KR20230164976A - 신축성 전자 장치 - Google Patents

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KR20230164976A
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구재본
오지영
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 신축성 전자 장치를 제공한다. 신축성 전자 장치는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 복수의 전자 소자; 및 상기 기판 상에서 상기 전자 소자들을 연결하고, 굴곡부를 갖는 배선부를 포함하고, 상기 배선부는: 절연체; 및 상기 절연체 상에 배치되는 복수의 금속 배선들을 포함하고, 상기 금속 배선들은: 상기 절연체 가장자리에 인접한 최외각 금속 배선들; 및 상기 최외각 금속 배선들 사이에 배치되는 내부 금속 배선들을 포함하고, 상기 최외각 금속 배선의 제 1 폭에 대한 상기 절연체의 상기 가장자리들과 상기 최외각 금속 배선들 간의 간격 제 1 간격의 제 1 비율은 상기 내부 금속 배선의 제 2 폭에 대한 상기 내부 금속 배선 간의 제 2 간격의 제 2 비율보다 큰 것을 포함한다.

Description

신축성 전자 장치{STRETCHABLE ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 신축성 전자 장치 내 배선의 구조에 관한 것이다.
최근 디스플레이 관련 기술의 발달과 함께 신축성 디스플레이 장치들이 주목도가 높아지고 있으며, 따라서 신축성 디스플레이와 관련된 연구는 꾸준히 진행되고 있다.
신축성을 갖는 디스플레이를 구현하기 위한 방법은 크게 두 가지로 나뉜다. 첫 번째 방식은 탄성이 있는 소재 기판으로 사용하고 기판 위에 주름을 형성하여 신축성을 확보하는 방법이다. 기판 위에 제작된 회로를 미리 당겨진 탄성체 기판 위에 전사시켜 회로 기판에 주름을 형성하여 신축성을 확보할 수 있다.
두 번째는 아일랜드를 연결하는 배선 영역에서 신축성을 확보하는 것으로, 기존의 유연 디스플레이 공정과 호환성이 높지만 넓은 공간을 차지하는 배선 형상의 특성상 해상도가 높지 않다는 단점이 있다. 따라서, 이 방식으로 고해상도를 구현하기 위해서는 신축성 배선을 미세하게 제작하기 위한 핵심 요소 기술에 대한 개발이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 디스플레이에 적용되는 배선의 신축률과 반복 신뢰성을 향상시켜 안정적으로 전류를 공급하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 전자 소자들 사이에 굴곡부를 포함하는 적어도 하나 이상의 배선들이 존재할 때, 응력이 집중되는 배선의 신축 특성을 향상시키는 구조를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 신축성 전자 장치는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 복수의 전자 소자; 및 상기 기판 상에서 상기 전자 소자들을 연결하고, 굴곡부를 갖는 배선부를 포함할 수 있다. 상기 배선부는: 절연체; 및 상기 절연체 상에 배치되는 복수의 금속 배선들을 포함할 수 있다. 상기 금속 배선들은: 상기 절연체 가장자리에 인접한 최외각 금속 배선들; 및 상기 최외각 금속 배선들 사이에 배치되는 내부 금속 배선들을 포함할 수 있다. 상기 최외각 금속 배선들의 제 1 폭에 대한 상기 절연체의 상기 가장자리들과 상기 최외각 금속 배선들 간의 제 1 간격의 제 1 비율은 상기 내부 금속 배선들의 제 2 폭에 대한 상기 내부 금속 배선들 간의 제 2 간격의 제 2 비율보다 클 수 있다.
일 실시예로, 상기 제 1 간격은 상기 제 2 간격보다 클 수 있다.
일 실시예로, 상기 제 1 폭은 상기 제 2 폭보다 작을 수 있다.
