WO2019013507A1 - 신축성 기판 및 신축성 기판 제조방법, 신축성 기판 구조체 제조장치 및 신축성 기판 구조체 제조방법 - Google Patents

신축성 기판 및 신축성 기판 제조방법, 신축성 기판 구조체 제조장치 및 신축성 기판 구조체 제조방법 Download PDF

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홍문표
김보성
윤호원
하경욱
임윤오
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a flexible substrate and a flexible substrate, the method comprising: providing a substrate having a high stretchable region and a low stretchable region, wherein a modulus between the high-
  • the present invention relates to a flexible substrate and a method of manufacturing the flexible substrate.
  • the present invention relates to an apparatus for manufacturing a stretchable substrate structure and a method for manufacturing the stretchable substrate structure, and more particularly, to a stretchable substrate structure manufacturing apparatus and a method for manufacturing the stretchable substrate structure by which a stretchable substrate is bonded to a carrier substrate by using air pressure .
  • a conventional display simply refers to a device that outputs electrical signals in a visual form.
  • the display has evolved not only as a device for displaying information but also as a flexible property. More specifically, the flexible display evolves into a bendable stage, a rollable stage, and a foldable stage, which can be bent and bent in a predetermined manner. . More recent displays continue to evolve into a stretchable stage that can be scaled up and down in one or two axes.
  • the stretchable substrate can be divided into a low stretchable region, for example, a low stretchable region where a thin film transistor is formed, and a high stretchable region, for example, a high stretchable region where a stretchable wire is formed.
  • the inventors of the present invention have invented a method of manufacturing a stretchable substrate and a stretchable substrate in which modulus gradually changes so that local stress does not occur.
  • the inventors of the present invention have invented a flexible substrate structure manufacturing apparatus and a flexible substrate structure manufacturing method which provide a highly reliable stretchable substrate structure.
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing an elastic substrate structure and a method for manufacturing the elastic substrate structure which are easy to process.
  • the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
  • a method of manufacturing a flexible substrate includes the steps of providing a first solution having a first modulus after curing on a carrier substrate, a first solution providing step, Providing a second solution having a second modulus that is different from the modulus of the first solution, and curing the first solution and the second solution, A mixed solution in which the first solution and the second solution are mixed is formed, and after the curing step, the mixed solution can provide an interfacial modulus in which the modulus gradually changes between the first modulus and the second modulus .
  • a method of manufacturing a flexible substrate includes the steps of providing a first solution having a first modulus after curing on a carrier substrate; providing a first solution; Providing, on the carrier substrate, a second solution having a second modulus different from the first modulus after curing, on the carrier substrate; and a second solution providing step of curing the first solution and the second solution, Wherein the mixed solution is formed by mixing the first cured solution with the second solution by the second solution providing step and after the final curing step, And an interfacial modulus in which the modulus gradually changes between the first modulus and the second modulus.
  • the second solution providing step may be performed after the first solution providing step, wherein the first modulus may be smaller than the second modulus.
  • the first solution and the second solution comprise a liquid silicone rubber, and the second solution may comprise more curing agent than the first solution.
  • the difference between the first modulus and the second modulus may be at least 10 times.
  • the first solution in the first solution providing step, is provided on the entire surface of the carrier substrate, and in the second solution providing step, the second solution may be locally provided in a predetermined region .
  • the second solution may be provided in the predetermined region through a dispensing process or a transfer process through a pattern mask, or may be provided in the predetermined region through a dispensing process without a pattern mask.
  • the solution of at least one of the first solution and the second solution may comprise a visually distinctive colorant.
  • the interfacial modulus may gradually change in the modulus between the first modulus and the second modulus in the plane direction of the carrier substrate, and may be constant in the thickness direction of the carrier substrate.
  • the curing of the first solution may be performed within a range in which the second solution provided in accordance with the second solution providing step is absorbed into the cured first solution have.
  • the elastic substrate according to an embodiment of the present invention includes a first modulus region having a first modulus, a second modulus region positioned in a plane direction with respect to the first modulus region, having a second modulus higher than the first modulus, A third modulus region located between the first modulus region and the second modulus region and having an interfacial modulus that progressively changes between the first modulus and the second modulus,
  • the modulus can be constant in the thickness direction.
  • the second modulus region may have an island shape surrounded by the first modulus region.
  • the first modulus region and the second modulus region may be visually distinguishable.
  • the thicknesses of the first through third modulus regions may be equal to each other.
  • an apparatus for manufacturing a flexible substrate structure comprising: a carrier substrate accommodating portion for accommodating a carrier substrate; a stretchable substrate accommodating portion for accommodating the stretchable substrate in a direction facing the carrier substrate; And a diaphragm which is attached to the carrier substrate by pushing the diaphragm toward the carrier substrate.
  • the flexible substrate may be made of a material softer than the carrier substrate.
  • the flexible substrate receiving portion may include a holder for holding at least one side of the flexible substrate.
  • the holder can provide the elastic substrate in a state of being extended uniaxially before the cementation.
  • the holder may be provided with two flexible substrates extending in the two axes at the same time before the cementation.
  • the diaphragm can directly contact the elastic substrate in the surface direction, thereby pushing the elastic substrate toward the carrier substrate.
  • the diaphragm can be in direct contact with the surface of the flexible substrate in the plane direction by the air pressure.
  • the air conditioner may further include a housing for housing the carrier substrate accommodating portion and the flexible substrate accommodating portion, and the housing may further include an air outlet for discharging air around the carrier substrate to form the air pressure have.
  • the air outlet may be formed in the housing, and may be formed in a direction opposite to a direction in which the flexible substrate accommodating portion is provided with respect to the carrier substrate accommodating portion.
  • the apparatus may further include a housing providing the carrier substrate accommodating portion and the flexible substrate accommodating portion, and the housing may further include an air inlet for introducing air for pushing the diaphragm toward the flexible substrate have.
  • the air inlet may be formed in the housing, and may be formed in a direction opposite to a direction in which the carrier substrate accommodating portion is provided with respect to the flexible substrate accommodating portion.
  • a method of manufacturing a flexible substrate structure includes: providing a carrier substrate; providing a flexible substrate to face the carrier substrate; providing the flexible substrate with the flexible substrate; And pushing in the direction of the carrier substrate to attach the stretchable substrate to the carrier substrate.
  • the providing of the carrier substrate may further include forming an adhesive on the carrier substrate in a direction toward the flexible substrate.
  • the step of providing the flexible substrate further includes a step of simultaneously stretching the flexible substrate in at least two axial directions, and in the bonding step, the adhesive force between the flexible substrate and the adhesive May be larger than the restoring force of the stretched elastic substrate.
  • the adhesive force between the adhesive and the carrier substrate may be greater than the adhesive force between the flexible substrate and the adhesive.
  • the adhesive force of the adhesive may vary depending on the temperature.
  • the flexible substrate may include a high stretchable region and a low stretchable region having a lower stretchability than the high stretchable region.
  • the carrier substrate in the carrier substrate providing step may be smaller than the stretchable substrate in the stretchable substrate providing step.
  • the elastic substrate according to an embodiment of the present invention is divided into a high stretchable region and a low stretchable region and a region where the modulus gradually changes is provided at the boundary between the high stretchable region and the low stretchable region, . Further, since the modulus gradually changes in the plane direction from the high elastic region to the low elastic region, and the modulus is constant in the thickness direction, the local stress due to the folding direction can be minimized.
  • the high stretchable region, the low stretchable region and the gradually modulated region of the stretchable substrate according to an embodiment of the present invention are visually distinguished from each other, thereby providing convenience of inspection.
  • the high stretchable region, the low stretchable region and the gradually modulated region of the stretchable substrate according to an embodiment of the present invention have the same thickness to each other, thereby contributing to the improvement of the yield of the subsequent process.
  • a method of manufacturing a flexible substrate according to an embodiment of the present invention includes the steps of providing a first solution for providing a high elasticity region and a second solution for providing a low elasticity region, And the mixed solution can function as a region where the modulus gradually changes due to curing.
  • the process can be simplified since a separate solution for forming the region where the modulus gradually changes is not required.
  • the apparatus for manufacturing a stretchable substrate structure may include a diaphragm that pushes the stretchable substrate toward the carrier substrate according to air pressure and attaches the stretchable substrate to the carrier substrate.
  • one embodiment of the present invention can provide an adhesive property between a superior stretchable substrate and a carrier substrate.
  • the stretchable substrate and the carrier substrate can be easily attached to each other and excellent process economics can be provided.
  • FIG. 1 is a view for explaining a flexible substrate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining a modulus size according to positions in A-A 'and B-B' in Fig. 1.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to an embodiment of the present invention.
  • step S110 is a diagram for explaining step S110.
  • 5 and 6 are views for explaining step S120.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a photograph of an experiment for explaining the superiority of the flexible substrate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining an application example of a flexible substrate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining an apparatus for manufacturing a flexible substrate structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view for explaining a method of manufacturing a flexible substrate structure according to an embodiment of the present invention.
  • step S1100 is a diagram for explaining step S1100 according to an embodiment of the present invention in detail.
  • step S1200 is a diagram for explaining step S1200 according to an embodiment of the present invention in detail.
  • step S1300 is a diagram for explaining step S1300 according to an embodiment of the present invention in detail.
  • first, second, third, etc. in the various embodiments of the present disclosure are used to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in any one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. Also, in this specification, 'and / or' are used to include at least one of the front and rear components.
  • FIG. 1 is a view for explaining a flexible substrate according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view for explaining a modulus size according to positions in A-A 'and B-B' in FIG.
  • a flexible substrate 100 includes a first modulus region 110 having a first modulus, a second modulus region 120 having a second modulus, And a third modulus region 130 having an interfacial modulus that gradually changes between the modulus and the second modulus.
  • the first modulus of the first modulus region 110 may be less than the second modulus of the second modulus region 120.
  • the first modulus region 110 corresponds to the high elasticity region and the second modulus region 120 corresponds to the low elasticity region.
  • the difference between the first modulus and the second modulus may be at least ten times.
  • the third modulus region 130 may be understood as an interface region between the first modulus region 110 and the second modulus region 130. That is, the third modulus region 130 may be located between the first modulus region 110 and the second modulus region 130 in the plane direction of the flexible substrate 100. In this specification, the third modulus region 130 may also be referred to as a mixed region.
  • the shapes and sizes of the first through third modulus regions 110, 120, and 130 may vary.
  • the first and second modulus regions 110 and 120 when viewed on a plane (XY plane), may have a stripe shape.
  • the third modulus region 130 may be formed in a stripe shape between the first and second modulus regions 110 and 120.
  • the second modulus region 120 may have an island shape surrounded by the first modulus region 110 when viewed on a plane (XY plane).
  • the third modulus region 130 is located between the first and second modulus regions 110 and 120 and may have an island shape surrounded by the first modulus region 110.
  • the first to third modulus regions 110, 120, and 130 may provide substantially the same height without a step in the thickness direction (Z-axis direction). Accordingly, the local stress due to the step at the boundaries of the first to third modulus regions 110, 120, and 130 can be minimized, and the local stress can be minimized on the first to third modulus regions 110, A subsequent process of forming the longitudinal electronic device can easily proceed.
  • FIG. 2A which shows the modulus change at A-A 'in FIG. 1, it is seen that the first modulus of the first modulus region 110 is less than the second modulus of the second modulus region 120 . Furthermore, it can be seen that the interfacial modulus of the third modulus region 130 located between the first and second modulus regions 110 and 120 gradually changes between the first and second modulus regions 120 and 120.
  • the modulus gradually changes is a concept including a case where the interfacial modulus has a linear slope between the first and second modulus, a case with a curved slope, and a case in which a straight line and a curved slope are mixed. .
  • the third modulus region 130 may serve to buffer the first modulus of the first modulus region 110 and the second modulus difference of the second modulus region 120.
  • the boundary between the high stretchable region (first moduli region) and the low stretchable region (second moduli region) can be softened by the third moduli region. If the first and second modulus regions 110 and 120 are in direct contact with each other, a local stress may be generated due to a difference in modulus. However, when the third modulus region 130 is in contact with the first and second modulus regions 110, and 120, it is possible to minimize the occurrence of local stress.
  • the modulus according to the thickness of the third modulus region 130 is constant. In other words, it is possible to provide a constant modulus from the lower surface of the third modulus region 130 to the upper surface. Since the third modulus region 130 provides a constant modulus in the thickness direction, it is possible to provide a highly reliable stretchable environment regardless of the direction of the curvature applied to the stretchable substrate 100. It goes without saying that the first and second modulus regions 110 and 120 may have a constant modulus in the thickness direction.
  • the first and second modulus regions 110 and 120 may be visually distinguishable.
  • the first and second modulus regions 110 and 120 may have different colors.
  • the third modulus region 130 may have a color in which the hue of the first modulus region 110 and the hue of the second modulus region 120 are mixed. Accordingly, since the first through third modulus regions 110, 120, and 130 can be visually distinguished, convenience of visual inspection can be provided.
