KR20230013797A - Stretchable electronic platforms with 3-dimensional array of rigid island pattern and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
아래의 실시예들은 신축성 전자 소자 플랫폼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼 및 그 제작 방법에 관한 것이다. The following embodiments relate to a stretchable electronic device platform, and more particularly, to a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape and a manufacturing method thereof.
현재 스트레처블 디스플레이(stretchable display)에 적용되는 발광소자는 구조제어를 통해 제작되고 있다. 구체적으로, 발광소자는 단단한(rigid) 기판 상에서 제작된 소자를 동일하게 사용하고 소자의 밀도를 낮게 하며 소자간에 구불구불한(serpentine) 형태의 배선(interconnect)을 형성하는 아일랜드 인터커넥트(island interconnect) 방법과, 프리-스트레인(pre-strain)을 가한 기판 상에 제작된 소자를 전사한 후 스트레인을 제거하여 버클링(buckling)을 만들어 소자에 신축성을 부여하는 기계적인 버클링(mechanical buckling) 방법을 통해 제작되고 있다.Currently, a light emitting device applied to a stretchable display is being manufactured through structural control. Specifically, the light emitting device is an island interconnect method of using the same device fabricated on a rigid substrate, lowering the density of the device, and forming a serpentine interconnect between the devices. And, through a mechanical buckling method that transfers the fabricated device on a pre-strained substrate and then removes the strain to create buckling to give elasticity to the device. is being produced
상술한 두 가지 방법은 기존에 사용되고 있는 소자들을 그대로 사용하면서 신축성을 부여할 수 있으나, 아일랜드 인터커넥트(island interconnect) 방법의 경우, 소자의 밀도가 낮아지며 공정이 매우 복잡해지며, 기계적인 버클링(mechanical buckling) 방법의 경우, 전사를 해야 하기 때문에 대면적화가 어렵고, 프리-스트레인을 가한 방향으로는 신축성이 있지만, 이에 수직한 방향으로는 신축성이 거의 없어 여러 방향으로는 신축성을 구비할 수 없다.The above two methods can impart elasticity while using existing devices as they are, but in the case of the island interconnect method, the density of devices is lowered, the process is very complicated, and mechanical buckling ) method, it is difficult to make a large area because it must be transferred, and it has elasticity in the direction where the pre-strain is applied, but there is little elasticity in the direction perpendicular to it, so it cannot be provided with elasticity in various directions.
한국등록특허 10-2103067호는 이러한 낮은 영률을 가지는 신축성층 위 단단한 아일랜드 패턴의 제작 방법 및 이를 이용한 신축성 전자소자 플랫폼에 관한 기술을 기재하고 있다.Korean Patent Registration No. 10-2103067 describes a method for manufacturing a hard island pattern on an elastic layer having such a low Young's modulus and a technology related to a stretchable electronic device platform using the same.
실시예들은 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼 및 그 제작 방법에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 3차원 어레이 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용하여 고신축성과 높은 기능부 면적 비를 가지는 전자 소자의 제작 및 구현 방법을 제공한다. Embodiments describe a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape and a manufacturing method thereof, and more specifically, high elasticity and a high functional part area ratio using a solid island pattern having a three-dimensional array shape. It provides methods for fabricating and implementing electronic devices.
실시예들은 단단한 아일랜드 패턴 어레이를 3차원 형상으로 구현하여 인터커넥터를 안쪽으로 집적이 가능해짐으로써 전자 장치를 활용하는 단단한 아일랜드 패턴을 높은 면적 비로 구현할 수 있는, 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼 및 그 제작 방법을 제공하는데 있다.Embodiments use a solid island pattern having a 3-dimensional shape, which can implement a solid island pattern array in a 3-dimensional shape so that an interconnector can be integrated into the inside, thereby implementing a solid island pattern using an electronic device at a high area ratio. It is to provide a stretchable electronic device platform and a manufacturing method thereof.
또한, 실시예들은 단단한 아일랜드 패턴을 연결하는 인터커넥터를 세로 방향으로 구현하여 인터커넥터에 인가되는 스트레스를 경감시킴으로써 신축성 전자 소자 플랫폼의 인장률을 상승시키는, 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼 및 그 제작 방법을 제공하는데 있다. In addition, the embodiments are stretchable using a solid island pattern having a three-dimensional shape, which increases the tensile rate of a stretchable electronic device platform by reducing the stress applied to the interconnector by implementing the interconnector connecting the rigid island pattern in the vertical direction. It is to provide an electronic device platform and a manufacturing method thereof.
일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼 제작 방법은, 소정 간격 서로 이격되어 배치되는 다수개의 단단한 아일랜드(rigid island) 패턴들 및 인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 연결하는 인터커넥터를 구성하도록, 반도체 기판 상의 신축 기판을 패터닝하는 단계; 패터닝된 상기 신축 기판 상에 희생층을 구성하는 단계; 제1 테이프를 이용하여 패터닝된 상기 신축 기판 및 상기 희생층을 전사하는 단계; 제2 테이프를 이용하여 패터닝된 상기 신축 기판 및 상기 희생층을 전사하는 단계; 접착제가 코팅된 탄성층에 인장력을 가하는 단계; 상기 제2 테이프에 전사된 패터닝된 상기 신축 기판 및 상기 희생층을 인장력이 가해진 상기 접착제가 코팅된 탄성층 상에 전사하는 단계; 상기 제2 테이프를 제거하고, 상기 희생층을 식각하는 단계; 및 상기 접착제가 코팅된 탄성층에 응력이 방출되어, 상기 단단한 아일랜드 패턴들 중 적어도 일부가 공중으로 부양되어 3차원 어레이 구조를 형성하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. A method of fabricating a stretchable electronic device platform using a three-dimensional rigid island pattern according to an embodiment includes a plurality of rigid island patterns spaced apart from each other at a predetermined interval and an interconnect connecting the adjacent rigid island patterns. patterning the stretchable substrate on the semiconductor substrate to form a connector; Forming a sacrificial layer on the patterned stretchable substrate; transferring the patterned stretchable substrate and the sacrificial layer using a first tape; transferring the patterned stretchable substrate and the sacrificial layer using a second tape; applying a tensile force to the elastic layer coated with the adhesive; transferring the patterned stretchable substrate and the sacrificial layer transferred to the second tape onto the elastic layer coated with the adhesive to which a tensile force is applied; removing the second tape and etching the sacrificial layer; and releasing stress from the elastic layer coated with the adhesive so that at least some of the hard island patterns are levitating in the air to form a three-dimensional array structure.
상기 반도체 기판 상에 상기 신축 기판을 형성하는 단계; 및 상기 신축 기판 상에 Silicon Nitride을 패터닝하는 단계를 더 포함하고, 상기 반도체 기판 상의 신축 기판을 패터닝하는 단계는, 상기 Silicon Nitride을 패터닝한 후 상기 신축 기판을 패터닝하고, 상기 Silicon Nitride를 제거하여 단단한 아일랜드 패턴 및 인터커넥터를 구성할 수 있다. forming the stretchable substrate on the semiconductor substrate; and patterning silicon nitride on the stretchable substrate, wherein the patterning of the stretchable substrate on the semiconductor substrate comprises patterning the stretchable substrate after patterning the silicon nitride, and removing the silicon nitride to harden the substrate. Island patterns and interconnectors can be configured.
상기 제1 테이프를 이용하여 패터닝된 상기 희생층 및 상기 신축 기판을 전사하는 단계는, 상기 신축 기판 및 상기 희생층 상에 열 테이프(Thermal tape)를 부착하여 상기 신축 기판 및 상기 희생층을 전사하고, 상기 반도체 기판과 분리시키는 단계를 포함할 수 있다. In the step of transferring the patterned sacrificial layer and the stretchable substrate using the first tape, a thermal tape is attached on the stretchable substrate and the sacrificial layer to transfer the stretchable substrate and the sacrificial layer, , separating from the semiconductor substrate.
상기 제2 테이프를 이용하여 패터닝된 상기 신축 기판 및 상기 희생층을 전사하는 단계는, 패터닝된 상기 신축 기판 상에 PVA 테이프를 부착하여 상기 신축 기판 및 상기 희생층을 전사하고, 상기 제1 테이프와 분리시키는 단계를 포함할 수 있다. In the step of transferring the patterned stretchable substrate and the sacrificial layer using the second tape, the stretchable substrate and the sacrificial layer are transferred by attaching a PVA tape on the patterned stretchable substrate, and the first tape and the sacrificial layer are transferred. Separation may be included.
상기 접착제가 코팅된 탄성층에 인장력을 가하는 단계는, 엘라스토머(Elastomer) 상에 접착제를 스핀 코팅하는 단계; 및 인장력을 가하여 프리스트레치 엘라스토머(Prestretched elastomer)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. Applying a tensile force to the adhesive-coated elastic layer may include spin-coating the adhesive on an elastomer; and applying a tensile force to form a prestretched elastomer.
