KR20100018006A - 스트레칭 및 벤딩이 가능한 배선구조체 및 이의 제조방법 - Google Patents

스트레칭 및 벤딩이 가능한 배선구조체 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20100018006A
KR20100018006A KR1020100004395A KR20100004395A KR20100018006A KR 20100018006 A KR20100018006 A KR 20100018006A KR 1020100004395 A KR1020100004395 A KR 1020100004395A KR 20100004395 A KR20100004395 A KR 20100004395A KR 20100018006 A KR20100018006 A KR 20100018006A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flexible
wiring
flexible substrate
wiring structure
conductive
Prior art date
Application number
KR1020100004395A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101372505B1 (ko
Inventor
홍용택
정재욱
정승준
Original Assignee
재단법인서울대학교산학협력재단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인서울대학교산학협력재단 filed Critical 재단법인서울대학교산학협력재단
Priority to KR1020100004395A priority Critical patent/KR101372505B1/ko
Publication of KR20100018006A publication Critical patent/KR20100018006A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101372505B1 publication Critical patent/KR101372505B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0277—Bendability or stretchability details
    • H05K1/0283—Stretchable printed circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

본 발명은 요철구조를 갖는 유연성 기판; 및 상기 유연성 기판 위에 패터닝된 도전성 배선을 포함한 신축성 배선구조체로서, 상기 유연성 기판의 변형에 따라 함께 변형되면서 스트레스가 분산될 수 있도록 상기 도전성 배선이 상기 유연성 기판의 수직방향으로 굴곡이 형성된 상기 요철구조의 표면을 따라 밀착하여 덮으면서 적층된 신축성 배선구조체 및 이의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 신축성 배선구조체를 사용하면 유연성 기판의 일축 방향의 스트레칭 외에도 이축 방향의 스트레칭이나 벤딩과 같은 다양한 형태의 변형에도 배선이 기계적 스트레스를 덜 받게 되므로 바이오메디칼, 로보틱스, 디스플레이, 및 기타 유연성 전자소자 분야에 사용되는 배선의 신뢰성을 높일 수 있는 장점이 있다.

Description

스트레칭 및 벤딩이 가능한 배선구조체 및 이의 제조방법{Stretchable and bendable wiring structure and fabricating method thereof}
본 발명은 스트레칭 및 벤딩이 가능한 배선구조체 및 이의 제조방법으로서, 더욱 상세하게는 유연성 기판 위에 요철구조의 도전성 배선을 패터닝하여 스트레칭 및 벤딩의 변형에 견딜 수 있도록 하는 배선구조체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
유연성 기판 위에 전사된 배선이 늘림이나 구부림등의 기계적인 스트레스를 받는 경우 배선의 기계적인 결함에 의해 면저항이 증가하고 신뢰성이 저하되는 문제가 있다. 특히 로보틱스나 메디컬 디바이스용 센서 스킨, 콘포멀 (conformal) 디스플레이, 및 전기활성(electroactive) 고분자는 여러 가역적 스트레칭 등의 변형을 견딜 수 있는 전기적 상호연결, 즉 유연성 배선구조가 필요하다. 이와 관련된 종래 기술에 따르면 S.P. Lacour 등은 "Design and Performance of thin Metal Film Interconnects for Skin-Like Electronic Circuits", IEEE Electron Device Letters, vol. 25, no. 4, p.179-181, April 2004에서 새로운 유연성 배선구조를 제안하고 있다.
도 1은 상기 종래 기술에 따른 유연성 배선구조의 제조단계를 나타낸 도면이다. 이를 참조하면 PDMS 기판을 한 쪽 방향으로 미리 늘려(pre-stretch) 놓고 그 위에 전기배선을 함으로써 이후 미리 늘린 기판이 원상회복되었을 때 전기배선이 주름진 띠 형태를 갖도록 하여 스트레칭에 내성을 갖는 도전체 구조의 제조방법을 개시하고 있다. 하지만 이 경우 한쪽 방향의 스트레스는 방지할 수 있지만 임의의 방향으로 늘림(stretching) 또는 구부림(bending)에 의한 스트레스를 분산시킬 수 없다. 특히 상기와 같이 기판을 늘려놓고 전기배선을 하는 방법은 현실적으로 제조에 난점이 많고, 저마다 탄성이 다른 유연성 기판마다 균일한 품질의 전기배선을 얻기가 거의 불가능하다고 볼 수 있다.
그 밖에 D.B. Brosteaux 등은 "Design and Fabrication of Elastic Interconnections for Stretchable Electronic Circuits", IEEE Electron Device Letters, vol. 28, no. 7, July 2007에서 포토리소그래피 및 전해도금 공정으로 PDMS 기판 위 또는 내부에 말발굽 형태의 유연성 배선을 형성하는 방법를 개시하고 있다.
