 유연전극 구조체.In the composite flexible electrode structure,
crystalline metal layer; and
It includes an amorphous metal layer located on the crystalline metal layer,
The crystalline metal layer and the amorphous metal layer are alternately positioned multiple times,
Ratio (b/(a+b)) of the total thickness (b) of the amorphous metal layer to the total thickness (a+b) of the total thickness (a) of the crystalline metal layer and the total thickness (b) of the amorphous metal layer. ranges from 10% to 40%,
The crystalline metal layer is copper (Cu),
The amorphous metal layer is CuZrTi,
The crystalline metal layer and the amorphous metal layer each have a thickness ranging from 1 nm to 100 nm,
The composite flexible electrode structure has an electrical conductivity ranging from 8 S/μm to 15 S/μm,
The composite flexible electrode structure has an elastic deformation limit in the range of 2.0% to 3.5%,
The composite flexible electrode structure has a fracture strain in the range of 5.0% to 6.5%,
The composite flexible electrode structure has a resistance change rate in the range of 0.9 to 1.2 when repeated stretching in the range of 0% to 2.5% is applied for 1 to 10,000 cycles.
상기 결정질 금속층 또는 상기 비정질 금속층 중 어느 하나는, 유연하거나 신축성 있는 물질들 중 적어도 어느 하나를 포함하는 기판 상에 위치한, 복합 유연전극 구조체.In claim 1,
A composite flexible electrode structure, wherein either the crystalline metal layer or the amorphous metal layer is located on a substrate containing at least one of flexible or elastic materials.
상기 기판은, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리 메틸 실록산, 폴리 디메틸실록산, 및 나노 셀룰로오스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 기판 상에 위치한, 복합 유연전극 구조체.In claim 3,
The substrate includes at least one of polyimide, polyetherimide, polyethersulfone, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polymethyl siloxane, poly dimethylsiloxane, and nanocellulose. A composite flexible electrode structure located on a substrate.
상기 기판 상에 상기 결정질 금속층 및 상기 비정질 금속층이 순차적으로 위치하거나,
상기 기판 상에 상기 비정질 금속층 및 상기 결정질 금속층이 순차적으로 위치한, 복합 유연전극 구조체.In claim 3,
The crystalline metal layer and the amorphous metal layer are sequentially positioned on the substrate, or
A composite flexible electrode structure in which the amorphous metal layer and the crystalline metal layer are sequentially located on the substrate.
각각 물리기상증착법을 이용하여 결정질 금속층 및 비정질 금속층을 교번하여 복수회 적층하는 단계를 포함하고,
상기 결정질 금속층의 전체 두께(a)와 상기 비정질 금속층의 전체 두께(b)를 합한 전체 두께(a+b)에 대하여 상기 비정질 금속층의 전체 두께(b)의 비율(b/(a+b))은 10% 내지 40% 범위이고,
상기 결정질 금속층은 구리(Cu)이고,
상기 비정질 금속층은 CuZrTi이고,
상기 결정질 금속층 및 상기 비정질 금속층은 1 nm 내지 100 nm 범위의 두께를 각각 가지고,
상기 복합 유연전극 구조체는 8 S/μm 내지 15 S/μm 범위의 전기전도도를 가지고,
상기 복합 유연전극 구조체는 2.0% 내지 3.5% 범위의 탄성 변형 한계를 가지고,
상기 복합 유연전극 구조체는 5.0% 내지 6.5% 범위의 파괴 변형율을 가지고,
상기 복합 유연전극 구조체는 0% 초과 내지 2.5% 범위의 반복 신축변형을 1회 내지 10000회의 싸이클로 인가한 경우에, 저항 변화율이 0.9 내지 1.2 범위인,,
복합 유연전극 구조체의 제조방법.In the method of manufacturing a composite flexible electrode structure,
It includes the step of alternately stacking crystalline metal layers and amorphous metal layers multiple times using physical vapor deposition, respectively,
Ratio (b/(a+b)) of the total thickness (b) of the amorphous metal layer to the total thickness (a+b) of the total thickness (a) of the crystalline metal layer and the total thickness (b) of the amorphous metal layer. is in the range of 10% to 40%,
The crystalline metal layer is copper (Cu),
The amorphous metal layer is CuZrTi,
The crystalline metal layer and the amorphous metal layer each have a thickness ranging from 1 nm to 100 nm,
The composite flexible electrode structure has an electrical conductivity ranging from 8 S/μm to 15 S/μm,
The composite flexible electrode structure has an elastic deformation limit in the range of 2.0% to 3.5%,
The composite flexible electrode structure has a fracture strain in the range of 5.0% to 6.5%,
The composite flexible electrode structure has a resistance change rate in the range of 0.9 to 1.2 when repeated stretching in the range of more than 0% to 2.5% is applied for 1 to 10,000 cycles.
