KR20220089249A - Multilayer stretchable substrate, method for preparing the same, and electronic device comprising the same - Google Patents

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KR20220089249A
KR20220089249A KR1020200179695A KR20200179695A KR20220089249A KR 20220089249 A KR20220089249 A KR 20220089249A KR 1020200179695 A KR1020200179695 A KR 1020200179695A KR 20200179695 A KR20200179695 A KR 20200179695A KR 20220089249 A KR20220089249 A KR 20220089249A
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Abstract

대량생산이 가능하고 신뢰성 및 신축성이 뛰어난 기판, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 전자소자가 제공된다. 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 신축성 기판은 하부 및 상부 연성층 및 그 사이에 위치하는 옥제틱 구조를 가지는 강성층을 포함하며, 금형을 이용한 공정으로 제조될 수 있다. 또한, 다층 신축성 기판을 포함하는 전자소자는 태양전지를 포함할 수 있다.A substrate capable of mass production and excellent in reliability and elasticity, a method for manufacturing the same, and an electronic device including the same are provided. The multilayer stretchable substrate according to an exemplary embodiment of the present invention includes lower and upper flexible layers and a rigid layer having an oxetic structure disposed therebetween, and may be manufactured by a process using a mold. In addition, an electronic device including a multilayer stretchable substrate may include a solar cell.

Description

다층 신축성 기판, 그 제조방법 및 그를 포함하는 전자소자{Multilayer stretchable substrate, method for preparing the same, and electronic device comprising the same}Multilayer stretchable substrate, method for manufacturing same, and electronic device comprising same

본 발명은 다층 신축성 기판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전자소자에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 대량 생산에 적합하고, 신축성 및 신뢰성이 우수한 다층 신축성 기판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전자소자에 관한 것이다.The present invention relates to a multilayer stretchable substrate, a method for manufacturing the same, and an electronic device including the same. More particularly, it relates to a multilayer stretchable substrate suitable for mass production and excellent in stretchability and reliability, a manufacturing method thereof, and an electronic device including the same.

최근 유연(flexible)한 전자장치가 각광을 받고 있다. 이러한 전자장치들은 종래의 전자장치에 비하여 굽히거나 휘는 것이 자유로워 디스플레이 분야, 생체공학(bio-engineering) 분야에서 큰 각광을 받고 있다. 이러한 유연한 전자장치는 신축성을 가지는 기판 상에 형성되므로, 기판이 신장되거나 압축되는 경우에는 그것에 따라 신장되거나 압축된다. 이것은 일반적인 탄성체가 외부로부터 인장, 굽힘, 뒤틀림 등의 물리적인 힘을 받을 때, 탄성체의 변형도는 전 구간에 걸쳐 균일하고 등방적(isotropic)인 성질을 가지기 때문이다. Recently, flexible electronic devices have been in the spotlight. Since these electronic devices can be bent or bent more freely than conventional electronic devices, they are receiving great spotlight in the field of display and bio-engineering. Since such a flexible electronic device is formed on a flexible substrate, when the substrate is stretched or compressed, it is stretched or compressed accordingly. This is because, when a general elastic body receives a physical force such as tensile, bending, or twisting from the outside, the degree of deformation of the elastic body is uniform over the entire section and has isotropic properties.

한편, 유연한 전자장치에 이어 웨어러블 디바이스와 같은 신축성 전자장치에 대한 요구가 늘어가고 있는 실정이다.Meanwhile, following flexible electronic devices, demand for stretchable electronic devices such as wearable devices is increasing.

일반적인 물질, 즉, 비-옥세틱(non-auxetic) 물질은 그 내부에 응력이 가해지면 해당 방향으로 신장함과 동시에 수직 방향으로 수축이 행해진다. 따라서, 재료 내부에 생기는 수직 응력에 의한 가로 변형과 세로 변형과의 비를 의미하는 푸아송비(Poisson's ratio)는 양수를 가진다.A general material, that is, a non-auxetic material, stretches in a corresponding direction when a stress is applied therein, and at the same time contracts in a vertical direction. Therefore, the Poisson's ratio, which means the ratio between the transverse strain and the longitudinal strain due to the normal stress generated inside the material, has a positive number.

특히, 신축성 디스플레이의 경우 양의 푸아송비를 가지게 되면 화면의 이미지가 일그러짐이 발생하기 때문에 바람직하지 않을 수 있다.In particular, in the case of a stretchable display, having a positive Poisson's ratio may be undesirable because the image on the screen is distorted.

반대로, 옥세틱 구조를 가지는 물질은 그 내부에 응력이 가해지면 해당 방향과 수직 방향으로 모두 신장될 수 있어, 푸아송비가 아주 작거나 음수를 가질 수 있다.Conversely, a material having an oxetic structure may be elongated in both the corresponding direction and the perpendicular direction when a stress is applied therein, so that the Poisson's ratio may be very small or may have a negative number.

그러나, 푸아송비가 작은 옥세틱 구조를 가지는 물질을 이용하여 실제로 신축성 전자소자를 구현하는 데에는 여러 가지 어려움이 있다.However, there are various difficulties in actually realizing a stretchable electronic device using a material having an oxetic structure having a small Poisson's ratio.

예를 들어, 신축성이 낮은 전기적 배선을 그것보다 신축성이 높은 기판에 형성하고, 기판에 인장력을 인가하면, 기판의 신축성에 비하여 낮은 신축성을 가지는 전기적 배선은 기판이 늘어남에 따라 같은 정도로 늘어나지 못하고, 전기적 배선에 스트레스가 인가되어 결과적으로 크랙 등의 물리적 손상이 발생한다. For example, if electrical wiring with low elasticity is formed on a substrate with higher elasticity than that, and tensile force is applied to the substrate, electrical wiring with low elasticity compared to the elasticity of the substrate does not stretch to the same extent as the substrate is stretched, Stress is applied to the wiring, resulting in physical damage such as cracks.

따라서, 전기적 배선에 의하여 전기적으로 연결된 전자장치 또는 전기장치가 안정적으로 동작하지 않게 된다. 이러한 경우는 전기적 배선뿐만 아니라, 기판과 신축성이 다른 전자소자를 신축성 기판에 형성하고 기판에 외력을 인가하는 경우에 발생할 수 있는 것으로, 신축성 기판 상에 형성된 전자소자의 안정적 동작을 보장할 수 없다.Accordingly, an electronic device or an electric device electrically connected by electrical wiring does not operate stably. Such a case may occur when not only electrical wiring but also an electronic device having a different elasticity from the substrate is formed on a stretchable substrate and an external force is applied to the substrate, and stable operation of the electronic device formed on the stretchable substrate cannot be guaranteed.

한편, 특허문헌 1의 경우 신축성 기판 위에 경화성 폴리머를 인쇄한 다음 경화시켜 변형율 제어 패턴을 형성함으로써 외력에 의한 변형율을 달리하는 플렉서블 기판을 제조하고 있다. 그러나, 이 경우 변형률 제어 패턴을 균일한 크기와 간격으로 형성하기가 용이하지 않아 대량생산에 적합하지 않은 문제가 있다.On the other hand, in the case of Patent Document 1, a flexible substrate having a different deformation rate due to an external force is manufactured by printing a curable polymer on a stretchable substrate and curing it to form a deformation rate control pattern. However, in this case, since it is not easy to form the strain control pattern with a uniform size and spacing, there is a problem that is not suitable for mass production.

또한, 변형율 제어 패턴을 형성하기 위한 경화성 폴리머는 인쇄가능하여야 하므로 소재 선택에 제약이 있을 수 있다.In addition, since the curable polymer for forming the strain control pattern must be printable, there may be restrictions in material selection.

특허문헌 2의 경우, 기판부에 옥세틱 구조체가 삽입되어 있는 전도성 유연 소자를 개시하고 있는데, 이러한 전도성 유연 소자는 기판 물질과 전극 물질 간의 푸아송비를 줄일 수 있는 효과가 있으나, 기판에 옥세틱 구조체를 삽입하는 경우에는 실시하기가 용이하지 않고, 글래스 위에 옥세틱 구조체를 놓은 다음 PDMS로 채우는 경우에는 옥세틱 구조체가 기판 단면의 중심부에 위치하지 않아 기판의 신축성이 위치에 따라 달라질 수 있다.In the case of Patent Document 2, there is disclosed a conductive flexible device having an oxetic structure inserted into the substrate. This conductive flexible device has an effect of reducing the Poisson's ratio between the substrate material and the electrode material, but the oxetic structure is provided on the substrate. It is not easy to carry out in the case of inserting the oxetic structure, and when the oxetic structure is placed on glass and then filled with PDMS, the oxetic structure is not located in the center of the cross-section of the substrate, so that the elasticity of the substrate may vary depending on the position.

한국공개특허 10-2015-0077899Korean Patent Publication No. 10-2015-0077899 한국공개특허 제2018-0061003호Korean Patent Publication No. 2018-0061003

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 옥제틱 구조의 패터닝이 다양하고 정확도가 높고, 반복된 신축 및 이완에도 장기간 이방성 신축이 이루어질 수 있는 다층 신축성 기판 및 이를 포함하는 전자소자를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a multilayer stretchable substrate in which patterning of an oxetic structure is varied and high in accuracy, and anisotropically stretched even after repeated stretching and relaxation, and an electronic device including the same.

