WO2022045871A9 - 신축성 기판 - Google Patents

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WO2022045871A9
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line
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장봉균
원세정
김재구
김재현
이학주
권민우
김광섭
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한국기계연구원
재단법인 파동에너지 극한제어 연구단
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    • H05K1/0277—Bendability or stretchability details
    • H05K1/0283—Stretchable printed circuits
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Definitions

  • a ratio of a distance between the sub-incision line and an end of the extended incision line adjacent to the sub-incision line and a thickness of the substrate body may exceed 1.
  • an electrode wire continuously provided on the plurality of cells so as not to intersect the cutout, and the electrode wire may maintain a continuous state even if the interval between the cells changes.
  • FIG. 4 is an exemplary view showing a state in which electrode wiring is provided on the stretchable substrate of FIG. 1 .
  • Extension incision lines 340 may be formed at each end of the sub incision lines 331 , 332 , 335 , and 336 .
  • the extension incision line 340 may be formed to be curved and extended to the inside of the cell 200 .
  • the extended incision 340 may be formed to be bent even in a direction perpendicular to the extension direction of the sub-incision to which it is connected.
  • the extended incision line 340 extending from the first sub incision lines 331 and 332 may be formed to be bent even in the second direction A2.
  • the extended incision line 340 extending from the second sub incision lines 335 and 336 may be formed to be bent even in the first direction A1. Accordingly, the corner of the cell 200 may be formed to be rounded.
  • the edge of the cell 200 is formed to be rounded by the extension incision line 340, tensile force is provided to the substrate body 100, and stress concentration due to deformation of the substrate body 100 when the substrate body 100 is elongated
  • the direction of propagation of cracks that may occur may be directed toward the inside of the cell 200 instead of toward the incision. Through this, a phenomenon in which the incision portion is cut may be reduced, and durability of the stretchable substrate may be improved.
  • the stretchable substrate of FIG. 6 has a first cutting line 10 and a second cutting line 20 corresponding to the first basic cutting line and the second basic cutting line of the stretchable substrate of FIG. 5 .
  • the stretchable substrate of FIG. 5 and the stretchable substrate of FIG. 6 are made of the same material and have the same thickness and the same size.
  • FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating a state in which the stretchable substrate of FIG. 1 is expanded
  • FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating a state in which the stretchable substrate in FIG. 8 is expanded.

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Abstract

본 발명의 일실시예는 큰 신장 변형이 가능하면서도 파손 발생율이 낮은 신축성 기판을 제공한다. 여기서, 신축성 기판은 셀, 절개부 그리고 연장 절개선을 포함한다. 셀은 기판 몸체에 복수로 형성되고, 소자가 실장된다. 절개부는 기판 몸체가 신장 시에 셀 간의 간격이 증가되도록 기판 몸체에 형성된다. 연장 절개선은 절개부의 단부에 셀의 내측으로 굽어지게 연장 형성되어 셀의 모서리가 라운드 지도록 한다.

Description

신축성 기판
본 발명은 신축성 기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 큰 신장 변형이 가능하면서도 파손 발생율이 낮은 신축성 기판에 관한 것이다.
일반적으로 인쇄 전자 기술을 기반으로 유연한 소자 부품을 제작하고자 하는 시도가 이루어지고 있으며, 주로 디스플레이, RFID, 태양광발전 등 일부 제품군에 대해 적용하는 사례가 등장하고 있다. 인쇄 전자 기술의 경우 반도체 공정에 비해 비교적 낮은 온도이거나 상온에서 이루어지는 것이 일반적이며, 코팅 공정, 프린팅 공정, 패터닝 공정 등에 의해 소자가 제작되며 배선 및 전극 형성을 위한 후공정과 접합이나 절단 등의 과정을 거쳐 유연한 부품을 얻을 수 있게 된다.
유연 표시장치(Flexible Display)는 기존의 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱 등과 같이 유연성 있는 재료를 사용하여 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있기 때문에, 유연한 소자 부품을 구현하는 표시장치로 널리 사용되고 있다.