  • FIG. 1 a flexible substrate according to an embodiment of the present invention has been described.
  • a method of manufacturing a flexible substrate according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6.
  • FIG. 3 a method of manufacturing a flexible substrate according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6.
  • FIG. 3 is a flow chart for explaining a method of manufacturing a flexible substrate according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view for explaining step S110
  • FIGS. 5 and 6 are views for explaining step S120.
  • a method of manufacturing a flexible substrate includes: providing a first solution having a first modulus after curing, on a carrier substrate; A second solution providing step (S120) for providing a second solution having a second modulus different from the first modulus after curing, and a curing step (S130) for curing the first solution and the second solution, , And the like.
  • a second solution providing step (S120) for providing a second solution having a second modulus different from the first modulus after curing
  • a curing step (S130) for curing the first solution and the second solution, And the like.
  • step S110 a first solution having a first modulus after curing may be provided on the carrier substrate.
  • FIG. 4 will be referred to together.
  • the carrier substrate CS can function as a support substrate for forming the flexible substrate 100.
  • the carrier substrate CS may be made of at least one of a material capable of providing a predetermined supporting force, for example, glass, plastic, metal plate, and silicon wafer. Since the material of the carrier substrate CS is only an example, it is not limited to the listed materials.
  • a first solution (112) having a first modulus after curing may be provided on the carrier substrate (CS).
  • the first modulus may be smaller than the second modulus, which will be described later.
  • the first solution 112 can be understood as a solution for forming a highly elastic region.
  • the first solution 112 may comprise, for example, a liquid silicone rubber material.
  • the liquid silicone rubber material has a crosslinking density different from that of the polymer according to the content of the curing agent, and can be easily controlled to control the modulus after curing.
  • the first solution 112 is not limited to a specific material.
  • the first solution 112 may further include a coloring agent including a pigment or a dye for visual distinction with a second solution to be described later.
  • the first solution 112 may be formed on the entire surface of the carrier substrate CS. At this time, the first solution 112 may be formed on the carrier substrate CS in various ways. For example, the first solution 112 may be formed on the carrier substrate CS by at least one of spin coating, slit coating, blade coating, bar coating, spray coating and ink jet coating.
  • step S120 a second solution having a second modulus different from the first modulus may be provided on the carrier substrate after curing.
  • a second solution having a second modulus different from the first modulus may be provided on the carrier substrate after curing.
  • the second solution 122 may have a second modulus after curing. As described above, the second modulus may be larger than the first modulus of the first solution 112 after curing. In other words, if the first solution 112 provides a high stretchable area after curing, the second solution 122 may provide a low stretchable area after curing.
  • the second solution 122 may comprise, for example, a liquid silicone rubber material.
  • the second solution 122 may include a curing agent to provide a greater modulus than the first solution 112.
  • the first solution 112 and the second solution 122 may be made of the same material and are classified according to the content of the curing agent. It goes without saying that the second solution 122 is not limited to a specific material.
  • the second solution 122 may further include a coloring agent including a pigment or a dye for visual distinction with the first solution 112 described above. If the first solution 112 contains a coloring agent, the second solution 122 may not include a coloring agent. On the contrary, when the second solution 122 includes a colorant, the first solution 112 may not include a colorant.
  • the second solution 122 may be provided in a predetermined region. So that the second solution 122 forms a low elasticity region, and the low elasticity region has an island shape surrounded by the high elasticity region formed by the first solution 112. That is, the first solution 112 may be provided on the entire surface of the carrier substrate CS, while the second solution 122 may be provided locally.
  • the second solution 122 may be provided in various ways. For example, as shown in Fig. 5 (a), a pattern mask (mask) having an opening area OP and a blocking area CL in a predetermined pattern may be provided on the carrier substrate CS. Accordingly, the second solution 122 can be dispensed at a desired position through the opening area OP of the pattern mask. Alternatively, as shown in Fig. 5 (b), a transfer substrate TS onto which the second solution 122 is adhered may be provided on the carrier substrate CS. The second solution 122 can be transferred to a desired position by directly contacting the protruding portion of the transfer substrate TS on the carrier substrate CS. In another example, the second solution 122 may be formed directly at a desired position without a pattern mask through needle dispensing or inkjet dispensing. Accordingly, the second solution 122 can be selectively formed in a predetermined region.
  • a pattern mask mask having an opening area OP and a blocking area CL in a predetermined pattern
  • the second solution 122 provided according to step S120 and the first solution 110 provided according to step S110 may be mixed with each other. 6, the first solution 112 and the second solution 122 are mixed with each other in the surface direction of the carrier substrate CS (see arrow direction) Can be formed.
  • the first solution 112 and the second solution 122 may be slowly mixed over time. As the first solution 112 and the second solution 122 are mixed, the mixed solution 132 is provided. Therefore, as illustrated in FIG. 2, a progressive modulus change is induced in the plane direction, Direction may be provided with a certain modulus.
  • a first solution 112 providing a small modulus is first formed in the carrier substrate CS and a second solution 122 providing a large modulus on the first solution 112 is provided, It is possible to provide smooth mixing. If the hard second solution 122 is formed first and the soft first solution 112 is absorbed into the second solution 122, the mixing range may be narrowed, Since the hard second solution 122 is absorbed, the mixed solution can be formed over a wider range. As a result, the size of the third modulus region described with reference to FIG. 1 can be increased, so that a more gradual modulus change can be induced.
  • the first solution and the second solution may be cured.
  • the first solution 112 provided in step S110, the second solution 122 provided in step S120, and the mixed solution 132 in which the first solution 112 and the second solution 122 are mixed is cured , A phase change from a liquid phase to a solid phase can be made.
  • step S130 can be performed in various ways. In this case, if the first solution 112 and the second solution 122 are based on the same material, the curing process can be simplified.
  • the first solution 112 forms a first modulus region 110 having a low modulus
  • the second solution 122 has a high modulus
  • the mixed solution 132 may form a third modulus region 130 (mixed region) in which the modulus gradually changes.
  • the elastic substrate described with reference to Figs. 1 and 2 can be provided.
  • 3 to 6 a method of manufacturing a flexible substrate according to an embodiment of the present invention has been described.
  • a method of manufacturing a flexible substrate according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a flexible substrate according to another embodiment of the present invention.
  • a method of manufacturing a flexible substrate includes a first solution providing step (S210) of providing a first solution having a first modulus on a carrier substrate after curing, (S230) for providing on the carrier substrate a second solution having a second modulus different from the first modulus after curing, the second solution providing step (S230) for curing the solution, And a final curing step (S240) for finally curing the first solution and the second solution.
  • the embodiment to be described with reference to Fig. 7 differs from the embodiment described with reference to Fig. 3 in that the first solution includes a curing step between the first solution providing step and the second solution step providing step .
  • the first solution includes a curing step between the first solution providing step and the second solution step providing step .
  • step S210 corresponds to step S110, a detailed description will be omitted.
  • the first solution may be hardened.
  • the first solution is hardened so that the second solution can be absorbed into the first hardened solution.
  • the second solution may be provided in the first cured solution. Since the second solution is absorbed in the first cured solution, the range of mixing can be more uniform as the cured first solution and the second solution are mixed. For example, when the second solution is mixed with the first cured solution, the size and shape of the mixed solution may become more uniform.
  • step S240 the cured first solution, the second solution, and the mixed solution in which the first and second cured solutions are mixed can be finally cured.
  • a flexible substrate according to an embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 and 2 can be provided.
  • FIG. 8 is a photograph of an experiment for explaining the superiority of the flexible substrate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a photograph before stretching
  • FIG. 8B is a photograph after stretching
  • FIG. 8A is a photograph before stretching
  • FIG. 8B is a photograph after stretching.
  • the inside of the blue box is the low elastic region and the outside of the blue box is the high stretch region, where the blue box boundary can be understood to be the mixed region.
  • FIG. 8 (b) in the blue box, there was almost no difference in length before and after stretching. P1 before stretching was increased to P1 'after stretching, P2 before stretching was increased to P2' after stretching, P3 was stretched to P3 'after stretching, and P4 before stretching was increased to P4' after stretching.
  • the difference in stretchability between the first modulus region 110 in the blue box, the second modulus region 120 outside the blue box, and the third modulus region 130 at the blue box boundary can be confirmed.
  • the first modulus area 110 in the blue box is hardly elongated
  • the second modulus area 120 outside the blue box is greatly increased
  • the third modulus area 130 at the blue box boundary is slightly extended Can be confirmed.
  • the flexible substrate according to an embodiment of the present invention has at least three moduli depending on the region.
  • FIG. 9 is a view for explaining an application example of a flexible substrate according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 9 (a) shows a flexible substrate 100 formed on a carrier substrate CS, according to the embodiment described with reference to Fig. 3 or Fig.
  • the carrier substrate CS can be removed as needed.
  • various kinds of electronic devices may be formed on the flexible substrate 100 without removing the carrier substrate CS, or alternatively, the flexible substrate 100 may be transferred from the carrier substrate CS to the process substrate PS Various kinds of electronic devices may be formed later.
  • the flexible substrate 100 separated from the carrier substrate CS may be formed on the process substrate PS through the adhesive AD.
  • the process substrate PS can provide a necessary supporting force for forming various types of electronic devices on the flexible substrate 100.
  • the flexible substrate 100 may be formed on the process substrate PS without being deformed, or may be formed on the process substrate PS in a stretched state.
  • the stretchable substrate 100 may be formed on the process substrate PS in a state that the stretchable substrate 100 is stretched to 200% or less, for example, 150% or less on an area basis.
  • a highly flexible electronic element for example, a flexible wiring SL may be formed on the low-elasticity region of the flexible substrate 100.
  • a driving device DR such as a thin film transistor may be formed on the highly elastic region of the flexible substrate 100, for example, a low elasticity electronic device.
  • the process substrate PS may be removed after all required electronic devices are formed on the flexible substrate 100.
  • the flexible substrate according to an embodiment of the present invention can be applied to the production of flexible electronic devices, for example, an elastic display, an elastic solar cell.
  • flexible electronic devices for example, an elastic display, an elastic solar cell.
  • the application examples listed are merely illustrative, and can be applied to more flexible electronic applications.
  • a low modulus area and a high modulus area are provided on a flexible substrate, and an interfacial modulus area that gradually changes between a low modulus area and a high modulus area is provided, thereby minimizing the occurrence of local stress .
  • a highly stable stretchable substrate can be provided.
  • the interfacial modulus region is formed by mixing the first solution for providing a low modulus and the second solution for providing a high modulus, the process can be simplified and the yield can be maximized.
  • a mixed region which provides a modulus gradually changing by mixing between the first solution and the second solution, a constant modulus in the thickness direction can be provided. If mixing is forced above or below the first solution and the second solution, it may be difficult to provide a constant modulus in the thickness direction. For example, when mixing is performed on the upper side of the first solution and the upper side of the second solution, the first solution and the second solution are mixed well on the upper side, while the less mixed on the lower side, Can be provided.
  • a mixed region in which the first solution and the second solution are mixed is formed according to the self-mixing between the first and second solutions, thereby enabling a constant modulus in the thickness direction.
  • a highly reliable stretchable substrate can be provided.
  • FIG. 10 A flexible substrate according to an embodiment of the present invention has been described.
  • an apparatus and method for manufacturing a flexible substrate structure for manufacturing an elastic substrate structure using the flexible substrate according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 14.
  • FIG. 10 A flexible substrate structure for manufacturing an elastic substrate structure using the flexible substrate according to an embodiment of the present invention.
  • An apparatus for manufacturing a flexible substrate structure according to an embodiment of the present invention may provide a flexible substrate structure in which a flexible substrate is attached to a carrier substrate, and the flexible substrate may be bonded to the carrier substrate through air pressure.
  • an apparatus for manufacturing a flexible substrate structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • FIG. 10 is a view for explaining an apparatus for manufacturing a flexible substrate structure according to an embodiment of the present invention.
  • an apparatus 1000 for manufacturing a flexible substrate structure includes a carrier substrate receiving portion (not shown) for receiving a carrier substrate CS, And a diaphragm 1300 for pushing the flexible substrate SS in the direction of the carrier substrate CS and adhering it to the carrier substrate CS in accordance with the air pressure, ).
  • a carrier substrate receiving portion (not shown) for receiving a carrier substrate CS
  • a diaphragm 1300 for pushing the flexible substrate SS in the direction of the carrier substrate CS and adhering it to the carrier substrate CS in accordance with the air pressure, ).
  • the stretchable substrate SS may be the stretchable substrate 100 described with reference to FIGS.
  • the apparatus 1000 for manufacturing a flexible substrate structure may include a housing 1100.
  • the housing 1100 may include a first housing 1120 in which the carrier substrate CS is accommodated and a second housing 1220 in which the flexible substrate SS is accommodated. 10 shows that the first housing 1120 is located on the upper side in the Z axis direction with respect to the second housing 1220 while the second housing 1220 is positioned on the Z axis Of course, be located on the upper side in the direction of the arrow.