또한, 단순한 공정으로 대량생산이 가능한 다층 신축성 기판의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a multilayer stretchable substrate capable of mass production through a simple process.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 중합체 화합물을 포함하는 하부 연성층;According to an aspect of the present invention, a lower flexible layer comprising a first polymer compound;

제2 중합체 화합물을 포함하는 상부 연성층; 및an upper flexible layer comprising a second polymer compound; and

상기 하부 연성층 및 상부 연성층 사이에 위치하고 옥제틱 구조를 가지며, 제3 중합체 화합물을 포함하는 강성층;을 포함하는 다층 신축성 기판으로서, A multilayer stretchable substrate comprising a; a rigid layer positioned between the lower flexible layer and the upper flexible layer and having an oxetic structure, the rigid layer comprising a third polymer compound,

상기 기판은 하기 수학식 1을 만족하는 다층 신축성 기판이 제공된다:The substrate is provided with a multilayer stretchable substrate satisfying Equation 1 below:

<수학식 1><Equation 1>

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 수학식 1에서, In Equation 1 above,

Figure pat00002
는 상기 기판의 포아송비로서, 0.4 이하의 값이고,
Figure pat00002
is the Poisson's ratio of the substrate, and is a value of 0.4 or less,

x1은 상기 강성층 두께에 대한 상기 하부 연성층 및 상부 연성층의 총 두께의 비이고,x 1 is the ratio of the total thickness of the lower flexible layer and the upper flexible layer to the thickness of the rigid layer,

x2는 상기 하부 연성층 및 상부 연성층의 평균 영률에 대한 상기 강성층의 영률의 비이다.x 2 is the ratio of the Young's modulus of the rigid layer to the average Young's modulus of the lower flexible layer and the upper flexible layer.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 옥제틱 패턴을 갖는 금형을 준비하는 단계;According to another aspect of the present invention, preparing a mold having an oxetic pattern;

제3 중합체 화합물 및 제3 경화제를 포함하는 강성층 형성용 조성물을 준비하는 단계;Preparing a composition for forming a rigid layer comprising a third polymer compound and a third curing agent;

상기 금형 위에 상기 강성층 형성용 조성물을 도포하여 옥제틱 구조를 갖는 강성층을 제조하는 단계;preparing a rigid layer having an oxetic structure by applying the composition for forming a rigid layer on the mold;

상기 강성층 위에 제1 중합체 화합물 및 제1 경화제를 포함하는 제1 연성층 형성용 조성물을 도포하여 하부 연성층을 형성하는 단계;forming a lower flexible layer by applying a composition for forming a first flexible layer including a first polymer compound and a first curing agent on the rigid layer;

상기 하부 연성층이 형성된 강성층을 상기 금형으로부터 분리하는 단계; 및separating the rigid layer on which the lower flexible layer is formed from the mold; and

상기 하부 연성층이 형성된 강성층의 반대쪽에 제2 중합체 화합물 및 제2 경화제를 포함하는 상부 연성층 형성용 조성물을 도포하여 상부 연성층을 형성하는 단계;forming an upper flexible layer by applying a composition for forming an upper flexible layer including a second polymer compound and a second curing agent on the opposite side of the rigid layer on which the lower flexible layer is formed;

를 포함하는 다층 신축성 기판의 제조방법이 제공된다.There is provided a method of manufacturing a multilayer stretchable substrate comprising a.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 다층 신축성 기판; 및According to another aspect of the present invention, the multi-layer stretchable substrate; and

상기 신축성 기판 위에 위치하는 전극부;를 포함하는 신축성 전자소자가 제공된다.An electrode part positioned on the stretchable substrate is provided.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 반복 연신 내구성 및 신뢰성이 우수한 다층 신축성 기판 및 이를 포함하는 전자소자를 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a multilayer stretchable substrate having excellent durability and reliability in repeated stretching and an electronic device including the same.

또한, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 단순한 공정으로 다층 신축성 기판을 대량 생산할 수 있다.In addition, according to another embodiment of the present invention, it is possible to mass-produce a multilayer stretchable substrate through a simple process.

도 1a는 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 신축성 기판의 개략 단면도이고, 도 1b는 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 신축성 기판의 개략 정면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 다층 신축성 기판의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 신축성 기판의 제조방법을 단계별로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 신축성 전자소자를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조한 샘플 사진이다.
도 6은 반복 연신 내구성 시험을 위한 샘플 사진이다.
도 7a 및 도 7b는 반복 연신 내구성 시험 결과를 나타내는 사진이다.
1A is a schematic cross-sectional view of a multilayer stretchable substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic front view of the multilayer stretchable substrate according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of a multilayer stretchable substrate according to another embodiment of the present invention.
3 is a view showing step-by-step a method of manufacturing a multilayer stretchable substrate according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating a stretchable electronic device according to an embodiment of the present invention.
5 is a photograph of a sample prepared according to an embodiment of the present invention.
6 is a photograph of a sample for the repeated stretching durability test.
7A and 7B are photographs showing the results of the repeated stretching durability test.

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 것이며, 본 실시예들은 단지 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and these embodiments merely allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.Hereinafter, specific contents for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Regardless of the drawings, like reference numbers refer to like elements.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, "포함한다" 또는 "포함하는"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, "comprises" or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated elements.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

본 명세서에서, “제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되지는 않는다. 또한, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.In this specification, terms such as “first” and “second” are for distinguishing one component from other components, and the scope of rights is not limited by these terms. Also, the first component may be referred to as a second component, and the second component may also be referred to as a first component.

본 명세서에서, “중합체”는 문맥에 따라 경화한 후의 중합체를 의미하거나, 경화 전의 중합체를 의미할 수 있다.As used herein, "polymer" may mean a polymer after curing or a polymer before curing, depending on the context.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The singular expression is to be understood as including the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.Each step may occur in a different order than the stated order unless the context clearly dictates a specific order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

본 명세서에서 실시예들을 설명하기 위하여 참조되는 도면은 설명의 편의 및 이해의 용이를 위하여 의도적으로 크기, 높이, 두께 등이 과장되어 표현되어 있으며, 절대적으로 비율에 따라 확대 또는 축소된 것이 아니다. 또한, 도면에 도시된 어느 하나의 구성요소는 의도적으로 축소되어 표현하고, 다른 구성요소는 의도적으로 확대되어 표현될 수 있다.The drawings referenced to describe the embodiments in this specification are intentionally exaggerated in size, height, thickness, etc. for convenience of description and ease of understanding, and are not absolutely enlarged or reduced in proportion. Also, any one of the components shown in the drawings may be intentionally reduced and expressed, and other elements may be intentionally enlarged and expressed.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래", "하부", "위", "상부" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms "below", "lower", "above", "upper", etc. may be used to easily describe the correlation between one component and other components as shown in the drawings. have. Spatially relative terms should be understood as terms including different directions of components during use or operation in addition to the directions shown in the drawings. For example, when a component illustrated in the drawings is turned over, a component described as “below” another component may be placed “above” the other component. Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. Components may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.

한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~ 사이에"는 마찬가지로 구성요소들 사이에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다는 것을 포함한다.On the other hand, other expressions describing the relationship between the elements, that is, “between” includes that other elements may exist between the elements as well.

본 발명의 일 측면에 따른 다층 신축성 기판은 제1 중합체 화합물을 포함하는 하부 연성층; 제2 중합체 화합물을 포함하는 상부 연성층; 및 상기 하부 연성층 및 상부 연성층 사이에 위치하고 옥제틱 구조를 가지며, 제3 중합체 화합물을 포함하는 강성층;을 포함하는 다층 신축성 기판으로서, 상기 신축성 기판은 하기 수학식 1을 만족하는 다층 신축성 기판이 제공된다:A multilayer stretchable substrate according to an aspect of the present invention includes a lower flexible layer including a first polymer compound; an upper flexible layer comprising a second polymer compound; and a rigid layer positioned between the lower flexible layer and the upper flexible layer and having an oxetic structure, the rigid layer including a third polymer compound, wherein the stretchable substrate satisfies Equation 1 below. This is provided:

<수학식 1><Equation 1>

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 수학식 1에서, In Equation 1 above,

Figure pat00004
는 상기 기판의 포아송비로서, 0.4 이하의 값이고,
Figure pat00004
is the Poisson's ratio of the substrate, and is a value of 0.4 or less,

x1은 상기 강성층 두께에 대한 상기 하부 연성층 및 상부 연성층의 총 두께의 비이고,x 1 is the ratio of the total thickness of the lower flexible layer and the upper flexible layer to the thickness of the rigid layer,

x2는 상기 하부 연성층 및 상부 연성층의 평균 영률에 대한 상기 강성층의 영률의 비이다.x 2 is the ratio of the Young's modulus of the rigid layer to the average Young's modulus of the lower flexible layer and the upper flexible layer.