일 실시예로, 상기 절연체는 고분자 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 전자 소자들은 상기 기판 상에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 배선부는 복수로 제공되되, 상기 전자 소자들 중 서로 인접한 둘은 적어도 하나 이상의 상기 배선부들에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 신축성 전자 장치는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 복수의 전자 소자; 및 상기 기판 상에서 상기 전자 소자들을 연결하는 배선 그룹을 포함할 수 있다. 상기 배선 그룹은: 최외각 배선부들; 및 상기 최외각 배선부들 사이에 배치되는 내부 배선부들을 포함할 수 있다. 상기 최외각 배선부들 및 내부 배선부들 각각은: 절연체; 및 상기 절연체 상에 배치되는 하나의 금속 배선을 포함할 수 있다. 상기 최외각 배선부들 및 내부 배선부들 각각은 굴곡부를 가질 수 있다. 상기 최외각 배선부들의 상기 금속 배선의 제 1 폭에 대한 상기 최외각 배선부들의 상기 절연체의 제 2 폭의 제 1 비율이 상기 내부 배선부들의 상기 금속 배선의 제 3 폭에 대한 상기 내부 배선부들의 상기 절연체의 제 4 폭의 제 2 비율보다 클 수 있다.
일 실시예로, 상기 제 2 폭은 상기 제 4 폭보다 클 수 있다.
일 실시예로, 상기 제 1 폭이 상기 제 3 폭보다 작을 수 있다.
일 실시예로, 상기 절연체는 고분자 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 전자 소자들은 상기 기판 상에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 배선 그룹은 복수로 제공되며, 상기 전자 소자들 중 서로 인접한 둘은 적어도 하나 이상의 상기 배선 그룹들에 의해 연결될 수 있다.
일 실시예로, 상기 최외각 배선부들과 상기 내부 배선부들은 수평으로 상호 이격될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 신축률 및 반복 신뢰성이 높은 신축성 전자 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 신축성 전자 장치의 신축 시에 응력이 집중되는 외곽 배선의 응력 집중도를 낮춰줄 수 있다. 즉, 구조적 안정성이 높은 신축성 전자 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 신축성 전자 장치의 변형 및 반복 신축 시에 배선이 파손되지 않을 수 있으며, 배선을 통해 안정적으로 전류를 공급할 수 있다. 즉, 구동 안정성이 높은 신축성 전자 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 신축성 전자 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 신축성 전자 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 도 2의 A 영역의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 도 2의 A 영역의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 도 2의 A 영역의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 도 2의 A 영역의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 신축성 전자 장치의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 도 7의 B 영역의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 도 7의 B영역의 확대도이다.
도 9은 본 발명의 실시예들에 따른 도 7의 B영역의 확대도이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 도 7의 B영역의 확대도이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 도 7의 B영역의 확대도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 당해 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 개념이 어떤 적합한 환경에서 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 ‘포함한다(comprises)’ 및/또는 ‘포함하는(comprising)’은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자 외에 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 도면들 참조하여 본 발명의 개념에 따른 신축성 전자 장치를 설명한다.
신축성 전자 장치는 외력에 의해 적어도 일 방향으로 신장하거나 수축할 수 있다. 예를 들면, 신축성 전자 장치는 길이 방향으로 신장 또는 수축될 수 있다. 다만, 소정의 실시예에서 신축성 전자 장치는 전 방향으로 신장하거나 수축할 수 있다. 신축성 전자 장치의 형태은 자유롭게 변형될 수 있다. 신축성 전자 장치는 형태가 변형되더라도 시각정보를 출력할 수 있는 출력 장치를 지칭할 수 있다. 따라서 신축성 전자 장치는 평평하지 않은 면에 배치시킬 수 있다. 신축성 전자 장치는 배치되는 면에 따라 형태가 변형될 수 있다. 신축성 전자 장치는 가역적으로 신축할 수 있다. 예를 들어, 신축성 전자 장치에 외력을 가하면 늘어날 수 있고, 외력이 제거되는 경우 다시 본래의 형태로 돌아갈 수 있다. 따라서 신축성 전자 장치는 반복적으로 신축할 수 있다. 신축성 전자 장치는 출력 장치에 이용될 수 있다. 신축성 전자 장치는 웨어러블(wearable) 통신 장치, 인체 내장형 또는 부착형 바이오 장치 등에 사용될 수 있다. 신축성 전자 장치의 적용은 이에 한정되지는 않을 것이다.