최근에는 신축성 표시장치(Stretchable Display)도 많이 사용되고 있다. 신축성 표시장치는 상하좌우로 잡아 늘린 후에도 원형으로 회복될 수 있으며, 이러한 특성으로 인해, 옷, 자동차 등 입체적 표면에 탑재 가능한 자유 형식(Free-Form) 구현에 광범위하게 적용되고 있다.
또한, 신축성 표시장치는 일반 유연 표시장치(Flexible Display)보다 자유로운 폼 팩터 구현이 가능해 디스플레이 사용가능 영역을 더욱 넓힐 수 있어 유망한 차세대 디스플레이 기술로 여겨지고 있다.
한편, 대한민국 공개특허공보 제2020-0049949호(이하 '선행문헌'이라 함)에는 제1절개선 및 제2절개선에 의해 복수의 쿼터 몸체부가 형성되고, 제1절개선 및 제2절개선이 벌어지면 복수의 쿼터 몸체부의 중심간의 거리가 멀어지도록 움직이는 시트가 개시되고 있다. 그런데 선행문헌의 제1절개선 및 제2절개선은 단순히 몸체부에 수직하게 형성된다. 따라서, 선행문헌의 도 2에서와 같이 제1절개선 및 제2절개선이 벌어지면서 쿼터 몸체부가 회전될 때, 쿼터 몸체부 사이를 연결하면서 쿼터 몸체부의 회전 중심이 되는 연결 부분의 최대 변형률이 커지게 될 수 있다. 이는 연결 부분의 응력 증가를 야기하기 때문에 연결 부분의 파손 발생률이 높아질 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 일 측면은 큰 신장 변형이 가능하면서도 파손 발생율이 낮은 신축성 기판을 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.
본 발명의 일실시예는 기판 몸체에 형성되고, 소자가 실장되는 복수의 셀; 상기 기판 몸체가 신장 시에 상기 셀 간의 간격이 증가되도록 상기 기판 몸체에 형성되는 절개부; 그리고 상기 절개부의 단부에 상기 셀의 내측으로 굽어지게 연장 형성되어 상기 셀의 모서리가 라운드 지도록 하는 연장 절개선을 포함하는 것을 특징으로 하는 신축성 기판을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 절개부는 상기 기판 몸체에 제1방향을 따라 형성되는 제1기본 절개선과, 상기 기판 몸체에 상기 제1방향에 교차하는 제2방향을 따라 상기 제1기본 절개선의 중앙 양측에 대칭으로 형성되는 제2기본 절개선과, 상기 셀의 내측에 상기 셀의 테두리를 따라 연장 형성되되, 서로 연결되지 않고 이격되어 마련되는 복수의 서브 절개선을 가지고, 상기 연장 절개선은 상기 서브 절개선의 각 단부에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 복수의 셀 중, 상기 제1기본 절개선 및 상기 제2기본 절개선을 기준으로 제1사분면 및 제3사분면에 형성되는 셀에 형성되는 상기 연장 절개선은 제1회전 방향으로 굽어지게 연장 형성되고, 상기 복수의 셀 중, 상기 제1기본 절개선 및 상기 제2기본 절개선을 기준으로 제2사분면 및 제4사분면에 형성되는 셀에 형성되는 상기 연장 절개선은 상기 제1회전 방향의 반대방향인 제2회전 방향으로 굽어지게 연장 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 서브 절개선 및 상기 서브 절개선에 인접된 상기 연장 절개선의 단부 사이의 간격과, 상기 기판 몸체의 두께의 비는 1을 초과할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 서브 절개선은 상기 셀의 내측에서 상기 셀의 테두리를 따라 상기 제1방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제1서브 절개선과, 상기 셀의 내측에서 상기 셀의 테두리를 따라 상기 제2방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제2서브 절개선을 가지고, 상기 제1서브 절개선 중 상기 제1기본 절개선에 더 가깝게 배치되는 제1서브 절개선은 상기 제2기본 절개선과 수직 연결되고, 상기 제2서브 절개선 중 상기 제2기본 절개선에서 더 멀리 배치되는 제2서브 절개선은 상기 제1서브 절개선과 수직 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 절개부에 교차하지 않도록 상기 복수의 셀 상에 연속되게 마련되는 전극 배선을 포함하고, 상기 전극 배선은 상기 셀 간의 간격이 변하더라도 연속된 상태를 유지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 신축성 기판은 서브 절개선 및 서브 절개선에서 셀의 내측으로 굽어지게 연장 형성되어 셀의 모서리가 라운드 지도록 하는 연장 절개선을 포함할 수 있다. 이를 통해, 신축성 기판은 힌지 부분의 최대 변형률이 낮아질 수 있기 때문에, 좀 더 큰 신장 변형이 가능하면서도 파손 발생율이 낮아질 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 신축성 기판을 나타낸 예시도이다.