본 발명의 일 구현예에 따른 다층 신축성 기판은 상기 수학식 1을 만족함으로써 기판 위에 전극 또는 배선 등이 위치하는 전기 또는 전자소자에서 외력이 가해질 때 이축 변형 제어가 원활하게 이루어질 수 있다.The multilayer stretchable substrate according to an embodiment of the present invention satisfies Equation 1, so that when an external force is applied from an electric or electronic device on which an electrode or wiring is positioned on the substrate, biaxial deformation control can be smoothly performed.

도 1a는 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 신축성 기판의 개략 단면도이고, 도 1b는 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 신축성 기판의 개략 정면도이다.1A is a schematic cross-sectional view of a multilayer stretchable substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic front view of the multilayer stretchable substrate according to an embodiment of the present invention.

도 1a 및 도 1b를 참고로 하면, 다층 신축성 기판(1a, 1b)은 하부 연성층(11a, 11b); 그 위에 위치하는 옥제틱 구조를 갖는 강성층(13a, 13b); 및 상기 강성층(13a, 13b) 위에 위치하는 상부 연성층(12a, 12b)을 포함한다. 1A and 1B , the multilayer stretchable substrates 1a and 1b may include lower flexible layers 11a and 11b; Rigid layers 13a and 13b having an oxetic structure positioned thereon; and upper flexible layers 12a and 12b positioned on the rigid layers 13a and 13b.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 중합체 화합물 및 제2 중합체 화합물은 동일하거나 상이할 수 있으며, 예를 들어 동일할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first polymer compound and the second polymer compound may be the same or different, for example, may be the same.

또한, 예를 들어, 상기 제1 중합체 화합물이 상부 연성층에 포함되고, 상기 제2 중합체 화합물이 하부 연성층에 포함되거나, 상기 제1 중합체 화합물이 하부 연성층에 포함되고 상기 제2 중합체 화합물이 상부 연성층에 포함될 수 있다.Also, for example, the first polymer compound is included in the upper flexible layer and the second polymer compound is included in the lower flexible layer, or the first polymer compound is included in the lower flexible layer and the second polymer compound is included in the lower flexible layer. It may be included in the upper flexible layer.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 중합체 화합물 및 제2 중합체 화합물은 신축성을 가지는 중합체이면 특별히 제한되지는 않으며, 각각 독립적으로 다공성 PDMS, S3-PDMS, PDMS, 및 EcoFlex 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 예를 들어, 다공성 PDMS, S3-PDMS, EcoFlex 00-30, 및 EcoFlex 00-10으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first polymer compound and the second polymer compound are not particularly limited as long as they are polymers having elasticity, and each independently at least one selected from porous PDMS, S3-PDMS, PDMS, and EcoFlex. can For example, it may be at least one selected from porous PDMS, S3-PDMS, EcoFlex 00-30, and EcoFlex 00-10.

상기 수학식 1에서, 상기 x1은 0.4 이상 2 이하, 0.4 이상 1 이하, 0.25 이상 1 이하, 0.3 이상 1 이하, 0.3 이상 0.9 이하, 0.4 이상 0.9 이하, 0.4 이상 1 이하일 수 있으며, 상기 x2는 1 이상 100 이하, 1 이상 10 이하, 2 이상 10 이하, 2 이상 8 이하일 수 있다.In Equation 1, x 1 may be 0.4 or more and 2 or less, 0.4 or more and 1 or less, 0.25 or more 1 or less, 0.3 or more and 1 or less, 0.3 or more and 0.9 or less, 0.4 or more and 0.9 or less, and 0.4 or more and 1 or less, and x 2 may be 1 or more and 100 or less, 1 or more and 10 or less, 2 or more and 10 or less, and 2 or more and 8 or less.

상기 x1 및 x2가 상기 범위내에 드는 경우, 다층 신축성 기판은 원하는 포아송비를 가지면서 전자소자를 제조하기에 적합한 기판의 두께 및 신축성을 가질 수 있다.When x 1 and x 2 are within the above ranges, the multilayer stretchable substrate may have a desired thickness and stretchability of a substrate suitable for manufacturing an electronic device while having a desired Poisson's ratio.

상기 수학식 1에서,

Figure pat00005
는 예를 들어 0.38 이하, 0.35 이하, 0.20 이하, 0.15 이하, 0 이하, -0.1 이하일 수 있다. 상기 범위 내에 드는 경우, 신축성 기판으로서 특히, 디스플레이 장치의 신축성 기판으로 사용하기에 적합할 수 있다.In Equation 1 above,
Figure pat00005
may be, for example, 0.38 or less, 0.35 or less, 0.20 or less, 0.15 or less, 0 or less, -0.1 or less. When it falls within the above range, the stretchable substrate may be particularly suitable for use as a stretchable substrate of a display device.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제3 중합체 화합물은 상기 제1 및 제2 중합체 화합물과 동일하거나 상이할 수 있으며, 예를 들어 상이할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the third polymer compound may be the same as or different from the first and second polymer compounds, for example, may be different.

상기 제3 중합체 화합물은 특별히 제한되지는 않으나, 폴리디메틸실록산(PDMS) 화합물, 폴리우레탄(PU) 화합물, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 및 폴리이미드(PI) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. The third polymer compound is not particularly limited, but may be at least one selected from a polydimethylsiloxane (PDMS) compound, a polyurethane (PU) compound, polymethyl methacrylate (PMMA), and polyimide (PI).

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 강성층의 두께는 300㎛ 이상 800㎛ 이하, 300㎛ 이상 700㎛ 이하, 400㎛ 이상 700㎛ 이하일 수 있고, 상기 연성층의 두께는 각각 200㎛ 이상 500㎛ 이하, 300㎛ 이상 500㎛ 이하, 350㎛ 이상 500㎛ 이하일 수 있다. 상기 범위내에 드는 경우, 전자소자의 기판으로서 적합할 수 있고, 이방성 변형률을 원하는대로 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the thickness of the rigid layer may be 300 μm or more and 800 μm or less, 300 μm or more and 700 μm or less, and 400 μm or more and 700 μm or less, and the thickness of the flexible layer is 200 μm or more and 500 μm, respectively. Below, 300 μm or more and 500 μm or less, 350 μm or more and 500 μm or less. When it falls within the above range, it can be suitable as a substrate for an electronic device, and the anisotropic strain can be controlled as desired.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 상부 연성층 및 하부 연성층은 각각 영률이 0.1MPa 이상 1MPa 이하, 0.2MPa 이상 0.9MPa 이하, 0.3MPa 이상 0.9MPa 이하일 수 있다. 상기 범위내에 드는 경우, 상기 강성층과의 탄성 계수 차이로 인하여 다층 신축성 기판의 이방성 변형률 제어가 용이할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the upper flexible layer and the lower flexible layer may have a Young's modulus of 0.1 MPa or more and 1 MPa or less, 0.2 MPa or more and 0.9 MPa or less, and 0.3 MPa or more and 0.9 MPa or less, respectively. When it falls within the above range, it may be easy to control the anisotropic strain of the multilayer stretchable substrate due to the difference in the elastic modulus with the rigid layer.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 강성층의 영률은 1MPa 이상 10MPa 이하일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the Young's modulus of the rigid layer may be 1 MPa or more and 10 MPa or less.

상기 강성층의 포아송비는 0.3 이상 0.5 이하, 0.35 이상 0.5 이하, 0.35 이상 0.45 이하이고, 상기 하부 연성층 및 상기 상부 연성층의 포아송비는 각각 독립적으로 예를 들어 0.3 이상 0.5 이하, 0.35 이상 0.5 이하, 0.35 이상 0.45 이하 일 수 있다.Poisson's ratio of the rigid layer is 0.3 or more and 0.5 or less, 0.35 or more and 0.5 or less, 0.35 or more and 0.45 or less, and the Poisson's ratio of the lower flexible layer and the upper flexible layer are each independently, for example, 0.3 or more and 0.5 or less, 0.35 or more and 0.5 or less, it may be 0.35 or more and 0.45 or less.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 강성층은 옥제틱 구조를 가지고, 상기 연성층보다 탄성계수가 커서 다층 신축성 기판의 이방성 변형률 제어가 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다. According to one embodiment of the present invention, the rigid layer has an oxetic structure, and has a higher elastic modulus than the flexible layer, so that the anisotropic strain of the multilayer stretchable substrate can be effectively controlled.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 옥제틱 구조는 파형의 보타이 구조일 수 있다. 옥제틱 구조의 패턴을 조절함으로써, 상기 강성층의 포아송비를 조절할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the oxetic structure may be a wavy bowtie structure. By controlling the pattern of the oxetic structure, the Poisson's ratio of the rigid layer may be adjusted.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 다층 신축성 기판은 상기 상부 연성층을 1층 이상 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the multilayer stretchable substrate may include one or more layers of the upper flexible layer.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 하부 연성층은 강성층이 위치하는 반대쪽의 표면에 미세구조를 가질 수 있다. 이러한 미세구조를 가짐으로써 방열 성능을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 미세구조를 가지는 표면에 추가적으로 초소수성 고분자층을 포함할 수 있다. 이 경우 방수 성능을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the lower flexible layer may have a microstructure on the surface opposite to the rigid layer. By having such a microstructure, heat dissipation performance can be improved. In addition, a superhydrophobic polymer layer may be additionally included on the surface having the microstructure. In this case, the waterproof performance can be improved.

