KR20150125797A - 스트레쳐블 기판 - Google Patents

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Abstract

소정 탄성률을 갖는 제 1 소재로 이루어진 제 1 기판; 및 소정 탄성률보다 작은 탄성률을 가지는 제 2 소재로 이루어지고, 제 1 기판의 상면에 위치하는 복수의 제 2 기판을 포함하되, 제 1 기판과 복수의 제 2 기판 각각은 제 1 기판과 복수의 제 2 기판 각각의 사이에 형성된 복수의 연결 기둥을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판이 개시된다.

Description

스트레쳐블 기판 {STRETCHABLE SUBSTRATE}
본 발명은 스트레쳐블 기판에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 IC 소자 등이 위치될 수 있는 스트레쳐블 기판에 관한 것이다.
최근 바이오 및 헬스 케어를 위한 인체 부착형(wearable) 디바이스를 위한 연구가 많이 진행되고 있으며, 이를 위해 그 형상을 자유 자재로 늘리거나, 줄일 수 있는 디바이스를 제조하는 것이 필요하다.
형상을 자유 자재로 늘리거나, 줄일 수 있는 디바이스, 즉 스트레쳐블 디바이스를 제조하기 위한 방법으로서, 신축성이 있는 기판에 신축성이 있는 물질들로 이루어진 IC 소자를 배치시켜 디바이스를 구현할 수 있다. 그러나, 디바이스의 동작 중에 IC 소자의 형상이 변한다면, IC 소자의 기능이 정상적으로 유지되기 어렵다. 따라서, 이와 같은 방법에 의한다면, 그 형상이 신축되더라도 기능 저하를 발생시키지 않는 새로운 소재의 발견 또는 개발이 요구된다.
스트레쳐블 디바이스를 제조하기 위한 다른 방법으로서, 스트레쳐블 디바이스를 구현할 기판에 전체적으로 마이크로 단위의 작고 평행한 복수의 물결 모양의 굴곡을 형성할 수 있다. 기판의 신축과 함께 물결 모양의 굴곡이 펴지거나 줄어듬으로써 그 형상이 변형될 수 있는 것이다. 그러나, 이러한 방법에 따르면, 복수의 물결 모양이 진행하는 방향에 수직하는 방향으로만 신축성을 가지게 되며, 기판의 표면이 매끄럽지 못하게 되고, 기판 상에 배치되는 IC 소자에도 악영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판은 IC 소자의 파손을 방지하는 스트레쳐블 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판은 신축성이 좋은 신소재로 이루어진 IC 소자를 개발할 필요 없이 종래 존재하고 있는 IC 소자들을 활용할 수 있는 스트레쳐블 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판은,
소정 탄성률을 갖는 제 1 소재로 이루어진 제 1 기판; 및 상기 소정 탄성률보다 작은 탄성률을 가지는 제 2 소재로 이루어지고, 상기 제 1 기판의 상면에 위치하는 복수의 제 2 기판을 포함하되, 상기 제 1 기판과 복수의 제 2 기판 각각은 상기 제 1 기판과 상기 복수의 제 2 기판 각각의 사이에 형성된 복수의 연결 기둥을 통해 서로 연결될 수 있다.
상기 복수의 연결 기둥은, 상기 제 1 소재로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 소재는, PDMS를 포함할 수 있다.
상기 제 2 소재는, 포토레지스트 소재를 포함할 수 있다.
상기 제 2 소재는, SU-8, ma-N, mr-EBL, mr-UVL, OrmoComp, OrmoClear, ma-P, KMPR 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 복수의 제 2 기판 각각은, 인접한 제 2 기판과 연결부를 통해 연결될 수 있다.
상기 연결부는, 상기 제 2 소재로 이루어지고, 구불구불한 형상을 가질 수 있다.
상기 복수의 연결 기둥과 상기 각각의 제 2 기판 사이에는, SiO2 접착층이 위치될 수 있다.
상기 스트레쳐블 기판은, 상기 제 2 기판의 상면에 위치되는 IC 소자를 포함할 수 있다.
상기 IC 소자는, 디스플레이 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판은 IC 소자의 파손을 방지하는 스트레쳐블 기판을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판은 신축성이 좋은 신소재로 이루어진 IC 소자를 개발할 필요 없이 종래 존재하고 있는 IC 소자들을 활용할 수 있는 스트레쳐블 기판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판의 사시도이다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판의 측면도이고, 도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판이 늘어났을 경우의 측면도이고, 도 2(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판이 줄어들었을 경우의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판의 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판이 늘어났을 경우의 부분 확대도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판(100)의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판(100)은 제 1 기판(110) 및 복수의 제 2 기판(130)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판(100)이란, 측면 방향으로 신축될 수 있는 기판을 의미한다.
제 1 기판(110)은 소정 탄성률을 갖는 제 1 소재로 이루어져 있다. 제 1 소재는 측면 방향으로 신축이 될 수 있는 신축성이 우수한 소재로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, PDMS(polydimethylsiloxane)를 포함할 수 있다. 탄성률이란, 탄성에 있어 응력과 변형의 비율을 의미하며, 변형의 형태에 따라 영률, 강성률 등을 포함한다.