도 2는 도 1의 신축성 기판이 신장된 상태를 나타낸 예시도이다.
도 3은 도 1의 신축성 기판에서 제2사분면에 형성되는 셀을 나타낸 예시도이다.
도 4는 도 1의 신축성 기판에 전극 배선이 마련된 상태를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 신축성 기판의 변형률 해석을 나타낸 것이다.
도 6은 비교예1을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 신축성 기판 및 비교예2의 면외 방향의 비틀림 현상을 비교한 예시도이다.
도 8은 도 1의 신축성 기판이 확장된 상태를 나타낸 예시도이다.
도 9는 도 8의 신축성 기판이 신장된 상태를 나타낸 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.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 신축성 기판을 나타낸 예시도이고, 도 2는 도 1의 신축성 기판이 신장된 상태를 나타낸 예시도이다.
도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 신축성 기판은 기판 몸체(100), 셀(200), 절개부 그리고 연장 절개선(340)을 포함할 수 있다.
여기서, 셀(200)은 기판 몸체(100)에 복수개가 형성될 수 있으며, 각각의 셀(200a,200b,200c,200d)에는 소자가 실장될 수 있다.
절개부는 기판 몸체(100)가 신장 시에 셀(200a,200b,200c,200d) 간의 간격이 증가되도록 기판 몸체(100)에 형성될 수 있다.
그리고, 연장 절개선(340)은 절개부의 단부에 셀(200a,200b,200c,200d)의 내측으로 굽어지게 연장 형성되어 셀(200a,200b,200c,200d)의 모서리가 라운드 지도록 할 수 있다.
상세히, 절개부는 제1기본 절개선(310), 제2기본 절개선(320) 및 서브 절개선(330)을 가질 수 있다.
제1기본 절개선(310)은 기판 몸체(100)에 제1방향(A1)을 따라 형성될 수 있다. 제1기본 절개선(310)은 기판 몸체(100)의 상면 및 하면을 관통하여 형성될 수 있다.
제2기본 절개선(320)은 기판 몸체(100)에 제1방향(A1)에 교차하는 제2방향(A2)을 따라 제1기본 절개선(310)의 중앙 양측에 대칭으로 형성될 수 있다. 제2기본 절개선(320)은 제1기본 절개선(310)과는 연결되지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 제1기본 절개선(310)을 기준으로, 양측에 형성되는 제2기본 절개선(320)을 연결하도록 연장되는 가상의 직선은 제1기본 절개선(310)의 중앙을 지날 수 있다.
셀(200a,200b,200c,200d)은 기판 몸체(100)에서 제1기본 절개선(310) 및 제2기본 절개선(320)에 의해 나뉘는 영역으로 형성될 수 있다. 즉, 제1기본 절개선(310) 및 제2기본 절개선(320)을 기준으로 하는 사분면(Q1,Q2,Q3,Q4)에는 각각 셀(200a,200b,200c,200d)이 형성될 수 있다.
서브 절개선(330)은 복수개가 형성될 수 있으며, 셀(200a,200b,200c,200d)의 내측에 셀(200a,200b,200c,200d)의 테두리를 따라 연장 형성될 수 있다.
도 3은 도 1의 신축성 기판에서 제2사분면에 형성되는 셀을 나타낸 예시도이다.
도 3에서 보는 바와 같이, 서브 절개선(330)은 셀(200)의 내측에 셀(200)의 테두리를 따라 연장 형성될 수 있다. 그리고, 서브 절개선(330)은 서로 연결되지 않고 이격되어 마련될 수 있다.
서브 절개선(330)은 한 쌍의 제1서브 절개선(331,332) 및 한 쌍의 제2서브 절개선(335,336)을 가질 수 있다.