도 1은 본 발명에 실시예들에 따른 신축성 전자 장치의 평면도이다. 도 1에서는 편의를 위하여 배선부의 형상을 개략적으로 도시하였으며, 본 발명에서 배선부의 형상이 도 1에 도시된 바에 한정되지는 않는다.
도 1을 참고하면, 신축성 전자 장치는 기판(100), 전자소자(200) 및 배선부(300)를 포함할 수 있다. 기판(100)은 유연 기판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(100)은 탄성 중합체로 이루어질 수 있다. 기판(100)은 polydimethylsiloxane(PDM) 또는 폴리우레탄(polyurethane, PU)일 수 있다. 그러나 본 발명에서 기판(100)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(100)은 유연 기판으로 이용될 수 있는 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 기판(100)은 외력에 의해 신장 또는 수축할 수 있다. 이때, 기판(100)은 일 방향 또는 어느 두 방향으로 신장 또는 수축하거나, 이와는 다르게 기판(100)은 전 방향으로 신장 또는 수축할 수 있다. 기판(100)은 신축성 전자 장치의 신장이나 수축에 따라 형태가 변형될 수 있다. 기판(100)은 신축성 전자 장치의 여러 구성 요소들을 지지 또는 보호하기 위해 제공될 수 있다.
기판(100) 상에 복수의 전자 소자들(200)이 배치될 수 있다. 복수의 전자 소자들(200)은 기판(100) 상에 서로 이격되어 배열될 수 있다. 복수의 전자 소자들(200)은 기판(100)의 상면에 평행하고 서로 교차하는 제 1 방향 및 제 2 방향으로 배열될 수 있다. 일 예로, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 전자 소자들(200)은 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향을 따라 격자 형태로 배열될 수 있다. 신축성 전자 장치가 시각정보를 출력할 수 있는 출력 장치일 경우, 복수의 전자 소자들(200) 각각은 상기 출력 장치의 하나의 화소를 구성할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 전자 소자들(200)은 필요에 따라 다양한 형태로 배열될 수 있다.
복수의 배선부들(300)이 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 복수의 배선부들(300)은 복수의 전자 소자들(200)의 각각과 연결될 수 있다. 예를 들면, 서로 인접한 한 쌍의 전자 소자들(200)은 하나의 배선부(300)의 양단에 각각 연결될 수 있다. 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향으로 배열된 전자 소자들(200)은 복수의 배선부들(300)에 의해 연결될 수 있다. 복수의 배선부들(300)은 전자 소자들(200)을 전기적으로 연결할 수 있다.