복수의 제 2 기판(130)은 제 1 소재의 탄성률보다 작은 탄성률을 가지는 제 2 소재로 이루어져 있으며, 복수의 제 2 기판(130)은 제 1 기판(110)의 상면에 위치할 수 있다. 제 2 소재는 변형이 잘 일어나지 않는 리지드(rigid)한 소재를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 제 2 소재는 포토레지스트(photoresist) 소재를 포함할 수 있고, 구체적으로, 제 2 소재는 SU-8, ma-N, mr-EBL, mr-UVL, OrmoComp, OrmoClear, ma-P, KMPR 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
복수의 제 2 기판(130)의 상면에는 IC 소자, 예를 들어, OLED, AMOLED 등의 디스플레이 소자가 위치할 수 있기 때문에, 제 2 소재는 증착(evaporation), 포토리소그래피(photolithography), 잉크젯 프린팅(Inkjet printing) 등의 공정에 의해 그 형태가 변형되지 않는 정도의 탄성률을 갖는 것이 바람직하다.
제 1 기판(110)과 복수의 제 2 기판(130) 각각은 제 1 기판(110)과 복수의 제 2 기판(130) 각각의 사이에 형성된 복수의 연결 기둥(150)을 통해 서로 연결된다. 복수의 연결 기둥(150)은 탄성률이 우수한 제 1 소재로 이루어질 수 있으며, 기타 제 2 기판보다 탄성률이 큰 공지된 다른 소재로 이루어질 수도 있다. 복수의 연결 기둥(150)과 각각의 제 2 기판(130) 사이에는 SiO2 접착층이 위치될 수 있으며, SiO2 접착층은 복수의 연결 기둥(150)과 각각의 제 2 기판(130)을 서로 부착시킨다.
복수의 연결 기둥(150)은 복수의 제 2 기판(130) 각각의 상면에 위치되는 IC 소자의 파손을 방지하기 위한 것으로서, 이에 대해서는 도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하여 후술한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 제 2 기판(130) 각각은 인접한 제 2 기판(130)과 연결부(170)를 통해 연결될 수 있다. 연결부(170)는 제 2 소재로 형성될 수 있으며, 구현예에 따라서는, 제 1 소재 또는 기타 공지된 소재로 형성될 수도 있다.
연결부(170)는 구불구불한 형상으로 이루어지며, 연결부(170)의 상면에는 복수의 제 2 기판(130)의 상면에 위치하는 IC 소자들 각각을 연결하는 배선이 위치될 수 있다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판(100)의 측면도이고, 도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판(100)이 늘어났을 경우의 측면도이고, 도 2(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판(100)이 줄어들었을 경우의 측면도이다.
먼저, 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(130) 사이에는 복수의 연결 기둥(150)이 위치할 수 있다.
스트레쳐블 기판(100)의 좌우방향으로 인장력이 가해지는 경우, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(110)은 인장력에 의해 좌우로 늘어나지만, 제 2 기판(130)은 복수의 연결 기둥(150)에 의해 완충된 인장력을 받아 좌우로 늘어나는 정도가 매우 작아지게 된다.
반대로, 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(110)이 압축력에 의해 좌우 방향으로 줄어든다면, 제 2 기판(130)은 복수의 연결 기둥(150)에 의해 완충된 압축력을 받아 좌우로 줄어드는 정도가 매우 작아지게 된다.
만약, 제 2 기판(130)과 제 1 기판(110)이 직접적으로 연결되어 있다면, 제 2 기판(130)으로 가해지는 인장력 또는 압축력이 완충되지 않아 제 2 기판(130) 상에 위치하는 IC 소자가 파손될 위험이 존재한다.
즉, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(130)을 연결하는 복수의 연결 기둥(150)은 스트레쳐블 기판(100)에 가해지는 인장력 또는 압축력을 완충시킴으로써, 제 2 기판(130)의 늘어나는 정도나 줄어드는 정도를 감소시킬 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판(100)을 포함하는 디바이스는 인장력 또는 압축력에 따라 늘어나거나 줄어들 수는 있지만, 제 2 기판(130) 상에 위치하는 IC 소자가 파손되지는 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판(100)의 부분 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 기판(100)이 늘어났을 경우의 부분 확대도이다.
복수의 제 2 기판(130) 상에 존재하는 복수의 IC 소자들은 서로 간에 연결되어야 하는데, 이들을 연결하기 위한 배선 또는 전극은 구불구불한 형상의 연결부(170)에 의해 지지될 수 있다.
복수의 IC 소자들을 연결하는 배선 자체는 구리 등의 소재로 이루어져 있으므로, 복수의 제 2 기판(130) 각각을 연결하는 연결부(170)를 구불구불한 형상으로 구성함으로써, 제 1 기판(110)이 측면 방향으로 신축되는 경우, 연결부(170)와 복수의 IC 소자들을 연결하는 배선도 동시에 신축될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(110)이 측면 방향으로 늘어나는 경우, 복수의 제 2 기판(130) 각각을 연결하는 연결부(170)가 측면 방향으로 늘어남으로써 그 형상이 변형된다는 것을 알 수 있다.
다만, 구현예에 따라서는, 연결부(170)가 제 1 소재로 이루어진 경우, 제 1 소재 자체가 신축성이 우수하므로, 연결부(170)를 직선 형상으로 구성할 수도 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 스트레쳐블 기판
110: 제 1 기판
130: 제 2 기판
150: 연결 기둥
170: 연결부