한 쌍의 제1서브 절개선(331,332)은 셀(200)의 내측에서 셀(200)의 테두리를 따라 제1방향(A1)으로 연장 형성될 수 있다. 그리고, 한 쌍의 제2서브 절개선(335,336)은 셀(200)의 내측에서 셀(200)의 테두리를 따라 제2방향(A2)으로 연장 형성될 수 있다.
연장 절개선(340)은 서브 절개선(331,332,335,336)의 각 단부에 형성될 수 있다. 연장 절개선(340)은 셀(200)의 내측으로 굽어지게 연장 형성될 수 있다. 바람직하게는 연장 절개선(340)은 자신이 연결되는 서브 절개선의 연장 방향에 수직한 방향으로까지 굽어지게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1서브 절개선(331,332)에서 연장되는 연장 절개선(340)은 제2방향(A2)으로까지 굽어지게 형성될 수 있다. 그리고, 제2서브 절개선(335,336)에서 연장되는 연장 절개선(340)은 제1방향(A1)으로까지 굽어지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 셀(200)의 모서리는 라운드 지게 형성될 수 있다. 연장 절개선(340)에 의해 셀(200)의 모서리가 라운드 지게 형성되면, 기판 몸체(100)에 인장력이 제공되어 기판 몸체(100)가 신장 시에 기판 몸체(100)의 변형에 의한 응력집중으로 발생할 수 있는 균열의 진행 방향이 절개부를 향하지 않고 셀(200)의 내부로 향하도록 할 수 있다. 이를 통해 절개부가 절단되는 현상이 감소될 수 있고, 신축성 기판의 내구성이 향상되는 효과가 발생될 수 있다.
그리고, 해당 셀(200b)에 형성되는 연장 절개선(340)은 모두 동일한 회전 방향으로 굽어지게 연장 형성될 수 있다.
여기서, 도 1 및 도 2를 참조했을 때, 제1사분면(Q1) 및 제3사분면(Q3)에 형성되는 셀(200a,200c)에 형성되는 연장 절개선(340)은 제1회전 방향(도면을 참조했을 때, 시계방향)으로 굽어지게 연장 형성될 수 있다. 그리고, 제2사분면(Q2) 및 제4사분면(Q4)에 형성되는 셀(200b,200d)에 형성되는 연장 절개선(340)은 제1회전 방향의 반대방향인 제2회전 방향(도면을 참조했을 때, 반시계방향)으로 굽어지게 연장 형성될 수 있다.
다시 도 1 및 도 3을 참조하면, 제1서브 절개선(331,332) 중 제1기본 절개선(310)에 더 가깝게 배치되는 제1서브 절개선(332)은 제2기본 절개선(320)과 수직하게 연결될 수 있다.
그리고, 제2서브 절개선(335,336) 중 제2기본 절개선(320)에서 더 멀리 배치되는 제2서브 절개선(336)은 제1기본 절개선(310)과 수직하게 연결될 수 있다.
이를 통해, 기판 몸체(100)에 인장력이 제공되어 기판 몸체(100)가 신장 시에 제1기본 절개선(310), 제2기본 절개선(320), 서브 절개선(330) 및 연장 절개선(340)이 벌어지면서 제1사분면(Q1) 및 제3사분면(Q3)에 형성되는 셀(200a,200c)은 반시계방향으로 회전될 수 있고, 제2사분면(Q2) 및 제4사분면(Q4)에 형성되는 셀(200b,200d)은 시계방향으로 회전되면서 각 셀(200a,200b,200c,200d)의 중심 간격이 동일하게 멀어질 수 있다. 그리고, 기판 몸체(100)에 제공되던 인장력이 없어지면 기판 몸체(100)의 복원력에 의해 제1기본 절개선(310), 제2기본 절개선(320), 서브 절개선(330) 및 연장 절개선(340)이 초기 형태로 돌아오면서 제1사분면(Q1) 및 제3사분면(Q3)에 형성되는 셀(200a,200c)은 시계방향으로 회전되고, 제2사분면(Q2) 및 제4사분면(Q4)에 형성되는 셀(200b,200d)은 반시계방향으로 회전되면서 각 셀(200a,200b,200c,200d)의 중심 간격이 동일하게 가까워질 수 있고, 도 1과 같은 초기 상태로 복원될 수 있다.