도 2는 상기 종래 기술에 따른 유연성 배선구조의 제조단계를 나타낸 도면이다. 이를 참조하면 기존의 기술로써 배선을 구불구불하게 말발굽 모양으로 전사하여 가로방향의 기계적 스트레스로 부터 배선을 보호하는 모양을 취하고 있다. 말발굽 모양의 배선이 스트레스를 분산시켜 주긴 하지만 이러한 배선구조는 한 축 방향으로만 스트레스 분산효과가 있을 뿐 임의의 방향의 스트레스에 대한 신뢰성은 거의 없는 것으로 판단된다. 따라서 종래 기술의 신축성 배선구조와 달리 임의의 방향의 변형에도 스트레스를 분산시킬 수 있는 새로운 형태의 유연성 배선구조가 요구된다.
이에 본 발명은 유연성 기판 위에 전사된 배선이 늘림이나 구부림 등의 기계적인 스트레스를 받는 경우의 배선의 기계적인 결함에 의해 면저항이 증가하고 신뢰성이 저하되는 문제를 해결하고자 새로운 형태의 신축성 배선구조체 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명은 요철구조를 갖는 유연성 기판; 및 상기 유연성 기판 위에 패터닝된 도전성 배선을 포함한 신축성 배선구조체로서, 상기 유연성 기판의 변형에 따라 함께 변형되면서 스트레스가 분산될 수 있도록 상기 도전성 배선이 상기 유연성 기판 면의 수직방향으로 굴곡이 형성된 상기 요철구조의 표면을 따라 밀착하여 덮으면서 적층된 신축성 배선구조체를 제공한다.
또한 이러한 신축성 배선구조체를 제조하기 위하여 본 발명은 유연성 기판 위에 요철구조를 형성하는 단계; 및 상기 요철구조가 형성된 유연성 기판 위에 원하는 형태로 도전성 배선을 패터닝함에 있어서, 상기 도전성 배선이 적어도 상기 요철구조의 표면을 따라 밀착하여 덮이도록 적층하는 단계;를 포함하는 신축성 배선구조체의 제조방법을 제공한다.
상기의 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로 본 발명은 유연성 기판; 상기 유연성 기판 위에 패터닝된 도전성 배선; 및 상기 도전성 배선을 따라 그 위에 패터닝되어 상기 유연성 기판의 수직 방향으로 돌출된 브릿지형의 적어도 하나의 연결배선;을 구비한 신축성 배선구조체로서, 상기 유연성 기판의 변형에 따라 함께 변형되면서 스트레스가 분산될 수 있도록 상기 연결배선이 그 하부에 위치한 상기 도전성 배선과의 사이에 여유 공간을 가지며, 상기 연결배선의 각 말단부가 상기 도전성 배선과 전기적으로 접촉되어 있는 신축성 배선구조체를 제공한다.
또한 이러한 신축성 배선구조체를 제조하기 위하여 본 발명은 유연성 기판 위에 원하는 형태의 도전성 배선을 패터닝하는 단계; 상기 도전성 배선 위에 적어도 하나의 돌출구조물을 형성하는 단계; 각 말단부가 상기 도전성 배선과 전기적으로 접촉하고 있으며, 상기 돌출구조물의 표면을 가로질러 덮도록 적어도 하나의 연결배선을 상기 도전성 배선 위에 형성하는 단계; 및 상기 돌출구조물을 제거하여 상기 연결배선이 상기 돌출구조물이 제거된 자리의 위쪽으로 지나가면서 상기 연결배선이 상기 도전성 배선과의 사이에 여유 공간을 형성시킴으로써 브릿지 구조를 갖도록 하는 단계;를 포함하는 신축성 배선구조체의 제조방법을 제공한다.
상기의 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로 본 발명은 유연성 기판; 및 상기 유연성 기판 위에 패터닝되어 있으며, 상기 유연성 기판을 따라 수직방향으로 굴곡을 이룬 요철구조를 가지고 상기 유연성 기판에 전기적 접촉점을 구비하고 있는 도전성 배선;을 구비한 신축성 배선구조체로서, 상기 유연성 기판의 변형에 따라 함께 변형되면서 스트레스가 분산될 수 있도록 인접한 상기 전기적 접촉점들 사이에 여유 공간을 가지는 신축성 배선구조체를 제공한다.
또한 이러한 신축성 배선구조체를 제조하기 위하여 본 발명은 유연성 기판 위에 적어도 하나의 돌출구조물을 형성하는 단계; 원하는 구조의 도전성 배선이 상기 돌출구조물의 표면을 가로질러 덮으며 상기 유연성 기판 위에 형성되도록 패터닝하는 단계; 및 상기 돌출구조물을 제거함으로써 상기 돌출구조물이 제거된 자리마다 상기 도전성 배선의 브릿지를 형성하고, 상기 유연성 기판과 전기적 접촉점을 구비하며, 상기 돌출구조물의 크기만큼의 여유 공간이 상기 도전성 배선의 브릿지와 그 하부의 유연성 기판 사이에 형성되도록 하는 단계;를 포함하는 신축성 배선구조체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 신축성 배선구조체를 사용하면 유연성 기판의 일축 방향의 스트레칭 외에도 이축 방향의 스트레칭이나 벤딩과 같은 다양한 형태의 변형에도 배선이 기계적 스트레스를 덜 받게 되므로 바이오메디칼, 로보틱스, 디스플레이, 및 기타 유연성 전자소자 분야에 사용되는 배선의 신뢰성을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 유연성 배선구조의 제조단계를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 유연성 배선구조의 제조단계를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 신축성 배선구조체를 나타낸 것으로 (a)는 2차원적 요철구조 패턴을 (b)는 1차원적 요철구조 패턴을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 (a)에 따른 신축성 배선구조체의 A-A' 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 신축성 배선구조체의 가능한 변형의 방향을 나타낸 것으로 (a)는 평면도이고 (b)는 A-A' 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 신축성 배선구조체를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 신축성 배선구조체의 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 제조방법의 각 단계의 B-B' 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 신축성 배선구조체의 바람직한 일 구현예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 신축성 배선구조체를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 신축성 배선구조체의 제조방법을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 신축성 배선구조체를 나타낸 것으로 (a)는 2차원적 요철구조 패턴을 (b)는 1차원적 요철구조 패턴을 나타낸 도면이다. 도 3의 (a)를 참조하면 본 발명의 신축성 배선구조체는 요철구조(101)를 갖는 유연성 기판(100); 및 상기 유연성 기판(100) 위에 패터닝된 도전성 배선(110)을 포함한다.