  • the first housing 1120 receives the carrier substrate CS and the second housing 1220 supports the first housing 1120 and the second housing 1120 to accommodate the flexible substrate SS.
  • 1220 may be made of individual modules that can be assembled. That is, since the first housing 1120 and the second housing 1220 are provided separately from each other, the carrier substrate CS is accommodated in the first housing 1120 and the second housing 1220 is accommodated in the first housing 1120, The convenience of the operation of accommodating the flexible substrate SS can be improved.
  • the air inside the housing 1100 including the first housing 1120 and the second housing 1220 does not flow out into the gap So that they can be tightly coupled.
  • the first housing 1120 for accommodating the carrier substrate CS and the second housing 1220 for accommodating the flexible substrate SS are separate housings, The first and second housings 112 and 1220 are closely coupled to each other, thereby facilitating substrate loading and vacuum bonding.
  • An air outflow passage 117 may be formed on one side of the first housing 1120.
  • the air outflow passage providing portion 117 may provide an air outflow passage for withdrawing the air around the carrier substrate CS in the first housing 1120 through the air outlet 1150 .
  • an air outlet 1150 may be formed on one side of the first housing 1120. Air around the carrier substrate (CS) can be discharged through the air outlet (1150).
  • the air outlet 1150 may be provided in the direction opposite to the direction in which the carrier substrate CS faces the flexible substrate SS, that is, in the + Z-axis direction of the carrier substrate CS. 10, one air outlet 1150 is shown for convenience of explanation. Alternatively, a plurality of air outlets 1150 may be provided. Further, a vacuum pump may be connected to one end of the air outlet 1150 to forcibly discharge the air inside the housing 1100.
  • the flexible substrate receiving portion 1290 may be a holder disposed on one side of the second housing 1220.
  • the holder may function to hold at least one side of the flexible substrate SS, for example, four sides.
  • the holder can hold the flexible substrate (SS), and can fix the flexible substrate (SS) in a state of being extended by at least one axis.
  • the holder may fix the flexible substrate SS in a state where the flexible substrate SS is simultaneously extended in two axes. That is, the holder does not simply hold the flexible substrate SS but can hold the flexible substrate SS so that the flexible substrate SS can be stretched and the stretched state can be maintained.
  • the diaphragm 1300 is disposed on one side of the second housing 1220 and pushes the flexible substrate SS toward the carrier substrate CS in accordance with air pressure, (CS), as shown in Fig.
  • the diaphragm 1300 directly contacts the elastic substrate SS in the plane direction (XY plane direction) to push the elastic substrate SS toward the carrier substrate CS .
  • the diaphragm 1300 may be disposed on one side of the flexible substrate SS, for example, on the lower side.
  • the carrier substrate CS in the Z-axis direction, is spaced apart in the + Z-axis direction with the stretchable substrate SS interposed therebetween, and the diaphragm 1300 is spaced apart .
  • the air introduced from the lower side of the diaphragm 1300 can push the diaphragm 1300.
  • the pushed diaphragm 1300 can push the flexible substrate SS toward the carrier substrate CS.
  • the operation principle of the diaphragm 1300 will be described later in detail.
  • An air inflow passageway 127 may be provided inside the second housing 1220.
  • the air inlet passage providing portion 127 may provide a flow passage for allowing the air introduced through the air inlet 1250 to be supplied to the inside of the second housing 1220, for example, the diaphragm 1300.
  • an air inlet 1250 may be formed at one side of the second housing 1220. Air for pushing the diaphragm 1300 may be introduced through the air inlet 1250.
  • the air inlet 1250 may be provided in the direction opposite to the direction in which the flexible substrate SS faces the carrier substrate CS, for example, in the -Z axis direction.
  • the air outlet 1250 for introducing air through the air inlet 1250 causes air pressure to push the flexible substrate SS toward the carrier substrate CS in the housing 1100, Can be formed.
  • a pump may be connected to the housing 1100 to force air into the housing 1100 through the air inlet 1250.
  • the air introduced through the air inlet 1250 may be provided with an air flow passage so that the diaphragm 1300 can be pushed across the entire surface of the XY, for example. Accordingly, the diaphragm 1300 can directly contact the front surface of the flexible substrate SS in the surface direction by the air pressure.
  • FIG. 11 is a view for explaining a method of manufacturing a flexible substrate structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view for explaining step S1100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a view for explaining step S1200 according to an embodiment of the present invention. And is a view for specifically explaining step S1300 according to an embodiment.
  • the method of manufacturing a flexible substrate structure according to an embodiment of the present invention may be implemented by an apparatus for manufacturing a flexible substrate structure according to an embodiment of the present invention described with reference to FIG.
  • a method of manufacturing a flexible substrate structure includes: providing a carrier substrate; providing a carrier substrate; providing a flexible substrate to face the carrier substrate; (S1200), and a cementing step (S1300) of pushing the flexible substrate toward the carrier substrate in accordance with the air pressure to adhere the flexible substrate to the carrier substrate.
  • S1200 a carrier substrate
  • S1300 a cementing step
  • the carrier substrate CS may be provided.
  • the carrier substrate (CS) can serve to support a stretchable substrate (SS) to be bonded.
  • the carrier substrate CS may be made of at least one material such as glass, plastic, metal plate, and silicon wafer capable of providing a predetermined supporting force. Since the material of the carrier substrate CS is only an example, it is not limited to the listed materials.
  • Step S1100 may further include forming an adhesive on the carrier substrate CS in a direction toward the flexible substrate SS.
  • an adhesive AD may be formed on the carrier substrate CS.
  • the adhesive (AD) may be a double-sided adhesive.
  • the double-sided adhesive may be an adhesive whose adhesive force varies with temperature.
  • a double-sided adhesive may have the property of losing adhesion at a temperature of minus 30 degrees Celsius.
  • the adhesive property of the adhesive (AD) can be maintained even at the process temperature at which various electronic devices are formed on the flexible substrate (SS).
  • the adhesive (AD) may be formed on one side of the carrier substrate (CS) after cleaning the carrier substrate (CS).
  • the carrier substrate on which the adhesive (AD) is formed may be seated inside the first housing (1120).
  • the carrier substrate CS can be provided by step S1100.
  • a stretchable substrate SS may be provided so as to face the carrier substrate CS.
  • a stretchable substrate SS can be prepared.
  • the flexible substrate SS may be made of a material softer than the carrier substrate CS.
  • the stretchable substrate (SS) can be made of a polymer material that can be repeatedly stretched and reduced.
  • the stretchable substrate SS may include a high stretchable region and a low stretchable region having a lower stretchability than the high stretchable region.
  • the size of the flexible substrate SS may be larger than the size of the carrier substrate CS.
  • the XY plane size of the flexible substrate SS may be larger than the XY plane of the carrier substrate CS.
  • the stretchable substrate SS may be pre-treated.
  • the flexible substrate SS may undergo a predetermined cleaning process.
  • the surface of the elastic substrate (SS) to be adhered to the adhesive (AD) of the carrier substrate (CS) may be subjected to an atmospheric pressure plasma process.
  • the flexible substrate SS is fixed on the holder in two axes, for example, as shown in Fig. 13 (b) , And 20%, respectively.
  • the holder may hold the stretchable substrate SS in an extended state. At this time, the holder can simultaneously stretch the stretchable substrate SS in two axes.
  • the adhesive force between the elastic substrate SS and the adhesive agent AD can be controlled by the elastic force of the stretched substrate Which is greater than the restoring force of the rest.
  • the adhesive force between the adhesive (AD) and the carrier substrate (CS) may be greater than the restoring force of the stretched elastic substrate (SS).
  • the adhesive strength between the carrier substrate CS and the adhesive agent AD may be greater than the adhesive force between the flexible substrate substrate SS and the adhesive agent AD.
  • the adhesive force provided by the adhesive (AD) can be evaluated at a 180 degree peeling strength.
  • the restoring force of the stretchable substrate SS in the stretched state can be evaluated through strain-stress analysis.
  • the flexible substrate SS can be provided by step S1200.
  • the stretchable substrate SS may be bonded to the carrier substrate CS by pushing the stretchable substrate SS in the carrier substrate direction CS according to the air pressure in step S1300.
  • the first housing 1120 in which the carrier substrate CS is loaded and the second housing 112 in which the flexible substrate SS is loaded may be coupled to each other in a direction facing each other for the step S1300.
  • step S1300 air may be introduced into the second housing 1220 through the air inlet 1250.
  • air inside the housing 1100 for example, the first housing 1120, may be discharged through the air outlet 1150.
  • the interior of the housing 1100 may be evacuated.
  • the air introduced through the air inlet 1250 can move along the air passage provided inside the second housing 1220. At this time, since the inside of the housing 1100 is guided to a low pressure state, the air introduced through the air inlet 1250 pushes the diaphragm 1300 toward the adhesive agent AD of the carrier substrate CS .
  • the diaphragm 1300 may be initially deformed in the + Z-axis direction by the air pressure in a state of being spaced apart from the -Z-axis direction of the flexible substrate SS. As the diaphragm 1300 is deformed, the diaphragm 1300 contacts the elastic substrate AD of the carrier substrate CS while keeping the surface of the elastic substrate SS in surface contact with the surface of the elastic substrate SS.
  • the diaphragm 1300 pushes the flexible substrate SS in the direction of the carrier substrate CS, but can push it in contact with a large area.
  • the diaphragm 1300 pushes the flexible substrate SS in the direction of the adhesive AD formed on the carrier substrate CS by the air pressure so that the flexible substrate SS is moved And can be attached to the carrier substrate CS.
  • the stretchable substrate (SS) is bonded to the carrier substrate (CS) through air pressure, thereby providing a good adhesion morphology.
  • the flexible substrate is attached to the carrier substrate through a roller, a locally strong pressure is applied to the thin flexible substrate by the rollers, resulting in geometric distortion of the flexible substrate.
  • the air introduced through the air inlet 1250 provides uniform pressure over the entire surface of the flexible substrate SS, ) Can be minimized.
  • the carrier substrate CS is made of a material harder than the elastic substrate SS as described above.
  • the elastic substrate SS of the material softened by the diaphragm 1300 is moved toward the carrier substrate CS in a state where the position of the carrier substrate CS of the hard material is fixed,
  • the flexible substrate SS of soft material can be deformed along the surface and shape of the carrier substrate CS of the hard material, so that the adhesion property can be improved.
  • the flexible substrate SS is attached to the carrier substrate CS and the size of the flexible substrate SS is larger than that of the carrier substrate CS, And may cover at least a part of the side surface of the substrate CS.
  • the stretchable substrate SS can be bonded while completely covering the entire surface (e.g., the XY plane) of the carrier substrate CS.
  • a stretchable substrate structure in which the stretchable substrate (SS) is bonded to the carrier substrate (CS) can be manufactured.
  • the manufactured stretchable substrate structure is a post-treatment process, and the stretchable substrate SS formed on the outer region of the carrier substrate CS can be removed.
  • the flexible substrate SS is made of a material softer than the carrier substrate CS, it may be easier to cut the outer region of the flexible substrate SS.
  • the carrier substrate CS can be removed from the stretchable substrate structure by a subsequent process. For example, after the flexible substrate structure is manufactured, it may be subsequently removed from the carrier substrate CS. Alternatively, various driving devices such as a display drive After the device is formed, the carrier substrate (CS) may be removed.
  • the step of removing the carrier substrate (CS) from the stretchable substrate structure may be different depending on the type of the adhesive that bonds the stretchable substrate (SS) and the carrier substrate (CS).
  • the carrier substrate CS can be removed by providing a low temperature environment .
  • the carrier substrate CS can be removed by irradiating ultraviolet rays of 380 nm or less depending on the kind of the adhesive.
  • the carrier substrate and the flexible substrate are bonded together by air pressure, and the flexible substrate of the soft material moves in the direction of the carrier substrate, whereby the bonding is performed. Further, the pressure is applied to the periphery of the carrier substrate through the air outlet, and the pressure is applied to the periphery of the diaphragm through the air inlet, so that the diaphragm can be bonded to the carrier substrate through the air pressure.
  • the flexible substrate can be pushed toward the carrier substrate with uniform force over the entire surface, so that the damage that can be applied to the thin flexible substrate can be minimized.
  • the apparatus for manufacturing a flexible substrate structure and the method for manufacturing the flexible substrate structure according to an embodiment of the present invention can be applied to a flexible electronic device such as a flexible display and a flexible solar cell.
  • a flexible electronic device such as a flexible display and a flexible solar cell.
  • the application examples listed are merely illustrative, and can be applied to more flexible electronic applications.

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판은, 제1 모듈러스를 가지는 제1 모듈러스 영역, 상기 제1 모듈러스 영역에 대하여 면 방향으로 위치하고, 상기 제1 모듈러스보다 높은 제2 모듈러스를 가지는 제2 모듈러스 영역 및 상기 제1 모듈러스 영역과 상기 제2 모듈러스 영역 사이에 위치하며, 상기 제1 모듈러스와 상기 제2 모듈러스 사이에서 점진적으로 변하는 계면 모듈러스를 가지는 제3 모듈러스 영역을 포함하되, 상기 제3 모듈러스 영역의 상기 계면 모듈러스는 두께 방향으로 일정할 수 있다.