도 4는 도 1의 신축성 기판에 전극 배선이 마련된 상태를 나타낸 예시도이다.
도 4에서 보는 바와 같이, 전극 배선(400)은 제1기본 절개선(310), 제2기본 절개선(320), 서브 절개선(330) 및 연장 절개선(340)에 교차하지 않도록 복수의 셀(200a,200b,200c,200d) 상에 연속되게 마련될 수 있으며, 셀(200a,200b,200c,200d)이 힌지 회동하더라도 연속된 상태를 유지할 수 있다.
전극 배선(400)은 제1회로선(410) 및 제2회로선(420)을 가질 수 있으며, 제1회로선(410) 및 제2회로선(420)에는 서로 다른 극성의 전압이 인가될 수 있다
제1회로선(410) 및 제2회로선(420)은 각각 이웃하는 셀 사이를 연결하는 연결부를 지나도록, 셀의 변을 따라 형성될 수 있다. 제1회로선(410) 및 제2회로선(420)은 서로 연결되지 않도록 마련되기 때문에, 합선의 위험이 없다.
그리고, 전극 배선(400)은 제1전극(411) 및 제2전극(421)을 더 가질 수 있다.
제1전극(411)은 제1회로선(410)과 연결되고 해당 셀의 내측 중앙부분에 마련될 수 있다. 그리고, 제2전극(421)은 제2회로선(420)과 연결되고, 해당 셀의 내측 중앙부분에 마련될 수 있다. 제1전극(411) 및 제2전극(421)은 각각의 셀(200a,200b,200c,200d)에서 한 쌍을 이루도록 마련될 수 있으며, 제1전극(411) 및 제2전극(421)에는 소자(D)가 실장될 수 있다. 제1전극(411) 및 제2전극(421)은 동일한 방향으로 마련될 수 있다. 도 4를 참조하면, 제1전극(411)은 좌측에 마련되고, 제2전극(421)은 우측에 마련될 수 있다. 이렇게 1전극(411) 및 제2전극(421)은 동일한 방향으로 마련됨으로써 소자의 실장 방향이 통일되게 관리되어 제조 공정상의 이점이 있을 수 있다.
전극 배선(400)은 기판 몸체부(100) 상에 먼저 패터닝되어 마련될 수 있으며, 이후 소자가 실장되고, 그 다음 제1기본 절개선(310), 제2기본 절개선(320), 서브 절개선(330) 및 연장 절개선(340)이 커팅될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 신축성 기판의 변형률 해석을 나타낸 것인데, 도 5의 (a)는 본 발명에 따른 신축성 기판을 나타낸 것이고, 도 5의 (b)는 신축성 기판이 신장된 상태에서의 변형률 해석을 나타낸 것이다. 그리고, 도 6은 비교예1을 나타낸 예시도인데, 도 6의 (a)는 비교예1의 신축성 기판을 나타낸 것이고, 도 6의 (b)는 도 5의 (a)의 신축성 기판이 신장된 상태에서의 변형률 해석을 나타낸 것이다.
도 6의 신축성 기판은 도 5의 신축성 기판의 제1기본 절개선 및 제2기본 절개선에 대응되는 제1절개선(10) 및 제2절개선(20)을 가진다. 도 5의 신축성 기판 및 도 6의 신축성 기판은 동일한 소재로 형성되고, 동일한 두께 및 동일한 크기를 가진다.
도 5의 (b) 및 도 6의 (b)는 모두 신축성 기판을 제1방향(A1) 및 제2방향(A2)의 2축으로 30%의 신장 변형이 발생되도록 하였을 때 발생하는 변형률 해석을 나타내었다.
도 5의 (b)에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 신축성 기판은 제1방향(A1) 및 제2방향(A2)의 2축으로 30%의 신장 변형이 발생되었을 때, 상대적으로 가장 큰 변형이 일어나는 힌지 지점(P1)의 최대 변형률이 2.4% 였다.