유연성 기판(100)은 쉽게 변형이 가능한 재질 및 두께를 가지며, 플라스틱 또는 금속 재질의 기판일 수 있다. 유연성 기판(100)은 외부 자극에 대해 탄성을 갖는 재질로 된 것이 바람직하다. 예를 들어 PDMS 재질일 수 있다.
요철구조(101)는 보통 유연성 기판(100)의 표면을 따라 2차원적으로 배열되어 있다. 즉 도 3(a)의 우측에 나타낸 바와 같이 요철구조(101) 패턴은 x, y의 2축 방향으로 굴곡을 이루며 형성된다. 다르게는, 이러한 요철구조(101)는 경우에 따라 유연성 기판(100)의 표면을 따라 1차원적으로 배열될 수도 있다. 즉 일축 방향으로만 요철구조(101)가 전개될 수도 있다. 도 3의 (b)는 이러한 예를 나타내며 요철구조(101) 패턴이 x축 방향으로만 굴곡을 이루며 형성된다. 요철구조(101)는 반드시 유연성 기판(100)의 전체 면적에 걸쳐 형성될 필요는 없고 일부 도전성 배선(110)이 패턴화될 자리에만 형성될 수도 있다. 또한 이하 본 명세서에서 도전성 배선(110)은 전자 회로 등에 사용되는 일반적인 배선 또는 전극을 통칭한다.도전성 배선(110)은 전기가 잘 통하는 소재라면 제한되지 않으나 주로 금속이 바람직하다. 이러한 금속은 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 알루미늄, 텅스텐 , 티타늄 및 팔라듐으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 소재일 수 있다. 이러한 금속의 전도성, 연성 및 전성 등의 전기적, 기계적 성질에 따라 적절히 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 신축성 배선구조체의 유연성 기판(100)이 요철구조(101)를 갖는 이유는 변형, 예를 들면 늘림(stretching)이나 구부림(bending)의 외부 자극에 따라 기판(100) 위에 패턴화된 배선(110)이 스트레스를 받아 면저항값이 변할 우려가 있어 이러한 물성저하를 막기 위한 것이다. 즉, 유연성 기판(100)의 변형에 따른 스트레스를 분산시키기 위하여 도전성 배선(110)이 유연성 기판(100) 면의 수직방향으로 굴곡이 형성된 상기 요철구조(101)의 표면을 따라 밀착하여 덮으면서 적층하게 된다. 이러한 구조에 의하면 늘림이나 구부림 등의 스트레스가 주어질 경우 평면방향의 배선 뿐 아니라 수직 방향으로 형성되어 있는 배선이 스트레스를 분산하여 갖기 때문에 배선의 신뢰성을 높일 수 있다. 수직 방향의 배선은 증착시에 스텝 커버리지(step coverage)의 차이에 의해 수평방향의 배선보다 두께가 얇아질 가능성이 있기 때문에 충분한 두께의 배선 증착이 필요하다. 보통 200nm 이상의 배선 두께면 수직 방향의 배선에 문제가 없다.
도 4는 도 3의 (a)에 따른 신축성 배선구조체의 A-A' 단면도이다. 도 4를 참조하면, (a)는 기판에 돌출부(101a)를 만들어 요철구조를 형성시킨 것이고, (b)는 기판에 함몰부(101b)를 만들어 요철구조를 형성시킨 것이며 각 요철구조, 즉 돌출부(101a) 및 함몰부(101b)의 표면을 따라 도전성 배선(110)이 밀착하여 덮으면서 적층되어 있음을 알 수 있다.