또한, 다층 신축성 기판은 상기 상부 연성층 위에 1층 이상의 신뢰성층을 더 포함할 수 있다.In addition, the multilayer stretchable substrate may further include one or more reliability layers on the upper flexible layer.

도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 다층 신축성 기판의 개략 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a multilayer stretchable substrate according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참고로 하면, 다층 신축성 기판(2)은 하부 연성층(21); 그 위에 위치하는 옥제틱 구조를 갖는 강성층(23); 상기 강성층(23) 위에 위치하는 상부 연성층(22); 및 상부 연성층 (22)에 위치하는 신뢰성층(24)을 포함한다. Referring to FIG. 2 , the multilayer stretchable substrate 2 includes a lower flexible layer 21 ; a rigid layer 23 having an oxetic structure positioned thereon; an upper flexible layer 22 positioned on the rigid layer 23; and a reliability layer 24 located on the upper flexible layer 22 .

상기 신뢰성층은 방열 기능 및 방수 기능 중 적어도 하나 이상을 가질 수 있다.The reliability layer may have at least one of a heat dissipation function and a waterproof function.

상기 신뢰성층이 방열 기능을 가지는 경우, 금속 나노와이어, 예를 들면 은 나노와이어를 포함할 수 있다.When the reliability layer has a heat dissipation function, it may include metal nanowires, for example, silver nanowires.

상기 신뢰성층이 방수 기능을 가지는 경우, 소수성 중합체를 포함할 수 있다. 소수성 중합체로는 예를 들어, 파라핀 왁스, 칸델릴라 왁스(candelilla wax), 및 비즈 왁스(bees wax) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.When the reliability layer has a waterproof function, it may include a hydrophobic polymer. The hydrophobic polymer may be, for example, at least one selected from paraffin wax, candelilla wax, and bees wax.

본 발명의 일 실시예에 따른 강성층에 형성된 옥세틱 구조는 계산통계학을 통하여 최적의 푸아송비를 구현할 수 있도록 모델링할 수 있다.The oxetic structure formed in the rigid layer according to an embodiment of the present invention can be modeled to implement an optimal Poisson's ratio through computational statistics.

본 발명의 다른 측면에 따른 다층 신축성 기판의 제조방법은 옥제틱 패턴을 갖는 금형을 준비하는 단계; 제3 중합체 및 제3 경화제를 포함하는 강성층 형성용 조성물을 준비하는 단계; 상기 금형 위에 상기 강성층 형성용 조성물을 도포하여 옥제틱 구조를 갖는 강성층을 제조하는 단계; 상기 강성층 위에 제1 중합체 및 제1 경화제를 포함하는 제1 연성층 형성용 조성물을 도포하여 하부 연성층을 형성하는 단계; 상기 하부 연성층이 형성된 강성층을 상기 금형으로부터 분리하는 단계; 및 상기 하부 연성층이 형성된 강성층의 반대쪽에 제2 중합체 및 제2 경화제를 포함하는 상부 연성층 형성용 조성물을 도포하여 상부 연성층을 형성하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a multilayer stretchable substrate, the method comprising: preparing a mold having an oxetic pattern; Preparing a composition for forming a rigid layer comprising a third polymer and a third curing agent; preparing a rigid layer having an oxetic structure by applying the composition for forming a rigid layer on the mold; forming a lower flexible layer by applying a composition for forming a first flexible layer including a first polymer and a first curing agent on the rigid layer; separating the rigid layer on which the lower flexible layer is formed from the mold; and forming an upper flexible layer by applying a composition for forming an upper flexible layer including a second polymer and a second curing agent on the opposite side of the rigid layer on which the lower flexible layer is formed.

도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 신축성 기판의 제조방법을 단계별로 나타낸 도면이다. 3 is a view showing step-by-step a method of manufacturing a multilayer stretchable substrate according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도 3을 참고로 하여 다층 신축성 기판의 제조방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a multilayer stretchable substrate will be described in more detail with reference to FIG. 3 .

도 3의 (a)를 참조하면, 먼저 옥제틱 패턴을 갖는 금형을 준비한다. Referring to FIG. 3A , first, a mold having an oxetic pattern is prepared.

상기 옥제틱 패턴을 갖는 금형은 반복해서 사용할 수 있고, 옥제틱 패턴을 다양하게 구현할 수 있으면 그 제조방법이나 재료에 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 옥제틱 패턴을 갖는 금형은 절삭 가공으로 형성되는 것일 수 있으며, 황동, 알루미늄, 베이크라이트, 및 SU-8/실리콘 웨이퍼 중에서 선택된 1종 이상의 재료로 제조된 것일 수 있다.The mold having the oxetic pattern can be used repeatedly, and as long as the oxetic pattern can be implemented in various ways, there is no particular limitation in the manufacturing method or material thereof. For example, the mold having the oxetic pattern may be formed by cutting, and may be made of one or more materials selected from brass, aluminum, bakelite, and SU-8/silicon wafer.

상기 옥제틱 패턴은 원하는 단위 패턴, 간격, 높이 등에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 상기 옥제틱 패턴은 궁극적으로는 다층 신축성 기판의 강성층의 옥제틱 구조를 형성하기 위한 것이다. 즉, 다층 신축성 기판의 강성층의 옥제틱 구조에 대응하도록 홈이 형성된 것을 의미한다.The oxetic pattern may be formed in various shapes according to a desired unit pattern, spacing, height, and the like. The oxetic pattern is ultimately for forming an oxetic structure of the rigid layer of the multilayer stretchable substrate. That is, it means that the groove is formed to correspond to the oxetic structure of the rigid layer of the multilayer stretchable substrate.

그런 다음, 제3 중합체 화합물 및 제3 경화제를 포함하는 강성층 형성용 조성물을 준비하게 된다. Then, a composition for forming a rigid layer including a third polymer compound and a third curing agent is prepared.

도 3의 (b)에서 보듯이, 상기 금형 위에 상기 강성층 형성용 조성물을 도포하여 강성층을 형성한다. 상기 강성층 형성용 조성물은 상기 강성층의 두께가 상기 금형의 옥제틱 패턴의 높이 이하가 되도록 도포되는 것일 수 있다. As shown in (b) of FIG. 3, a rigid layer is formed by coating the composition for forming a rigid layer on the mold. The composition for forming the rigid layer may be applied so that the thickness of the rigid layer is equal to or less than the height of the oxetic pattern of the mold.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 금형 위에 상기 강성층 형성용 조성물을 도포하기 전에 자기조립 단분자막을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the method may further include forming a self-assembled monolayer before applying the composition for forming a rigid layer on the mold.

상기 자기조립 단분자막을 형성함으로써 이후에 진행하는 강성층과 금형의 분리가 용이하게 이루어질 수 있다.By forming the self-assembled monolayer, the subsequent separation of the rigid layer and the mold can be easily achieved.

자기조립 단분자막을 형성하기 위한 조성물로는 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들어, 헥산과 트리클로로(옥타데실)실란의 혼합 용액을 사용할 수 있다. The composition for forming the self-assembled monolayer is not particularly limited, and, for example, a mixed solution of hexane and trichloro(octadecyl)silane may be used.

도 3의 (c)에서 보듯이, 상기 강성층을 형성한 후, 그 위에 제1 중합체 및 제1 경화제를 포함하는 제1 연성층 형성용 조성물을 도포하여 하부 연성층을 형성한다.As shown in FIG. 3C , after the rigid layer is formed, a composition for forming a first flexible layer including a first polymer and a first curing agent is applied thereon to form a lower flexible layer.

그런 다음, 도 3의 (d)에서 보는 바와 같이, 상기 금형으로부터 상기 하부 연성층이 형성된 강성층을 분리한다. Then, as shown in FIG. 3D , the rigid layer on which the lower flexible layer is formed is separated from the mold.

이후에, 도 3의 (e)에서 보듯이, 상기 하부 연성층이 형성된 강성층의 반대쪽에 제2 중합체 및 제2 경화제를 포함하는 상부 연성층 형성용 조성물을 도포하여 상부 연성층을 형성하게 된다.Thereafter, as shown in FIG. 3E , an upper flexible layer is formed by applying a composition for forming an upper flexible layer including a second polymer and a second curing agent on the opposite side of the rigid layer on which the lower flexible layer is formed. .

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 중합체 화합물 내지 제3 중합체 화합물은 각각 상기 다층 신축성 기판에서 기재한 것과 동일한 것을 의미한다.According to one embodiment of the present invention, the first to third polymer compounds mean the same as those described in the multilayer stretchable substrate, respectively.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 연성층 형성용 조성물 및 제2 연성층 형성용 조성물은 각각 하부 연성층 및 상부 연성층의 두께가 각각 200㎛ 이상 500㎛ 이하, 300㎛ 이상 500㎛ 이하, 350㎛ 이상 500㎛ 이하가 되도록 도포되는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the composition for forming the first flexible layer and the composition for forming the second flexible layer, the thickness of the lower flexible layer and the upper flexible layer is 200 μm or more and 500 μm or less, 300 μm or more and 500 μm, respectively. Hereinafter, it may be applied so as to be 350 μm or more and 500 μm or less.