상기 3차원 어레이 구조를 형성하는 단계는, 상기 접착제가 코팅된 탄성층에 응력이 방출되어 상기 단단한 아일랜드 패턴들 중 적어도 일부가 공중으로 부양됨에 따라, 인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들이 서로 다른 평면에 배치되고, 상기 인터커넥터가 서로 다른 평면에 배치된 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 연결하도록 상기 인터커넥터의 시작점과 끝점이 서로 다른 평면에 위치할 수 있다. In the forming of the three-dimensional array structure, as stress is released from the adhesive-coated elastic layer and at least some of the hard island patterns are levitating in the air, the adjacent hard island patterns are disposed on different planes, , the starting point and the ending point of the interconnector may be located on different planes so that the interconnector connects the rigid island patterns disposed on different planes.
공중으로 부양된 하나의 상기 단단한 아일랜드 패턴을 기준으로 4개의 면에 인접한 4개의 상기 단단한 아일랜드 패턴들이 구성되며, 인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 서로 연결하는 4개의 상기 인터커넥터들은 작용하는 힘의 균형을 고려하여 형상 및 배치가 결정될 수 있다. Based on one of the rigid island patterns suspended in the air, four adjacent rigid island patterns are formed on four surfaces, and the four interconnectors connecting the adjacent rigid island patterns to each other consider the balance of the acting force. Thus, the shape and arrangement can be determined.
상기 3차원 어레이 구조를 형성하는 단계는, 인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 서로 연결하는 상기 인터커넥터를 수직 방향으로 제작하여, 인장력이 인가되는 경우 상기 단단한 아일랜드 패턴들 사이에서 수직 방향으로 적어도 일부 또는 전부가 숨겨진 상기 인터커넥터가 외부로 드러나도록 할 수 있다. In the forming of the 3D array structure, the interconnector connecting the adjacent rigid island patterns to each other is fabricated in a vertical direction so that when a tensile force is applied, at least some or all of the interconnectors are formed in the vertical direction between the rigid island patterns. The hidden interconnector may be exposed to the outside.
상기 3차원 어레이 구조를 형성하는 단계는, 인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 서로 연결하는 상기 인터커넥터를 수직 방향으로 제작하여, 인장력이 인가되는 경우 시작점과 끝점이 서로 다른 평면에 위치하는 상기 인터커넥터가 상기 단단한 아일랜드 패턴들과 동일 평면상에 위치하며, 추가적인 인장력이 인가되는 경우 동일 평면상에서 신축성을 가진 상기 인터커넥터에 의해 외부의 스트레스를 해소하여 늘어나도록 동작할 수 있다. In the forming of the 3D array structure, the interconnectors connecting the adjacent rigid island patterns are fabricated in a vertical direction so that when a tensile force is applied, the interconnectors having start points and end points located on different planes are formed. It is located on the same plane as the hard island patterns, and when an additional tensile force is applied, the interconnector having elasticity on the same plane can relieve external stress and operate to stretch.
상기 반도체 기판 상의 신축 기판을 패터닝하는 단계는, 상기 인터커넥터의 3차원 굽힘이 가능하도록 상기 인터커넥터의 특정 부분의 선폭이 다른 부분들보다 작게 구성될 수 있다. In the patterning of the stretchable substrate on the semiconductor substrate, a line width of a specific portion of the interconnector may be smaller than other portions of the interconnector so that the interconnector can be bent in three dimensions.
다른 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼은, 인장력이 가해진 후 응축되는 탄성층; 상기 탄성층 상에 신축 기판이 패터닝되어 구성되며, 소정 간격 서로 이격되어 배치되는 다수개의 단단한 아일랜드(rigid island) 패턴; 및 상기 탄성층 상에 신축 기판이 패터닝되어 구성되며, 인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 연결하는 인터커넥터를 포함하고, 상기 탄성층에 응력이 방출됨에 따라, 상기 단단한 아일랜드 패턴들 중 적어도 일부가 공중으로 부양되어 인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들이 서로 다른 평면에 배치되고, 서로 다른 평면에 배치된 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 연결하도록 상기 인터커넥터의 시작점과 끝점이 서로 다른 평면에 위치하는 3차원 어레이 구조를 형성할 수 있다. According to another embodiment, a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape includes an elastic layer that is condensed after a tensile force is applied thereto; a plurality of rigid island patterns formed by patterning a stretchable substrate on the elastic layer and spaced apart from each other at predetermined intervals; and an interconnector configured by patterning a stretchable substrate on the elastic layer and connecting the adjacent rigid island patterns, wherein at least some of the rigid island patterns are buoyed into the air as stress is released from the elastic layer. Thus, a three-dimensional array structure may be formed in which the adjacent solid island patterns are disposed on different planes, and the start point and the end point of the interconnector are located on different planes so as to connect the solid island patterns disposed on different planes. .
공중으로 부양된 하나의 상기 단단한 아일랜드 패턴을 기준으로 4개의 면에 인접한 4개의 상기 단단한 아일랜드 패턴들이 구성되며, 인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 서로 연결하는 4개의 상기 인터커넥터들은 작용하는 힘의 균형을 고려하여 형상 및 배치가 결정될 수 있다. Based on one of the rigid island patterns suspended in the air, four adjacent rigid island patterns are formed on four surfaces, and the four interconnectors connecting the adjacent rigid island patterns to each other consider the balance of the acting force. Thus, the shape and arrangement can be determined.
상기 인터커넥터는, 수직 방향으로 제작되어, 인장력이 인가되는 경우 상기 단단한 아일랜드 패턴들 사이에서 수직 방향으로 적어도 일부 또는 전부가 숨겨진 상기 인터커넥터가 외부로 드러나도록 할 수 있다. The interconnector may be manufactured in a vertical direction so that at least a part or all of the interconnector hidden in the vertical direction between the rigid island patterns may be exposed to the outside when a tensile force is applied.
상기 인터커넥터는, 수직 방향으로 제작되어, 인장력이 인가되는 경우 시작점과 끝점이 서로 다른 평면에 위치하는 상기 인터커넥터가 상기 단단한 아일랜드 패턴들과 동일 평면상에 위치하며, 추가적인 인장력이 인가되는 경우 동일 평면상에서 신축성을 가진 상기 인터커넥터에 의해 외부의 스트레스를 해소하여 늘어나도록 동작할 수 있다. The interconnector is fabricated in a vertical direction, and when a tensile force is applied, the interconnector whose starting and ending points are located on different planes is located on the same plane as the hard island patterns, and when an additional tensile force is applied, the interconnector is located on the same plane. The interconnector, which has elasticity on a plane, can operate to stretch by relieving external stress.
상기 인터커넥터는, 3차원 굽힘이 가능하도록 상기 인터커넥터의 특정 부분의 선폭이 다른 부분들보다 작게 구성될 수 있다. In the interconnector, a line width of a specific portion of the interconnector may be smaller than that of other portions so as to enable three-dimensional bending.
실시예들에 따르면 단단한 아일랜드 패턴 어레이를 3차원 형상으로 구현하여 인터커넥터를 안쪽으로 집적이 가능해짐으로써 전자 장치를 활용하는 단단한 아일랜드 패턴을 높은 면적 비로 구현할 수 있는, 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼 및 그 제작 방법을 제공할 수 있다.According to the embodiments, a solid island pattern array having a 3-dimensional shape can be implemented in a 3-dimensional shape so that an interconnector can be integrated into the inside, thereby realizing a solid island pattern using an electronic device with a high area ratio. It is possible to provide a stretchable electronic device platform and a manufacturing method using the same.
또한, 실시예들에 따르면 단단한 아일랜드 패턴을 연결하는 인터커넥터를 세로 방향으로 구현하여 인터커넥터에 인가되는 스트레스를 경감시킴으로써 신축성 전자 소자 플랫폼의 인장률을 상승시키는, 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼 및 그 제작 방법을 제공할 수 있다. In addition, according to embodiments, a rigid island pattern having a three-dimensional shape, which increases the tensile rate of a stretchable electronic device platform by reducing stress applied to the interconnector by implementing the interconnector connecting the rigid island pattern in the longitudinal direction. A stretchable electronic device platform and a manufacturing method thereof may be provided.
도 1은 기존의 동일 평면 구조의 신축성 전자 소자 플랫폼을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 신축성 전자 소자 플랫폼의 3차원 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴의 예시를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 인터커넥터의 예시를 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 15는 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼의 제작 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼의 제작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 신축성 전자 소자 플랫폼의 동작 예시를 나타내는 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴의 높은 면적 비와 신축성을 나타내는 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 3차원으로 굽힘 가능한 구조의 예시를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating a conventional stretchable electronic device platform having a coplanar structure.