변형의 정도 및 기판의 재질에 따라 요철구조의 모양 및 규격은 다양하게 변화할 수 있으며, 예를 들면 상기 요철구조의 모양은 스트레스를 분산시킬 수 있는 것이라면 어떠한 형태를 가져도 상관없으나, 예를 들면 기둥 형태나 반구 형태의 돌출부(101a) 또는 함몰부(101b)를 유연성 기판(100) 위에 적어도 하나 가질 수 있다. 이러한 요철구조는 유연성 기판 위에 직접 생성되거나 유연성 기판 위에 적층된 새로운 유연성 소재 층, 예를 들면 PDMS 층 위에 생성될 수도 있다. 상기 요철구조는 소정의 간격을 가진 주기적 구조 또는 비주기적 구조일 수 있다. 상기 돌출부(101a) 또는 함몰부(101b)의 높이 및 깊이는 10nm 내지 1㎛를 갖는 것이 바람직하다. 그리고 돌출부(101a)와 돌출부(101a)사이 혹은 함몰부(101b)와 함몰부(101b)사이의 인접거리는 100nm 내지 100㎛를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 돌출부(101a)와 함몰부(101b)의 너비는 인접거리x0.1 내지 인접거리x0.9를 갖는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 신축성 배선구조체의 가능한 변형의 방향을 나타낸 것으로 (a)는 평면도이고 (b)는 A-A' 단면도이다. 이를 참조하면 2차원 요철구조가 배열된 유연성 기판 위에 패터닝된 도전성 배선을 구비한 신축성 배선구조체는 기판 면을 기준으로 상하좌우 어느 방향으로나 신축이 가능하며, 특히 (b)에 나타난 바와 같이 기판의 수평 방향 스트레칭뿐 아니라 기판 자체를 구부리는, 즉 기판 면에 대해 수직 방향의 벤딩에 대해서도 스트레스를 완화할 수 있는 구조를 가지고 있다.
상술한 바에 따르면, 상기 신축성 배선구조체는 요철구조를 갖는 유연성 기판을 사용하고 그 위에 도전성 배선을 패터닝함으로써, 도전성 배선이 다양한 방향에 따른 변형에 견딜 수 있어 장시간에 걸친 반복적인 사용에도 적절한 전기적 성능이 유지될 수 있다.
이하, 상기 신축성 배선구조체의 바람직한 제조방법에 대해 상세히 설명하고자 한다.
먼저 유연성 기판(100) 위에 요철구조(101)를 형성한다. 이 경우 요철구조(101)를 유연성 기판(100) 위에 또 다른 유연성 소재를 먼저 적층한 다음 그 위에 형성할 수도 있다. 이러한 요철구조의 형성 방법은 예를 들어, 포토레지스트를 사용한 리소그래피 공정 후 에칭하거나, 잉크젯 프린팅, 임프린팅 등을 포함한 기존 공정을 적절히 활용할 수 있다.
다음 상기 요철구조가 형성된 유연성 기판 위에 원하는 형태로 도전성 배선을 패터닝함에 있어서, 상기 도전성 배선이 적어도 상기 요철구조의 표면을 따라 밀착하여 덮이도록 적층함으로써 본 발명의 제1 실시예에 따른 신축성 배선구조체를 제조할 수 있다. 이 때 도전성 배선의 형성 방법으로, 전자빔 증착, 열 증착, 스퍼터링, 및 전기도금을 이용한 배선의 증착 및 포토레지스트를 이용한 패터닝 공정후 건식 식각 혹은 습식 식각 공정을 이용할 수 있다. 또는 나노 임프린트나 잉크젯 프린팅 등의 프린팅 공정을 이용하여 전기 배선의 직접 프린팅도 가능하다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 신축성 배선구조체에 관해 상세히 설명하고자 한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 신축성 배선구조체를 나타낸 도면이다. 이를 참조하면, 유연성 기판(200); 상기 유연성 기판(200) 위에 패터닝된 도전성 배선(210); 및 상기 도전성 배선(210)을 따라 그 위에 패터닝되어 상기 유연성 기판(200)의 수직방향으로 돌출된 브릿지형의 적어도 하나의 연결배선(230);을 구비한 신축성 배선구조체를 제공한다.
유연성 기판(200) 및 도전성 배선(210)의 재질에 관한 사항은 앞의 실시예에서 상술한 바와 같다. 여기서, 유연성 기판(200)이 외부의 자극 등에 의해 변형이 일어나게 되면 이에 따라 함께 변형되면서 스트레스가 분산될 수 있도록 연결배선(230)이 더 존재한다. 또한 연결배선(230) 하부에 위치한 도전성 배선(210)과의 사이에 여유 공간(220')이 있게 되고, 연결배선(230)의 각 말단부는 도전성 배선(210)과 전기적으로 접촉되어 있다.
이렇게 하부에 빈 여유 공간(220')이 있는 브릿지형을 가진 연결배선(230)은 소자가 스트레칭되는 축방향에 따라 배열되며, 스트레칭 또는 벤딩과 같은 소자의 변형에 따라 도전성 배선(210)이 끊어지거나 저항이 높아지지 않도록 길이 마진을 둔 것으로, 마치 스프링과 같이 작용함으로써 변형에 따른 충격을 흡수할 수 있다.
