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Applied Chemistry for Engineering, Vol.32, No.3, 268-276, June, 2021
DOI10.14478/ace.2021.1022  Export Citation
전기적 특성 변화를 통한 고분자 유연메타 전자소자의 곡률 안정성 평가
Evaluation of the Curvature Reliability of Polymer Flexible Meta Electronic Devices based on Variations of the Electrical Properties
곽지윤1, 정지영2, 3, 주정아1, 권예필1, 김시훈1, 4, 최두선2, 제태진2, 3, 한준세2, 3, †, 전은채1, †
  • 1울산대학교 첨단소재공학부
  • 2한국기계연구원 나노공정장비연구실
  • 3과학기술연합대학원대학교 나노메카트로닉스전공
  • 4울산과학기술원 신소재공학부
Ji-Youn Kwak1, Ji-Young Jeong2, 3, Jeong-A Ju1, Ye-Pil Kwon1, Si-Hoon Kim1, 4, Doo-Sun Choi2, Tae-Jin Je2, 3, Jun Sae Han2, 3, †, and Eun-chae Jeon1, †
  • 1School of Materials Science and Engineering, University of Ulsan, Ulsan 44776, Republic of Korea
  • 2Department of Nano Manufacturing Technology, Korea Institute of Machinery & Materials (KIMM), Daejeon 34103, Republic of Korea
  • 3Department of Nano Mechatronics Engineering, University of Science & Technology (UST), Daejeon 34113, Republic of Korea
  • 4Department of Materials Science and Engineering, Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST), Ulsan 44919, Republic of Korea
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초록
최근 무선통신 기기가 보편화됨에 따라 이로부터 발생하는 전자기파를 제어할 수 있는 방법에 대한 관심이 높아지고 있다. 전자기파 제어 물질로 가장 흔히 사용되는 것은 자성 물질이지만 제품에 적용 시 제품이 무겁고 두꺼워지는 특징 때문에 일반 전자기기에 사용하기에는 문제가 있어 이를 해결하기 위해 가볍고 두께가 얇은 고분자 유연메타전자소자가 제시되었다. 또한 고분자 유연메타 전자소자는 단일 제품을 다양한 곡률에 적용할 수 있어 곡면 형상이 많은 전자기기에 사용하기에도 적합하다. 그러나 이러한 고분자 유연메타 전자소자를 곡면에 적용하기 위해서는 곡률 변화에 따른 전자기파 제어 특성의 안정성 평가가 필수적으로 요구된다. 이에 본 연구에서는 도선 면적이 일정할 때 도선 길이에 따른 저항 변화율이 전자기파 제어 특성과 역의 관계라는 점을 활용하여 고분자 유연메타 전자소자의 전기적 특성 변화를 통해 전자기파 제어 특성을 예측할 수 있는 방법을 개발하였고, 이를 이용하여 고분자 유연메타전자소자의 곡률 안정성 평가를 수행하였다. 그 결과 곡률 반경이 감소할수록 도선 길이에 따른 저항 변화율이 증가 하였고, 곡률 유지 시간에 의한 변화는 없었다. 또한 곡면 적용 시 도선에 영구적인 변화와 곡면 제거 시 회복 가능한 변화가 복합적으로 발생하였고, 이러한 변화의 원인이 곡면 적용 시 가해진 인장응력에 의해 생성된 도선 내 수직방향 크랙이라는 사실도 밝혀냈다.
As wireless communication devices become more common, interests in how to control the electromagnetic waves generated from the devices are increasing. One of the most commonly used electromagnetic wave control materials is magnetic one, but due to the features that make the product heavy and thick when applied to the product, it is difficult to use them in curved electronic devices. Therefore, a polymer flexible meta electronic device has been presented to sort out the problem, which is thin and can have various curvatures. However, it requires an additional evaluation of curvature reliability. In this study, we developed a method to predict electromagnetic wave control characteristics through the resistance/length of the conductive ink line patterns of polymer flexible meta electronic devices, which is inversely proportional to the electromagnetic wave control characteristics. As the radius of curvature decreased, the resistance/length increased, and there was little variations with the duration times of curvature. We also found that both permanent and recoverable changes along with the removal of curvature were occurred when the curvature was applied, and that the cause of these changes was newly created verticalcracks in the conductive ink line pattern due to the tensile stress applied by applying curvature.
Keywords:Flexible meta electronic device;Electrical property;Curvature reliability;Electromagnetic wave control
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