2 is a diagram schematically illustrating a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape according to an exemplary embodiment.
3 is a diagram for explaining a 3D structure of a stretchable electronic device platform according to an exemplary embodiment.
4 is a diagram illustrating an example of a solid island pattern having a three-dimensional shape according to an exemplary embodiment.
5 is a diagram illustrating an example of an interconnector according to an exemplary embodiment.
6 to 15 are diagrams schematically illustrating a method of manufacturing a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape according to an exemplary embodiment.
16 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape, according to an exemplary embodiment.
17 is a diagram illustrating an operation example of a stretchable electronic device platform according to an exemplary embodiment.
18 is a diagram illustrating a high area ratio and stretchability of a solid island pattern having a three-dimensional shape according to an exemplary embodiment.
19 is a diagram illustrating an example of a structure capable of being bent in three dimensions according to an embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the described embodiments may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited by the embodiments described below. In addition, several embodiments are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. The shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.
도 1은 기존의 동일 평면 구조의 신축성 전자 소자 플랫폼을 개략적으로 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로, 도 1의 (a)는 기존의 동일 평면 구조의 신축성 전자 소자 플랫폼의 사시도이고, (b)는 기존의 동일 평면 구조의 신축성 전자 소자 플랫폼의 단면도이다. 1 is a diagram schematically illustrating a conventional stretchable electronic device platform having a coplanar structure. More specifically, FIG. 1 (a) is a perspective view of an existing stretchable electronic device platform having a coplanar structure, and (b) is a cross-sectional view of an existing stretchable electronic device platform having a coplanar structure.
도 1을 참조하면, 단위 소자를 올릴 수 있는 고정층인 복수개의 단단한 아일랜드(rigid island) 패턴(10, 20), 및 이들을 이어주는 인터커넥터(interconnector, 30)가 동일 평면 내에 존재한다. Referring to FIG. 1, a plurality of
예를 들어 기존의 신축성 전자소자 플랫폼(1)은 신축성을 갖는 기판, 그 상부에 위치하는 위치하는 단단한 아일랜드 패턴(10, 20)과 이들을 이어주는 인터커넥터(30)로 구성된다. 이 때 단단한 아일랜드 패턴(10, 20)에는 단위 소자를 올릴 수 있고, 단위 소자들을 인터커넥터(30)가 전기적으로 연결할 수 있다.For example, a conventional stretchable
도 2는 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼을 개략적으로 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로, 도 2의 (a)는 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼의 사시도이고, (b)는 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼의 단면도이다. 2 is a diagram schematically illustrating a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape according to an exemplary embodiment. More specifically, FIG. 2 (a) is a perspective view of a stretchable electronic device platform using a three-dimensional rigid island pattern, and (b) is a cross-sectional view of the stretchable electronic device platform using a three-dimensional rigid island pattern. .
도 2를 참조하면, 적어도 두 개 이상의 단단한 아일랜드 패턴(110, 120)이 서로 다른 평면에 존재하며, 서로 다른 평면에 존재하는 적어도 두 개 이상의 단단한 아일랜드 패턴(110, 120)을 신축성을 갖는 인터커넥터(130)를 이용하여 연결할 수 있다. Referring to FIG. 2 , at least two or more
일 실시예에 따른 신축성 전자 소자 플랫폼(100)은 단단한 아일랜드 패턴(110, 120)을 3차원 형상으로 구현하여 인터커넥터(130)를 안쪽으로 집적이 가능해진다. 실시예들은 전자 장치를 활용하는 단단한 아일랜드 패턴(110, 120)을 3차원으로 구현하여 높은 면적 비를 달성할 수 있다.The stretchable
도 3은 일 실시예에 따른 신축성 전자 소자 플랫폼의 3차원 구조를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram for explaining a 3D structure of a stretchable electronic device platform according to an exemplary embodiment.
도 3을 참조하면, (a)는 신축성 전자 소자 플랫폼에서 단단한 아일랜드 패턴이 위에 교차해서 형성되어 있는 구조의 사시도를 나타내고, (b)는 신축성 전자 소자 플랫폼에서 단단한 아일랜드 패턴이 위에 교차해서 형성되어 있는 구조의 평면도를 나타내며, (c)는 신축성 전자 소자 플랫폼에서 단단한 아일랜드 패턴이 위에 교차해서 형성되어 있는 구조의 측면도를 나타낸다. Referring to FIG. 3, (a) shows a perspective view of a structure in which a rigid island pattern is formed by crossing a solid island pattern on a stretchable electronic device platform, and (b) is a perspective view of a structure in which a rigid island pattern is formed by crossing a solid island pattern on a stretchable electronic device platform. A plan view of the structure is shown, and (c) is a side view of a structure in which a rigid island pattern is formed intersecting on a stretchable electronic device platform.
일 실시예에 따른 신축성 전자 소자 플랫폼은 다수개의 단단한 아일랜드 패턴들이 신축성을 갖는 인터커넥터를 통해 연결되며, 단단한 아일랜드 패턴들의 적어도 일부가 서로 다른 평면에 배치되어 3차원 형상을 형성한다. In the stretchable electronic device platform according to an exemplary embodiment, a plurality of rigid island patterns are connected through an interconnector having elasticity, and at least some of the rigid island patterns are disposed on different planes to form a three-dimensional shape.
여기서, 단단한 아일랜드 패턴은 전자 소자가 집적되는 고정층의 패턴으로, 여기에서는 단단한 아일랜드 패턴들이 서로 교차해서 3차원으로 형성되어 있어 공간을 효율적으로 가져가면서 신축성을 높이는데 주요한 역할을 수행한다. 또한, 신축성을 갖는 인터커넥터는 단단한 아일랜드 패턴을 연결해주는 신축성을 가진 구조로, 다양한 형태로 구현이 가능하다.Here, the solid island pattern is a pattern of a fixed layer in which electronic devices are integrated. Here, the solid island patterns are formed three-dimensionally by crossing each other, so they take up space efficiently and play a major role in increasing elasticity. In addition, the interconnector having elasticity is a structure having elasticity connecting the solid island pattern, and can be implemented in various forms.
실시예들은 3차원 어레이 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용하여 고신축성과 높은 기능부 면적 비를 가지는 전자 소자의 제작 및 구현 방법을 제공한다. 기본적인 구조는 신축성을 갖는 인터커넥터와 기능부 면적을 담당하는 단단한 아일랜드 패턴으로 구성되어 있다. Embodiments provide a manufacturing and implementation method of an electronic device having high elasticity and a high functional part area ratio using a solid island pattern having a three-dimensional array shape. The basic structure consists of a flexible interconnector and a rigid island pattern covering the functional area.
기존의 2차원 어레이 구조는 신축성을 갖는 인터커넥터와 단단한 아일랜드 패턴이 동일 평면상에 존재하여, 발광 면적 비와 신축성의 한계가 존재하기 때문에 이를 탈피하여 단단한 아일랜드 패턴이 3차원 어레이로 교차해서 형성하고, 신축성을 갖는 인터커넥터를 수직으로 세워 제작할 수 있다. 이를 이용하면 기능부 면적을 100%로 구현할 수 있으며, 인터커넥터의 구조에 따라 다양한 전자 소자 개발이 가능하다. In the existing two-dimensional array structure, a stretchable interconnector and a hard island pattern exist on the same plane, and there are limitations in the light emitting area ratio and stretchability. , it is possible to fabricate interconnectors with elasticity by standing them vertically. By using this, it is possible to realize 100% of the area of the functional part, and it is possible to develop various electronic devices depending on the structure of the interconnector.
첫 번째로 인터커넥터를 기능부 영역으로 활용하고, 수직으로 세워 제작한다. 이를 인장하면 수직으로 숨겨진 인터커넥터가 나오며, 추가적인 기능 역할을 수행하는 방법으로 인장 시 기능부 영역의 손실을 줄이는 기술로 활용이 가능하다. First, the interconnector is used as a functional area, and it is built vertically. When this is tensioned, an interconnector hidden vertically comes out, and as a method of performing an additional functional role, it can be used as a technology to reduce the loss of the functional area during tension.
두 번째는 고신축성의 인터커넥터를 세워 제작하는 방법으로 인장했을 때 단단한 아일랜드 패턴의 동일 평면상에 위치하는 과정을 거친 뒤 추가적으로 인장이 가능하다. The second is a method of erecting and manufacturing highly elastic interconnectors. When tensioned, additional tension is possible after going through the process of being positioned on the same plane of a hard island pattern.