인접한 상기 연결배선(230) 브릿지와 브릿지 사이의 간격은 사용되는 기판 및 배선의 두께, 변형의 정도 등에 따라 다양하게 정해질 수 있으며 대체로 0.1mm에서 1mm의 범위를 가진다. 여유 공간(220')의 높이나 너비 또한 기판 및 배선의 두께, 변형의 정도에 따라 다양하게 정해질 수 있으며 대체로 250nm에서 3㎛의 범위를 가진다. 따라서 도 6에 나타난 화살표 방향과 같이 브릿지가 늘어선 방향으로의 스트레칭 및 기판의 수직방향으로의 벤딩에 따른 응력을 완화함으로써 신축성 배선구조체는 면저항 값 등의 전기적 성질을 유지할 수 있게 된다. 여기서 연결배선(230)은 전기가 잘 통하는 소재라면 제한되지 않으나 주로 금속이 바람직하다. 이러한 금속은 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 알루미늄, 텅스텐, 티타늄 및 팔라듐으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 소재일 수 있다. 이러한 금속의 전도성, 연성 및 전성 등의 전기적, 기계적 성질에 따라 적절히 선택될 수 있다. 도전성 배선(210)과 전기적으로 잘 접촉하고 있고, 전기적 특성에 나쁜 영향을 주지 않으며, 기판의 변형에 따라 유연하게 함께 변형될 수 있다면 그 재질의 종류는 제한되지 않으며, 도전성 배선(210)과 동일한 재질일 수도 있고 상이한 재질일 수도 있다.
이와 같은 신축성 배선구조체의 바람직한 제조방법에 관해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 신축성 배선구조체의 제조방법을 나타낸 도면이며, 도 8은 도 7의 제조방법의 각 단계의 B-B' 단면도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 먼저 유연성 기판(200) 위에 원하는 형태의 도전성 배선(210)을 패터닝한다(도 7 및 도 8의 (a)).
다음, 도전성 배선(210) 위에 적어도 하나의 돌출구조물(220)을 형성한다(도 7 및 도 8의 (b)). 이러한 돌출구조물(220)은 이후의 단계에서 연결배선(230)이 브릿지 형태로 도전성 배선(210)과 결합되도록 임시로 생성시킨 것으로 최종적으로 제거된다. 돌출구조물(220)의 모양 및 규격은 특별히 제한되지 않으며, 도전성 배선(210)을 따라 형성된다. 돌출구조물(220)의 형성을 위한 소재로 도전성 배선(210) 위에 용이하게 인쇄될 수 있고, 이후의 공정에서 쉽게 제거될 수 있는 소재가 바람직하며, 가능한 소재로는 PEDOT, PVP, PR 등을 들 수 있다. 도전성 배선(210) 위에 적어도 하나의 돌출구조물(220)을 형성하기 위한 방법으로는 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅 방법을 들 수 있다.
그 다음, 각 말단부가 상기 도전성 배선(210)과 전기적으로 접촉하고 있으며, 돌출구조물(220)의 표면을 가로질러 덮도록 적어도 하나의 연결배선(230)을 도전성 배선(210) 위에 형성한다(도 7 및 도 8의 (c)). 예를 들어 잉크젯 프린팅법으로 은(Ag) 연결배선을 인쇄할 경우 각각 약 250nm 내지 300nm의 두께, 50㎛이상의 길이로 형성시킬 수 있다.
이어, 돌출구조물(220)을 제거하여 상기 연결배선(230)이 상기 돌출구조물(220)이 제거된 자리의 위쪽으로 지나가면서 상기 연결배선(230)이 상기 도전성 배선(210)과의 사이에 여유 공간(220')을 갖는 터널 또는 브릿지 형태의 구조를 형성함으로써 신축성 배선구조체가 만들어진다(도 7 및 도 8의 (d)).
돌출구조물(220)을 제거하는 방법은 그 물질의 종류에 따라 다르지만 물질을 녹이면서 금속배선에는 영향을 주지 않는 용매에 담그어 언더컷으로 제거하는 방법이 있으며, 예를 들어 전도성 고분자인 PEDOT의 경우, 물에 녹여 제거가능하다. 이 때 돌출구조물(220)이 있던 자리에 생성된 여유 공간(220')의 높이는 대체로 돌출구조물(220)의 높이와 같으며 하나의 연결배선(230)의 브릿지 말단간 거리도 돌출구조물(220)에 너비에 의해 결정된다. 즉 돌출구조물을 어떻게 패터닝하는가에 따라 연결배선(230)의 형태 및 규격이 정해진다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 신축성 배선구조체의 바람직한 일 구현예를 나타낸 도면이다. 이를 참조하면, 한 기판 내에서 2차원 평면의 임의의 방향으로 신축가능한 도전성 배선을 구현할 수 있다. 종래의 방식은 기판을 미리 잡아 늘려 배선구조를 형성하는 방식이기 때문에 1차원적 스프링 구조로만 형성가능하며, 피크나 주기를 예상하기 힘들다는 문제가 있으나, 본 발명에 따르면 원하는 바에 따라 한 기판 내에서도 여러 방향으로 스프링 구조를 갖도록 만들 수 있고, 연결배선을 브릿지 형태로 만들때 돌출구조물에 따라 피크와 주기를 다양하게 조절 가능하다. 또한 브릿지가 수직방향으로 세워져 있는 구조로 기판의 구부림에도 견딜 수 있다.