도 1에 도시된 기판(100), 복수의 전자 소자들(200) 및 복수의 배선부들(300)의 형상 및 개수는 예시적인 것이며, 기판(100), 복수의 전자 소자들(200) 및 복수의 배선부(300)의 형상 및 개수는 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이하, 복수의 배선부들(300)의 형상에 대해 하나의 배선부(300)를 기준으로 설명한다. 배선부(300)는 적어도 하나의 굴곡부를 포함할 수 있다. 배선부(300)는 상기 굴곡부와 연결되는 직선부를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 굴곡부는 복수로 제공될 수 있다. 예를 들면, 평면적 관점에서, 배선부(300)는 지그재그 형상, 나선 형상 및 스프링 형상를 포함할 수 있다. 그러나 배선부(300)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며 굴곡부를 갖는 다양한 형상을 포함할 수 있다. 배선부(300)는 하나의 전자 소자(200)로부터 인접한 다른 전자 소자(200)를 향하여 연장될 수 있다. 배선부(300)는 적어도 일 방향으로 신장하거나 수축할 수 있다. 예를 들면, 배선부(300)는 상기 하나의 전자 소자(200) 및 상기 다른 전자 소자(200) 사이에서 신장하거나 수축할 수 있으며, 이에 따라 상기 하나의 전자 소자(200) 및 상기 다른 전자 소자(200) 사이의 간격이 변화될 수 있다. 배선부(300)가 상기 하나의 전자 소자(200) 및 상기 다른 전자 소자(200)가 멀어지는 방향으로 신장될 경우, 배선부(300)는 직선 형태로 변형될 수 있다. 배선부(300)는 외력에 의해 신축 또는 신장 시, 배선부(300) 내에 국부적으로 집중되는 응력을 완화시킬 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 상세히 설명하도록 한다. 배선부(300)는 하나의 절연체와 하나 이상의 금속 배선들을 포함할 수 있다. 이하, 배선부(300)의 구조에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 실시예들에 따른 신축성 전자 장치의 평면도로, 도 1의 일부 영역을 보다 구체적으로 도시한 도면이다. 도 3는 도 2의 A 영역을 확대 도시한 확대도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 복수의 전자 소자들(200)은 제 1 배선부들(300a)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 신축성 전자 장치의 제 1 배선부들(300a) 각각은 절연체(301) 및 절연체(301) 상의 복수의 금속 배선들(303)을 포함할 수 있다. 이하, 하나의 제 1 배선부(300a)를 기준으로 설명하도록 한다.
제 1 배선부(300a)는 하나의 절연체(301)와 그에 대응되는 복수의 금속 배선들(303)을 포함할 수 있다. 즉, 제 1 배선부(300a)는 멀티 트랙(multi-track)으로 제공되는 배선부일 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시한 바에 의하면, 하나의 절연체(301) 위에 4개의 금속 배선들(303)이 배치되어 있으나, 하나의 제 1 배선부(300a)에 제공되는 금속 배선들(303)의 수가 이에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 금속 배선(303)은 구동을 위한 복수의 배선들과 단선 및 불량을 방지하기 위한 배선을 포함할 수 있다.
서로 인접한 한 쌍의 전자 소자들(200)은 적어도 하나의 제 1 배선부(300a)에 의해 연결될 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 한 쌍의 전자 소자들(200) 사이에 요구되는 배선의 수가 4개일 때, 상기 한 쌍의 전자 소자들(200)을 연결하기 위하여 2개의 금속 배선들(303)을 갖는 제 1 배선부(300a)가 2개 제공될 수 있다. 또는, 상기 한 쌍의 전자 소자들(200)을 연결하기 위하여 3개의 금속 배선들(303)을 갖는 제 1 배선부(300a) 하나와 1개의 금속 배선(303)을 갖는 제 1 배선부(300a) 하나가 제공될 수 있다. 이와는 또 다르게, 상기 한 쌍의 전자 소자들(200)을 연결하기 위하여 4개의 금속 배선들(303)을 갖는 하나의 제 1 배선부(300a)가 제공될 수 있다. 그러나 제 1 배선부(300a)의 수, 금속 배선(303)의 수 및 이들의 배치는 이에 한정되는 것은 아니며 신축성 전자 장치의 설계의 용이를 위하여 달라질 수 있다. 이하, 도 2 및 도 3의 실시예를 기준으로 계속 설명하도록 한다.
절연체(301)는 금속 배선(303)을 지지하기 위하여 제공될 수 있다. 절연체(301)는 패터닝이 가능한 물질일 수 있다. 절연체(301)는 절연 물질로 구성될 수 있다. 절연체(301)는 유연 물질일 수 있다. 절연체(301)는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 절연체(301)는 폴리이미드를 포함할 수 있다. 그러나 절연체(301)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니다.
