KR20240076629A - 유연성 수직 주름 회로 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시예는 잉크젯 인쇄 공정으로 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골이 연속하여 형성된 유연성 수직 주름 회로 제조 방법과 이에 의해 제조되는 유연성 수직 주름 회로를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 유연성 수직 주름 회로는 유연성 재료로 이루어지며 양면에 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골이 교번하여 연속적으로 형성되는 신축성 기판; 및 상기 기판의 일면 상에 형성되는 금속 전극을 포함한다.
Description
본 발명은 유연성 수직 주름 회로 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잉크젯 인쇄 공정으로 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골이 연속하여 형성된 유연성 수직 주름 회로를 제조하는 방법과 이에 의해 제조되는 유연성 수직 주름 회로에 관한 것이다.
최근 웨어러블 전자 제품, 디스플레이, 전자 피부, 광전 소자 등 다양한 분야에서 유연/신축성을 갖는 전자 장치의 수요가 증가하고 있다. 굽힘과 인장이 가능한 전자 장치를 구현하기 위하여 전자 소자끼리의 연결, 그리고 물리적 지지체 역할을 동반하는 신축성 있는 회로의 개발이 필요하다.
신축성 있는 회로의 개발 방법의 하나로써, 구조 변형을 통하여 신축성을 갖게 하는 방식이 있다. 신축성 구조로는 주름(wrinkle), 지그재그(zigzag) 등이 있으며, 이러한 구조의 전극은 외부로부터 가해진 인장력에 대한 기계적 변형을 마루와 골의 크기와 변화를 통해 수용할 수 있다. 따라서, 높은 기계적인 변형에도 쉽게 회로의 단절이 일어나지 않기 때문에, 인장에 따른 소자의 성능 저하를 최소화할 수 있다. 일반적으로, 수직 주름 구조 회로는 예비 인장된 유연 기판 표면에 전극을 형성시킨 후 가해준 인장력을 제거하였을 때 표면 수축에 의해 생성되는 주름 구조를 이용하여 회로가 제작된다. 이와 같은 제작 방법은 주름의 형태가 유연 기판의 수축력에 의존하기 때문에, 규칙적이고 원하는 형태의 주름 회로 제작에 한계를 가진다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 잉크젯 인쇄 공정으로 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골이 연속하여 형성된 유연성 수직 주름 회로를 제조하는 방법과 이에 의해 제조되는 유연성 수직 주름 회로를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 유연성 재료로 이루어지며 양면에 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골이 교번하여 연속적으로 형성되는 신축성 기판; 및 상기 기판의 일면 상에 형성되는 금속 전극을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 유연성 재료는 양이온 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 기판 일면 상에 상기 금속 전극과 연결되도록 형성된 전기 단자; 및 상기 전기 단자를 제외하고 상기 기판의 일면 및 금속 전극을 커버하도록 형성되는 커버레이어를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 유연성 수직 주름 회로 제조 방법은, 일면에 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골이 연속하여 형성된 몰드를 제조하는 몰드 제조 단계; 상기 몰드 상에 유연성 재료를 잉크젯 인쇄 방식으로 상기 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골에 대응하는 형태의 수직 주름형 회로 기판을 도포하여 기판을 형성하는 기판 형성 단계; 및 상기 수직 주름형 회로 기판을 상기 몰드로부터 박리하는 기판 박리 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 기판 형성 단계의 잉크젯 인쇄 방식에서 사용되는 유연성 재료는 UV 경화성 양이온 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 기판 형성 단계는 상기 회로 기판을 잉크젯 인쇄 방식으로 도포한 후에, 상기 회로 기판을 UV 경화할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 기판 박리 단계에서 박리된 회로 기판은 양면이 상기 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골이 연속하여 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 유연성 수직 주름 회로 제조 방법은 전극 형성 단계를 더 포함하고, 상기 전극 형성 단계는 상기 박리된 수직 주름형 회로 기판 상에 잉크젯 인쇄 방식으로 금속 전극을 도포하여 금속 전극을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전극 형성 단계는 상기 금속 전극을 도포한 후에, 상기 금속 전극이 형성된 회로 기판을 소결할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 수직 방향 주름 회로 제조 방법은 커버레이어 형성 단계를 더 포함하고, 상기 커버레이어 형성 단계는 상기 금속 전극이 형성된 회로 기판상에 잉크젯 인쇄 방식으로 커버레이어를 도포하여 커버레이어를 형성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 일면에 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골이 연속하여 형성된 몰드 상에 잉크젯 인쇄 방식으로 회로를 형성하여, 사용자가 원하는 형태를 가지는 유연성 수직 주름 회로를 제조할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른, 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법에 대한 개략적인 구성을 나타내는 흐름도이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른, 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법에 대한 개략도이다.