상기 제1 연성층 형성용 조성물, 제2 연성층 형성용 조성물 및 강성층 형성용 조성물은 광경화시 중합도를 조절하기 위하여 광개시제를 더 포함할 수 있다. 상기 광개시제의 종류는 광조사에 의해 라디칼을 발생시켜 중합 반응을 개시할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 벤조인계 개시제, 히드록시 케톤계 개시제, 아미노 케톤계 개시제, 및 카프로락탐 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The composition for forming the first flexible layer, the composition for forming the second flexible layer, and the composition for forming the rigid layer may further include a photoinitiator to control the polymerization degree during photocuring. The type of the photoinitiator is not particularly limited as long as it can initiate a polymerization reaction by generating a radical by irradiation with light, and for example, a benzoin-based initiator, a hydroxyketone-based initiator, an aminoketone-based initiator, and a caprolactam selected from There may be more than one type.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 연성층 형성용 조성물 및 제2 연성층 형성용 조성물 및 강성층 형성용 조성물은 제1 중합체 내지 제3 중합체가 가시광, 자외선(UV, Ultra-Violet) 등의 광에 의하여 경화되는 광경화성 중합체인 경우, 가시광이나 자외선을 조사하여 경화시킬 수 있다. 이 때, 각각의 조성물을 도포 후 각각 바로 완전히 경화시킬 수도 있고, 강성층 형성용 조성물 및 제1 연성층 형성용 조성물을 도포 후에는 반경화하고, 최종적으로 한꺼번에 경화할 수도 있다.According to one embodiment of the present invention, in the composition for forming the first flexible layer, the composition for forming the second flexible layer, and the composition for forming the rigid layer, the first polymer to the third polymer are visible light, ultraviolet (UV, Ultra-Violet) In the case of a photocurable polymer that is cured by light, such as, it can be cured by irradiating visible light or ultraviolet rays. At this time, each composition may be completely cured immediately after application, or semi-cured after application of the composition for forming a rigid layer and the composition for forming the first flexible layer, and finally cured at once.

또한, 상기 제1 중합체 내지 제3 중합체가 열에 의하여 경화되는 열 경화성 중합체인 경우, 열을 가하여 경화시킬 수 있으며, 이 경우에도 조성물을 도포 후 각각 바로 완전 경화시킬 수도 있고, 강성층 형성용 조성물 및 제1 연성층 형성용 조성물을 도포 후에는 반경화하고, 최종적으로 한꺼번에 경화할 수도 있다.In addition, when the first to third polymers are thermosetting polymers cured by heat, they can be cured by applying heat. After applying the composition for forming the first flexible layer, it may be semi-cured and finally cured all at once.

여기서, “반경화”란 추가 경화 가능한 사이트를 가지는 상태를 의미한다.Here, “semi-cured” refers to a state having an additionally curable site.

예를 들어, 상기 하부 연성층을 형성하는 단계는 상기 제1 연성층 형성용 조성물을 반경화하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 상부 연성층을 형성하는 단계는 상기 제2 연성층 형성용 조성물을 완전 경화하는 단계를 포함할 수 있다.For example, the forming of the lower flexible layer may include semi-curing the composition for forming the first flexible layer. In addition, the forming of the upper flexible layer may include completely curing the composition for forming the second flexible layer.

상기 제1 연성층 형성용 조성물, 강성층 형성용 조성물 및 제2 연성층 형성용 조성물은 각각 독립적으로 80 ℃ 이상 120 ℃ 이하의 온도에서 20 분 이상 40분 이하 동안 경화되는 것일 수 있다. The composition for forming the first flexible layer, the composition for forming a rigid layer, and the composition for forming the second flexible layer may each independently be cured at a temperature of 80° C. or more and 120° C. or less for 20 minutes or more and 40 minutes or less.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1 경화제 내지 제3 경화제는 중합체의 종류에 따라 광경화제 또는 열경화제일 수 있다. 특별히 제한되는 것은 아니나, 상기 제1 경화제 내지 제3 경화제는 각각 독립적으로 헥산디올 디아크릴레이트계 경화제, 우레탄 아크릴레이트계 경화제, 에폭시계 경화제, 금속 킬레이트계 경화제 및 이소시아네이트계 경화제 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the first to third curing agents may be photocuring agents or thermosetting agents depending on the type of polymer. Although not particularly limited, the first to third curing agents may each independently be at least one selected from a hexanediol diacrylate-based curing agent, a urethane acrylate-based curing agent, an epoxy-based curing agent, a metal chelate-based curing agent, and an isocyanate-based curing agent. have.

에폭시계 경화제로는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, N, N, N', N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 및 글리세린 디글리시딜에테르 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 이소시아네이트계 경화제로는 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포름 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 및 나프탈렌 디이소시아네이트 중 선택된 1종 이상일 수 있다.Epoxy-based curing agents include ethylene glycol diglycidyl ether, triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, N, N, N', N'-tetraglycidyl ethylenediamine and glycerin diglycidyl ether. It may be one or more selected. The isocyanate-based curing agent may be at least one selected from tolylene diisocyanate, xylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isoform diisocyanate, tetramethylxylene diisocyanate, and naphthalene diisocyanate.

상기 하부 연성층 형성용 조성물 및 하부 연성층 형성용 조성물은 각각 상기 제1 중합체 화합물과 제1 경화제, 상기 제2 중합체 화합물과 제2 경화제를 20:1, 또는 30:1의 중량비로 포함할 수 있다.The composition for forming the lower flexible layer and the composition for forming the lower flexible layer may include the first polymer compound and the first curing agent, and the second polymer compound and the second curing agent in a weight ratio of 20:1 or 30:1, respectively. have.

상기 강성층 형성용 조성물은 상기 제3 중합체 화합물과 제3 경화제를 10:1, 또는 5:1의 중량비로 포함할 수 있다. The composition for forming the rigid layer may include the third polymer compound and the third curing agent in a weight ratio of 10:1 or 5:1.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 상부 연성층, 강성층 및 하부 연성층의 층간 접합력을 향상시키기 위해, 적층 전에 각 층에 UV 처리 또는 산 처리와 같은 통상의 공정을 추가적으로 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in order to improve the interlayer bonding strength of the upper flexible layer, the rigid layer, and the lower flexible layer, a conventional process such as UV treatment or acid treatment may be additionally included in each layer before lamination.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 상부 연성층 위에 신뢰성층 형성용 조성물을 도포하여 신뢰성층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the method may further include forming a reliability layer by applying a composition for forming a reliability layer on the upper flexible layer.

상기 신뢰성층 형성용 조성물을 상기 다층 신축성 기판에서 기재한 바와 같은 신뢰성층을 형성하기 위한 조성물을 의미한다.The composition for forming the reliability layer refers to a composition for forming the reliability layer as described in the multilayer stretchable substrate.

본 발명의 다른 측면에 따른 신축성 전자소자는 상기 다층 신축성 기판; 및 상기 신축성 기판 위에 위치하는 전극부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a stretchable electronic device comprising: the multilayer stretchable substrate; and an electrode part positioned on the stretchable substrate.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 전극부는 전극 패턴을 가지는 와이어 형태인 것을 포함할 수 있으며, Au, Ag, Al, Cu, Ti 등의 금속 재료로 이루어질 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the electrode part may include a wire-shaped one having an electrode pattern, and may be made of a metal material such as Au, Ag, Al, Cu, Ti.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 신축성 전자소자는 대량 생산이 가능하고, 계면 간 접합력이 뛰어나 반복 사용하는 경우에도 내구성이 우수할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the stretchable electronic device can be mass-produced, and has excellent interfacial bonding strength, so that even when used repeatedly, durability can be excellent.

도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 신축성 전자소자를 개략적으로 나타낸 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating a stretchable electronic device according to an embodiment of the present invention.

도 4의 다층 신축성 기판(4)에서 상부 연성층(41)과 하부 연성층(42) 사이에 강성층(43)이 위치한다. 또한, 상부 연성층(41) 위에 방열 기능을 갖는 신뢰성층(44)으로서 은 나노와이어가 분산된 층이 존재한다. 하부 연성층(42)은 강성층(43)과 접한 쪽과 반대쪽에 미세구조를 가지며, 그 위에 초소수성 고분자층(45)이 존재한다. 이러한 다층 신축성 기판(4) 위에 전극부(48) 및 소자(49)가 위치하여 신축성 전자소자를 구성할 수 있게 된다. In the multilayer stretchable substrate 4 of FIG. 4 , the rigid layer 43 is positioned between the upper flexible layer 41 and the lower flexible layer 42 . In addition, there is a layer in which silver nanowires are dispersed as a reliability layer 44 having a heat dissipation function on the upper flexible layer 41 . The lower flexible layer 42 has a microstructure on the opposite side to the side in contact with the rigid layer 43 , and the superhydrophobic polymer layer 45 is present thereon. The electrode part 48 and the device 49 are positioned on the multilayer stretchable substrate 4 to form a stretchable electronic device.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 신축성 전자소자는 태양전지일 수 있다. 태양전지일 경우, 상기 신축성 전자소자는 광활성층; 및 봉지막을 추가로 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the stretchable electronic device may be a solar cell. In the case of a solar cell, the stretchable electronic device may include a photoactive layer; and an encapsulation film.