도 4는 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴의 예시를 나타내는 도면이고, 도 5는 일 실시예에 따른 인터커넥터의 예시를 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing an example of a solid island pattern having a three-dimensional shape according to an embodiment, and FIG. 5 is a diagram showing an example of an interconnector according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 도 3의 A부분의 예시를 나타내는 것으로, 즉 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴의 예시를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 도 4의 (c)에서의 인터커넥터를 나타낸다. 여기서, 도 5의 (a)는 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴의 사시도를 나타내고, (b)는 정면도를 나타내며, (c)는 측면도를 나타낸다.Referring to FIG. 4, an example of part A of FIG. 3 is shown, that is, an example of a solid island pattern having a three-dimensional shape. Referring to FIG. 5, the interconnector in FIG. 4(c) is shown. Here, (a) of FIG. 5 shows a perspective view of a solid island pattern having a three-dimensional shape, (b) shows a front view, and (c) shows a side view.
실시예들은 응력 및 변형이 일어나지 않는 단단한 아일랜드가 존재하며, 단단한 아일랜드를 이어주는 인터커넥터를 통해 신축성 전자 소자 플랫폼을 제작할 수 있다. 여기서 단단한 아일랜드의 높은 면적 비를 갖는다.According to the embodiments, a stretchable electronic device platform may be fabricated by having a rigid island in which stress and deformation do not occur and by using an interconnector connecting the rigid island. Here we have a high area ratio of solid islands.
전자 장치는 단단한 아일랜드 패턴 위에 구현이 되며, 높은 면적 비를 구현하는 것이 중요하다. 실시예들은 3차원 형상의 단단한 아일랜드 패턴을 통해 높은 면적 비를 구현하므로 전자 장치의 성능을 향상시킬 수 있다. 이 때, 단단한 아일랜드 패턴을 이어주는 인터커넥터를 수직 방향으로의 공간을 활용하여 집어넣기 때문에 우수한 신축성을 확보할 수 있다.Electronic devices are implemented on a solid island pattern, and it is important to implement a high area ratio. Since the embodiments implement a high area ratio through a three-dimensional solid island pattern, the performance of an electronic device can be improved. At this time, excellent elasticity can be secured because the interconnector connecting the solid island pattern is inserted using the space in the vertical direction.
도 6 내지 도 15는 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼의 제작 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다. 그리고, 도 16은 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼의 제작 방법을 나타내는 흐름도이다.6 to 15 are diagrams schematically illustrating a method of manufacturing a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape according to an exemplary embodiment. 16 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape, according to an exemplary embodiment.
먼저, 도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼의 제작 방법은, 소정 간격 서로 이격되어 배치되는 다수개의 단단한 아일랜드(rigid island) 패턴들 및 인접한 단단한 아일랜드 패턴들을 연결하는 인터커넥터를 구성하도록, 반도체 기판 상의 신축 기판을 패터닝하는 단계(S120), 패터닝된 신축 기판 상에 희생층을 구성하는 단계(S130), 제1 테이프를 이용하여 패터닝된 신축 기판 및 희생층을 전사하는 단계(S140), 제2 테이프를 이용하여 패터닝된 신축 기판 및 희생층을 전사하는 단계(S150), 접착제가 코팅된 탄성층에 인장력을 가하는 단계(S160), 제2 테이프에 전사된 패터닝된 신축 기판 및 희생층을 인장력이 가해진 접착제가 코팅된 탄성층 상에 전사하는 단계(S170), 제2 테이프를 제거하고, 희생층을 식각하는 단계(S180), 및 접착제가 코팅된 탄성층에 응력이 방출되어, 단단한 아일랜드 패턴들 중 적어도 일부가 공중으로 부양되어 3차원 어레이 구조를 형성하는 단계(S190)를 포함하여 이루어질 수 있다. First, referring to FIG. 16, a method of manufacturing a stretchable electronic device platform using a three-dimensional rigid island pattern according to an embodiment includes a plurality of rigid island patterns spaced apart from each other at a predetermined interval and Patterning a stretchable substrate on the semiconductor substrate to form an interconnector connecting adjacent hard island patterns (S120), forming a sacrificial layer on the patterned stretchable substrate (S130), using a first tape patterned Transferring the stretchable substrate and the sacrificial layer (S140), transferring the patterned stretchable substrate and the sacrificial layer using a second tape (S150), applying a tensile force to the elastic layer coated with the adhesive (S160), Step 2 of transferring the patterned stretchable substrate and the sacrificial layer transferred to the tape onto the elastic layer coated with the adhesive to which the tensile force was applied (S170), removing the second tape, etching the sacrificial layer (S180), and the adhesive Stress is released from the elastic layer coated with , and at least some of the hard island patterns are levitating in the air to form a three-dimensional array structure ( S190 ).
실시예들에 따라 반도체 기판 상에 신축 기판을 형성하는 단계, 및 신축 기판 상에 Silicon Nitride을 패터닝하는 단계(S110)를 더 포함할 수 있다. 반도체 기판 상의 신축 기판을 패터닝하는 단계(S120)는, Silicon Nitride을 패터닝한 후 신축 기판을 패터닝하고, Silicon Nitride를 제거하여 단단한 아일랜드 패턴 및 인터커넥터를 구성할 수 있다. According to example embodiments, the method may further include forming a stretchable substrate on the semiconductor substrate and patterning silicon nitride on the stretchable substrate (S110). In the step of patterning the stretchable substrate on the semiconductor substrate ( S120 ), after patterning the silicon nitride, the stretchable substrate is patterned and the silicon nitride is removed to form a solid island pattern and an interconnector.
여기서 신축성 전자 소자 플랫폼은 스트레처블 기판을 포함하며, 외부에서 가해지는 신축에 대응하여 기판의 길이를 늘릴 수 있다. Here, the stretchable electronic device platform includes a stretchable substrate, and the length of the substrate can be increased in response to an externally applied stretch.
아래에서 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼의 제작 방법을 도 6 내지 도 16을 참조하여 설명한다. 한편, 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼의 제작 방법은 컴퓨터 장치 또는 기술자에 의해 수행될 수 있다.Hereinafter, a method of manufacturing a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 16 . Meanwhile, a method of fabricating a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape according to an embodiment may be performed by a computer device or a technician.
단계(S110)에서, 반도체 기판(Glass wafer, 610) 상에 신축 기판(620)을 형성할 수 있다. 그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 신축 기판(620) 상에 Silicon Nitride(630)을 패터닝할 수 있다. 여기서 신축 기판(620)은 PI(Polyimide) 기판 등 플라스틱 기판이 될 수 있다.In step S110 , a
예를 들어, 반도체 기판(610) 상에 PI(Polyimide)를 도포 및 경화하여 PI 기판(620)을 형성하고, PI 기판(620) 상에 Silicon Nitride(630)을 증착할 수 있다. 여기서, PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)로 플라즈마에 의한 전기적 분해를 통해 Silicon Nitride(630)을 패터닝할 수 있다. 예컨대, Silicon Nitride(630)는 Si3N4일 수 있다.For example, polyimide (PI) may be coated and cured on the
단계(S120)에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(610) 상의 신축 기판(620)을 패터닝할 수 있다. 이에 따라 소정 간격 서로 이격되어 배치되는 다수개의 단단한 아일랜드(rigid island) 패턴들 및 인접한 단단한 아일랜드 패턴들을 연결하는 인터커넥터를 구성할 수 있다. 이에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이, 소정 간격 서로 이격되어 배치되는 다수개의 단단한 아일랜드 패턴 및 인접한 단단한 아일랜드 패턴들을 연결하는 인터커넥터를 형성할 수 있다. In step S120 , as shown in FIG. 7 , the
예를 들어, PI 기판(620)을 패터닝할 수 있으며, 이 때 Silicon Nitride(630)이 제거된 부분에 인터커넥터를 형성하도록 PI 기판(620)을 패터닝할 수 있다. 예컨대 포토레지스트(photo-resist)를 이용한 포토 공정을 통해 패터닝을 수행할 수 있다. 이후, Silicon Nitride(630)를 제거하면, PI 기판(620)은 단단한 아일랜드 패턴 및 인터커넥터의 배열로 구성될 수 있다. For example, the
단단한 아일랜드 패턴은 소정의 형상으로 이루어진 평판형 패턴일 수 있다. 예를 들어 단단한 아일랜드 패턴은 삼각형이나 사각형, 육각형과 같은 다각형의 형상을 가지거나 원형으로 이루어질 수 있다. 여기에서는 단단한 아일랜드 패턴이 사각형의 형상을 가진 것을 예를 들어 설명하기로 한다. 다수개의 단단한 아일랜드 패턴들은 소정 간격을 두고 이격되도록 배열될 수 있다.The solid island pattern may be a flat pattern having a predetermined shape. For example, the solid island pattern may have a polygonal shape such as a triangle, a quadrangle, or a hexagon, or may be formed in a circular shape. Here, an example of a solid island pattern having a rectangular shape will be described. A plurality of solid island patterns may be arranged to be spaced apart at predetermined intervals.