반면, 도 6의 (b)에서 보는 바와 같이, 비교예1의 신축성 기판은 제1방향(A1) 및 제2방향(A2)의 2축으로 30%의 신장 변형이 발생되었을 때, 상대적으로 가장 큰 변형이 일어나는 힌지 지점(P2)의 최대 변형률이 57.4% 였다. 이를 통해 볼 때, 본 발명에 따른 신축성 기판은 신장 변형 시 상대적으로 가장 큰 변형이 일어나는 힌지 지점의 최대 변형률이 크게 낮아질 수 있으며, 이에 따라 힌지 지점에서의 응력이 감소되어 파손의 위험성도 낮아질 수 있음을 알 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 신축성 기판은 이러한 낮은 최대 변형률을 가질 수 있기 때문에, 비교예1보다 더 큰 신장 변형이 가능할 수 있다. 즉, 비교예1에서 힌지 지점(P2)이 최대 변형률 57.4% 에서도 파손이 발생하지 않은 점을 참고하면, 본 발명의 신축성 기판의 힌지 지점(P1)도 최대 변형률이 57.4% 근방에서는 파손이 발생하지 않을 것으로 예상된다. 따라서, 본 발명의 신축성 기판은 30%를 초과한 신장 변형이 충분히 가능할 것이고, 이에 따라 각 셀(200a,200b,200c,200d)간의 거리는 비교예1의 셀(30a,30b,30c,30d) 간의 거리보다 더 멀어질 수 있고, 이를 통해, 디스플레이의 허용 신장률이 증가되어 신장을 통한 대면적의 디스플레이 구현이 가능할 수 있다. 이처럼, 본 발명에 따른 신축성 기판은 좀 더 큰 신장 변형이 가능하면서도 파손 발생율이 낮아질 수 있다.
한편, 기판 몸체(100)의 두께를 t라 할 때, 도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 신축성 기판의 서브 절개선(330) 및 서브 절개선(330)에 인접된 연장 절개선(340)의 단부 사이의 간격(h)과, 기판 몸체(100)의 두께(t)의 비, 즉, h/t는 1을 초과하도록 함이 바람직하다.
더하여, 제1기본 절개선(310) 및 제1기본 절개선(310)에 이웃한 서브 절개선(330) 사이의 간격(h)과, 제2기본 절개선(320) 및 제2기본 절개선(320)에 이웃한 서브 절개선(330) 사이의 간격(h)도 전술한 서브 절개선(330) 및 서브 절개선(330)에 인접된 연장 절개선(340)의 단부 사이의 간격(h)과 동일할 수 있으며, h/t는 1을 초과하도록 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 신축성 기판과 비교예2의 면외 방향의 비틀림 현상을 비교한 예시도인데, 도 7의 (a)는 본 발명에 따른 신축성 기판의 경우를 나타낸 것이고, 도 7의 (b)는 비교예2의 경우를 나타낸 것이다. 본 발명에 따른 신축성 기판은 h/t가 2.0 이고, 비교예2의 h/t 는 0.2이다.
먼저, 도 7의 (a)에서 보는 바와 같이, h/t가 2.0으로 1을 초과하는 경우, 제1방향 및 제2방향의 2축으로 30%의 신장 변형이 발생되도록 하였을 때, 면외 방향(Out-Of-Plane)의 비틀림(Distortion)이 발생하지 않는다. 범례는 신축성 기판의 변형 전 및 변형 후의 기판의 수직 방향으로의 상대적 변위를 나타낸 것인데, 이를 참조하면, 신축성 기판은 높이방향으로는 높낮이의 차가 생기지 않는다.
그러나, 도 7의 (b)에서 보는 바와 같이, h/t가 0.2로 1을 초과하지 못하는 경우, 제1방향 및 제2방향의2축으로 30%의 신장 변형이 발생되도록 하였을 때, 면외 방향의 비틀림이 심하게 발생하게 된다. 즉, 신축성 기판은 높이방향으로 높낮이의 차가 생기게 된다. 이는 h/t가 1을 초과하지 못하면 절개선 사이에서 면내 방향(In-Plane)의 벤딩 모멘트가 면외 방향의 벤딩 모멘트보다 작게 되어 발생하게 되는 것으로 판단된다. 비틀림이 발생하게 되면, 각 셀에 실장된 소자들의 수평도도 깨지게 되므로, 디스플레이 성능에 영향을 줄 수 있다.