도3a는 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법에 있어서, 수직 주름형 몰드 상에 잉크젯 인쇄 방식으로 회로 기판을 형성하는 모습을 나타낸 이미지이다.
도3b는 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법에 있어서, 수직 주름형 몰드 상에서 박리된 회로 기판의 인장 전후를 나타내는 이미지이다.
도3c는 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법에 있어서, 인장된 기판 상에 금속 전극을 인쇄하는 이미지이다.
도3d는 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법으로 제조된 유연성 수직 주름 회로의 예시도이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른, 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법에 대한 개략도이다.
도3a는 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법에 있어서, 수직 주름형 몰드 상에 잉크젯 인쇄 방식으로 회로 기판을 형성하는 모습을 나타낸 이미지이다.
도3b는 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법에 있어서, 수직 주름형 몰드 상에서 박리된 회로 기판의 인장 전후를 나타내는 이미지이다.
도3c는 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법에 있어서, 인장된 기판 상에 금속 전극을 인쇄하는 이미지이다.
도3d는 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법으로 제조된 유연성 수직 주름 회로의 예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
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.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른, 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법에 대한 개략적인 구성을 나타내는 흐름도이다.
도1을 참조하면, 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법(100)에서 일면에 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골이 연속하여 형성된 몰드를 제조(S110)하고, 상기 몰드 상에 유연성 재료를 잉크젯 인쇄 방식으로 상기 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골에 대응하는 형태의 수직 주름형 회로 기판을 도포하여 기판을 형성(S120)한 뒤, 상기 수직 주름형 회로 기판을 상기 몰드로부터 박리(S130)한다. 이후, 상기 박리된 수직 주름형 회로 기판 상에 잉크젯 인쇄 방식으로 금속 전극을 도포하여 금속 전극을 형성(S140)하고, 상기 금속 전극이 형성된 회로 기판상에 잉크젯 인쇄 방식으로 커버레이어를 도포하여 커버레이어를 형성(S150)한다.
S120에서 잉크젯 인쇄 방식에서 사용되는 유연성 재료는 UV 경화성 양이온 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 또한, S120에서 상기 회로 기판을 잉크젯 인쇄 방식으로 도포한 후에, 상기 회로 기판을 UV 경화할 수 있다..
S130에서 박리된 회로 기판은 양면이 상기 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골이 연속하여 형성될 수 있다.
S140에서 상기 금속 전극을 도포한 후에, 상기 금속 전극이 형성된 회로 기판을 소결할 수 있다.
S150에서 상기 커버레이어는 상기 금속 전극이 형성된 회로 기판 상에 회로의 전기적 연결을 위한 단자 부분을 제외하고 형성될 수 있다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른, 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법에 대한 개략도이다.
도2를 참조하면, 몰드 제조 단계(a)는 일면에 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골이 연속하여 형성된 몰드(210)를 제조한다. 상기 제조된 몰드(210)는 재사용이 가능하여, 같은 형태의 마루와 골을 가지는 회로 기판들의 제조에 용이하다.
기판 형성 단계(b)는 상기 몰드(210) 상에 유연성 재료를 잉크젯 인쇄 방식으로 도포하여 회로 기판(220a)을 형성한다. 상기 유연성 재료는 UV 경화성 양이온 에폭시 수지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 후, 상기 회로 기판(220a)에 UV 경화만 진행하여 상기 회로 기판(220a)과 상기 몰드(210)와의 접착력이 낮은 상태로 유지할 수 있도록 한다.
일반적으로, 양이온 에폭시 수지는 완전한 경화와 접착력 성능을 위해 UV 경화와 열 경화가 순서대로 요구되나, 본 발명에서는 열 경화 없이, UV 경화만 진행하여 회로 기판(320)이 몰드(310)에서 쉽게 박리될 수 있도록 한다.
기판 박리 단계(c)는 상기 몰드(210)와 상기 회로 기판(220a)의 접착력이 낮은 상태인 것을 활용하여 상기 몰드(210)상에서 상기 회로 기판(220a)을 손쉽게 박리하여 박리된 회로 기판(220b)을 얻을 수 있다.