인터커넥터는 2개의 단단한 아일랜드 패턴을 전기적으로 연결할 수 있으며, 신축성 전자 소자 플랫폼의 신축에 대응하여 인가되는 압력에 따른 스트레스를 줄이기 위한 형상 또는 배치로 구성될 수 있다. 인터커넥터는 그 형상에 제한은 없으나, 직선, 곡선 또는 구불구불한 형상 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 특히, 인터커넥터는 신축성 전자 소자 플랫폼의 신축에 대응하여 인가되는 압력에 따른 스트레스를 줄이기 위해서 소정의 패턴이 반복 형성되는 형상을 가질 수 있다. 여기에서는 인터커넥터가 마주보는 'U'자형 구조를 갖는 곡선 형상을 가진 것을 예를 들어 설명하기로 한다.The interconnector may electrically connect two rigid island patterns, and may be configured in a shape or arrangement to reduce stress due to pressure applied in response to expansion and contraction of the stretchable electronic device platform. The shape of the interconnector is not limited, but may be formed in various shapes such as a straight line, a curved shape, or a meandering shape. In particular, the interconnector may have a shape in which a predetermined pattern is repeatedly formed in order to reduce stress due to pressure applied in response to expansion and contraction of the stretchable electronic device platform. Here, an interconnector having a curved shape having a 'U'-shaped structure facing each other will be described as an example.
특히, 인터커넥터는 3차원 굽힘이 가능하도록 인터커넥터의 특정 부분의 선폭이 다른 부분들의 선폭보다 작게 구성될 수 있다. 예컨대 인터커넥터는 단단한 아일랜드 패턴과 연결되는 부분 또는 곡선의 중단 등의 선폭이 다른 부분들의 선폭보다 작게 구성될 수 있다.In particular, the interconnector may be configured such that a line width of a specific portion of the interconnector is smaller than that of other portions of the interconnector to enable three-dimensional bending. For example, the interconnector may have a line width smaller than that of other parts such as a portion connected to a solid island pattern or an interruption of a curve.
단계(S130)에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 패터닝된 신축 기판(620) 상에 희생층(Sacrificial layer, 640)을 구성할 수 있다. In step S130, as shown in FIG. 9, a
예를 들어, 패터닝된 PI 기판(620) 위에 희생층(640)(예컨대, PR(photoresist) 희생층)을 패터닝할 수 있다. For example, a sacrificial layer 640 (eg, a photoresist (PR) sacrificial layer) may be patterned on the patterned
단계(S140)에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 테이프(650)를 이용하여 패터닝된 신축 기판(620) 및 희생층(640)을 전사할 수 있다. 보다 구체적으로, 신축 기판(620) 및 희생층(640) 상에 열 테이프(Thermal tape, 650)를 부착하여 신축 기판(620) 및 희생층(640)을 전사하고, 반도체 기판(610)과 분리시킬 수 있다.In step S140 , as shown in FIG. 10 , the patterned
예를 들어, 열 테이프(Thermal tape, 650)를 이용하여 패터닝된 PI 기판(620) 및 희생층(640)을 전사(transferring)할 수 있다. 즉, 패터닝된 PI 기판(620) 및 희생층(640) 상에 열 테이프를 부착하여 패터닝된 PI 기판(620) 및 희생층(640)을 반도체 기판(610)과 분리시킬 수 있다.For example, the patterned
단계(S150)에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 테이프(660)를 이용하여 패터닝된 신축 기판(620) 및 희생층(640)을 전사할 수 있다. 보다 구체적으로, 패터닝된 신축 기판(620) 상에 PVA(Polyvinyl Alcohol) 테이프(660)를 부착하여 신축 기판(620) 및 희생층(640)을 전사하고, 제1 테이프(650)와 분리시킬 수 있다.In step S150 , as shown in FIG. 11 , the patterned
예를 들어, PVA 테이프(660)를 이용하여 패터닝된 PI 기판(620) 및 희생층(640)을 전사할 수 있다. For example, the patterned
단계(S160)에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 접착제(680)가 코팅된 탄성층(670)에 인장력을 가할 수 있다. 여기서 탄성층(670)은 신축성을 갖는 기판, 엘라스토머(elastomer)일 수 있다. In step S160, as shown in FIG. 12, a tensile force may be applied to the
예를 들어, 엘라스토머(Elastomer, 670) 상에 접착제(680)를 스핀 코팅하고, 양 방향으로의 힘(인장력)을 가하여 프리스트레치 엘라스토머(Prestretched elastomer)를 형성할 수 있다. 이 때 PR 희생층(640)보다 타겟 두께가 얇도록 한다.For example, a prestretched elastomer may be formed by spin-coating the adhesive 680 on the
단계(S170)에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 제2 테이프(660)에 전사된 패터닝된 신축 기판(620) 및 희생층(640)을 인장력이 가해진 접착제(680)가 코팅된 탄성층(670) 상에 전사할 수 있다.In step S170, as shown in FIG. 13, the patterned
예를 들어, 프리스트레치 엘라스토머에 PVA 테이프(660)에 전사된 PI 구조, 즉 패터닝된 PI 기판(620) 및 희생층(640)을 전사할 수 있다. 이후, PVA 테이프(660)를 제거할 수 있다. For example, the PI structure transferred to the
단계(S180)에서, 도 14에 도시된 바와 같이, 제2 테이프(660)를 제거하고, 희생층(640)을 식각(etching)할 수 있다.In step S180, as shown in FIG. 14, the
예를 들어, PR 희생층(640)을 식각할 수 있다. 이에 따라 패터닝된 PI 기판(620) 중 적어도 일부가 공중으로 부양될 수 있다.For example, the PR
단계(S190)에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 접착제(680)가 코팅된 탄성층(670)에 응력(Strain)이 방출되어, 단단한 아일랜드 패턴들(621) 중 적어도 일부가 공중으로 부양되어 3차원 어레이 구조를 형성할 수 있다. 즉, 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼을 형성할 수 있다.In step S190, as shown in FIG. 15, strain is released to the
예를 들어, PR 희생층(640)이 식각됨에 따라 응력이 방출되어, 패터닝된 PI 기판(620) 중 적어도 일부가 상측으로 돌출될 수 있다. 즉, 응력에 의해 패터닝된 PI 기판(620)들이 서로 다른 평면에 존재하도록 배치되어 3차원 어레이 구조를 형성할 수 있다.For example, as the PR
신축성 전자 소자 플랫폼은 접착제(680)가 코팅된 탄성층(670)에 응력이 방출되어 단단한 아일랜드 패턴들(621) 중 적어도 일부가 공중으로 부양됨에 따라, 인접한 단단한 아일랜드 패턴들(621)이 서로 다른 평면에 배치되고, 인터커넥터(622)가 서로 다른 평면에 배치된 단단한 아일랜드 패턴들(621)을 연결하도록 인터커넥터(622)의 시작점과 끝점이 서로 다른 평면에 위치할 수 있다. 즉, 인터커넥터(622)는 스트레처블을 위해 3차원으로 구성되며, 인터커넥터(622)의 시작점과 끝점이 서로 다른 높이에 있는 평면에 위치한다. In the stretchable electronic device platform, as stress is released to the
공중으로 부양된 하나의 단단한 아일랜드 패턴(621)을 기준으로 인접한 단단한 아일랜드 패턴들(621)을 연결하는 인터커넥터(622)는 작용하는 힘(예컨대, 인장력 또는 응력)의 균형을 고려하여 그 형상 및 배치가 결정될 수 있다. 예컨대, 사각형으로 이루어지는 단단한 아일랜드 패턴(621)의 경우, 공중으로 부양된 하나의 단단한 아일랜드 패턴(621)을 기준으로 4개의 면에 인접한 4개의 단단한 아일랜드 패턴들(621)이 구성되며, 인접한 단단한 아일랜드 패턴들(621)을 서로 연결하는 4개의 인터커넥터들(622)은 작용하는 힘의 균형을 고려하여 그 형상 및 배치가 결정될 수 있다. The
여기서, 인접한 단단한 아일랜드 패턴들(621)을 서로 연결하는 인터커넥터(622)를 수직 방향으로 제작하여, 인장력이 인가되는 경우 단단한 아일랜드 패턴들(621) 사이에서 수직 방향으로 적어도 일부 또는 전부가 숨겨진 인터커넥터(622)가 외부로 드러나도록 할 수 있다. Here, an
또한, 인접한 단단한 아일랜드 패턴들(621)을 서로 연결하는 인터커넥터(622)를 수직 방향으로 제작하여, 인장력이 인가되는 경우 시작점과 끝점이 서로 다른 평면에 위치하는 인터커넥터(622)가 단단한 아일랜드 패턴들(621)과 동일 평면상에 위치하도록 동작할 수 있다. 추가적인 인장력이 인가되는 경우 동일 평면상에서 신축성을 가진 인터커넥터(622)에 의해 외부의 스트레스를 해소하여 늘어나도록 동작할 수 있다. In addition, an
실시예들은 단단한 아일랜드 패턴(621) 및 신축성을 갖는 인터커넥터(622)를 형성한 후, 금속 및 유기물반도체를 증착하여 신축성 유기발광 다이오드를 제작할 수 있다. 유기발광 다이오드는 다양한 전자 및 광전소자가 단단한 아일랜드 패턴(621) 상에 구성될 수 있다.In embodiments, a stretchable organic light emitting diode may be fabricated by forming a
아래에서는 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼에 대해 설명한다. 예컨대 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼은 상술한 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼 제작 방법을 통해 구현될 수 있다.Hereinafter, a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape according to an exemplary embodiment will be described. For example, a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape according to an embodiment may be implemented through the method for manufacturing a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape according to the above-described embodiment. .