Description

신축성 기판 및 신축성 기판 제조방법, 신축성 기판 구조체 제조장치 및 신축성 기판 구조체 제조방법
본 발명은 신축성 기판 및 신축성 기판 제조방법에 관련된 것으로, 고 신축성 영역(high stretchable region) 및 저 신축성 영역(low stretchable region)을 가지되, 고 신축성 영역과 저 신축성 영역 사이의 모듈러스(modulus)가 점진적으로 변하는, 신축성 기판 및 신축성 기판 제조방법에 관련된 것이다.
또한 본 발명은 신축성 기판 구조체 제조장치 및 신축성 기판 구조체 제조방법에 관련된 것으로, 보다 구체적으로는, 캐리어 기판에 신축성 기판을 공기압을 이용하여 합착시키는 신축성 기판 구조체 제조장치 및 신축성 기판 구조체 제조방법에 관련된 것이다.
최근 1축 또는 2축으로 늘렸다 줄였다 하면서 크기를 바꿀 수 있는 신축성 전자기기에 대한 연구가 진행되고 있다.
예를 들어, 신축성 전자기기의 일 예인, 디스플레이를 살펴보면, 전통적인 디스플레이는 단순히 전기신호를 시각적인 형태로 출력하는 장치를 의미하였다. 그러나, 최근 디스플레이는 단순히 정보를 표시하는 장치로서만 발전하는 것이 아니라, 플렉서블 특성까지 보유하는 형태로 발전하고 있다. 보다 구체적으로 플렉서블 디스플레이는, 소정 휘어지고 구부러질 수 있는 벤더블 단계(bendable stage), 두루마리처럼 말 수 있는 롤러블 단계(rollable stage), 마치 종이처럼 접을 수 있는 단계(Foldable stage)로 진화하고 있다. 더욱 최근의 디스플레이는 1축 또는 2축으로 늘렸다 줄였다 하면서 크기를 바꿀 수 있는 신축성 단계(stretchable stage)로 진화를 계속하고 있다.
그러나, 신축성 전자기기를 제조하기 위해서는, 다양한 기술적 과제가 해결되어야 한다. 예를 들어, 각 종 전자소자를 형성하기 위한 신축성 기판이 제공되어야 한다. 이 때, 신축성 기판은 저 신축성 소자 예를 들어, 박막 트랜지스터가 형성되는 저 신축성 영역과 고 신축성 소자 예를 들어, 신축성 배선이 형성되는 고 신축성 영역으로 구획될 수 있다.
현재까지의 연구는, 신축성 기판에 고 신축성 영역과 저 신축성 영역의 계면에서 급격한 모듈러스 차이가 발생함에 따라, 국부적인 스트레스가 야기된다는 점에서 한계가 있다.
또한 현재까지는, 신축성 기판을 캐리어 기판 상에 형성하기 위한 기술적 연구가 충분히 진행되지 못하였다.
이에 본 발명자들은, 국부적인 스트레스가 발생하지 않도록 모듈러스가 점진적으로 변하는 신축성 기판 및 신축성 기판 제조방법을 발명하게 되었다. 또한 이에 본 발명자들은, 고 신뢰도의 신축성 기판 구조체를 제공하는 신축성 기판 구조체 제조장치 및 신축성 기판 구조체 제조방법을 발명하게 되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 고 내구성의 신축성 기판 및 신축성 기판 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 고 수율의 신축성 기판 및 신축성 기판 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 공정이 용이한 신축성 기판 및 신축성 기판 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 공정이 용이한, 신축성 기판 구조체 제조장치 및 신축성 기판 구조체 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 캐리어 기판과 신축성 기판의 접착 모폴로지가 우수한 신축성 기판 구조체 제조장치 및 신축성 기판 구조체 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 경제성이 우수한 신축성 기판 구조체 제조장치 및 신축성 기판 구조체 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 제조방법은, 캐리어 기판 상에, 경화 후 제1 모듈러스를 가지는 제1 용액을 제공하는, 제1 용액 제공 단계, 상기 캐리어 기판 상에, 경화 후 상기 제1 모듈러스와 상이한 제2 모듈러스를 가지는 제2 용액을 제공하는, 제2 용액 제공 단계, 및 상기 제1 용액 및 상기 제2 용액을 경화시키는, 경화 단계를 포함하되, 상기 제2 용액 제공 단계에 의하여, 상기 제1 용액과 상기 제2 용액이 혼합된 혼합 용액이 형성되고, 상기 경화 단계 후 상기 혼합 용액은, 상기 제1 모듈러스와 상기 제2 모듈러스 사이에서 모듈러스가 점진적으로 변하는 계면 모듈러스를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 신축성 기판 제조방법은, 캐리어 기판 상에, 경화 후 제1 모듈러스를 가지는 제1 용액을 제공하는, 제1 용액 제공 단계, 상기 제1 용액을 가 경화시키는, 가 경화 단계, 상기 캐리어 기판 상에, 경화 후 상기 제1 모듈러스와 상이한 제2 모듈러스를 가지는 제2 용액을 제공하는, 제2 용액 제공 단계, 및 상기 가 경화된 제1 용액 및 상기 제2 용액을 본 경화시키는, 본 경화 단계를 포함하되, 상기 제2 용액 제공 단계에 의하여, 상기 가 경화된 제1 용액과 상기 제2 용액이 혼합된 혼합 용액이 형성되고, 상기 본 경화 단계 후, 상기 혼합 용액은 상기 제1 모듈러스와 상기 제2 모듈러스 사이에서 모듈러스가 점진적으로 변하는 계면 모듈러스를 제공할 수 있다.
실시 예들에 따르면, 상기 제1 용액 제공 단계 후에 상기 제2 용액 제공 단계가 수행되되, 상기 제1 모듈러스는 상기 제2 모듈러스 보다 작을 수 있다.
실시 예들에 따르면, 상기 제1 용액과 상기 제2 용액은 액상의 실리콘 고무를 포함하며, 상기 제2 용액은 상기 제1 용액보다 더 많은 경화제를 포함할 수 있다.
실시 예들에 따르면, 상기 제1 모듈러스와 상기 제2 모듈러스의 차이는 10배 이상일 수 있다.
실시 예들에 따르면, 상기 제1 용액 제공 단계에서, 상기 제1 용액은 상기 캐리어 기판 상 전면에 제공되고, 상기 제2 용액 제공 단계에서, 상기 제2 용액은 미리 정해진 영역에 국부적으로 제공될 수 있다.
실시 예들에 따르면, 상기 제2 용액은 패턴 마스크를 통한 디스펜싱 공정 또는 전사 공정을 통하여 상기 미리 정해진 영역에 제공되거나 패턴 마스크 없이 디스펜싱 공정을 통하여 상기 미리 정해진 영역에 제공될 수 있다.
실시 예들에 따르면, 상기 제1 용액 및 상기 제2 용액 중 적어도 어느 하나의 용액은 시각적으로 구분되는 착색제를 포함할 수 있다.
실시 예들에 따르면, 상기 계면 모듈러스는 상기 캐리어 기판의 면 방향으로는 상기 제1 모듈러스와 상기 제2 모듈러스 사이에서 모듈러스가 점진적으로 변하고, 상기 캐리어 기판의 두께 방향으로는 일정할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 상기 가 경화 단계에 있어서, 상기 제1 용액의 가 경화는, 상기 가 경화된 제1 용액에 상기 제2 용액 제공 단계에 따라 제공된 상기 제2 용액이 흡수되는 범위 내로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판은, 제1 모듈러스를 가지는 제1 모듈러스 영역, 상기 제1 모듈러스 영역에 대하여 면 방향으로 위치하고, 상기 제1 모듈러스보다 높은 제2 모듈러스를 가지는 제2 모듈러스 영역 및 상기 제1 모듈러스 영역과 상기 제2 모듈러스 영역 사이에 위치하며, 상기 제1 모듈러스와 상기 제2 모듈러스 사이에서 점진적으로 변하는 계면 모듈러스를 가지는 제3 모듈러스 영역을 포함하되, 상기 제3 모듈러스 영역의 상기 계면 모듈러스는 두께 방향으로 일정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 모듈러스 영역은 상기 제1 모듈러스 영역으로 둘러싸인 아일랜드 형상을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 모듈러스 영역과 상기 제2 모듈러스 영역은 시각적으로 구분될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 모듈러스 영역의 두께는 서로 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조장치는, 캐리어 기판을 수용하는 캐리어 기판 수용부, 상기 캐리어 기판과 마주보는 방향으로 신축성 기판을 수용하는 신축성 기판 수용부 및 공기압에 따라, 상기 신축성 기판을 상기 캐리어 기판 방향으로 밀어, 상기 캐리어 기판에 합착시키는 다이어프램을 포함하여 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 신축성 기판은 상기 캐리어 기판보다 소프트한 소재로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 신축성 기판 수용부는, 상기 신축성 기판의 적어도 일 변을 잡는 홀더를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀더는, 상기 합착 전, 상기 신축성 기판을 1축으로 연장시킨 상태로 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 홀더는, 상기 합착 전, 상기 신축성 기판을 동시에 2축으로 연장시킨 상태로 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 공기압에 의하여, 상기 다이어프램은 상기 신축성 기판에 면 방향으로 직접 접촉하여, 상기 신축성 기판을 상기 캐리어 기판 방향으로 밀 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 공기압에 의하여 상기 다이어프램은 상기 신축성 기판의 전면에 걸쳐서 면 방향으로 직접 접촉할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 캐리어 기판 수용부 및 상기 신축성 기판 수용부를 제공하는 하우징을 더 포함하고, 상기 하우징은, 상기 캐리어 기판 주변의 공기를 유출시켜 상기 공기압을 형성하는 공기 유출구를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 공기 유출구는, 상기 하우징에 형성되되, 상기 캐리어 기판 수용부를 기준으로 상기 신축성 기판 수용부가 제공되는 방향과 반대 방향에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 캐리어 기판 수용부 및 상기 신축성 기판 수용부를 제공하는 하우징을 더 포함하고, 상기 하우징은, 상기 다이어프램을 상기 신축성 기판 방향으로 밀기 위한 공기를 유입시키는 공기 유입구를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 공기 유입구는, 상기 하우징에 형성되되, 상기 신축성 기판 수용부를 기준으로 상기 캐리어 기판 수용부가 제공되는 방향과 반대 방향에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조방법은 캐리어 기판을 제공하는, 캐리어 기판 제공단계, 상기 캐리어 기판을 마주보도록 신축성 기판을 제공하는, 신축성 기판 제공단계 및 공기압에 따라, 상기 신축성 기판을 상기 캐리어 기판 방향으로 밀어, 상기 신축성 기판을 상기 캐리어 기판에 합착시키는, 합착 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 캐리어 기판 제공단계는, 상기 신축성 기판을 향하는 방향으로 상기 캐리어 기판 상에 접착제를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 신축성 기판 제공 단계는, 상기 신축성 기판을 상기 신축성 기판을 적어도 2축 방향으로 동시에 연신시키는 단계를 더 포함하고, 상기 합착 단계에 있어서, 상기 신축성 기판과 상기 접착제 사이의 접착력은, 상기 연신된 신축성 기판의 복원력보다 클 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 합착 단계에 있어서, 상기 접착제와 상기 캐리어 기판 사이의 접착력은, 상기 신축성 기판과 상기 접착제 사이의 접착력보다 클 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 접착제의 접착력은 온도에 따라 가변할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 신축성 기판은 고 신축성 영역과 상기 고 신축성 영역보다 신축성이 낮은 저 신축성 영역을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 캐리어 기판 제공단계에서의 상기 캐리어 기판은, 상기 신축성 기판 제공 단계에서의 상기 신축성 기판보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판은, 고 신축성 영역과 저 신축성 영역으로 구획되되, 고 신축성 영역과 저 신축성 영역의 경계에, 모듈러스가 점진적으로 변하는 영역이 제공됨으로써, 고 내구성의 신축성 기판을 제공할 수 있다. 나아가, 고 신축성 영역에서 저 신축성 영역 방향으로의 면 방향으로는 모듈러스가 점진적으로 변할 뿐 아니라, 두께 방향으로는 모듈러스가 일정하기 때문에 접히는 방향에 따른 국부적 스트레스를 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판의 고 신축성 영역과 저 신축성 영역 그리고 모듈러스가 점진적으로 변하는 영역은 시각적으로 구분됨으로써, 검사의 편의성을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판의 고 신축성 영역과 저 신축성 영역 그리고 모듈러스가 점진적으로 변하는 영역은 서로 동일한 두께를 가지기 때문에 후속 공정의 수율 향상에 기여할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판의 제조방법은, 고 신축성 영역을 제공하는 제1 용액과 저 신축성 영역을 제공하는 제2 용액을 제공함으로써, 제1 용액과 제2 용액이 혼합되는 혼합 용액이 형성될 수 있고, 혼합 용액은 경화에 의하여 모듈러스가 점진적으로 변하는 영역으로 기능할 수 있다. 즉, 모듈러스가 점진적으로 변하는 영역을 형성하기 위한 별도의 용액을 필요로 하지 않으므로 공정이 간소화될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조장치는, 공기압에 따라, 신축성 기판을 캐리어 기판 방향으로 밀어, 캐리어 기판에 합착시키는 다이어프램을 포함하여 이루어질 수 있다.