전극 형성 단계(d)는 상기 박리된 회로 기판(220b) 상에 전도성 잉크를 잉크젯 인쇄 방식으로 도포하여 금속 전극(230)을 형성하고, 상기 금속 전극(230)이 형성된 박리된 회로 기판(220b)을 소결한다.
상기 전도성 잉크는 페이스트 잉크, 금속염 잉크, 나노 잉크를 포함할 수 있으며, 상기 페이스트 잉크는 대개 수백 나노미터에서 수 마이크론 단위의 금속분말을 분말 사이를 접착하고 유동성을 주기 위한 바인더 수지와 기타 첨가제와 혼합한 형태로 점도가 높은 것이 특징이다. 단점으로는 점도가 높아서 다양한 인쇄 방식의 구현이 어렵고, 스크린 인쇄 적용시 인쇄 정밀도가 약 50 마이크론 정도로 제한된다.
상기 금속염 잉크는 금속염 형태로 용매와 이온 상태의 은과 상대 이온 및 첨가제로 구성되고, 일반적으로 상대이온 탄소 체인을 포함하는 경우가 많아 유기 은 용액이 된다. 단점은 은의 농도 조절에 한계가 있어 건조 및 소성 후 인쇄 두께가 매우 얇게 된다.
상기 나노 잉크는 나노 입자 형태의 분산제로 안정화된 나노 입자와 용매 및 첨가제로 구성된다. 나노 입자의 저온 소성 특성을 활용하여 PET 필름 등과 같은 열 안정성이 낮은 인쇄체에 적용이 가능한 장점이 있다.
커버레이어 형성 단계(e)는 상기 금속 전극(230)이 형성된 박리된 회로 기판(220b)상에 커버레이어 잉크를 잉크젯 인쇄 방식으로 도포하여 커버레이어(240)를 형성한다. 상기 커버레이어 형성 단계(e)는 커버레이어(240)를 형성한 기판에 경화를 진행할 수 있으며, 상기 경화 방식은 열 경화, UV 경화를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 커버레이어(240)는 상기 금속 전극(230)의 전기적 연결을 위한 단자 부분을 제외하고 형성될 수 있으며, 상기와 같은 과정을 통해 유연성 수직 주름 회로를 제조할 수 있다.
도3a는 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법에 있어서, 수직 주름형 몰드 상에 잉크젯 인쇄 방식으로 회로 기판을 형성하는 모습을 나타낸 이미지이다.
도3a를 참조하면, 상기 몰드(310)는 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 하나의 예시로서, 상기 몰드(310)의 주름의 크기는 4mm, 주기는 6mm이다. 회로 기판(320)은 상기 몰드(310) 상에 UV 경화성 양이온 에폭시 수지를 잉크젯 방식으로 도포하여 형성되고, 상기 몰드(310)와 같은 주름의 크기와 주기를 가진다.
도3b는 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법에 있어서, 수직 주름형 몰드 상에서 박리된 회로 기판의 인장 전후를 나타내는 이미지이다.
도3a 및 도3b를 참조하면, 상기 몰드(310) 상에 형성된 상기 회로 기판(320)을 박리하여 박리된 회로기판(320)의 인장 전후 길이를 측정하였다. 측정결과 상기 박리된 회로 기판(320)은 인장 전 48mm의 길이를 가지고, 인장 후 57mm의 길이를 가지는 것을 확인할 수 있으며, 이는 길이 방향으로 18.7%의 인장 가능함을 보인다.
도3c는 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법에 있어서, 인장된 기판 상에 금속 전극을 인쇄하는 이미지이다.
도3c를 참조하면, 최대로 인장하여 고정시킨 회로 기판(320) 상에 전도성 잉크를 잉크젯 인쇄 방식으로 도포하여 금속 전극(330)을 형성할 수 있다. 상기 회로 기판(320)은 최대로 인장되어 상기 잉크젯 인쇄 방식으로 도포할 시에 마루와 골이 없는 평평한 회로 기판상에 도포하는 것과 같은 장점이 있다.
도3d는 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법으로 제조된 유연성 수직 주름 회로의 예시도이다.
도3c 및 도3d를 참조하면, 상기 금속 전극(330)이 형성된 회로 기판(320) 상에 추가적으로 커버레이어(340)를 도포하여 제조된 유연성 수직 주름 회로를 확인할 수 있다. (a)는 상기 제조된 유연성 수직 주름 회로의 윗면을 나타내는 이미지로, 상기 커버레이어(340)는 금속 전극(330)의 전기적 연결을 위한 단자 부분을 제외하고 형성된 것을 확인할 수 있다. (b)는 상기 제조된 유연성 수직 주름 회로의 단면도로 이를 참조하면, 상기 수직 주름 회로의 한 면은 500um의 길이를 가지며, 이는 본 발명의 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법으로 여러 분야에 활용될 수 있는 충분히 얇은 회로 기판(320)을 제조할 수 있음을 보인다.