신축성 전자 소자 플랫폼의 인장률을 상승시키기 위해서는 인터커넥터(622)에 인가되는 스트레스를 경감해야 하며, 이를 위해 낮은 영률을 갖는 기판을 추가하여 신축성을 높게 구현할 수 있다. 또한, 고신축성을 구현하기 위해 인터커넥터(622)는 반복 구조로 형성할 수 있다. In order to increase the tensile rate of the stretchable electronic device platform, stress applied to the
실시예들은 단단한 아일랜드 패턴(621)과 인터커넥터(622)에 인가되는 스트레스를 해소하기 위해 단단한 아일랜드 패턴(621) 아래에 붙일 기판의 영률을 낮추어 신축성 전자 소자 플랫폼을 구현할 수 있다. 또한, 실시예들은 단단한 아일랜드 패턴(621)와 이를 연결하는 인터커넥터(622)로 구성되어 있으며, 인터커넥터(622) 자체의 신축성을 높이기 위해 기계적인 설계가 수행되었다.According to embodiments, a stretchable electronic device platform may be implemented by lowering the Young's modulus of a substrate to be attached under the
도 15에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴(621)을 이용한 신축성 전자 소자 플랫폼은, 인장력이 가해진 후 응축되는 탄성층(670), 탄성층(670) 상에 신축 기판(620)이 패터닝되어 구성되며, 소정 간격 서로 이격되어 배치되는 다수개의 단단한 아일랜드(rigid island) 패턴(621), 및 탄성층(670) 상에 신축 기판(620)이 패터닝되어 구성되며, 인접한 단단한 아일랜드 패턴들(621)을 연결하는 인터커넥터(622)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIG. 15 , in the stretchable electronic device platform using a
여기서 탄성층(670)에 응력이 방출됨에 따라, 단단한 아일랜드 패턴들(621) 중 적어도 일부가 공중으로 부양되어 인접한 단단한 아일랜드 패턴들(621)이 서로 다른 평면에 배치되고, 서로 다른 평면에 배치된 단단한 아일랜드 패턴들(621)을 연결하도록 인터커넥터(622)의 시작점과 끝점이 서로 다른 평면에 위치하는 3차원 어레이 구조를 형성할 수 있다. Here, as stress is released from the
예컨대, 공중으로 부양된 하나의 단단한 아일랜드 패턴(621)을 기준으로 4개의 면에 인접한 4개의 단단한 아일랜드 패턴들(621)이 구성되며, 인접한 단단한 아일랜드 패턴들(621)을 서로 연결하는 4개의 인터커넥터들(622)은 작용하는 힘의 균형을 고려하여 형상 및 배치가 결정될 수 있다. For example, four
인터커넥터(622)는 수직 방향으로 제작되어, 인장력이 인가되는 경우 단단한 아일랜드 패턴들(621) 사이에서 수직 방향으로 적어도 일부 또는 전부가 숨겨진 인터커넥터(622)가 외부로 드러나도록 할 수 있다. 또한, 인터커넥터(622)는 수직 방향으로 제작되어, 인장력이 인가되는 경우 시작점과 끝점이 서로 다른 평면에 위치하는 인터커넥터(622)가 단단한 아일랜드 패턴들(621)과 동일 평면상에 위치하며, 추가적인 인장력이 인가되는 경우 동일 평면상에서 신축성을 가진 인터커넥터(622)에 의해 외부의 스트레스를 해소하여 늘어나도록 동작할 수 있다. The
더욱이, 인터커넥터(622)는 3차원 굽힘이 가능하도록 인터커넥터(622)의 특정 부분의 선폭이 다른 부분들보다 작게 구성될 수 있다. Moreover, the
기존에는 실제 전자 장치가 집적되는 단단한 아일랜드 패턴(621)의 면적 비가 작다. 기존 기술은 인터커넥터(622)와 단단한 아일랜드 패턴(621)이 동일 평면상에 구현되고, 인터커넥터(622)는 신축성을 위해 넓은 면적을 차지할 수밖에 없는 근본적인 한계를 갖고 있다. In the related art, the area ratio of the
실시예들은 단단한 아일랜드 패턴(621)을 3차원 구조로 형성될 때 인터커넥터(622)에 인가되는 스트레스를 설계하여 단단한 아일랜드 패턴(621)의 면적 비를 높게 구현이 가능하다. 단단한 아일랜드 패턴(621)과 단단한 아일랜드 패턴(621) 사이가 수직 방향으로 교차해서 위치하고 있기 때문에 인터커넥터(622)를 안쪽으로 집적할 수 있어 높은 면적 비를 가지면서 높은 신축성 또한 구현이 가능하도록 제작된다.In the embodiments, when the
도 17은 일 실시예에 따른 신축성 전자 소자 플랫폼의 동작 예시를 나타내는 도면이다.17 is a diagram illustrating an operation example of a stretchable electronic device platform according to an exemplary embodiment.
도 17을 참조하면, 신축성을 가진 인터커넥터의 순차적인 동작을 통해 전체 전자 소자 플랫폼이 인장이 가능하도록 구현할 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 동작으로, 플랫폼 전체에 인장력이 인가되었을 때, 공중에 부유하고 있는 단단한 아일랜드 패턴이 동일 평면상으로 내려오는 과정으로 동작할 수 있다. 그리고, 두 번째 동작으로, 2차원 동일 평면상에서 신축성을 가진 인터커넥터에 의해 외부의 스트레스를 해소하여 늘어나도록 동작할 수 있다.Referring to FIG. 17 , the entire electronic device platform can be stretched through sequential operations of interconnectors having elasticity. For example, as a first operation, when a tensile force is applied to the entire platform, a rigid island pattern floating in the air may be operated in a process of descending on the same plane. And, as a second operation, the interconnector having elasticity on the same two-dimensional plane can be operated to relieve external stress and stretch.
도 18은 일 실시예에 따른 3차원 형상을 갖는 단단한 아일랜드 패턴의 높은 면적 비와 신축성을 나타내는 도면이다.18 is a diagram illustrating a high area ratio and stretchability of a solid island pattern having a three-dimensional shape according to an exemplary embodiment.
도 18을 참조하면, 신축 인터커넥터의 하나의 예시로서 100%의 단단한 아일랜드 패턴의 면적 비를 구현할 수 있음을 시뮬레이션을 통해 증명하였다. 반복 구동과 신뢰성을 위해 신축 인터커넥터 내부에 인가되는 스트레스가 해당 물질(예컨대, 폴리이미드)의 탄성 범위까지 인가되도록 설계가 가능하며, 이를 통해 신축성 전자 소자 플랫폼의 인장 범위를 극대화할 수 있다.Referring to FIG. 18 , as an example of a stretchable interconnector, it is demonstrated through simulation that an area ratio of a rigid island pattern of 100% can be implemented. For repeated operation and reliability, it is possible to design such that the stress applied inside the flexible interconnector is applied to the elastic range of the material (eg, polyimide), and through this, the tensile range of the stretchable electronic device platform can be maximized.
도 19는 일 실시예에 따른 3차원으로 굽힘 가능한 구조의 예시를 나타내는 도면이다.19 is a diagram illustrating an example of a structure capable of being bent in three dimensions according to an embodiment.