Method for manufacturing a composite flexible electrode structure.
상기 물리기상증착법은 스퍼터링 방법 또는 증발법을 포함하는, 복합 유연전극 구조체의 제조방법.In claim 13,
The physical vapor deposition method includes a sputtering method or an evaporation method.
상기 소자부와 전기적으로 연결된 복합 유연전극 구조체를 포함하고,
상기 복합 유연전극 구조체는,
결정질 금속층; 및
상기 결정질 금속층 상에 위치한 비정질 금속층;을 포함하고,
상기 결정질 금속층과 상기 비정질 금속층은 복수회로 서로 교번하여 위치하고,
상기 결정질 금속층의 전체 두께(a)와 상기 비정질 금속층의 전체 두께(b)를 합한 전체 두께(a+b)에 대하여 상기 비정질 금속층의 전체 두께(b)의 비율(b/(a+b))은 10% 내지 40% 범위이고,
상기 결정질 금속층은 구리(Cu)이고,
상기 비정질 금속층은 CuZrTi이고,
상기 결정질 금속층 및 상기 비정질 금속층은 1 nm 내지 100 nm 범위의 두께를 각각 가지고,
상기 복합 유연전극 구조체는 8 S/μm 내지 15 S/μm 범위의 전기전도도를 가지고,
상기 복합 유연전극 구조체는 2.0% 내지 3.5% 범위의 탄성 변형 한계를 가지고,
상기 복합 유연전극 구조체는 5.0% 내지 6.5% 범위의 파괴 변형율을 가지고,
상기 복합 유연전극 구조체는 0% 초과 내지 2.5% 범위의 반복 신축변형을 1회 내지 10000회의 싸이클로 인가한 경우에, 저항 변화율이 0.9 내지 1.2 범위인,,
플렉서블 전자 장치.
element part; and
Comprising a composite flexible electrode structure electrically connected to the device portion,
The composite flexible electrode structure,
crystalline metal layer; and
It includes an amorphous metal layer located on the crystalline metal layer,
The crystalline metal layer and the amorphous metal layer are alternately positioned multiple times,
Ratio (b/(a+b)) of the total thickness (b) of the amorphous metal layer to the total thickness (a+b) of the total thickness (a) of the crystalline metal layer and the total thickness (b) of the amorphous metal layer. ranges from 10% to 40%,
The crystalline metal layer is copper (Cu),
The amorphous metal layer is CuZrTi,
The crystalline metal layer and the amorphous metal layer each have a thickness ranging from 1 nm to 100 nm,
The composite flexible electrode structure has an electrical conductivity ranging from 8 S/μm to 15 S/μm,
The composite flexible electrode structure has an elastic deformation limit in the range of 2.0% to 3.5%,
The composite flexible electrode structure has a fracture strain in the range of 5.0% to 6.5%,
The composite flexible electrode structure has a resistance change rate in the range of 0.9 to 1.2 when repeated stretching in the range of more than 0% to 2.5% is applied for 1 to 10,000 cycles.
Flexible electronic devices.
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