절연체(301) 상에 금속 배선들(303)이 배치될 수 있다. 금속 배선들(303)은 절연체(301) 상에서 수평으로 이격될 수 있다. 일 예로, 금속 배선들(303)은 절연체(301)의 양 가장자리(302)를 가로지르는 방향으로 서로 이격될 수 있다. 제 1 배선부(300a)는 금속 배선들(303)의 상방에서 보았을 때, 금속 배선들(303) 사이에 절연체(301)의 부분들이 보이는 샌드위치 구조일 수 있다. 금속 배선(303)은 도전 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 금속 배선(303)은 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 알루미늄, 텅스텐, 티타늄, 팔라듐 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 그러나 금속 배선(303)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니다.
금속 배선들(303)은 절연체의 양 가장자리(302)에 가장 인접한 최외각 금속 배선들(303a), 및 최외각 금속 배선들(303a) 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 내부 금속 배선들(303b)을 포함할 수 있다.
금속 배선들(303a, 303b)의 폭들(W1, W2)은 각각 다를 수 있다. 금속 배선들(303a, 303b) 사이의 간격(D2) 및 절연체(301)의 가장자리들(302)과 최외각 금속 배선들 (303a) 사이의 간격(D1)은 서로 다를 수 있다. 보다 상세하게는, 최외각 금속 배선들(303a)의 폭(W1)에 대한 최외각 금속 배선들(303a)에 대한 절연체의 가장자리들(302)과의 간격(D1)의 제 1 비율은 내부 금속 배선들(303b)의 폭(W2)에 대한 내부 금속 배선들(303b) 간의 간격(D2)에 대한 제 2 비율보다 클 수 있다. 이에 따라, 외력에 의해 제 1 배선부(300a)가 휘어짐에 따라 응력이 집중되는 최외각 금속 배선들(303a)이 받는 응력을 줄일 수 있다. 최외각 금속 배선들(303a)에 가해지는 응력을 줄임으로써, 제 1 배선부(300a)의 신축률과 반복 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 또한, 최외각 금속 배선들(303a)의 폭(W1)을 내부 금속 배선들(303b)의 폭(W2)보다 작게 조절하면, 국부적으로 응력이 집중되더라도 신축률을 유지할 수 있다. 결과적으로 제 1 배선부(300a)의 반복적인 신축과 변형에도 최외각 금속 배선들(303a)이 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 배선들(303)을 통해 전류를 안정적으로 공급할 수 있다. 또한 제 1 배선부(300a)를 포함하는 신축성 전자 장치의 전기 전도 특성의 저하되거나 상실되는 것을 방지할 수 있다. 이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 제 1 비율이 제 2 비율보다 크게 제공되는 실시예들을 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 도 2의 A 영역의 확대도이다.
도 4를 참고하면, 최외각 금속 배선들(303a)의 폭(W1)에 대한 최외각 금속 배선들(303a)에 대한 절연체의 가장자리들(302)과의 간격(D1)의 제 1 비율은 내부 금속 배선들(303b)의 폭(W2)에 대한 내부 금속 배선들(303b) 간의 간격(D2)에 대한 제 2 비율보다 클 수 있다. 일 예로, 최외각 금속 배선들(303a)의 폭(W1)과 내부 금속 배선들(303b)의 폭(W2)이 동일할 경우, 최외각 금속 배선들(303a)과 절연체의 가장자리들(302) 사이의 간격(D1)은 내부 금속 배선들(303b) 사이의 간격(D2)보다 넓을 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 도 2의 A 영역의 확대도이다.
도 5를 참고하면, 최외각 금속 배선들(303a)의 폭(W1)에 대한 최외각 금속 배선들(303a)에 대한 절연체의 가장자리들(302)과의 간격(D1)의 제 1 비율은 내부 금속 배선들(303b)의 폭(W2)에 대한 내부 금속 배선들(303b) 간의 간격(D2)에 대한 제 2 비율보다 클 수 있다. 일 예로, 최외각 금속 배선들(303a)과 절연체의 가장자리들(302) 사이의 간격(D1)과 내부 금속 배선들(303b) 사이의 간격(D2)가 동일할 경우, 최외각 금속 배선들(303a)의 폭(W1)은 내부 금속 배선들(303b)의 폭(W2)보다 작을 수 있다.