도 19를 참조하면, 인터커넥터(622)는 인접한 2개의 단단한 아일랜드 패턴들(621)을 서로 연결하며, 이 때 인터커넥터(622)는 직선 또는 곡선 또는 구불구불한 형상 등으로 구현될 수 있다. 이러한 인터커넥터(622)의 특정 부분에 3차원 굽힘이 용이하도록 선폭(622a, 622b)이 작게 설계될 수 있다. Referring to FIG. 19 , an
예를 들어, 단단한 아일랜드 패턴(621)을 서로 연결하는 양측 끝단의 선폭(622a)이 다른 부분의 선폭보다 작게 형성되어 3차원 굽힘이 가능하도록 구현될 수 있다. 다른 예로, 인터커넥터(622)는 곡선 또는 구불구불한 형상의 곡선 중단 부분의 선폭(622b)이 다른 부분의 선폭보다 작게 형성되어 3차원 굽힘이 가능하도록 구현될 수 있다.For example, the
플렉시블(flexible), 롤러블 디스플레이 및 폴더블 스마트폰 등 차세대 유연 전자 소자에 기반한 전자 제품들이 출시되면서 다음 세대에 해당하는 스트레처블 플랫폼은 보다 더 자유로운 기계적 편의성 및 디자인을 제공한다. 현재 신축성 전자 소자에 기반한 스트레처블 플랫폼은 기술 기반이 기초 수준에 머물러 있고, 정형화되어 있지 않기 때문에 다양한 방법들이 제시되고 있다. 이러한 점에서 실시예들은 고신축성과 높은 기능부 면적 비를 갖는 전자 소자가 개발에 응용될 경우 차세대 스트레처블 플랫폼의 기술 개발에 가속도를 붙이는 촉진제 역할을 수행할 수 있을 것이다.As electronic products based on next-generation flexible electronic devices such as flexible, rollable displays and foldable smartphones are released, the next-generation stretchable platform provides more freedom in mechanical convenience and design. Currently, various methods are being proposed for the stretchable platform based on stretchable electronic devices because the technology base remains at the basic level and is not standardized. In this respect, the embodiments will be able to act as an accelerator to accelerate the technological development of the next-generation stretchable platform when an electronic device having high elasticity and a high functional part area ratio is applied to development.
실시예들은 신축성 유연 발광소자뿐만 아니라, 신축성 배터리, 압력 센서, 태양전지에 활용될 수 있고, 수십 %의 높은 신축성과 높은 기능부 면적 비를 확보할 수 있다. 이에 더하여 실시예들은 웨어러블 디스플레이 제품과 스마트 헬스케어용 전자 패치 등 다양한 곳에 응용이 가능하다. Embodiments can be used not only for stretchable flexible light emitting devices, but also for stretchable batteries, pressure sensors, and solar cells, and can secure high elasticity and a high functional part area ratio of several tens of percent. In addition, the embodiments can be applied to various places such as wearable display products and electronic patches for smart healthcare.
이상에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the above, when a component is referred to as "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be understood that there is On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as “…unit” and “…module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.In addition, the components of the embodiments described with reference to each drawing are not limitedly applied only to the corresponding embodiment, and may be implemented to be included in other embodiments within the scope of maintaining the technical spirit of the present invention, and also separate Even if the description is omitted, it is natural that a plurality of embodiments may be re-implemented as an integrated embodiment.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same or related reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.
Claims (15)
소정 간격 서로 이격되어 배치되는 다수개의 단단한 아일랜드(rigid island) 패턴들 및 인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 연결하는 인터커넥터를 구성하도록, 반도체 기판 상의 신축 기판을 패터닝하는 단계;
패터닝된 상기 신축 기판 상에 희생층을 구성하는 단계;
제1 테이프를 이용하여 패터닝된 상기 신축 기판 및 상기 희생층을 전사하는 단계;
제2 테이프를 이용하여 패터닝된 상기 신축 기판 및 상기 희생층을 전사하는 단계;
접착제가 코팅된 탄성층에 인장력을 가하는 단계;
상기 제2 테이프에 전사된 패터닝된 상기 신축 기판 및 상기 희생층을 인장력이 가해진 상기 접착제가 코팅된 탄성층 상에 전사하는 단계;
상기 제2 테이프를 제거하고, 상기 희생층을 식각하는 단계; 및
상기 접착제가 코팅된 탄성층에 응력이 방출되어, 상기 단단한 아일랜드 패턴들 중 적어도 일부가 공중으로 부양되어 3차원 어레이 구조를 형성하는 단계
를 포함하는, 신축성 전자 소자 플랫폼 제작 방법.A method for fabricating a stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape,
patterning a stretchable substrate on the semiconductor substrate to configure a plurality of rigid island patterns spaced apart from each other at a predetermined interval and an interconnector connecting the adjacent rigid island patterns;
Forming a sacrificial layer on the patterned stretchable substrate;
transferring the patterned stretchable substrate and the sacrificial layer using a first tape;
transferring the patterned stretchable substrate and the sacrificial layer using a second tape;
applying a tensile force to the elastic layer coated with the adhesive;
transferring the patterned stretchable substrate and the sacrificial layer transferred to the second tape onto the elastic layer coated with the adhesive to which a tensile force is applied;
removing the second tape and etching the sacrificial layer; and
Forming a three-dimensional array structure by releasing stress from the elastic layer coated with the adhesive so that at least some of the hard island patterns are levitating in the air.
A method of fabricating a stretchable electronic device platform comprising a.
상기 반도체 기판 상에 상기 신축 기판을 형성하는 단계; 및
상기 신축 기판 상에 Silicon Nitride을 패터닝하는 단계
를 더 포함하고,
상기 반도체 기판 상의 신축 기판을 패터닝하는 단계는,
상기 Silicon Nitride을 패터닝한 후 상기 신축 기판을 패터닝하고, 상기 Silicon Nitride를 제거하여 단단한 아일랜드 패턴 및 인터커넥터를 구성하는, 신축성 전자 소자 플랫폼 제작 방법.According to claim 1,
forming the stretchable substrate on the semiconductor substrate; and
Patterning Silicon Nitride on the stretchable substrate
Including more,
Patterning the stretchable substrate on the semiconductor substrate,
After patterning the Silicon Nitride, patterning the stretchable substrate, and removing the Silicon Nitride to configure a hard island pattern and an interconnector, a stretchable electronic device platform manufacturing method.
상기 제1 테이프를 이용하여 패터닝된 상기 희생층 및 상기 신축 기판을 전사하는 단계는,
상기 신축 기판 및 상기 희생층 상에 열 테이프(Thermal tape)를 부착하여 상기 신축 기판 및 상기 희생층을 전사하고, 상기 반도체 기판과 분리시키는 단계
를 포함하는, 신축성 전자 소자 플랫폼 제작 방법.According to claim 1,
The step of transferring the patterned sacrificial layer and the stretchable substrate using the first tape,
Transferring the stretchable substrate and the sacrificial layer by attaching a thermal tape on the stretchable substrate and the sacrificial layer, and separating them from the semiconductor substrate
A method of fabricating a stretchable electronic device platform comprising a.
상기 제2 테이프를 이용하여 패터닝된 상기 신축 기판 및 상기 희생층을 전사하는 단계는,
패터닝된 상기 신축 기판 상에 PVA 테이프를 부착하여 상기 신축 기판 및 상기 희생층을 전사하고, 상기 제1 테이프와 분리시키는 단계
를 포함하는, 신축성 전자 소자 플랫폼 제작 방법.According to claim 1,
The step of transferring the patterned stretchable substrate and the sacrificial layer using the second tape,
Attaching a PVA tape on the patterned stretchable substrate to transfer the stretchable substrate and the sacrificial layer, and separating them from the first tape
A method of fabricating a stretchable electronic device platform comprising a.
상기 접착제가 코팅된 탄성층에 인장력을 가하는 단계는,
엘라스토머(Elastomer) 상에 접착제를 스핀 코팅하는 단계; 및
인장력을 가하여 프리스트레치 엘라스토머(Prestretched elastomer)를 형성하는 단계
를 포함하는, 신축성 전자 소자 플랫폼 제작 방법.According to claim 1,
The step of applying a tensile force to the elastic layer coated with the adhesive,
Spin coating an adhesive on an elastomer; and
Forming a prestretched elastomer by applying a tensile force
A method of fabricating a stretchable electronic device platform comprising a.
상기 3차원 어레이 구조를 형성하는 단계는,
상기 접착제가 코팅된 탄성층에 응력이 방출되어 상기 단단한 아일랜드 패턴들 중 적어도 일부가 공중으로 부양됨에 따라, 인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들이 서로 다른 평면에 배치되고, 상기 인터커넥터가 서로 다른 평면에 배치된 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 연결하도록 상기 인터커넥터의 시작점과 끝점이 서로 다른 평면에 위치하는 것
을 특징으로 하는, 신축성 전자 소자 플랫폼 제작 방법.According to claim 1,
Forming the three-dimensional array structure,
As stress is released from the adhesive-coated elastic layer and at least some of the hard island patterns are buoyant in the air, the adjacent hard island patterns are disposed on different planes and the interconnectors are disposed on different planes. Starting and ending points of the interconnector are located on different planes to connect the rigid island patterns.
Characterized in that, a stretchable electronic device platform manufacturing method.