공기압을 합착 구동력으로 이용하기 때문에, 신축성 기판의 전면에 걸쳐서 고른 합착력이 제공될 수 있다. 이에 따라, 합착 공정 중에 신축성 기판이 의도치 않게 변형되는 문제를 해소할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예는 우수한 신축성 기판과 캐리어 기판의 접착 특성을 제공할 수 있다.
또한, 공기압을 합착 구동력으로 이용하기 때문에, 신축성 기판과 캐리어 기판을 용이하게 합착시킬 수 있으며, 우수한 공정 경제성을 제공할 수 있다.
본 발명이 제공하고자 하는 기술적 효과는 상술된 것에 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A' 및 B-B'에서의 위치에 따른 모듈러스 크기를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 단계 S110을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 6은 단계 S120을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 신축성 기판 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판의 우수성을 설명하기 위한 실험 사진이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판의 응용 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단계 S1100을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단계 S1200을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단계 S1300을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 A-A' 및 B-B'에서의 위치에 따른 모듈러스 크기를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판(100)은, 제1 모듈러스를 가지는 제1 모듈러스 영역(110), 제2 모듈러스를 가지는 제2 모듈러스 영역(120) 및 상기 제1 모듈러스와 상기 제2 모듈러스 사이에서 점진적으로 변하는 계면 모듈러스를 가지는 제3 모듈러스 영역(130)을 포함하여 이루어질 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 모듈러스 영역(110)의 제1 모듈러스는 상기 제2 모듈러스 영역(120)의 제2 모듈러스보다 작을 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 모듈러스 영역(110)은 고 신축성 영역에 해당하고, 상기 제2 모듈러스 영역(120)은 저 신축성 영역에 해당할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 모듈러스와 상기 제2 모듈러스의 차이는 10배 이상일 수 있다.
상기 제3 모듈러스 영역(130)은 상기 제1 모듈러스 영역(110)과 상기 제2 모듈러스 영역(130)의 계면 영역으로 이해될 수 있다. 즉, 상기 제3 모듈러스 영역(130)은 신축성 기판(100)의 면 방향으로 상기 제1 모듈러스 영역(110)과 상기 제2 모듈러스 영역(130) 사이에 위치할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 상기 제3 모듈러스 영역(130)은 혼합 영역으로도 호칭될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 모듈러스 영역(110, 120, 130)의 형상 및 크기는 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 평면 (XY 면) 상에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 모듈러스 영역(110, 120)이 스트라이프 형상을 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 제3 모듈러스 영역(130)은 상기 제1 및 제2 모듈러스 영역(110, 120) 사이에 스트라이프 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 도 1에 도시하지는 않았으나, 평면 (XY 면)상에서 보았을 때, 상기 제2 모듈러스 영역(120)은 상기 제1 모듈러스 영역(110)에 의하여 둘러싸인 아일랜드 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 제3 모듈러스 영역(130)은 상기 제1 및 제2 모듈러스 영역(110, 120) 사이에 위치하고, 상기 제1 모듈러스 영역(110)에 의하여 둘러싸인 아일랜드 형상을 가질 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제3 모듈러스 영역(110, 120, 130)은 두께 방향(Z축 방향)으로 단차 없이 실질적으로 동일한 높이를 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내지 제3 모듈러스 영역(110, 120, 130)의 경계에서 단차에 의한 국부적인 스트레스가 최소화될 수 있으며, 제1 내지 제3 모듈러스 영역(110, 120, 130) 상에 각 종 전자소자를 형성하는 후속 공정이 용이하게 진행될 수 있다.
이하 도 2를 참조하여, 상기 신축성 기판(100)의 각 영역에 따른 모듈러스를 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1의 A-A'에서의 모듈러스 변화를 도시하는 도 2(a)를 참조하면, 제1 모듈러스 영역(110)의 제1 모듈러스는 제2 모듈러스 영역(120)의 제2 모듈러스 보다 작음을 확인할 수 있다. 나아가, 제1 모듈러스 영역(110)과 제2 모듈러스 영역(120) 사이에 위치하는 제3 모듈러스 영역(130)의 계면 모듈러스는, 제1 모듈러스와 제2 모듈러스 사이에서 점진적으로 변하는 것을 확인할 수 있다.
이 때, 모듈러스가 점진적으로 변한다는 것은, 계면 모듈러스가 제1 및 제2 모듈러스 사이에서 직선 기울기를 가지는 경우, 곡선 기울기를 가지는 경우 그리고, 직선 및 곡선 기울기가 혼재된 경우를 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
이와 같이, 제3 모듈러스 영역(130)은 제1 모듈러스 영역(110)의 제1 모듈러스와 제2 모듈러스 영역(120)의 제2 모듈러스 차이를 완충하는 역할을 수행할 수 있다. 다른 관점에서 고 신축성 영역(제1 모듈러스 영역)과 저 신축성 영역(제2 모듈러스 영역)간의 경계가 제3 모듈러스 영역에 의하여 부드러워질 수 있다. 만약, 제1 모듈러스 영역(110)과 제2 모듈러스 영역(120)이 직접 접하는 경우, 모듈러스 차이에 의하여 국부적인 스트레스가 발생할 수 있으나, 제3 모듈러스 영역(130)이 제1 및 제2 모듈러스 영역(110, 120) 사이에서 모듈러스 차이에 대한 완충 역할을 수행하므로 국부적인 스트레스 발생을 최소화할 수 있다.
또한, 도 1의 B-B'에서의 모듈러스 변화를 도시하는 도 2(b)를 참조하면, 제3 모듈러스 영역(130)의 두께에 따른 모듈러스는 일정한 것을 확인할 수 있다. 다시 말해, 상기 제3 모듈러스 영역(130)의 하면에서 상면에 이르기까지 일정한 모듈러스를 제공할 수 있다. 상기 제3 모듈러스 영역(130)이 두께 방향으로 일정한 모듈러스를 제공하기 때문에, 상기 신축성 기판(100)에 가해지는 곡률의 방향에 관계 없이, 고 신뢰도의 신축 환경(stretchable environment)을 제공할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 상기 제1 및 제2 모듈러스 영역(110, 120)도 두께 방향으로 일정한 모듈러스를 가질 수 있음은 물론이다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 상기 제2 모듈러스 영역(110, 120)은 시각적으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 상기 제2 모듈러스 영역(110, 120)은 서로 다른 색상을 가질 수 있다. 또한, 상기 제3 모듈러스 영역(130)은 상기 제1 모듈러스 영역(110)의 색상과 제2 모듈러스 영역(120)의 색상이 혼합된 색상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내지 제3 모듈러스 영역(110, 120, 130)이 시각적으로 구분될 수 있기 때문에, 시각 검사의 편의성을 제공할 수 있다.
이상 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판을 설명하였다. 이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 에에 따른 신축성 기판 제조방법을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 4는 단계 S110을 설명하기 위한 도면이고, 도 5 및 6은 단계 S120을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 제조방법은, 캐리어 기판 상에, 경화 후 제1 모듈러스를 가지는 제1 용액을 제공하는, 제1 용액 제공 단계(S110), 상기 캐리어 기판 상에, 경화 후 상기 제1 모듈러스와 상이한 제2 모듈러스를 가지는 제2 용액을 제공하는, 제2 용액 제공 단계(S120) 및 상기 제1 용액 및 상기 제2 용액을 경화시키는, 경화 단계(S130) 중 적어도 하나의 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. 이하 각 단계에 대하여 설명하기로 한다.
단계 S110
단계 S110에서, 캐리어 기판 상에, 경화 후 제1 모듈러스를 가지는 제1 용액이 제공될 수 있다. 단계 S110을 설명하기 위하여, 도 4를 함께 참조하기로 한다.
상기 캐리어 기판(CS)은 신축성 기판(100)을 형성하기 위한 지지 기판으로서 기능할 수 있다. 상기 캐리어 기판(CS)은 소정의 지지력을 제공할 수 있는 소재 예를 들어, 유리, 플라스틱, 금속판, 및 실리콘 웨이퍼 중 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다. 캐리어 기판(CS)의 소재는 일 예일 뿐이므로, 열거한 소재에 제한되는 것은 아니다.
상기 캐리어 기판(CS) 상에는 경화 후 제1 모듈러스를 가지는 제1 용액(112)이 제공될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 모듈러스는 후술할 제2 모듈러스에 비하여 작을 수 있다. 즉, 상기 제1 용액(112)은 고 신축성 영역을 형성하기 위한 용액으로 이해될 수 있다. 이를 위하여, 상기 제1 용액(112)은 예를 들어, 액상의 실리콘 고무 재료를 포함하여 이루어질 수 있다. 액상의 실리콘 고무 재료는 경화제 함량에 따라서 고분자의 가교 밀도가 달라져서 경화 후의 모듈러스를 조절하는 데 용이할 수 있다. 상기 제1 용액(112)이 특정 재료에 제한되는 것은 아니다.
상기 제1 용액(112)은 후술할 제2 용액과의 시각적 구분을 위하여 안료나 염료를 포함하는 착색제를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 용액(112)은 상기 캐리어 기판(CS)의 전면에 형성될 수 있다. 이 때, 상기 제1 용액(112)은 다양한 방법으로 상기 캐리어 기판(CS) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 용액(112)은 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 블레이드 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅, 잉크젯 코팅 중 적어도 하나의 방법에 의하여 상기 캐리어 기판(CS) 상에 형성될 수 있다.
단계 S120
단계 S120에서, 상기 캐리어 기판 상에, 경화 후 상기 제1 모듈러스와 상이한 제2 모듈러스를 가지는 제2 용액이 제공될 수 있다. 단계 S120을 설명하기 위하여, 도 5 및 도 6을 함께 참조하기로 한다.
상기 제2 용액(122)은 경화 후 제2 모듈러스를 가질 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제2 모듈러스는 제1 용액(112)이 경화 후 가지는 제1 모듈러스 보다 클 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 용액(112)이 경화 후 고 신축성 영역을 제공한다면, 상기 제2 용액(122)은 경화 후 저 신축성 영역을 제공할 수 있다. 이를 위하여, 상기 제2 용액(122)은 예를 들어, 액상의 실리콘 고무 재료를 포함하여 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 제2 용액(122)은 상기 제1 용액(112) 보다 큰 모듈러스를 제공하기 위하여, 경화제를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 용액(112)과 상기 제2 용액(122)은 서로 동일한 재료로 이루어질 수 있으며 경화제의 함량에 따라 구분되는 것으로 이해할 수 있다. 상기 제2 용액(122)이 특정 재료에 제한되는 것은 아님은 물론이다.
상기 제2 용액(122)도 전술한 제1 용액(112)과의 시각적 구분을 위하여 안료나 염료를 포함하는 착색제를 더 포함할 수 있다. 만약, 제1 용액(112)에 착색제가 포함된 경우, 상기 제2 용액(122)은 착색제를 포함하지 아니할 수 있다. 이와 반대로 상기 제2 용액(122)이 착색제를 포함하는 경우, 상기 제1 용액(112)은 착색제를 포함하지 아니할 수 있다.
상기 제2 용액(122)은 미리 정해진 영역에 제공될 수 있다. 상기 제2 용액(122)이 저 신축성 영역을 형성하되, 저 신축성 영역이 상기 제1 용액(112)이 형성하는 고 신축성 영역에 의하여 둘러싸인 아일랜드 형상을 가지도록 하기 위함이다. 즉, 상기 제1 용액(112)은 상기 캐리어 기판(CS)의 전면에 제공되는 반면, 상기 제2 용액(122)은 국부적으로 제공될 수 있다.
상기 제2 용액(122)은 다양한 방법으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 소정의 패턴으로 개구 영역(OP)과 차단 영역(CL)을 가지는 패턴 마스크(Mask)가 캐리어 기판(CS) 상에 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 용액(122)을 상기 패턴 마스크(Mask)의 개구 영역(OP)을 통하여 원하는 위치에 디스펜싱 할 수 있다. 다른 예를 들어, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 요철의 돌출부에 제2 용액(122)이 묻은 전사 기판(TS)이 캐리어 기판(CS) 상에 제공될 수 있다. 상기 전사 기판(TS)의 둘출부를 상기 캐리어 기판(CS) 상에 직접 접촉시킴으로써, 상기 제2 용액(122)을 원하는 위치에 전사시킬 수 있다. 또 다른 예를 들어, 니들 디스펜싱, 잉크젯 디스펜싱을 통하여 패턴 마스크 없이 상기 제2 용액(122)을 원하는 위치에 직접 형성시킬 수 있다. 이로써, 상기 제2 용액(122)은 미리 정해진 영역에 선택적으로 형성될 수 있다.