도 6는 본 발명의 실시예들에 따른 도 2의 A 영역의 확대도이다.
도 6를 참고하면, 제 1 배선부(300a)는 도 4를 참조하여 설명한 제 1 배선부(300a)의 특징 및 도 5를 참조하여 설명한 제 1 배선부(300a)의 특징을 모두 가질 수 있다. 최외각 금속 배선들(303a)의 폭(W1)에 대한 최외각 금속 배선들(303a)에 대한 절연체의 가장자리들(302)과의 간격(D1)의 제 1 비율은 내부 금속 배선들(303b)의 폭(W2)에 대한 내부 금속 배선들(303b) 간의 간격(D2)에 대한 제 2 비율보다 클 수 있다. 일 예로, 최외각 금속 배선들(303a)과 절연체의 가장자리들(302) 사이의 간격(D1)은 내부 금속 배선들(303b) 사이의 간격(D2)보다 넓게 형성되는 동시에, 최외각 금속 배선들(303a)의 폭(W1)은 내부 금속 배선들(303b)의 폭(W2)보다 작을 수 있다.
도 7 은 본 발명에 실시예들에 따른 신축성 전자 장치의 평면도이다. 도 8는 본 발명의 실시예들에 따른 도 8의 B 영역의 확대도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신축성 전자 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 배선부(300a)와 배선 그룹(300b)의 내부 구조에 대해서만 차이가 있으므로, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하고, 배선 그룹(300b)의 구조에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 신축성 전자 장치는 제 1 배선부(300a, 도 2 참조)를 대신하여 배선 그룹(300b)이 제공될 수 있다. 배선 그룹들(300b)은 복수의 전자 소자들(200)의 각각과 연결될 수 있다. 예를 들면, 서로 인접한 한 쌍의 전자 소자들(200)은 하나의 배선 그룹(300b)의 양단에 각각 연결될 수 있다. 배선 그룹(300b)은 전자 소자들(200)을 전기적으로 연결할 수 있다.
이하, 배선 그룹들(300b)의 형상에 대해 하나의 배선 그룹(300b)을 기준으로 설명한다. 배선 그룹(300b)은 적어도 하나의 굴곡부를 포함할 수 있다. 배선 그룹(300b)은 상기 굴곡부와 연결되는 직선부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 평면적 관점에서, 배선 그룹(300b)은 지그재그 형상, 나선 형상 및 스프링 형상를 포함할 수 있다. 배선 그룹(300b)은 하나의 전자 소자(200)로부터 인접한 다른 전자 소자(200)를 향하여 연장될 수 있다. 이하, 배선 그룹(300b)의 구조에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
배선 그룹(300b)는 적어도 하나 이상의 제 2 배선부들(320)을 포함할 수 있다. 제 2 배선부들(320)은 서로 인접한 한 쌍의 전자 소자들(200)을 병렬로 연결할 수 있다. 도 7에 도시한 바에 따르면, 배선 그룹(300b)은 4개의 제 2 배선부들(320)을 포함하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 배선 그룹(300b)이 포함하는 제 2 배선부들(320)의 수는 필요에 따라 달라질 수 있다.
제 2 배선부들(320) 각각은 하나의 절연체(304) 위에 배치되는 하나의 금속 배선(305)을 포함할 수 있다. 즉, 제 2 배선부들(320)은 싱글 트랙(single-track)으로 제공되는 배선부일 수 있다.