Claims (10)

  1. 소정 탄성률을 갖는 제 1 소재로 이루어진 제 1 기판; 및
    상기 소정 탄성률보다 작은 탄성률을 가지는 제 2 소재로 이루어지고, 상기 제 1 기판의 상면에 위치하는 복수의 제 2 기판을 포함하되,
    상기 제 1 기판과 복수의 제 2 기판 각각은 상기 제 1 기판과 상기 복수의 제 2 기판 각각의 사이에 형성된 복수의 연결 기둥을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 스트레쳐블 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 연결 기둥은,
    상기 제 1 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 스트레쳐블 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 소재는,
    PDMS를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레쳐블 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 소재는,
    포토레지스트 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레쳐블 기판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제 2 소재는,
    SU-8, ma-N, mr-EBL, mr-UVL, OrmoComp, OrmoClear, ma-P, KMPR 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레쳐블 기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제 2 기판 각각은,
    인접한 제 2 기판과 연결부를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 스트레쳐블 기판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 제 2 소재로 이루어지고, 구불구불한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 스트레쳐블 기판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 연결 기둥과 상기 각각의 제 2 기판 사이에는,
    SiO2 접착층이 위치되는 것을 특징으로 하는 스트레쳐블 기판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스트레쳐블 기판은,
    상기 제 2 기판의 상면에 위치되는 IC 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레쳐블 기판.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 IC 소자는,
    디스플레이 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레쳐블 기판.
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