본 발명에 따른 신축성 소자에서는 h/t가 1을 초과하도록 형성되어 이러한 문제점이 발생되지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 신축성 기판에서는, 연장 절개선(340)에 의해 셀(200)의 모서리가 라운드 지게 형성되기 때문에, 연장 절개선(340)의 선단에서의 간격(h)을 크게 하는 효과가 발생할 수 있다. 따라서, 동일한 두께(t)의 기판 몸체를 기준으로 했을 때, h/t 값이 더 커질 수 있고, 이를 통해 비틀림이 더 감소되는 효과가 구현될 수 있다.
도 8은 도 1의 신축성 기판이 확장된 상태를 나타낸 예시도이고, 도 9는 도 8의 신축성 기판이 신장된 상태를 나타낸 예시도이다.
도 8 및 도 9에서 보는 바와 같이, 도 1 및 도 2에서 설명한 신축성 기판의 형태를 기본 패턴 단위로 하고, 이러한 기본 패턴 단위가 제1방향(A1) 및 제2방향(A2)으로 반복해서 마련되도록 함으로써 대면적의 신축성 기판으로 확장되도록 할 수 있다. 확장된 신축성 기판도 외부에서 인장력이 제공되면 제1방향(A1) 및 제2방향(A2)으로 동일한 신장 변형이 발생하게 되고, 각 셀(200) 간의 간격은 동일하게 조절될 수 있다.
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 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
(부호의 설명)
100: 기판 몸체
200: 셀
310: 제1기본 절개선
320: 제2기본 절개선
330: 서브 절개선
340: 연장 절개선
400: 전극 배선

Claims (6)

  1. 기판 몸체에 형성되고, 소자가 실장되는 복수의 셀;
    상기 기판 몸체가 신장 시에 상기 셀 간의 간격이 증가되도록 상기 기판 몸체에 형성되는 절개부; 그리고
    상기 절개부의 단부에 상기 셀의 내측으로 굽어지게 연장 형성되어 상기 셀의 모서리가 라운드 지도록 하는 연장 절개선을 포함하는 신축성 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절개부는
    상기 기판 몸체에 제1방향을 따라 형성되는 제1기본 절개선과,
    상기 기판 몸체에 상기 제1방향에 교차하는 제2방향을 따라 상기 제1기본 절개선의 중앙 양측에 대칭으로 형성되는 제2기본 절개선과,
    상기 셀의 내측에 상기 셀의 테두리를 따라 연장 형성되되, 서로 연결되지 않고 이격되어 마련되는 복수의 서브 절개선을 가지고,
    상기 연장 절개선은 상기 서브 절개선의 각 단부에 형성되는 신축성 기판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 셀 중, 상기 제1기본 절개선 및 상기 제2기본 절개선을 기준으로 제1사분면 및 제3사분면에 형성되는 셀에 형성되는 상기 연장 절개선은 제1회전 방향으로 굽어지게 연장 형성되고,
    상기 복수의 셀 중, 상기 제1기본 절개선 및 상기 제2기본 절개선을 기준으로 제2사분면 및 제4사분면에 형성되는 셀에 형성되는 상기 연장 절개선은 상기 제1회전 방향의 반대방향인 제2회전 방향으로 굽어지게 연장 형성되는 신축성 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서브 절개선 및 상기 서브 절개선에 인접된 상기 연장 절개선의 단부 사이의 간격과, 상기 기판 몸체의 두께의 비는 1을 초과하는 신축성 기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서브 절개선은
    상기 셀의 내측에서 상기 셀의 테두리를 따라 상기 제1방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제1서브 절개선과,
    상기 셀의 내측에서 상기 셀의 테두리를 따라 상기 제2방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 제2서브 절개선을 가지고,
    상기 제1서브 절개선 중 상기 제1기본 절개선에 더 가깝게 배치되는 제1서브 절개선은 상기 제2기본 절개선과 수직 연결되고,
    상기 제2서브 절개선 중 상기 제2기본 절개선에서 더 멀리 배치되는 제2서브 절개선은 상기 제1서브 절개선과 수직 연결되는 신축성 기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절개부에 교차하지 않도록 상기 복수의 셀 상에 연속되게 마련되는 전극 배선을 포함하고,
    상기 전극 배선은 상기 셀 간의 간격이 변하더라도 연속된 상태를 유지하는 신축성 기판.
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