제 2 배선부들(320)은 배선 그룹(300b)에서 바깥쪽에 위치하는 2개의 최외각 배선부들(321)과 최외각 배선부들(321)의 사이에 위치하는 적어도 하나의 내부 배선부(322)를 포함할 수 있다. 최외각 배선부(321)들과 내부 배선부(322)는 수평으로 상호 이격될 수 있다.
금속 배선들(305)의 폭은 서로 다를 수 있다. 배선부들(320)의 절연체들(304)들의 폭은 서로 다를 수 있다. 보다 상세하게는, 최외각 배선부들(321)의 금속 배선(305a)의 폭(W5)에 대한 최외각 배선부들(321)의 절연체(304a)의 폭(W3)의 제 3 비율은 내부 배선부들(322)의 금속 배선(305b)의 폭(W6)에 대한 내부 배선부들(322)의 절연체(304b)의 폭(W4)의 제 4 비율보다 클 수 있다. 이에 따라서, 외력에 의해 배선 그룹(300b)이 휘어짐에 따라 응력이 집중되는 최외각 배선부들(321)의 금속 배선(305a)이 받는 응력을 줄일 수 있다. 최외각 배선부들(321)의 금속 배선(305a)에 가해지는 응력을 줄임으로써 제 2 배선부들(320)의 신축률과 반복 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 또한 집중되는 최외각 배선부들(321)의 금속 배선(305a)의 폭(W5)을 조절하면 국부적으로 응력이 집중되더라도 신축률을 유지할 수 있다. 결과적으로 배선 그룹(300b)의 반복적인 신축과 변형에도 전류를 안정적으로 공급할 수 있다. 또한 배선 그룹(300b)를 포함하는 신축성 전자 장치의 전기 전도 특성의 저하되거나 상실되는 것을 방지할 수 있다. 이하, 도 9 내지 도 1을 참조하여, 제 3 비율이 제 4 비율보다 크게 제공되는 실시예들을 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 도 7의 B 영역의 확대도이다.
도 9를 참고하면, 최외각 배선부들(321)의 금속 배선(305a)의 폭(W5)에 대한 최외각 배선부들(321)의 절연체(304a)의 폭(W3)의 비율은 내부 배선부들(322)의 금속 배선(305b)의 폭(W6)에 대한 내부 배선부들(322)의 절연체(304b)의 폭(W4)의 비율보다 클 수 있다. 일 예로, 최외각 배선부들(321)의 금속 배선(305a)의 폭(W5)과 내부 배선부들(322)의 금속 배선(305b)의 폭(W6)이 동일할 경우, 최외각 배선부의 절연체(304a)의 폭(W3) 보다 내부 배선부들(322)의 절연체(304b)의 폭(W4)이 클 수 있다.
도 10는 본 발명의 실시예들에 따른 도 7의 B 영역의 확대도이다.
도 10를 참고하면, 최외각 배선부들(321)의 금속 배선(305a)의 폭(W5)에 대한 최외각 배선부들(321)의 절연체(304a)의 폭(W3)의 비율은 내부 배선부들(322)의 금속 배선(305b)의 폭(W6)에 대한 내부 배선부들(322)의 절연체(304b)의 폭(W4)의 비율보다 클 수 있다. 일 예로, 최외각 배선부들(321)의 절연체(304a)의 폭(W3)과 내부 배선부들(322)의 절연체(304b)의 폭(W4)가 동일할 경우, 내부 배선부들(322)의 금속 배선(305b)의 폭(W6)보다 최외각 배선부들(321)의 금속 배선(305a)의 폭(W5)이 작을 수 있다.
도 11는 본 발명의 실시예들에 따른 도 7의 B 영역의 확대도이다.