광활성층 및 봉지막의 소재는 특별히 제한되지 않으며, 태양전지 분야에서 사용되는 것이면 사용 가능하다. 본 발명의 일 구현예에 따른 전자소자는 다층 신축성 기판을 포함함으로써 다층 신축성 기판의 신축성이 뛰어나 그 위에 위치하는 전극부, 광활성층 및 봉지막 또한 신축성 기판의 이방성 신축에 따라 신축될 수 있어 신축성 태양전지로 활용가능하다. The material of the photoactive layer and the encapsulation film is not particularly limited, and can be used as long as it is used in the field of solar cells. The electronic device according to an embodiment of the present invention includes a multi-layer stretchable substrate, so that the multi-layer stretchable substrate has excellent elasticity, and thus the electrode part, the photoactive layer and the encapsulation film positioned thereon can also be stretched and stretched according to the anisotropic stretching of the stretchable substrate. It can be used as a battery.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples.

실시예 1: 다층 신축성 기판의 제조Example 1: Preparation of a multilayer stretchable substrate

재료:ingredient:

제2 연성층 형성용 조성물 및 제1 연성층 형성용 조성물 (구입처: 다우케미컬컴퍼니, 상품명: sylgard 184, PDMS:경화제 = 10:1 질량비)Composition for forming the second flexible layer and the composition for forming the first flexible layer (Purchase: Dow Chemical Company, trade name: sylgard 184, PDMS: curing agent = 10:1 mass ratio)

강성층 형성용 조성물: EcoFlex(구입처:SMOOTH-ON, 상품명: Ecoflex 00-30)Composition for forming a rigid layer: EcoFlex (place of purchase: SMOOTH-ON, trade name: Ecoflex 00-30)

공정:process:

금형 제조mold manufacturing

금형(소재: 알루미늄, 크기: 200mm*100mm)에 옥제틱 패턴을 절삭가공 방식으로 500㎛ 깊이로 형성하였다. An oxetic pattern was formed in a mold (material: aluminum, size: 200mm*100mm) to a depth of 500㎛ by cutting method.

자기조립 단분자막 형성Formation of self-assembled monolayer

n-헥산(구입처:DAEJUNG)과 트리클로로(옥타데실)실란(구입처:Sigma-Aldrich)을 60mL:100uL의 부피비로 혼합한 용액에, 위에서 제조한 금형을 2시간 동안 담갔다. 그런 다음 금형을 꺼내어 이소프로필 알코올과 탈이온수로 차례로 세척하여 금형 표면에 자기조립 단분자막을 형성하였다.The mold prepared above was immersed in a solution of n-hexane (from DAEJUNG) and trichloro (octadecyl) silane (from Sigma-Aldrich) in a volume ratio of 60mL:100uL for 2 hours. Then, the mold was taken out and washed sequentially with isopropyl alcohol and deionized water to form a self-assembled monolayer on the mold surface.

강성층 형성Formation of rigid layer

자기조립 단분자막이 형성된 금형에 강성층 형성용 조성물을 붓고, 조성물 표면을 평평한 플라스틱 판으로 밀어 금형의 홈에만 조성물이 채워지도록 하여 강성층을 형성하였다.The composition for forming the rigid layer was poured into the mold on which the self-assembled monolayer was formed, and the surface of the composition was pushed with a flat plastic plate so that only the grooves of the mold were filled with the composition to form the rigid layer.

하부 연성층 형성Formation of lower flexible layer

상기 강성층에 제1 연성층 형성용 조성물을 붓고 필름 코터를 이용하여 원하는 두께로 쌓았다. 그런 다음 100℃에서 30분간 열경화를 진행하였다.The composition for forming the first flexible layer was poured on the rigid layer and stacked to a desired thickness using a film coater. Then, thermosetting was performed at 100° C. for 30 minutes.

금형 제거mold removal

상기 경화가 완료된 하부 연성층 및 강성층을 금형으로부터 떼어낸 다음 뒤집었다. The lower flexible layer and the rigid layer after the curing were removed from the mold, and then turned over.

상부 연성층 형성Formation of upper soft layer

뒤집은 상기 강성층 위에 제2 연성층 형성용 조성물을 붓고 필름 코터를 이용하여 원하는 두께로 쌓았다. 그런 다음. 100℃에서 30분간 열 경화를 진행하였다.A composition for forming a second flexible layer was poured on the inverted rigid layer and stacked to a desired thickness using a film coater. after that. Thermal curing was performed at 100° C. for 30 minutes.

신뢰성층 형성Reliability layer formation

상기 경화가 완료된 상부 연성층 위에 은 나노 와이어(제조사명:Sigma-Aldrich, 제품명:Silver nanowires)의 이소프로필 알코올 분산액(0.5wt% 은 나노 와이어)을 스프레이 코팅한 다음 200℃ 및 2G 압력에서 10분 동안 열 압착하였다.An isopropyl alcohol dispersion (0.5 wt% silver nanowires) of silver nanowires (manufacturer name: Sigma-Aldrich, product name: Silver nanowires) was spray-coated on the upper flexible layer where the curing was completed, and then, at 200°C and 2G pressure for 10 minutes during thermal compression.

실시예 2 및 실시예 3Examples 2 and 3

강성층과 연성층의 두께비 및 영률비를 하기 표 1에서와 같이 달리하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 신축성 기판을 제조하였다.A multilayer stretchable substrate was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the thickness ratio and Young's modulus ratio of the rigid layer and the flexible layer were changed as shown in Table 1 below.

비교예 1 및 비교예 2Comparative Example 1 and Comparative Example 2

강성층과 연성층의 두께비 및 영률비를 하기 표 1에서와 같이 달리하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 신축성 기판을 제조하였다.A multilayer stretchable substrate was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the thickness ratio and Young's modulus ratio of the rigid layer and the flexible layer were changed as shown in Table 1 below.

상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1과 비교예 2에서 제조한 다층 신축성 기판에 대하여 하기와 같은 방법으로 포아송비 및 영률을 측정하였다. 도 5는 본 발명의 실시예 1에서 제조한 다층 신축성 기판의 샘플 사진이다.For the multilayer stretchable substrates prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, Poisson's ratio and Young's modulus were measured as follows. 5 is a photograph of a sample of the multilayer stretchable substrate prepared in Example 1 of the present invention.

포아송비 측정Poisson's ratio measurement

인장강도 테스트 장비(INSTRON MODEL 3343, LOAD CELL: MAX LOAD 500N)를 이용하여 본 발명의 실시예의 샘플을 인장시키는 동안, 도 5에 나타낸 샘플 내의 인식점(빨간점으로 표시) 간 거리를 측정하여 변형율을 계산하였다. 이로부터 포아송비를 측정하였다.While tensile strength testing equipment (INSTRON MODEL 3343, LOAD CELL: MAX LOAD 500N) was used to tension the sample of the embodiment of the present invention, the strain rate was measured by measuring the distance between the recognition points (indicated by red dots) in the sample shown in FIG. was calculated. From this, Poisson's ratio was measured.

영률 측정Young's modulus measurement

상기 실시예에서 제조한 다층 신축성 기판에 대하여 강성층과 연성층의 두께비 및 영률비에 따른 포아송비를 계산하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다.The Poisson's ratio according to the thickness ratio and Young's modulus ratio of the rigid layer and the flexible layer was calculated for the multilayer stretchable substrate prepared in the above example, and it is shown in Table 1 below.

강성층 두께에 대한 상기 하부 연성층 및 상부 연성층의 총 두께의 비이고,is the ratio of the total thickness of the lower flexible layer and the upper flexible layer to the thickness of the rigid layer,

x2는 상기 하부 연성층 및 상부 연성층의 평균 영률에 대한 상기 강성층의 영률의 비이다.x 2 is the ratio of the Young's modulus of the rigid layer to the average Young's modulus of the lower flexible layer and the upper flexible layer.