이하, 본 발명의 제3 실시예에 따른 신축성 배선구조체에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 신축성 배선구조체를 나타낸 도면이다. 이를 참조하면, 유연성 기판(300); 및 유연성 기판(300) 위에 패터닝되어 있으며, 유연성 기판(300)을 따라 기판 면에 수직방향으로 굴곡을 이룬 요철구조를 가지며 유연성 기판(300)에 전기적 접촉점을 구비하고 있는 도전성 배선(330);을 구비한 신축성 배선구조체를 나타낸다. 유연성 기판(300) 및 도전성 배선(330)의 재질에 관한 사항은 앞의 실시예에서 상술한 바와 같다. 다만, 여기서 도전성 배선(330)은 제2 실시예와 달리 연결배선에 의하지 않고 그 자체로 길이의 마진을 가지고 있으며, 유연성 기판(300)의 변형에 따라 함께 변형되면서 스트레스가 분산될 수 있도록 인접한 상기 전기적 접촉점들 사이에 여유 공간(320')을 가진다. 이렇게 긴 마진을 가진 도전성 배선(330)은 스트레칭 또는 벤딩과 같은 소자의 변형에 따라 도전성 배선(330)이 끊어지거나 저항이 높아지지 않도록 길이 마진을 둔 것으로, 마치 스프링과 같이 작용함으로써 변형에 따른 충격을 흡수할 수 있다. 인접한 상기 도전성 배선(330)의 요철구조(브릿지)들 사이의 간격은 사용되는 기판 및 배선의 두께, 변형의 정도 등에 따라 다양하게 정해질 수 있으며 대체로 0.1mm에서 1mm의 범위를 가진다. 이러한 여유 공간(320')의 높이나 너비 또한 기판 및 배선의 두께, 변형의 정도에 따라 다양하게 정해질 수 있으며 대체로 250nm 내지 1㎛의 범위를 가진다. 또한 상기 요철구조는 주기적 또는 비주기적으로 형성될 수 있다.
이하, 상기 신축성 배선구조체의 바람직한 제조방법에 관해 상세히 설명하고자 한다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 신축성 배선구조체의 제조방법을 나타낸 도면이다. 이를 참조하면, 먼저 유연성 기판(300) 위에 적어도 하나의 돌출구조물(320)을 형성한다(도 11의 (a)). 돌출구조물(320)은 이후의 단계에서 도전성 배선(330)이 기판과 결합할 때, 기판 면의 수직방향으로 요철구조를 만드는 데 사용하기 위해 임시로 생성시킨 것으로 최종적으로 제거된다. 돌출구조물(320)의 재질, 역할 및 이후의 제거방법 등에 관련하여서 앞의 실시예에서 이미 상술한 바와 같다.
다음, 원하는 구조의 도전성 배선(330)이 상기 돌출구조물의 표면을 가로질러 덮으며 유연성 기판(300) 위에 형성되도록 패터닝한다(도 11의 (b)). 이 경우 역시 이미 상술한 바와 같이 잉크젯 프린팅이나 스크린 프린팅 등의 방법을 사용할 수 있다.
그 다음, 돌출구조물(320)을 제거함으로써 상기 돌출구조물(320)이 제거된 자리마다 도전성 배선(330)의 브릿지를 형성하고, 기판과 전기적 접촉점을 구비하며, 돌출구조물(320) 크기만큼의 여유 공간(320')이 도전성 배선(330)의 브릿지와 그 하부의 유연성 기판(300) 사이에 형성되도록 함으로써 신축성 배선구조체를 제조한다(도 11의 (c)). 결국, 이 때 돌출구조물(320)이 있던 자리에 생성된 여유 공간(320')의 높이는 대체로 돌출구조물(320)의 높이와 같으며 도전성 배선(330)과 유연성 기판(300) 사이의 인접한 전기적 접촉점 사이의 거리도 돌출구조물(320)에 너비에 의해 결정된다. 즉 돌출구조물(320)을 어떻게 패터닝하는가에 따라 요철구조의 형태 및 규격이 정해진다.
상기의 제조방법에 의하면 제2 실시예의 경우와 달리 패터닝된 도전성 배선 위에 연결배선을 다시 형성하는 추가적인 공정이 없이 한번의 도전성 배선 패터닝으로 제조가 가능하다. 또한 상술한 제조방법에 따라 제조된 신축성 배선구조체는 제2 실시예의 경우와 같이 일축 방향 외에도 이축 방향의 2차원적 신축성 배선을 구현할 수 있다.
이상에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 요철구조를 갖는 유연성 기판; 및 상기 유연성 기판 위에 패터닝된 도전성 배선을 포함한 신축성 배선구조체로서,
    상기 유연성 기판의 변형에 따라 함께 변형되면서 스트레스가 분산될 수 있도록 상기 도전성 배선이 상기 유연성 기판의 수직방향으로 굴곡이 형성된 상기 요철구조의 표면을 따라 밀착하여 덮으면서 적층된 신축성 배선구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유연성 기판은 플라스틱 또는 금속 재질로 된 것을 특징으로 하는 신축성 배선구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 배선은 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 알루미늄, 텅스텐, 티타늄 및 팔라듐으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 소재인 것을 특징으로 하는 신축성 배선구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 요철구조는 상기 유연성 기판 위에 1차원 또는 2차원적으로 배열된 것을 특징으로 하는 신축성 배선구조체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 요철구조는 기둥 형태 또는 반구 형태의 돌출부나 함몰부를 적어도 하나 갖는 것을 특징으로 하는 신축성 배선구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 요철구조는 상기 유연성 기판 위에 직접 형성되거나 상기 유연성 기판 위에 적층된 다른 유연성 소재 층 위에 형성된 것을 특징으로 하는 신축성 배선구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 요철구조는 주기적 또는 비주기적 간격을 가지고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 신축성 배선구조체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 요철구조의 돌출부 또는 함몰부 간의 인접거리는 100nm 내지 100㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 신축성 배선구조체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 요철구조의 돌출부의 높이 또는 함몰부의 깊이가 10nm 내지 1㎛인 것을 특징으로 하는 신축성 배선구조체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 요철구조의 돌출부 또는 함몰부의 너비가 인접거리x0.1 내지 인접거리x0.9 범위인 것을 특징으로 하는 신축성 배선구조체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 변형은 스트레칭 또는 벤딩에 의한 것임을 특징으로 하는 신축성 배선구조체.