도 11를 참고하면, 제 2 배선부들(320)은 도 9를 참조하여 제 2 배선부들(320)의 특징 및 도 10을 참조하여 설명한 제 2 배선부들(320)의 특징을 모두 가질 수 있다. 최외각 배선부들(321)의 금속 배선(305a)의 폭(W5)에 대한 최외각 배선부들(321)의 절연체(304a)의 폭(W3)의 비율은 내부 배선부들(322)의 금속 배선(305b)의 폭(W6)에 대한 내부 배선부들(322)의 절연체(304b)의 폭(W4)의 비율보다 클 수 있다. 일 예로, 최외각 배선부들(321)의 절연체(304a)의 폭(W3) 보다 내부 배선부들(322)의 절연체(304b)의 폭(W4)이 더 넓게 형성되는 동시에, 내부 배선부들(322)의 금속 배선(305b)의 폭(W6)보다 최외각 배선부들(321)의 금속 배선(305a)의 폭(W5)이 좁을 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 기판
200: 전자소자
300: 배선부
300a: 제 1 배선부
300b: 배선 그룹
301: 절연체
302: 절연체의 가장자리
303: 금속 배선
301, 304: 절연체
303, 305: 금속 배선
320: 제 2 배선부

Claims (11)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 복수의 전자 소자; 및
    상기 기판 상에서 상기 전자 소자들을 연결하고, 굴곡부를 갖는 배선부를 포함하고,
    상기 배선부는:
    절연체; 및
    상기 절연체 상에 배치되는 복수의 금속 배선들을 포함하고,
    상기 금속 배선들은:
    상기 절연체 가장자리에 인접한 최외각 금속 배선들; 및
    상기 최외각 금속 배선들 사이에 배치되는 내부 금속 배선들을 포함하고,
    상기 최외각 금속 배선들의 제 1 폭에 대한 상기 절연체의 상기 가장자리들과 상기 최외각 금속 배선들 간의 제 1 간격의 제 1 비율은 상기 내부 금속 배선들의 제 2 폭에 대한 상기 내부 금속 배선들 간의 제 2 간격의 제 2 비율보다 큰 신축성 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 간격은 상기 제 2 간격보다 큰 신축성 전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 폭은 상기 제 2 폭보다 작은 신축성 전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연체는 고분자 물질을 포함하는 신축성 전자 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 소자들은 상기 기판 상에 서로 이격되어 배치되고,
    상기 배선부는 복수로 제공되되, 상기 전자 소자들 중 서로 인접한 둘은 적어도 하나 이상의 상기 배선부들에 의해 전기적으로 연결되는 신축성 전자 장치.
  6. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 복수의 전자 소자; 및
    상기 기판 상에서 상기 전자 소자들을 연결하는 배선 그룹을 포함하되,
    상기 배선 그룹은:
    최외각 배선부들; 및
    상기 최외각 배선부들 사이에 배치되는 내부 배선부들을 포함하고,
    상기 최외각 배선부들 및 내부 배선부들 각각은:
    절연체; 및
    상기 절연체 상에 배치되는 하나의 금속 배선을 포함하고,
    상기 최외각 배선부들 및 내부 배선부들 각각은 굴곡부를 가지며,
    상기 최외각 배선부들의 상기 금속 배선의 제 1 폭에 대한 상기 최외각 배선부들의 상기 절연체의 제 2 폭의 제 1 비율이 상기 내부 배선부들의 상기 금속 배선의 제 3 폭에 대한 상기 내부 배선부들의 상기 절연체의 제 4 폭의 제 2 비율보다 큰 신축성 전자 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 폭은 상기 제 4 폭보다 큰 신축성 전자 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 폭이 상기 제 3 폭보다 작은 신축성 전자 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 절연체는 고분자 물질을 포함하는 신축성 전자 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 전자 소자들은 상기 기판 상에 서로 이격되어 배치되고,
    상기 배선 그룹은 복수로 제공되며, 상기 전자 소자들 중 서로 인접한 둘은 적어도 하나 이상의 상기 배선 그룹들에 의해 연결되는 신축성 전자 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 최외각 배선부들과 상기 내부 배선부들은 수평으로 상호 이격되는 신축성 전자 장치.
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