강성층의 두께에 대한 하부 연성층 및 상부 연성층의 총 두께의 비
(x1)
The ratio of the total thickness of the lower flexible layer and the upper flexible layer to the thickness of the rigid layer
(x 1 )
하부 연성층 및 상부 연성층의 평균 영률에 대한 강성층의 영률의 비
(x2)
The ratio of the Young's modulus of the rigid layer to the average Young's modulus of the lower and upper flexible layers
(x 2 )
기판의 포아송비
Poisson's ratio of the substrate
실시예 1Example 1 400:500 (x1=0.8)400:500 (x 1 =0.8) 10:1 (x2=10)10:1 (x 2 =10) 0.175 (실험값)0.175 (experimental value) 실시예 2Example 2 700:500 (x1=1.4)700:500 (x 1 =1.4) 10:1 (x2=10)10:1 (x 2 =10) 0.185 (실험값)0.185 (experimental value) 실시예 3Example 3 1000:500 (x1=2)1000:500 (x 1 =2) 10:1 (x2=10)10:1 (x 2 =10) 0.193 (계산값)0.193 (calculated value) 비교예 1Comparative Example 1 500:500 (x1=1)500:500 (x 1 =1) 1:10(x2=0.1)1:10 (x 2 =0.1) 0.7737(계산값)0.7737 (calculated) 비교예 2Comparative Example 2 500:500 (x1=1)500:500 (x 1 =1) 1:5(x2=0.2)1:5 (x 2 =0.2) 0.6252(계산값)0.6252 (calculated)

상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 신축성 기판은 상기 수학식 1을 만족하였을 때 포아송비가 0.4 이하로 이방성 변형이 가능함을 알 수 있다.As can be seen in Table 1, it can be seen that the multilayer stretchable substrate according to the embodiment of the present invention can be anisotropically deformed with a Poisson's ratio of 0.4 or less when Equation 1 is satisfied.

반복 연신 내구성 시험Repeat Stretching Durability Test

상기 실시예 2에 따라 제조한 다층 신축성 기판에 대하여 도 7에서와 같이 시편을 제작하여 상기 인장 강도 테스트 장비에서 하기 표 2의 조건에 따라 반복 연신 내구성 시험을 수행하였다. 도 6은 반복 연신 내구성 시험을 위한 샘플 사진이다.For the multilayer stretchable substrate prepared according to Example 2, a specimen was prepared as shown in FIG. 7, and a repeated stretching durability test was performed in the tensile strength test equipment according to the conditions of Table 2 below. 6 is a photograph of a sample for the repeated stretching durability test.

그 결과를 하기 표 2 및 도 7에 나타내었다. 도 7a 및 도 7b는 반복 연신 내구성 시험 결과를 나타내는 사진이다.The results are shown in Table 2 and FIG. 7 below. 7A and 7B are photographs showing the results of the repeated stretching durability test.

인장률(%)Tensile rate (%) 인장 속도(Hz)Tensile Rate (Hz) 온도(℃)Temperature (℃) 인장 횟수number of seals 박리 여부Whether peeling 1One 3030 1One 상온room temperature 10,00010,000 XX 22 3030 1One 상온room temperature 30,00030,000 XX 33 3030 1One 상온room temperature 100,000100,000 XX 44 3030 1/601/60 8585 100100 XX

상기 표 2에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 신축성 기판은 반복 연신 시에도 박리가 일어나지 않았다. 또한 도 7a 및 도 7b에서 보듯이 반복 연신 전 후에 샘플의 기공의 수 및 크기 변화가 없음으로부터 박리가 일어나지 않았음을 확인할 수 있다. As can be seen in Table 2, in the multilayer stretchable substrate according to the exemplary embodiment of the present invention, peeling did not occur even during repeated stretching. In addition, as shown in FIGS. 7A and 7B , it can be confirmed that peeling did not occur because there was no change in the number and size of pores in the sample before and after repeated stretching.

이상 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.Although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

1a, 1b, 2, 3, 4: 다층 신축성 기판
11a, 11b, 21, 31, 41: 하부 연성층
12a, 12b, 22, 32, 42: 상부 연성층
13a, 13b, 23, 33, 43: 강성층
30: 금형
24, 34, 44: 신뢰성층
36: 플라스틱판
37: 필름 코터
45: 초소수성 고분자층
48: 전극부
49: 소자
1a, 1b, 2, 3, 4: Multi-layer stretchable substrate
11a, 11b, 21, 31, 41: lower flexible layer
12a, 12b, 22, 32, 42: upper flexible layer
13a, 13b, 23, 33, 43: rigid layer
30: mold
24, 34, 44: reliability layer
36: plastic plate
37: film coater
45: superhydrophobic polymer layer
48: electrode part
49: element

Claims (33)

제1 중합체 화합물을 포함하는 하부 연성층;
제2 중합체 화합물을 포함하는 상부 연성층; 및
상기 하부 연성층 및 상기 상부 연성층 사이에 위치하고 옥제틱 구조를 가지며, 제3 중합체 화합물을 포함하는 강성층;을 포함하는 다층 신축성 기판으로서,
상기 기판은 하기 수학식 1을 만족하는 다층 신축성 기판:
<수학식 1>
Figure pat00006

상기 수학식 1에서,
Figure pat00007
는 상기 기판의 포아송비로서, 0.4 이하의 값이고,
x1은 상기 강성층 두께에 대한 상기 하부 연성층과 상기 상부 연성층의 총 두께의 비이고,
x2는 상기 하부 연성층 및 상부 연성층의 평균 영률에 대한 상기 강성층의 영률의 비이다.
a lower flexible layer comprising a first polymer compound;
an upper flexible layer comprising a second polymer compound; and
A multilayer stretchable substrate comprising a; a rigid layer positioned between the lower flexible layer and the upper flexible layer, the rigid layer having an oxetic structure, and including a third polymer compound,
The substrate is a multilayer stretchable substrate satisfying Equation 1 below:
<Equation 1>
Figure pat00006

In Equation 1 above,
Figure pat00007
is the Poisson's ratio of the substrate, and is a value of 0.4 or less,
x 1 is the ratio of the total thickness of the lower flexible layer and the upper flexible layer to the thickness of the rigid layer,
x 2 is the ratio of the Young's modulus of the rigid layer to the average Young's modulus of the lower flexible layer and the upper flexible layer.
청구항 1에 있어서,
상기 x1은 0.4 이상 2 이하인 다층 신축성 기판.
The method according to claim 1,
Wherein x 1 is 0.4 or more and 2 or less of the multilayer stretchable substrate.
청구항 1에 있어서,
상기 x2는 1 이상 100 이하인 다층 신축성 기판.
The method according to claim 1,
wherein x 2 is 1 or more and 100 or less of the multilayer stretchable substrate.
청구항 1에 있어서,
상기 제3 중합체 화합물은 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄, 폴리메틸메타크릴레이트 및 폴리이미드 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 다층 신축성 기판.
The method according to claim 1,
The third polymer compound is a multilayer stretchable substrate comprising at least one selected from polydimethylsiloxane, polyurethane, polymethyl methacrylate, and polyimide.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 중합체 화합물 및 제2 중합체 화합물은 각각 독립적으로 다공성 PDMS, S3-PDMS, PDMS, EcoFlex 00-30 및 EcoFlex 00-10 중에서 선택된 1종 이상인 다층 신축성 기판.
The method according to claim 1,
The first polymer compound and the second polymer compound are each independently at least one selected from porous PDMS, S3-PDMS, PDMS, EcoFlex 00-30, and EcoFlex 00-10.
청구항 1에 있어서,
상기 옥제틱 구조는 파형의 보타이 구조인 다층 신축성 기판.
The method according to claim 1,
The oxetic structure is a multilayer stretchable substrate having a wavy bowtie structure.
청구항 1에 있어서,
상기 하부 연성층의 두께 및 상기 상부 연성층의 두께는 각각 독립적으로 200㎛ 이상 500㎛ 이하인 다층 신축성 기판.
The method according to claim 1,
A thickness of the lower flexible layer and a thickness of the upper flexible layer are each independently 200 μm or more and 500 μm or less.
청구항 1에 있어서,
상기 강성층의 두께는 300㎛ 이상 800㎛ 이하인 다층 신축성 기판.
The method according to claim 1,
A thickness of the rigid layer is 300 μm or more and 800 μm or less.
청구항 1에 있어서,
상기 상부 연성층 및 상기 하부 연성층의 영률은 각각 독립적으로 0.1MPa 이상 1MPa 이하인 다층 신축성 기판.
The method according to claim 1,
The Young's modulus of the upper flexible layer and the lower flexible layer are each independently 0.1 MPa or more and 1 MPa or less.
청구항 1에 있어서,
상기 강성층의 영률은 1MPa 이상 10MPa 이하인 다층 신축성 기판.
The method according to claim 1,
The Young's modulus of the rigid layer is 1 MPa or more and 10 MPa or less.
청구항 1에 있어서,
상기 강성층의 포아송비는 0.3 이상 0.5 이하이고, 상기 하부 연성층 및 상부 연성층의 포아송비는 각각 독립적으로 0.3 이상 0.5 이하인 다층 신축성 기판.
The method according to claim 1,
A Poisson's ratio of the rigid layer is 0.3 or more and 0.5 or less, and the Poisson's ratio of the lower flexible layer and the upper flexible layer are each independently 0.3 or more and 0.5 or less.
청구항 1에 있어서,
상기 상부 연성층 위에 1층 이상의 신뢰성층을 추가로 포함하는 다층 신축성 기판.
The method according to claim 1,
A multilayer stretchable substrate further comprising one or more reliability layers on the upper flexible layer.
청구항 12에 있어서,
상기 신뢰성층은 방열 기능 및 방수 기능 중 1 이상을 갖는 다층 신축성 기판.
13. The method of claim 12,
The reliability layer is a multilayer stretchable substrate having at least one of a heat dissipation function and a waterproof function.
청구항 13에 있어서,
상기 신뢰성층은 금속 나노와이어를 포함하는 다층 신축성 기판.
14. The method of claim 13,
The reliability layer is a multilayer stretchable substrate including metal nanowires.
청구항 13에 있어서,
상기 신뢰성층은 소수성 중합체를 포함하는 다층 신축성 기판.
14. The method of claim 13,
The reliability layer is a multilayer stretchable substrate including a hydrophobic polymer.
청구항 15에 있어서,
상기 소수성 중합체는 파라핀 왁스, 칸델릴라 왁스 및 비즈 왁스 중에서 선택된 1종 이상인 다층 신축성 기판.
16. The method of claim 15,
wherein the hydrophobic polymer is at least one selected from paraffin wax, candelilla wax, and beeswax.
옥제틱 패턴을 갖는 금형을 준비하는 단계;
제3 중합체 화합물 및 제3 경화제를 포함하는 강성층 형성용 조성물을 준비하는 단계;
상기 금형 위에 상기 강성층 형성용 조성물을 도포하여 옥제틱 구조를 갖는 강성층을 제조하는 단계;
상기 강성층 위에 제1 중합체 화합물 및 제1 경화제를 포함하는 제1 연성층 형성용 조성물을 도포하여 하부 연성층을 형성하는 단계;
상기 하부 연성층이 형성된 강성층을 상기 금형으로부터 분리하는 단계; 및
상기 하부 연성층이 형성된 강성층의 반대쪽에 제2 중합체 화합물 및 제2 경화제를 포함하는 상부 연성층 형성용 조성물을 도포하여 상부 연성층을 형성하는 단계;
를 포함하는 다층 신축성 기판의 제조방법.
Preparing a mold having an oxetic pattern;
Preparing a composition for forming a rigid layer comprising a third polymer compound and a third curing agent;
preparing a rigid layer having an oxetic structure by applying the composition for forming a rigid layer on the mold;
forming a lower flexible layer by applying a composition for forming a first flexible layer including a first polymer compound and a first curing agent on the rigid layer;
separating the rigid layer on which the lower flexible layer is formed from the mold; and
forming an upper flexible layer by applying a composition for forming an upper flexible layer including a second polymer compound and a second curing agent on the opposite side of the rigid layer on which the lower flexible layer is formed;
A method of manufacturing a multilayer stretchable substrate comprising a.
청구항 17에 있어서,
상기 다층 신축성 기판은 하기 수학식 1을 만족하는 다층 신축성 기판의 제조방법:
<수학식 1>
Figure pat00008