단계 S120에 따라 제공된 제2 용액(122)과 단계 S110에 따라 제공된 제1 용액(110)은 서로 혼합될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 용액(112)과 상기 제2 용액(122)이 상기 캐리어 기판(CS)의 면 방향으로 서로 혼합됨(화살표 방향 참조)에 따라, 혼합 용액(132)이 형성될 수 있는 것이다.
예를 들어, 상기 제1 용액(112)과 상기 제2 용액(122)은 시간이 지남에 따라 서서히 섞일 수 있다. 상기 제1 용액(112)과 상기 제2 용액(122)이 혼합됨에 따라, 상기 혼합 용액(132)이 제공되는 것이므로, 도 2에서 설명한 바와 같이, 면 방향으로는 점진적인 모듈러스 변화가 유도되고, 두께 방향으로는 일정한 모듈러스가 제공될 수 있다.
이 때, 작은 모듈러스를 제공하는 제1 용액(112)을 먼저 캐리어 기판(CS)에 형성하고, 상기 제1 용액(112) 상에 큰 모듈러스를 제공하는 제2 용액(122)을 제공함으로써, 보다 원활한 혼합을 제공할 수 있다. 만약 하드한 제2 용액(122)이 먼저 형성되고, 제2 용액(122)에 소프트한 제1 용액(112)이 흡수되는 경우, 혼합 범위가 좁아질 수 있지만, 소프트한 제1 용액(112)에 하드한 제2 용액(122)이 흡수되므로, 보다 넓은 범위에서 혼합 용액이 형성될 수 있다. 이로써, 도 1을 참조하여 설명한 제3 모듈러스 영역의 크기를 증가시킬 수 있으므로 보다 점진적인 모듈러스 변화를 유도할 수 있다.
단계 S130
단계 S130에서, 상기 제1 용액 및 상기 제2 용액이 경화될 수 있다. 구체적으로 단계 S110에서 제공된 제1 용액(112)과, 단계 S120에서 제공된 제2 용액(122) 그리고, 제1 용액(112)과 제2 용액(122)이 혼합된 혼합 용액(132)이 경화됨으로써, 액상에서 고상으로 상 변화(phase change)가 이루어질 수 있다.
단계 S130에 따른 경화는 다양한 방식으로 수행될 수 있음은 물론이다. 이 때, 상기 제1 용액(112)과 상기 제2 용액(122)이 서로 동일한 물질을 기반으로 하는 경우, 경화 공정을 단순화 시킬 수 있다.
상기 경화에 의하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 제1 용액(112)은 낮은 모듈러스를 가지는 제1 모듈러스 영역(110)을 형성하고, 상기 제2 용액(122)은 높은 모듈러스를 가지는 제2 모듈러스 영역(120)을 형성하고, 상기 혼합 용액(132)은 모듈러스가 점진적으로 변하는 제3 모듈러스 영역(130, 혼합 영역)을 형성할 수 있다.
이로써, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 신축성 기판이 제공될 수 있다. 이상 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 제조방법을 설명하였다. 이하 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 신축성 기판 제조방법을 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 신축성 기판 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 다른 실시 예에 따른 신축성 기판 제조방법은, 캐리어 기판 상에, 경화 후 제1 모듈러스(modulus)를 가지는 제1 용액을 제공하는, 제1 용액 제공 단계(S210), 상기 제1 용액을 가 경화시키는, 가 경화 단계(S220), 상기 캐리어 기판 상에, 경화 후 상기 제1 모듈러스와 상이한 제2 모듈러스를 가지는 제2 용액을 제공하는, 제2 용액 제공 단계(S230) 및 상기 가 경화된 제1 용액 및 상기 제2 용액을 본 경화시키는, 본 경화 단계(S240) 중 적어도 하나의 단계를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하여 설명할 실시 예는, 앞서 도 3을 참조하여 설명한 실시 예와 비교하여, 제1 용액 제공 단계와 제2 용액 단계 제공 단계 사이에 제1 용액 가 경화 단계를 포함한다는 점에서 차이가 있다. 이하 중복되는 단계에 대해서는 설명을 생략하고 구별되는 단계를 중심으로 설명하기로 한다.
단계 S210은 단계 S110에 대응되므로 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
단계 S220에서, 상기 제1 용액이 가 경화될 수 있다. 단계 S220에서 제1 용액을 가 경화하되, 가 경화는 제2 용액이 가 경화된 제1 용액에 흡수될 수 있을 정도로 이루어질 수 있다.
단계 S230에서, 가 경화된 제1 용액에 제2 용액이 제공될 수 있다. 제2 용액이 가 경화된 제1 용액에 흡수되기 때문에, 가 경화된 제1 용액과 제2 용액이 혼합됨에 있어서, 혼합의 범위가 보다 균일해질 수 있다. 예를 들어, 제2 용액이 가 경화된 제1 용액과 혼합되는 경우, 혼합 용액의 크기 및 형상이 보다 균일해질 수 있다.
단계 S240에서 가 경화된 제1 용액, 제2 용액, 그리고 가 경화된 제1 용액과 제2 용액이 혼합된 혼합 용액이 본 경화될 수 있다.
이로써, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판이 제공될 수 있다.
이하 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판의 우수성을 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판의 우수성을 설명하기 위한 실험 사진이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판을 준비하되, 도 8(a)는 스트레칭 전의 사진이고, 도 8(b)는 스트레칭 후의 사진이다. 파란색 박스 안은 저 신축성 영역이고 파란색 박스 바깥은 고 신축성 영역이며, 이 때, 파란색 박스 경계는 혼합 영역인 것으로 이해될 수 있다. 도 8(b)를 참조하면, 파란색 박스 안은 스트레칭 전과 후에 있어서 길이 차이가 거의 없으며, 스트레칭 전 P1은 스트레칭 후 P1'로 늘어났으며, 스트레칭 전 P2는 스트레칭 후 P2'로 늘어났으며, 스트레칭 전 P3는 스트레칭 후 P3'로 늘어났으며, 스트레칭 전 P4는 스트레칭 후 P4'로 늘어난 것을 확인할 수 있다. 이로써, 파란색 박스 안의 제1 모듈러스 영역(110), 파란색 박스 밖의 제2 모듈러스 영역(120) 그리고 파란색 박스 경계의 제3 모듈러스 영역(130)의 신축성 차이를 확인할 수 있다. 즉, 파란색 박스 안의 제1 모듈러스 영역(110)은 거의 늘어나지 않았으며, 파란색 박스 바깥의 제2 모듈러스 영역(120)은 많이 늘어났으며, 파란색 박스 경계의 제3 모듈러스 영역(130)은 조금 늘어난 것을 확인할 수 있다. 이로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판은 영역에 따라 적어도 3개의 모듈러스를 가짐을 알 수 있다.
이상 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판의 우수성을 설명하였다. 이하에서는 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판의 응용 예를 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판의 응용 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9(a)는 도 3 또는 도 7을 참조하여 설명한 실시 예에 따라, 캐리어 기판(CS) 상에 형성된 신축성 기판(100)을 도시한다. 캐리어 기판(CS)은 필요에 따라 제거될 수 있다. 예를 들어, 캐리어 기판(CS)의 제거 없이 신축성 기판(100)에 각 종 전자소자를 형성할 수도 있고, 이와 달리, 신축성 기판(100)을 캐리어 기판(CS)에서 공정 기판(PS)로 옮긴 후에 각 종 전자소자가 형성될 수도 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 상기 캐리어 기판(CS)을 상기 신축성 기판(100)으로부터 제거한 경우를 상정하기로 한다.
도 9(c)에 도시된 바와 같이, 상기 캐리어 기판(CS)으로부터 분리된 신축성 기판(100)은 접착제(AD)를 통하여 공정 기판(PS) 상에 형성될 수 있다. 공정 기판(PS)은 상기 신축성 기판(100) 상에 각 종 전자소자를 형성하는데 있어서 필요한 지지력을 제공할 수 있다. 이 때, 상기 신축성 기판(100)은 변형 없이 그대로 상기 공정 기판(PS) 상에 형성될 수도 있고, 이와 달리, 연신된 상태로 상기 공정 기판(PS) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 신축성 기판(100)은 면적 기준으로 200% 이하, 예를 들어 150% 이하로 연신된 상태로 상기 공정 기판(PS) 상에 형성될 수 있다.
이후 도 9(d)에 도시된 바와 같이, 상기 신축성 기판(100)의 저 신축성 영역 상에는 고 신축성 전자소자 예를 들어, 신축성 배선(SL)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 신축성 기판(100)의 고 신축성 영역 상에는 저 신축성 전자소자 예를 들어 박막 트랜지스터와 같은 구동소자(DR)가 형성될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 신축성 기판(100) 상에 요구되는 전자소자가 모두 형성된 후에 상기 공정 기판(PS)은 제거될 수 있다.
상술한 방법에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판은 신축성 전자기기 예를 들어, 신축성 디스플레이, 신축성 태양전지의 제조에 적용될 수 있다. 열거한 적용 예는 단순한 예시에 불과하며, 이 보다 많은 신축성 전자기기 분야에 적용될 수 있다.
이상 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판의 응용 예를 설명하였다.
상술한 실시 예에 따르면, 신축성 기판 상에 낮은 모듈러스 영역과 높은 모듈러스 영역이 제공되되, 낮은 모듈러스 영역과 높은 모듈러스 영역 사이에 점진적으로 변하는 계면 모듈러스 영역이 제공됨으로써, 국부적인 스트레스 발생을 최소화할 수 있다. 이로써, 고 안정성의 신축성 기판이 제공될 수 있는 것이다.
또한, 계면 모듈러스 영역은 낮은 모듈러스를 제공하는 제1 용액과 높은 모듈러스를 제공하는 제2 용액의 혼합에 의하여 형성되므로 공정이 간이하여 수율을 극대화할 수 있다.
또한, 제1 용액과 제2 용액 간의 혼합에 의하여 점진적으로 변하는 모듈러스를 제공하는 혼합 영역이 형성되므로, 두께 방향으로 일정한 모듈러스가 제공될 수 있다. 만약, 제1 용액과 제2 용액의 상측 또는 하측에서 혼합을 강제시키는 경우, 두께 방향으로 일정한 모듈러스를 제공하는 데 어려움이 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 용액과 제2 용액의 상측에서 혼합을 강제시키는 경우, 상측에서는 제1 용액과 제2 용액의 혼합이 잘 일어나는 반면, 하측에서는 혼합이 적게 일어나기 때문에 두께 방향으로 불균일한 모듈러스가 제공될 수 있는 것이다. 이에 반해, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 및 제2 용액 간의 자체 혼합에 따라 제1 용액과 제2 용액이 혼합된 혼합 영역이 형성되므로, 두께 방향으로 일정한 모듈러스를 가능케 할 수 있다. 이로써 고 신뢰도의 신축성 기판이 제공될 수 있는 것이다.
이하 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판을 설명하였다. 이하에서는 도 10 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판을 이용하여 신축성 기판 구조체를 제조하는 신축성 기판 구조체 제조장치 및 그 제조방법이 설명된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조장치는, 신축성 기판이 캐리어 기판에 부착된 신축성 기판 구조체를 제공하되, 신축성 기판을 캐리어 기판에 공기압을 통하여 합착시킬 수 있다. 이하 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조장치를 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조장치(1000)는 캐리어 기판(CS)을 수용하는 캐리어 기판 수용부(미도시), 상기 캐리어 기판(CS)과 마주보는 방향으로 신축성 기판(SS)을 수용하는 신축성 기판 수용부(1290) 및 공기압에 따라, 상기 신축성 기판(SS)을 상기 캐리어 기판(CS) 방향으로 밀어, 상기 캐리어 기판(CS)에 합착시키는 다이어프램(1300)을 포함하여 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 따르면 상기 신축성 기판(SS)는 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 신축성 기판(100)일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조장치(1000)는 하우징(1100)을 포함할 수 있다. 상기 하우징(1100)은 상기 캐리어 기판(CS)이 수용되는 제1 하우징(1120)과 상기 신축성 기판(SS)이 수용되는 제2 하우징(1220)을 포함할 수 있다. 도 10은 상기 제1 하우징(1120)이 상기 제2 하우징(1220)보다 Z 축 방향으로 상측에 위치한 것을 도시하지만, 이와 반대로 상기 제2 하우징(1220)가 상기 제1 하우징(1120) 보다 Z 축 방향으로 상측에 위치할 수 있음은 물론이다.