도3a 내지 3d는 본 발명의 유연성 수직 주름 회로의 제조 방법으로 제조되는 유연성 수직 주름 회로의 제조 과정과 이에 의해 제조된 유연성 수직 주름 회로를 나타내는 하나의 실시 예로서 참고적인 용도로 활용가능하나, 본 발명은 상기의 실시 예로 제한되지 않는다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
210: 몰드
220a: 회로 기판
220b: 박리된 회로 기판
230: 금속 전극
240: 커버레이어
310: 몰드
320: 회로 기판
330: 금속 전극
340: 커버레이어
220a: 회로 기판
220b: 박리된 회로 기판
230: 금속 전극
240: 커버레이어
310: 몰드
320: 회로 기판
330: 금속 전극
340: 커버레이어
Claims (10)
- 유연성 재료로 이루어지며 양면에 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골이 교번하여 연속적으로 형성되는 신축성 기판; 및
상기 기판의 일면 상에 형성되는 금속 전극을 포함하는, 유연성 수직 주름 회로.
- 제 1항에 있어서,
상기 유연성 재료는 양이온 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유연성 수직 주름 회로.
- 제 1항에 있어서,
상기 기판 일면 상에 상기 금속 전극과 연결되도록 형성된 전기 단자; 및
상기 전기 단자를 제외하고 상기 기판의 일면 및 금속 전극을 커버하도록 형성되는 커버레이어를 더 포함하는, 유연성 수직 주름 회로.
- 일면에 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골이 연속하여 형성된 몰드를 제조하는 몰드 제조 단계;
상기 몰드 상에 유연성 재료를 잉크젯 인쇄 방식으로 상기 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골에 대응하는 형태의 수직 주름형 회로 기판을 도포하여 기판을 형성하는 기판 형성 단계; 및
상기 수직 주름형 회로 기판을 상기 몰드로부터 박리하는 기판 박리 단계를 포함하는, 유연성 수직 주름 회로 제조 방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 기판 형성 단계의 잉크젯 인쇄 방식에서 사용되는 유연성 재료는 UV 경화성 양이온 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유연성 수직 주름 회로 제조 방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 기판 형성 단계는 상기 회로 기판을 잉크젯 인쇄 방식으로 도포한 후에, 상기 회로 기판을 UV 경화하는 것을 특징으로 하는, 유연성 수직 주름 회로 제조 방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 기판 박리 단계에서 박리된 회로 기판은 양면이 상기 미리 정해진 높이와 폭의 마루와 골이 연속하여 형성된 것을 특징으로 하는, 유연성 수직 주름 회로 제조 방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 유연성 수직 주름 회로 제조 방법은 전극 형성 단계를 더 포함하고,
상기 전극 형성 단계는 상기 박리된 수직 주름형 회로 기판 상에 잉크젯 인쇄 방식으로 금속 전극을 도포하여 금속 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는, 유연성 수직 주름 회로 제조 방법.
- 제 8항에 있어서,
상기 전극 형성 단계는 상기 금속 전극을 도포한 후에, 상기 금속 전극이 형성된 회로 기판을 소결하는 것을 특징으로 하는, 유연성 수직 주름 회로 제조 방법.
- 제 8항에 있어서,
상기 수직 방향 주름 회로 제조 방법은 커버레이어 형성 단계를 더 포함하고,
상기 커버레이어 형성 단계는 상기 금속 전극이 형성된 회로 기판상에 잉크젯 인쇄 방식으로 커버레이어를 도포하여 커버레이어를 형성하는 것을 특징으로 하는, 유연성 수직 주름 회로 제조 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020220157861A KR20240076629A (ko) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 유연성 수직 주름 회로 및 이의 제조 방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR20240076629A true KR20240076629A (ko) | 2024-05-30 |
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ID=91275628
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| KR (1) | KR20240076629A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102267543B1 (ko) | 2019-08-30 | 2021-06-18 | 전북대학교산학협력단 | 주름전극의 제조방법 |
-
2022
- 2022-11-22 KR KR1020220157861A patent/KR20240076629A/ko unknown
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