  12. 유연성 기판 위에 요철구조를 형성하는 단계; 및
    상기 요철구조가 형성된 유연성 기판 위에 원하는 형태로 도전성 배선을 패터닝함에 있어서, 상기 도전성 배선이 적어도 상기 요철구조의 표면을 따라 밀착하여 덮이도록 적층하는 단계;
    를 포함하는 신축성 배선구조체의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서
    상기 요철구조를 형성하는 단계는 포토리소그래피 후 식각하는 방식, 임프린팅 방식 또는 잉크젯 프린팅 방식 중 적어도 하나에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 신축성 배선구조체의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 도전성 배선의 패터닝 단계는 상기 도전성 배선의 패터닝 단계는 전자빔 증착, 열 증착, 스퍼터링, 전기도금에 의한 배선 증착, 포토리소그래피에 의한 패터닝 후에 에칭을 하거나 잉크젯 프린팅, 임프린팅에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 신축성 배선구조체의 제조방법.
KR1020100004395A 2010-01-18 2010-01-18 스트레칭 및 벤딩이 가능한 배선구조체 및 이의 제조방법 KR101372505B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100004395A KR101372505B1 (ko) 2010-01-18 2010-01-18 스트레칭 및 벤딩이 가능한 배선구조체 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100004395A KR101372505B1 (ko) 2010-01-18 2010-01-18 스트레칭 및 벤딩이 가능한 배선구조체 및 이의 제조방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080018267A Division KR100967362B1 (ko) 2008-02-28 2008-02-28 스트레칭 및 벤딩이 가능한 배선구조체 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100018006A true KR20100018006A (ko) 2010-02-16
KR101372505B1 KR101372505B1 (ko) 2014-03-11

Family

ID=42088885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100004395A KR101372505B1 (ko) 2010-01-18 2010-01-18 스트레칭 및 벤딩이 가능한 배선구조체 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101372505B1 (ko)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014126403A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 LG Display Co.,Ltd. Electronic devices with flexible display
KR101521694B1 (ko) * 2013-03-29 2015-05-19 삼성전기주식회사 플렉서블/스트레처블 투명도전성 필름 및 그 제조방법
KR101521693B1 (ko) * 2013-03-29 2015-05-19 삼성전기주식회사 플렉서블/스트레처블 투명도전성 필름 및 그 제조방법
WO2015097340A1 (en) * 2013-12-23 2015-07-02 Nokia Technologies Oy A substrate scaffold structure and associated apparatus and methods
WO2016085103A1 (en) * 2014-11-28 2016-06-02 LG Display Co.,Ltd. Flexible display device
US9634120B2 (en) 2014-05-30 2017-04-25 Electronics And Telecommunications Research Institute Electronic device and method for fabricating the same
US9740035B2 (en) 2013-02-15 2017-08-22 Lg Display Co., Ltd. Flexible organic light emitting display device and method for manufacturing the same
KR101877847B1 (ko) * 2017-02-23 2018-07-12 한국에너지기술연구원 박막 태양전지용 연성기판의 응력 완화 방법
US10297771B2 (en) 2016-04-29 2019-05-21 Samsung Display Co., Ltd. Bendable display apparatus
KR20200080175A (ko) * 2018-12-26 2020-07-06 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 신축성 배선막 및 그 형성 방법
KR20200080176A (ko) * 2018-12-26 2020-07-06 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 신축성 막 및 그 형성 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180067754A (ko) 2016-12-12 2018-06-21 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3883643B2 (ja) * 1997-04-25 2007-02-21 大日本印刷株式会社 配線形成方法およびそれに用いられる２層基板
JP2002252443A (ja) * 2001-02-23 2002-09-06 Toshiba Chem Corp プリント配線板およびその製造方法
JP4196108B2 (ja) * 2004-01-27 2008-12-17 パナソニック株式会社 フレキシブルプリント基板及びフレキシブルプリント基板の製造方法
JP2007194265A (ja) * 2006-01-17 2007-08-02 Dainippon Printing Co Ltd フレキシブルプリント配線板、およびその製造方法

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9740035B2 (en) 2013-02-15 2017-08-22 Lg Display Co., Ltd. Flexible organic light emitting display device and method for manufacturing the same
US10247971B2 (en) 2013-02-15 2019-04-02 Lg Display Co., Ltd. Flexible organic light emitting display device and method for manufacturing the same
WO2014126403A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 LG Display Co.,Ltd. Electronic devices with flexible display
KR101521694B1 (ko) * 2013-03-29 2015-05-19 삼성전기주식회사 플렉서블/스트레처블 투명도전성 필름 및 그 제조방법
KR101521693B1 (ko) * 2013-03-29 2015-05-19 삼성전기주식회사 플렉서블/스트레처블 투명도전성 필름 및 그 제조방법
WO2015097340A1 (en) * 2013-12-23 2015-07-02 Nokia Technologies Oy A substrate scaffold structure and associated apparatus and methods