공중으로 부양된 하나의 상기 단단한 아일랜드 패턴을 기준으로 4개의 면에 인접한 4개의 상기 단단한 아일랜드 패턴들이 구성되며, 인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 서로 연결하는 4개의 상기 인터커넥터들은 작용하는 힘의 균형을 고려하여 형상 및 배치가 결정되는 것
을 특징으로 하는, 신축성 전자 소자 플랫폼 제작 방법.According to claim 1,
Based on one of the rigid island patterns suspended in the air, four adjacent rigid island patterns are formed on four surfaces, and the four interconnectors connecting the adjacent rigid island patterns to each other consider the balance of the acting force. to determine the shape and arrangement
Characterized in that, a stretchable electronic device platform manufacturing method.
상기 3차원 어레이 구조를 형성하는 단계는,
인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 서로 연결하는 상기 인터커넥터를 수직 방향으로 제작하여, 인장력이 인가되는 경우 상기 단단한 아일랜드 패턴들 사이에서 수직 방향으로 적어도 일부 또는 전부가 숨겨진 상기 인터커넥터가 외부로 드러나도록 하는 것
을 특징으로 하는, 신축성 전자 소자 플랫폼 제작 방법.According to claim 1,
Forming the three-dimensional array structure,
manufacturing the interconnector connecting the adjacent rigid island patterns to each other in a vertical direction, so that when a tensile force is applied, the interconnector at least partially or entirely hidden in the vertical direction between the rigid island patterns is exposed to the outside;
Characterized in that, a stretchable electronic device platform manufacturing method.
상기 3차원 어레이 구조를 형성하는 단계는,
인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 서로 연결하는 상기 인터커넥터를 수직 방향으로 제작하여, 인장력이 인가되는 경우 시작점과 끝점이 서로 다른 평면에 위치하는 상기 인터커넥터가 상기 단단한 아일랜드 패턴들과 동일 평면상에 위치하며, 추가적인 인장력이 인가되는 경우 동일 평면상에서 신축성을 가진 상기 인터커넥터에 의해 외부의 스트레스를 해소하여 늘어나도록 동작하는 것
을 특징으로 하는, 신축성 전자 소자 플랫폼 제작 방법.According to claim 1,
Forming the three-dimensional array structure,
The interconnector connecting the adjacent rigid island patterns to each other is fabricated in a vertical direction so that when a tensile force is applied, the interconnector having a starting point and an end point located on different planes is located on the same plane as the rigid island patterns, When an additional tensile force is applied, the interconnector having elasticity on the same plane relieves external stress and operates to stretch.
Characterized in that, a stretchable electronic device platform manufacturing method.
상기 반도체 기판 상의 신축 기판을 패터닝하는 단계는,
상기 인터커넥터의 3차원 굽힘이 가능하도록 상기 인터커넥터의 특정 부분의 선폭이 다른 부분들보다 작게 구성되는 것
을 특징으로 하는, 신축성 전자 소자 플랫폼 제작 방법.According to claim 1,
Patterning the stretchable substrate on the semiconductor substrate,
The line width of a specific part of the interconnector is configured to be smaller than other parts so that the interconnector can be bent in three dimensions.
Characterized in that, a stretchable electronic device platform manufacturing method.
인장력이 가해진 후 응축되는 탄성층;
상기 탄성층 상에 신축 기판이 패터닝되어 구성되며, 소정 간격 서로 이격되어 배치되는 다수개의 단단한 아일랜드(rigid island) 패턴; 및
상기 탄성층 상에 신축 기판이 패터닝되어 구성되며, 인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 연결하는 인터커넥터
를 포함하고,
상기 탄성층에 응력이 방출됨에 따라, 상기 단단한 아일랜드 패턴들 중 적어도 일부가 공중으로 부양되어 인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들이 서로 다른 평면에 배치되고, 서로 다른 평면에 배치된 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 연결하도록 상기 인터커넥터의 시작점과 끝점이 서로 다른 평면에 위치하는 3차원 어레이 구조를 형성하는, 신축성 전자 소자 플랫폼.In the stretchable electronic device platform using a solid island pattern having a three-dimensional shape,
an elastic layer that is condensed after a tensile force is applied;
a plurality of rigid island patterns formed by patterning a stretchable substrate on the elastic layer and spaced apart from each other at predetermined intervals; and
An interconnector configured by patterning a stretchable substrate on the elastic layer and connecting the adjacent hard island patterns.
including,
As stress is released from the elastic layer, at least some of the hard island patterns are levitating in the air so that adjacent hard island patterns are disposed on different planes and connect the hard island patterns disposed on different planes. A stretchable electronic device platform forming a three-dimensional array structure in which start points and end points of interconnectors are located on different planes.
공중으로 부양된 하나의 상기 단단한 아일랜드 패턴을 기준으로 4개의 면에 인접한 4개의 상기 단단한 아일랜드 패턴들이 구성되며, 인접한 상기 단단한 아일랜드 패턴들을 서로 연결하는 4개의 상기 인터커넥터들은 작용하는 힘의 균형을 고려하여 형상 및 배치가 결정되는 것
을 특징으로 하는, 신축성 전자 소자 플랫폼.According to claim 11,
Based on one of the rigid island patterns suspended in the air, four adjacent rigid island patterns are formed on four surfaces, and the four interconnectors connecting the adjacent rigid island patterns to each other consider the balance of the acting force. to determine the shape and arrangement
Characterized by, a stretchable electronic device platform.
상기 인터커넥터는,
수직 방향으로 제작되어, 인장력이 인가되는 경우 상기 단단한 아일랜드 패턴들 사이에서 수직 방향으로 적어도 일부 또는 전부가 숨겨진 상기 인터커넥터가 외부로 드러나도록 하는 것
을 특징으로 하는, 신축성 전자 소자 플랫폼.According to claim 11,
The interconnector is
Fabricated in a vertical direction, so that the interconnector at least partially or entirely hidden in the vertical direction between the rigid island patterns is exposed to the outside when a tensile force is applied
Characterized by, a stretchable electronic device platform.
상기 인터커넥터는,
수직 방향으로 제작되어, 인장력이 인가되는 경우 시작점과 끝점이 서로 다른 평면에 위치하는 상기 인터커넥터가 상기 단단한 아일랜드 패턴들과 동일 평면상에 위치하며, 추가적인 인장력이 인가되는 경우 동일 평면상에서 신축성을 가진 상기 인터커넥터에 의해 외부의 스트레스를 해소하여 늘어나도록 동작하는 것
을 특징으로 하는, 신축성 전자 소자 플랫폼.According to claim 11,
The interconnector is
The interconnector, which is manufactured in the vertical direction and whose starting and ending points are located on different planes when tensile force is applied, is located on the same plane as the hard island patterns, and has elasticity on the same plane when additional tensile force is applied. Operating to elongate by relieving external stress by the interconnector
Characterized by, a stretchable electronic device platform.
상기 인터커넥터는,
3차원 굽힘이 가능하도록 상기 인터커넥터의 특정 부분의 선폭이 다른 부분들보다 작게 구성되는 것
을 특징으로 하는, 신축성 전자 소자 플랫폼.According to claim 11,
The interconnector is
The line width of a specific part of the interconnector is configured to be smaller than other parts so that three-dimensional bending is possible.
Characterized by, a stretchable electronic device platform.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210094704A KR102622042B1 (en) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | Stretchable electronic platforms with 3-dimensional array of rigid island pattern and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210094704A KR102622042B1 (en) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | Stretchable electronic platforms with 3-dimensional array of rigid island pattern and method for manufacturing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230013797A true KR20230013797A (en) | 2023-01-27 |
| KR102622042B1 KR102622042B1 (en) | 2024-01-09 |
Family
ID=85101351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210094704A KR102622042B1 (en) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | Stretchable electronic platforms with 3-dimensional array of rigid island pattern and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102622042B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100123755A (en) * | 2008-03-05 | 2010-11-24 | 더 보드 오브 트러스티즈 오브 더 유니버시티 오브 일리노이 | Stretchable and foldable electronic devies |
| KR102103067B1 (en) | 2018-04-03 | 2020-05-29 | 한국과학기술원 | Fabrication of rigid islands on stretchable layer with low Young's modulus and applications to stretchable electronics platform thereof |
-
2021
- 2021-07-20 KR KR1020210094704A patent/KR102622042B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100123755A (en) * | 2008-03-05 | 2010-11-24 | 더 보드 오브 트러스티즈 오브 더 유니버시티 오브 일리노이 | Stretchable and foldable electronic devies |
| KR102103067B1 (en) | 2018-04-03 | 2020-05-29 | 한국과학기술원 | Fabrication of rigid islands on stretchable layer with low Young's modulus and applications to stretchable electronics platform thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102622042B1 (en) | 2024-01-09 |
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