상기 제1 하우징(1120)은 상기 캐리어 기판(CS)을 수용하고, 상기 제2 하우징(1220)은 상기 신축성 기판(SS)을 수용할 수 있도록 상기 제1 하우징(1120)과 상기 제2 하우징(1220)은 조립 가능한 개별 모듈로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 제1 하우징(1120)과 상기 제2 하우징(1220)이 서로 별개로 제공되기 때문에, 상기 제1 하우징(1120)에 상기 캐리어 기판(CS)을 수용하고, 상기 제2 하우징(1220)에 상기 신축성 기판(SS)을 수용하는 작업의 편의성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 신축성 기판(SS)과 상기 캐리어 기판(CS)의 합착 공정시에는, 상기 제1 하우징(1120)과 상기 제2 하우징(1220)으로 구성된 하우징(1100)의 내부 공기가 틈 사이로 유출되지 않도록 밀착하여 결합할 수 있다.
정리하면, 상기 캐리어 기판(CS)을 수용하기 위한 상기 제1 하우징(1120)과 상기 신축성 기판(SS)을 수용하기 위한 상기 제2 하우징(1220)이 별개의 하우징으로 이루어지되, 합착 공정 시에는 상기 제1 하우정(112)과 상기 제2 하우징(1220)이 밀착 결합함으로써, 용이한 기판 로딩과 진공 합착 환경을 제공할 수 있다.
상기 제1 하우징(1120)의 일 측에는 공기 유출로 제공부(117)가 형성될 수 있다. 상기 공기 유출로 제공부(117)는 상기 제1 하우징(1120) 내부 예를 들어, 캐리어 기판(CS) 주변의 공기를 공기 유출구(1150)를 통하여 빼냄에 있어서, 공기 유출 통로를 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 하우징(1120)의 일 측에는 공기 유출구(1150)가 형성될 수 있다. 상기 공기 유출구(1150)를 통하여, 상기 캐리어 기판(CS) 주변의 공기가 유출될 수 있다. 이를 위하여, 상기 공기 유출구(1150)는 상기 캐리어 기판(CS)이 상기 신축성 기판(SS)을 마주보는 방향과 반대 방향 즉, 상기 캐리어 기판(CS)의 +Z 축 방향에 마련될 수 있다. 도 10에는 설명의 편의를 위하여, 상기 공기 유출구(1150)가 한 개인 것을 도시하였으나, 이와 달리, 복수 개의 공기 유출구(1150)가 제공될 수 있음은 물론이다. 또한, 공기 유출구(1150)의 일 단에는 진공 펌프가 연결되어, 하우징(1100) 내부의 공기를 강제 유출시킬 수 있다.
상기 신축성 기판 수용부(1290)는 상기 제2 하우징(1220)의 일 측에 배치되는 홀더로 이루어질 수 있다. 상기 홀더는 상기 신축성 기판(SS)의 적어도 일 변 예를 들어, 4변을 잡는 기능을 수행할 수 있다.
상기 홀더는 상기 신축성 기판(SS)을 잡되, 상기 신축성 기판(SS)을 적어도 1축으로 연장시킨 상태로 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 홀더는 상기 신축성 기판(SS)을 2축으로 동시에 연장시킨 상태로 고정시킬 수 있다. 즉 상기 홀더는 상기 신축성 기판(SS)을 단순히 파지하는 것이 아니라, 상기 신축성 기판(SS)을 연신시킬 수 있고, 연신된 상태가 유지되도록 신축성 기판(SS)을 파지할 수 있는 것이다.
상기 다이어프램(1300)은 상기 제2 하우징(1220)의 일 측에 배치되어, 공기압에 따라 상기 신축성 기판(SS)을 상기 캐리어 기판(CS) 방향으로 밀어, 상기 신축성 기판(SS)을 상기 캐리어 기판(CS)에 합착시키는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 공기압에 의하여, 상기 다이어프램(1300)은 상기 신축성 기판(SS)에 면 방향(XY면 방향)으로 직접 접촉하여, 상기 신축성 기판(SS)을 상기 캐리어 기판(CS) 방향으로 밀 수 있다.
이를 위하여, 상기 다이어프램(1300)은 상기 신축성 기판(SS)의 일 측, 예를 들어 하측에 배치될 수 있다. 다시 말해, Z 축 방향에 있어서, 상기 신축성 기판(SS)을 사이에 두고 +Z 축 방향으로 상기 캐리어 기판(CS)이 이격하여 로딩되고, -Z 축 방향으로 상기 다이어프램(1300)이 이격하여 배치될 수 있다.
이 때, 다이어프램(1300) 하측에서 유입된 공기가 상기 다이어프램(1300)을 밀어줄 수 있다. 상기 밀려진 다이어프램(1300)은 상기 신축성 기판(SS)을 상기 캐리어 기판(CS) 방향으로 밀 수 있게 되는 것이다. 상기 다이어프램(1300)의 동작 원리에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 제2 하우징(1220)의 내측에는 공기 유입로 제공부(127)가 제공될 수 있다. 상기 공기 유입로 제공부(127)는 공기 유입구(1250)를 통하여 유입된 공기가 상기 제2 하우징(1220) 내부 예를 들어, 상기 다이어프램(1300)으로 공급될 수 있도록 유로를 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 하우징(1220)의 일 측에는 공기 유입구(1250)가 형성될 수 있다. 상기 공기 유입구(1250)를 통하여, 상기 다이어프램(1300)을 밀어주기 위한 공기가 유입될 수 있다.
이를 위하여, 상기 공기 유입구(1250)는 상기 신축성 기판(SS)이 상기 캐리어 기판(CS)을 마주보는 방향과 반대 방향 예를 들어, -Z 축 방향에 마련될 수 있다. 상기 공기 유입구(1250)를 통하여 공기가 유입됨으로써, 공기를 유출시키는 상기 공기 유출구(1150)와 더불어 상기 하우징(1100) 내부에 상기 신축성 기판(SS)을 상기 캐리어 기판(CS) 방향으로 밀어주는 공기압이 형성될 수 있다. 상기 공기 유입구(1250)를 통하여 상기 하우징(1100) 내부로 공기를 강제 유입시키기 위하여, 펌프가 연결될 수 있음은 물론이다.
이 때, 상기 공기 유입구(1250)를 통하여 유입된 공기는, 상기 다이어프램(1300)을 전면 예를 들어, XY 전면에 걸쳐서 밀 수 있도록 공기 유로를 제공받을 수 있다. 이로써, 공기압에 의하여 상기 다이어프램(1300)은 상기 신축성 기판(SS)의 전면에 걸쳐서 면 방향으로 직접 접촉할 수 있다.
이상 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조장치를 설명하였다. 이하에서는 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조방법을 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단계 S1100을 구체적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단계 S1200을 구체적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단계 S1300을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조방법은 도 10을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조장치에 의하여 구현될 수 있음은 물론이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조방법은, 캐리어 기판을 제공하는, 캐리어 기판 제공단계(S1100), 상기 캐리어 기판을 마주보도록 신축성 기판을 제공하는, 신축성 기판 제공단계(S1200), 공기압에 따라, 상기 신축성 기판을 상기 캐리어 기판 방향으로 밀어, 상기 신축성 기판을 상기 캐리어 기판에 합착시키는, 합착 단계(S1300) 중 적어도 하나의 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. 이하 각 단계에 대하여 설명하기로 한다.
단계 S1100
단계 S1100에서 캐리어 기판(CS)이 제공될 수 있다. 상기 캐리어 기판(CS)은 합착될 신축성 기판(SS)을 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 상기 캐리어 기판(CS)은 소정의 지지력을 제공할 수 있는 소재 예를 들어, 유리, 플라스틱, 금속판, 및 실리콘 웨이퍼 중 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다. 캐리어 기판(CS)의 소재는 일 예일 뿐이므로, 열거한 소재에 제한되는 것은 아니다.
단계 S1100은, 상기 신축성 기판(SS)을 향하는 방향으로 상기 캐리어 기판(CS) 상에 접착제를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 캐리어 기판(CS) 상에는 접착제(AD)가 형성될 수 있다. 도 12에 도시된 상기 캐리어 기판(CS)과 상기 접착제(AD)의 상하 방향이 바뀔 수 있음은 물론이다. 상기 접착제(AD)는 양면 접착제 일 수 있다. 이 경우, 양면 접착제는 온도에 따라 접착력이 가변하는 접착제일 수 있다. 예를 들어, 양면 접착제는 영하 30도씨 이하에서 접착력을 잃어버리는 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 접착제(AD)의 접착 특성은 각종 전자소자를 상기 신축성 기판(SS) 상에 형성하는 공정 온도에서도 유지될 수 있다.
상기 접착제(AD)는 상기 캐리어 기판(CS)을 세정한 후에, 상기 캐리어 기판(CS)의 일 면에 형성될 수 있다.
상기 접착제(AD)가 형성된 캐리어 기판은 상기 제1 하우징(1120) 내부에 안착될 수 있다.
이로써, 단계 S1100에 의하여 캐리어 기판(CS)이 제공될 수 있다.
단계 S1200
단계 S1200에서 캐리어 기판(CS)을 마주보도록 신축성 기판(SS)이 제공될 수 있다.
먼저, 신축성 기판(SS)이 준비될 수 있다. 상기 신축성 기판(SS)은 상기 캐리어 기판(CS) 보다 소프트(soft)한 소재로 이루어질 수 있다. 나아가, 상기 신축성 기판(SS)은 늘렸다 줄였다를 반복할 수 있는 고분자 소재로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 신축성 기판(SS)은 고 신축성 영역(high stretchable region)과 상기 고 신축성 영역 보다 신축성이 낮은 저 신축성 영역(low stretchable region)을 포함할 수 있다.
상기 신축성 기판(SS)의 크기는 상기 캐리어 기판(CS)의 크기보다 클 수 있다. 구체적으로 상기 신축성 기판(SS)의 XY면 크기는 상기 캐리어 기판(CS)의 XY면 보다 클 수 있다.
상기 신축성 기판(SS)에는 전 처리(pre-treatment)가 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 신축성 기판(SS)은 소정의 세정 공정을 거칠 수 있다. 또한, 상기 신축성 기판(SS)의 일 면 예를 들어, 상기 캐리어 기판(CS)의 접착제(AD)와 접착될 면은 상압 플라즈마 공정을 거칠 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 13(a)에 도시된 바와 같이, 상기 신축성 기판(SS)은 상기 홀더에 의하여 고정된 상태에서, 도 13(b)에 도시된 바와 같이, 2축으로 예를 들어, 20%씩 연신될 수 있다. 이 경우, 상기 홀더는 상기 신축성 기판(SS)을 연신된 상태로 잡고 있을 수 있다. 이 때, 상기 홀더는 상기 신축성 기판(SS)을 동시에 2축으로 연신할 수 있다.
이와 달리, 상기 홀더가 상기 신축성 기판(SS)을 일 축으로 연신시키고 나서 다른 축으로 연신시키는 경우에는 신축성 기판에 처음 연신되는 축 방향으로 인장력이 형성되기 때문에 다른 축으로 이어서 연신시키는 데 어려움이 발생할 수 있다. 이와 달리, 본 발명의 일 실시 예에서는 2축으로 동시에 연신시키기 때문에, 면 연신율을 최대화할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 신축성 기판(SS)이 연신된 상태에서 상기 캐리어 기판(CS)에 합착되기 때문에, 상기 신축성 기판(SS)과 상기 접착제(AD) 사이의 접착력은, 상기 연신된 신축성 기판의 복원력보다 클 수 있다. 또한, 상기 접착제(AD)와 상기 캐리어 기판(CS) 사이의 접착력은, 상기 연신된 신축성 기판(SS)의 복원력보다 클 수 있다. 또한, 상기 캐리어 기판(CS)과 상기 접착제(AD) 사이의 접착력은 상기 신축성 기판(SS)과 상기 접착제(AD) 사이의 접착력보다 클 수 있다. 이 때, 접착제(AD)가 제공하는 접착력은, 180도 peeling strength로 평가될 수 있다. 또한, 상기 연신된 상태의 신축성 기판(SS)의 복원력은 Strain-stress 분석을 통하여 평가될 수 있다.
이로써, 단계 S1200에 의하여 신축성 기판(SS)이 제공될 수 있다.
단계 S1300
단계 S1300에서 공기압에 따라, 상기 신축성 기판(SS)을 상기 캐리어 기판 방향(CS)으로 밀어, 상기 신축성 기판(SS)이 상기 캐리어 기판(CS)에 합착될 수 있다.
단계 S1300을 위하여, 상기 캐리어 기판(CS)이 로딩된 제1 하우징(1120)과 상기 신축성 기판(SS)이 로딩된 제2 하우징(112)이 마주보는 방향으로 결합될 수 있음은 물론이다.
또한, 단계 S1300에서, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 공기 유입구(1250)를 통하여 제2 하우징(1220) 내부로 공기가 유입(Fin)될 수 있다. 나아가 상기 공기 유출구(1150)를 통하여 하우징(1100) 예를 들어, 제1 하우징(1120) 내부의 공기가 유출(Fout)될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 상기 공기 유출구(1150)를 통하여 공기가 유출됨으로써, 상기 하우징(1100) 내부는 상기 하우징(1100)의 외부에 비하여 저압 상태로 유도될 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(1100) 내부는 진공 상태로 유도될 수 있다.