EP3087811A1 (en) * 2013-12-23 2016-11-02 Nokia Technologies OY A substrate scaffold structure and associated apparatus and methods
JP2017504197A (ja) * 2013-12-23 2017-02-02 ノキア テクノロジーズ オサケユイチア 基板足場構造物および関連装置と方法
US10026844B2 (en) 2014-05-30 2018-07-17 Electronics And Telecommunications Research Institute Electronic device and method for fabricating the same
US10629744B2 (en) 2014-05-30 2020-04-21 Electronics And Telecommunications Research Institute Electronic device and method for fabricating the same
US9634120B2 (en) 2014-05-30 2017-04-25 Electronics And Telecommunications Research Institute Electronic device and method for fabricating the same
US9985086B2 (en) 2014-11-28 2018-05-29 Lg Display Co., Ltd. Flexible display device with space reducing wire configuration
US9627463B2 (en) 2014-11-28 2017-04-18 Lg Display Co., Ltd. Flexible display device with space reducing wire configuration
WO2016085103A1 (en) * 2014-11-28 2016-06-02 LG Display Co.,Ltd. Flexible display device
US10797252B2 (en) 2016-04-29 2020-10-06 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus
US10297771B2 (en) 2016-04-29 2019-05-21 Samsung Display Co., Ltd. Bendable display apparatus
US11594692B2 (en) 2016-04-29 2023-02-28 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus having inorganic insulating layers with contact holes and grooves
KR101877847B1 (ko) * 2017-02-23 2018-07-12 한국에너지기술연구원 박막 태양전지용 연성기판의 응력 완화 방법
KR20200080176A (ko) * 2018-12-26 2020-07-06 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 신축성 막 및 그 형성 방법
JP2020107875A (ja) * 2018-12-26 2020-07-09 信越化学工業株式会社 伸縮性配線膜及びその形成方法
CN111385968A (zh) * 2018-12-26 2020-07-07 信越化学工业株式会社 伸缩性配线膜及其形成方法
US11530307B2 (en) 2018-12-26 2022-12-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Stretchable film and method for forming the same
US11530312B2 (en) 2018-12-26 2022-12-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Stretchable wiring film and method for forming the same
KR20200080175A (ko) * 2018-12-26 2020-07-06 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 신축성 배선막 및 그 형성 방법
CN111385968B (zh) * 2018-12-26 2023-04-07 信越化学工业株式会社 伸缩性配线膜及其形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101372505B1 (ko) 2014-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100967362B1 (ko) 스트레칭 및 벤딩이 가능한 배선구조체 및 이의 제조방법
KR101372505B1 (ko) 스트레칭 및 벤딩이 가능한 배선구조체 및 이의 제조방법
US9959003B2 (en) Touch window and touch device including the same
CN100443972C (zh) 用于制造具有柔性基板上的弯曲层的设备的设备和方法
US20210225984A1 (en) Stretchable display panel, stretchable display apparatus, and method of fabricating stretchable display panel
EP2824546A1 (en) Flexible touch panel
KR20140060822A (ko) 신축성 박막트랜지스터의 제조방법
CN108807423B (zh) 柔性电子器件及其制造方法、柔性显示装置
KR20160096766A (ko) 신축성 투명 전극 및 이에 제조 방법
US11019723B2 (en) Stretchable electrode, electronic device and manufacturing method thereof
US10705659B2 (en) Film touch sensor and method of preparing the same
KR20150020922A (ko) 신축성 기판의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 신축성 기판
CN111834379A (zh) 阵列基板、显示面板及阵列基板的制备方法
KR20140121325A (ko) 신축성 전자회로 및 그의 제조방법
KR20190135772A (ko) 투명 유연 전극을 구비하는 터치패널 및 그 제조방법
CN109390357B (zh) 显示基板及其制作方法、显示装置
KR101768675B1 (ko) 하이브리드 기판과 신축성 전극을 이용한 신축성 패키지 및 그 제조방법
US20150189737A1 (en) Method for manufacturing conductive pattern and device having conductive pattern
CN112420939A (zh) 电子装置及其制造方法
CN111722742A (zh) 透明导电膜及其制备方法
JP2009055700A (ja) 高分子アクチュエータおよびその製造方法
KR20080042378A (ko) 표시 기판 및 이의 제조 방법
US7745735B2 (en) Cross-over of conductive interconnects and a method of crossing conductive interconnects
CN100477310C (zh) 有机半导体器件
US10263019B2 (en) Flexible panel and method for manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160224

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200302

Year of fee payment: 7