상기 수학식 1에서,
Figure pat00009
는 상기 기판의 포아송비로서, 0.4 이하의 값이고,
x1은 상기 강성층 두께에 대한 상기 연성층의 총 두께의 비이고,
x2는 상기 하부 연성층 및 상부 연성층의 평균 영률에 대한 상기 강성층의 영률의 비이다.
18. The method of claim 17,
The multilayer stretchable substrate is a method of manufacturing a multilayer stretchable substrate satisfying Equation 1 below:
<Equation 1>
Figure pat00008

In Equation 1 above,
Figure pat00009
is the Poisson's ratio of the substrate, and is a value of 0.4 or less,
x 1 is the ratio of the total thickness of the flexible layer to the thickness of the rigid layer,
x 2 is the ratio of the Young's modulus of the rigid layer to the average Young's modulus of the lower flexible layer and the upper flexible layer.
청구항 17에 있어서,
상기 옥제틱 패턴을 갖는 금형은 절삭 가공으로 형성되는 다층 신축성 기판의 제조방법.
18. The method of claim 17,
A method for manufacturing a multilayer stretchable substrate wherein the mold having the oxetic pattern is formed by cutting.
청구항 17에 있어서,
상기 옥제틱 패턴을 갖는 금형은 황동, 알루미늄, 베이크라이트 및 SU-8/실리콘 웨이퍼 중에서 선택된 1종 이상의 재료로 제조된 것인 다층 신축성 기판의 제조방법.
18. The method of claim 17,
The method for manufacturing a multilayer stretchable substrate wherein the mold having the oxetic pattern is made of at least one material selected from brass, aluminum, bakelite and SU-8/silicon wafer.
청구항 17에 있어서,
상기 제1 중합체 화합물 및 제2 중합체 화합물은 각각 독립적으로 다공성 PDMS, S3-PDMS, EcoFlex 00-30 및 EcoFlex 00-10으로부터 선택된 1종 이상인 다층 신축성 기판의 제조방법.
18. The method of claim 17,
The first polymer compound and the second polymer compound are each independently selected from porous PDMS, S3-PDMS, EcoFlex 00-30, and EcoFlex 00-10.
청구항 17에 있어서,
상기 제3 중합체 화합물은 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄, 폴리메틸메타크릴레이트 및 폴리이미드 중에서 선택된 1종 이상인 다층 신축성 기판의 제조방법.
18. The method of claim 17,
The third polymer compound is a method of manufacturing a multilayer stretchable substrate at least one selected from polydimethylsiloxane, polyurethane, polymethyl methacrylate and polyimide.
청구항 17에 있어서,
상기 강성층 형성용 조성물은 상기 강성층의 두께가 상기 금형의 옥제틱 패턴의 높이 이하가 되도록 도포되는 다층 신축성 기판의 제조방법.
18. The method of claim 17,
The composition for forming a rigid layer is a method of manufacturing a multilayer stretchable substrate in which the thickness of the rigid layer is applied to be less than or equal to the height of the oxetic pattern of the mold.
청구항 17에 있어서,
상기 제1 연성층 형성용 조성물 및 제2 연성층 형성용 조성물은 각각 하부 연성층 및 상부 연성층의 두께가 200㎛ 이상 500㎛ 이하가 되도록 도포되는 것인 다층 신축성 기판의 제조방법.
18. The method of claim 17,
The method for manufacturing a multilayer stretchable substrate, wherein the first flexible layer-forming composition and the second flexible layer-forming composition are applied such that the thickness of the lower flexible layer and the upper flexible layer is 200 μm or more and 500 μm or less, respectively.
청구항 17에 있어서,
상기 제1 경화제 내지 제3 경화제는 각각 독립적으로 이소시아네이트계 경화제, 에폭시계 경화제, 금속 킬레이트계 경화제 및 아지리딘계 경화제 중에서 선택된 1종 이상인 다층 신축성 기판의 제조방법.
18. The method of claim 17,
The first to third curing agents are each independently selected from an isocyanate-based curing agent, an epoxy-based curing agent, a metal chelate-based curing agent, and an aziridine-based curing agent.
청구항 17에 있어서,
상기 하부 연성층을 형성하는 단계는 상기 제1 연성층 형성용 조성물을 반경화하는 단계를 포함하는 것인 다층 신축성 기판의 제조방법.
18. The method of claim 17,
The forming of the lower flexible layer may include semi-curing the composition for forming the first flexible layer.
청구항 17에 있어서,
상기 상부 연성층을 형성하는 단계는 상기 제2 연성층 형성용 조성물을 완전 경화하는 단계를 포함하는 것인 다층 신축성 기판의 제조방법.
18. The method of claim 17,
The forming of the upper flexible layer may include completely curing the composition for forming the second flexible layer.
청구항 17에 있어서,
상기 제1 연성층 형성용 조성물, 강성층 형성용 조성물, 및 제2 연성층 형성용 조성물은 각각 독립적으로 80℃ 이상 120℃ 이하의 온도에서 20분 이상 40분 이하 동안 경화되는 것인 다층 신축성 기판의 제조방법.
18. The method of claim 17,
The composition for forming the first flexible layer, the composition for forming a rigid layer, and the composition for forming the second flexible layer are each independently cured at a temperature of 80°C or higher and 120°C or lower for 20 minutes or more and 40 minutes or less. manufacturing method.
청구항 17에 있어서,
상기 상부 연성층 위에 신뢰성층 형성용 조성물을 도포하여 신뢰성층을 형성하는 단계를 더 포함하는 다층 신축성 기판의 제조방법.
18. The method of claim 17,
The method of manufacturing a multilayer stretchable substrate further comprising the step of forming a reliability layer by applying a composition for forming a reliability layer on the upper flexible layer.
청구항 17에 있어서,
상기 금형 위에 상기 강성층 형성용 조성물을 도포하기 전에 자기조립 단분자막을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 다층 신축성 기판의 제조방법.
18. The method of claim 17,
The method of manufacturing a multilayer stretchable substrate further comprising the step of forming a self-assembled monolayer before applying the composition for forming a rigid layer on the mold.
청구항 1에 따른 다층 신축성 기판; 및
상기 신축성 기판 위에 위치하는 전극부;를 포함하는 신축성 전자소자.
The multilayer stretchable substrate according to claim 1 ; and
and an electrode part positioned on the stretchable substrate.
청구항 31에 있어서,
상기 신축성 전자소자는 태양전지인 신축성 전자소자.
32. The method of claim 31,
The stretchable electronic device is a solar cell.
청구항 31에 있어서,
광활성층; 및 봉지막을 더 포함하는 신축성 전자소자.
32. The method of claim 31,
photoactive layer; and a stretchable electronic device further comprising an encapsulation film.
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