상기 공기 유입구(1250)를 통하여 유입된 공기는, 상기 제2 하우징(1220) 내측에 마련된 공기 유로를 따라 이동할 수 있다. 이 때, 상기 하우징(1100) 내부가 저압 상태로 유도되어 있기 때문에, 상기 공기 유입구(1250)를 통하여 유입된 공기는 상기 다이어프램(1300)을 상기 캐리어 기판(CS)의 접착제(AD) 방향으로 밀 수 있다. 예를 들어, 상기 다이어프램(1300)은 초기에 상기 신축성 기판(SS)의 -Z축 방향으로 이격되어 위치한 상태에서, 공기압에 의하여 +Z축 방향으로 변형될 수 있다. 상기 다이어프램(1300)이 변형됨에 따라, 상기 다이어프램(1300)은 상기 신축성 기판(SS)의 일 면과 면 접촉한 상태에서, 상기 신축성 기판(SS)을 상기 캐리어 기판(CS)의 접착제(AD) 방향으로 밀 수 있다. 다시 말해, 상기 다이어프램(1300)은 상기 신축성 기판(SS)을 상기 캐리어 기판(CS) 방향으로 밀어주되, 넓은 면적에 접촉하여 밀어줄 수 있는 것이다.
상기 다이어프램(1300)이 공기압에 의하여 상기 신축성 기판(SS)을 상기 캐리어 기판(CS)에 형성된 상기 접착제(AD) 방향으로 밀어줌에 따라, 상기 신축성 기판(SS)은 상기 접착제(AD)를 통하여 상기 캐리어 기판(CS)에 합착될 수 있다. 상기 신축성 기판(SS)이, 공기압을 통하여, 상기 캐리어 기판(CS)에 합착됨으로써, 우수한 합착 모폴로지를 제공할 수 있다.
만약, 이와 달리, 상기 신축성 기판을 상기 캐리어 기판에 롤러를 통하여 부착시키는 경우, 롤러에 의하여 국부적으로 강한 압력이 얇은 두께의 신축성 기판에 가해지므로, 신축성 기판의 기하학적 변형이 초래될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기압을 통한 합착은, 상기 공기 유입구(1250)를 통하여, 유입된 공기가 상기 신축성 기판(SS)의 전면에 걸쳐서 고른 압력을 제공하기 때문에, 신축성 기판(SS)의 변형을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 캐리어 기판(CS)은 상기 신축성 기판(SS) 보다 하드(hard)한 소재로 이루어짐은 앞서 설명한 바와 같다. 이 때, 하드한 소재의 캐리어 기판(CS)의 위치가 고정된 상태에서, 다이어프램(1300)에 의하여 소프트(soft)한 소재의 신축성 기판(SS)이 캐리어 기판(CS)을 향하여 이동되기 때문에, 소프트한 소재의 신축성 기판(SS)이 하드한 소재의 캐리어 기판(CS)이 가진 표면 및 형상을 따라 변형될 수 있어서, 합착 특성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 신축성 기판(SS)이 상기 캐리어 기판(CS)에 합착되되, 상기 신축성 기판(SS)의 크기가 상기 캐리어 기판(CS)의 크기보다 크기 때문에, 상기 신축성 기판(SS)은, 상기 캐리어 기판(CS)의 측면의 적어도 일부를 감쌀 수 있다. 이로써, 상기 신축성 기판(SS)은 상기 캐리어 기판(CS)의 전면(예를 들어, XY면)을 완전히 덮으면서 합착될 수 있다.
이로써, 상기 캐리어 기판(CS)에 상기 신축성 기판(SS)이 합착된, 신축성 기판 구조체가 제조될 수 있다.
상기 제조된 신축성 기판 구조체는 후처리 공정으로서, 상기 캐리어 기판(CS) 바깥 영역에 형성된 신축성 기판(SS)을 제거할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 신축성 기판(SS)이 상기 캐리어 기판(CS) 보다 소프트한 소재로 되어 있기 때문에 상기 신축성 기판(SS)의 바깥 영역을 잘라내는데 보다 용이할 수 있다.
또한, 후속 공정에 의하여 상기 캐리어 기판(CS)은 신축성 기판 구조체로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 신축성 기판 구조체를 제조한 후, 이어서 상기 캐리어 기판(CS)으로부터 제거할 수도 있고, 이와 달리, 상기 신축성 기판 구조체의 신축성 기판(SS) 상에 각종 구동소자 예를 들어, 디스플레이 구동소자를 형성한 후에, 상기 캐리어 기판(CS)을 제거할 수도 있다.
이 때, 상기 신축성 기판(SS)과 상기 캐리어 기판(CS)을 접착시키는 접착제의 종류에 따라, 상기 신축성 기판 구조체로부터 상기 캐리어 기판(CS)을 제거하는 공정이 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 캐리어 기판(CS)과 상기 신축성 기판(SS)이 영하 30도 이하에서 접착력을 상실하는 양면 테이프로 접착된 경우, 저온 환경을 제공하여 상기 캐리어 기판(CS)을 제거할 수 있다. 다른 예를 들어, 접착제의 종류에 따라 380nm 이하의 자외선을 조사하여, 상기 캐리어 기판(CS)를 제거할 수 있다.
이상 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조장치 및 신축성 기판 구조체 제조방법을 설명하였다. 상술한 바와 같이, 일 실시 예에 따르면, 캐리어 기판과 신축성 기판은 공기압에 의하여 합착되되, 소프트한 소재의 신축성 기판이 캐리어 기판 방향으로 이동함으로써, 합착이 이루어진다. 또한 공기 유출구를 통하여 캐리어 기판 주변부에 감압이 이루어지고, 공기 유입구를 통하여 다이어프램 주변부에 증압이 이루어짐으로써, 공기압을 통하여 다이어프램으로 하여금 신축성 기판을 캐리어 기판에 합착시킬 수 있다.
이로써, 공기압이 합착 구동력으로 작용하기 때문에, 신축성 기판을 전면에 걸쳐서 고른 힘으로 캐리어 기판 방향으로 밀어줄 수 있어서, 얇은 두께의 신축성 기판에 가해질 수 있는 손상을 최소화할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 신축성 기판 구조체 제조장치 및 신축성 기판 구조체 제조방법은, 신축성 전자기기 예를 들어, 신축성 디스플레이 및 신축성 태양전지 분야에 적용될 수 있다. 열거한 적용 예는 단순한 예시에 불과하며, 이 보다 많은 신축성 전자기기 분야에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 캐리어 기판 상에, 경화 후 제1 모듈러스(modulus)를 가지는 제1 용액을 제공하는, 제1 용액 제공 단계;
    상기 캐리어 기판 상에, 경화 후 상기 제1 모듈러스와 상이한 제2 모듈러스를 가지는 제2 용액을 제공하는, 제2 용액 제공 단계; 및
    상기 제1 용액 및 상기 제2 용액을 경화시키는, 경화 단계를 포함하되,
    상기 제2 용액 제공 단계에 의하여, 상기 제1 용액과 상기 제2 용액이 혼합된 혼합 용액이 형성되고, 상기 경화 단계 후 상기 혼합 용액은, 상기 제1 모듈러스와 상기 제2 모듈러스 사이에서 모듈러스가 점진적으로 변하는 계면 모듈러스를 제공하는, 신축성 기판 제조방법.
  2. 캐리어 기판 상에, 경화 후 제1 모듈러스를 가지는 제1 용액을 제공하는, 제1 용액 제공 단계;
    상기 제1 용액을 가 경화시키는, 가 경화 단계;
    상기 캐리어 기판 상에, 경화 후 상기 제1 모듈러스와 상이한 제2 모듈러스를 가지는 제2 용액을 제공하는, 제2 용액 제공 단계; 및
    상기 가 경화된 제1 용액 및 상기 제2 용액을 본 경화시키는, 본 경화 단계를 포함하되,
    상기 제2 용액 제공 단계에 의하여, 상기 가 경화된 제1 용액과 상기 제2 용액이 혼합된 혼합 용액이 형성되고, 상기 본 경화 단계 후, 상기 혼합 용액은 상기 제1 모듈러스와 상기 제2 모듈러스 사이에서 모듈러스가 점진적으로 변하는 계면 모듈러스를 제공하는, 신축성 기판 제조방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 용액 제공 단계 후에 상기 제2 용액 제공 단계가 수행되되,
    상기 제1 모듈러스는 상기 제2 모듈러스 보다 작은, 신축성 기판 제조방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 용액과 상기 제2 용액은 액상의 실리콘 고무를 포함하며,
    상기 제2 용액은 상기 제1 용액보다 더 많은 경화제를 포함하는, 신축성 기판 제조방법.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 용액 제공 단계에서, 상기 제1 용액은 상기 캐리어 기판 상 전면에 제공되고,
    상기 제2 용액 제공 단계에서, 상기 제2 용액은 미리 정해진 영역에 국부적으로 제공되는, 신축성 기판 제조방법.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 용액 및 상기 제2 용액 중 적어도 어느 하나의 용액은 시각적으로 구분되는 착색제를 포함하는, 신축성 기판 제조방법.
  7. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 계면 모듈러스는 상기 캐리어 기판의 면 방향으로는 상기 제1 모듈러스와 상기 제2 모듈러스 사이에서 모듈러스가 점진적으로 변하고, 상기 캐리어 기판의 두께 방향으로는 일정한, 신축성 기판 제조방법.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 가 경화 단계에 있어서, 상기 제1 용액의 가 경화는, 상기 가 경화된 제1 용액에 상기 제2 용액 제공 단계에 따라 제공된 상기 제2 용액이 흡수되는 범위 내로 이루어지는, 신축성 기판 제조방법.
  9. 제1 모듈러스를 가지는 제1 모듈러스 영역;
    상기 제1 모듈러스 영역에 대하여 면 방향으로 위치하고, 상기 제1 모듈러스보다 높은 제2 모듈러스를 가지는 제2 모듈러스 영역; 및
    상기 제1 모듈러스 영역과 상기 제2 모듈러스 영역 사이에 위치하며, 상기 제1 모듈러스와 상기 제2 모듈러스 사이에서 점진적으로 변하는 계면 모듈러스를 가지는 제3 모듈러스 영역을 포함하되,
    상기 제3 모듈러스 영역의 상기 계면 모듈러스는 두께 방향으로 일정한, 신축성 기판.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 모듈러스 영역은 상기 제1 모듈러스 영역으로 둘러싸인 아일랜드 형상을 가지는, 신축성 기판.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 모듈러스 영역과 상기 제2 모듈러스 영역은 시각적으로 구분되는, 신축성 기판.
  12. 캐리어 기판을 수용하는 캐리어 기판 수용부;
    상기 캐리어 기판과 마주보는 방향으로 신축성 기판을 수용하는 신축성 기판 수용부; 및
    공기압에 따라, 상기 신축성 기판을 상기 캐리어 기판 방향으로 밀어, 상기 캐리어 기판에 합착시키는 다이어프램을 포함하는, 신축성 기판 구조체 제조장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 신축성 기판은 상기 캐리어 기판보다 소프트한 소재로 이루어진, 신축성 기판 구조체 제조장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 신축성 기판 수용부는, 상기 신축성 기판의 적어도 일 변을 잡는 홀더를 포함하는 신축성 기판 구조체 제조장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 홀더는, 상기 합착 전, 상기 신축성 기판을 동시에 2축으로 연장시킨 상태로 제공하는, 신축성 기판 구조체 제조장치.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 공기압에 의하여, 상기 다이어프램은 상기 신축성 기판에 면 방향으로 직접 접촉하여, 상기 신축성 기판을 상기 캐리어 기판 방향으로 미는, 신축성 기판 구조체 제조장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 캐리어 기판 수용부 및 상기 신축성 기판 수용부를 제공하는 하우징을 더 포함하고,
    상기 하우징은, 상기 캐리어 기판 주변의 공기를 유출시켜 상기 공기압을 형성하는 공기 유출구를 더 포함하는, 신축성 기판 구조체 제조장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 공기 유출구는, 상기 하우징에 형성되되, 상기 캐리어 기판 수용부를 기준으로 상기 신축성 기판 수용부가 제공되는 방향과 반대 방향에 형성되는, 신축성 기판 구조체 제조장치.
  19. 캐리어 기판을 제공하는, 캐리어 기판 제공단계;
    상기 캐리어 기판을 마주보도록 신축성 기판을 제공하는, 신축성 기판 제공단계; 및
    공기압에 따라, 상기 신축성 기판을 상기 캐리어 기판 방향으로 밀어, 상기 신축성 기판을 상기 캐리어 기판에 합착시키는, 합착 단계;를 포함하는 신축성 기판 구조체 제조방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 신축성 기판 제공 단계는,
    상기 신축성 기판을 적어도 2축 방향으로 동시에 연신시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 합착 단계에 있어서,
    상기 신축성 기판과 상기 접착제 사이의 접착력은, 상기 연신된 신축성 기판의 복원력보다 큰, 신축성 기판 구조체 제조방법.
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