KR100934957B1 - 압전 폴리머 기판을 이용한 하이브리드 전기소자와 그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여러 소자들을 하나의 유연 기판에 단일 유닛으로 구성한 복합 일체형 하이브리드 전기소자와 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 패턴화된 투명 산화 전극이 양면에 얇게 증착된 유연 압전 폴리머 기판을 이용하여 디스플레이 소자, 진동발생소자(또는 진동감지소자) 및 비휘발성 메모리 소자를 하나의 유연 압전 폴리머 기판에 단일 유닛으로 구성한 하이브리드 전기소자와 그 제조방법에 관한 것이다.

압전, 유연, 전기소자, 폴리머 기판, 하이브리드, 레이저, 상온

Description

압전 폴리머 기판을 이용한 하이브리드 전기소자와 그 제조방법{Hybrid electric device using piezo-electric polymer substrate and its fabrication method}

본 발명은 다기능 일체형 복합 소자와 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미세 전극 패턴이 형성된 압전 폴리머 기판을 이용하여 디스플레이 소자, 진동발생소자(또는 진동감지소자), 비휘발성 메모리 소자의 기능이 하나의 유연 폴리머 기판에서 구현될 수 있도록 구성한 하이브리드 전기소자와 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 전기전자기술의 눈부신 발전에 힘입어 다양한 기능의 전기소자 및 전자기기들이 개발되고 있다.

예컨대, 전기적인 신호를 이용하여 빛을 내는 발광소자나 정보를 저장하는 메모리 소자, 근/장거리 무선통신소자, 센서소자 등 각종 전기소자의 개발이 계속되고 있고, 이러한 소자들을 사용하여 디스플레이 장치나 휴대폰, MP3 플레이어, 디지털 카메라 등의 휴대용 단말기나 디지털 기기, 정보통신기기가 다양하게 개발되고 있다.

이 중 메모리 소자의 예를 들면, 휴대폰, MP3 플레이어, 디지털 카메라 등의 기억장치에 폭발적으로 사용되고 있는 NAND 플래시 메모리는 휘발성 동작을 하는 DRAM 소자의 단점을 해결한 비휘발성 메모리 소자이다.

특히, 유기 비휘발성 메모리 소자(Organic Bistable Device, OBD)는 상부 전극과 하부 전극 사이의 영역에 전도성 단분자, 저분자, 고분자의 쌍안정(Bistable) 저항 유기물질을 넣어 구성한 메모리 소자로, 전체적인 메모리 소자의 구조가 1개의 트랜지스터와 1개의 저항 구조(1T1R)가 되도록 하는 새로운 방식의 메모리 구현 개념으로 알려져 있다.

상기와 같은 전기소자들을 개발하고 이들을 다양한 기능의 전자기기들에 적용하려는 연구를 수행함에 있어서 최근 가장 우선적으로 고려되고 있는 사항은 사용되는 소자나 기기의 신뢰성 향상과 더불어 이들을 소형화, 경량화 및 박막화하고 집적도 및 휴대성을 증대하며 제조비용을 최소한으로 절감하도록 하는 것에 있다.

소형화, 경량화, 박막화 등의 목적을 달성하기 위한 개발의 일례로서 전기소자를 유연 기판에 구성하는 기술의 개발을 들 수 있으며, 이를 통해 휴대성 향상 및 제조비용 절감을 달성하고 있다.

유연 기판을 사용하는 예로는 폴리비닐리덴 플루오로라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF)와 같은 압전 폴리머 필름이 전기신호에 대해 진동을 발생시키는 특성을 이용하여 아날로그 전기신호를 음파로 변환하는 스피커의 기능을 필름형태 에서 구현되게 한 필름 스피커를 들 수 있다.

필름 스피커는 전기적인 신호를 가하게 되면 기계적 진동이 일어나는 압전 필름을 이용하는데, 자석이 없는 비자기 구동방식으로 상기 압전 필름의 역압전효과를 이용하여 음향을 재생하며, 스피커의 무게와 두께, 제조비용을 현격히 줄일 수 있는 장점을 제공한다.

그리고, 필름 스피커를 평판 비디오 모니터에 적용하는 기술이 미국특허 제5,796,854호(1998.8.18)에 제시되어 있으며, 이는 디스플레이 소자와 진동발생소자가 단일형 복합 소자로 되어 있는 것이 아닌 두 기능의 소자가 따로 떨어져 독립된 공간에서 작동하는 기기의 제작에 관한 것이다.

최근 전자기기의 소형화, 경량화, 박막화, 제조비용 절감 및 휴대성 향상 등의 요구가 점차 증가함에 따라 일체형 복합 소자의 필요성이 절실해지고 있다.

일례로, 유연성을 가지는 압전 폴리머 기판을 사용하여 박막형 스피커(진동발생소자)/진동감지소자와 더불어 디스플레이 소자나 메모리 소자 등의 여러 소자들을 하나의 기판에 구현함으로써 유연 기판을 공유하는 다기능 일체형 복합 소자의 개발이 시도되고 있다.

지금까지 알려진 유연 압전 폴리머 기판의 사용은 진동감지센서나 스피커 등의 음향발생장치(진동발생장치) 등의 단일 목적에 한정되어 있었다.

이는 폴리머 기판이 열에 약하고 아세톤 등 PR 공정의 유기용제에 쉽게 손상을 받을 수 있어 통상의 식각(Etching) 공정 적용이 불가능하므로 전극의 미세 패턴 구현에 많은 어려움이 있기 때문이다. 기존 음향발생장치의 사용을 위한 전기 도선의 패턴도 마이크로미터 급의 미세한 정밀 패턴이 아니다.

열가소성 유연 폴리머 기판상의 전자소자 구현을 위한 패턴 형성 기술은 아직까지 정립되어 있지 않으며, 기존의 특허에 예시된 것과 같은 프린트 방식의 패턴 형성 방식은 전극과 기판 간의 표면접착력이 약화되는 치명적인 단점을 가지고 있다.

특히, 기존의 특허에 예시된 나노 임프린트(Nano-imprint) 방식은 전극과 기판 간 계면에서의 접착력 약화와 더불어 공정의 신뢰성 및 반복성 미비로 대량 생산에 한계를 가지고 있으며, 레이저 전사 방식인 이른바 LITI(Laser Induced Thermal Imprint) 역시 유연 기판 면에 대해 안정적인 미세 전극 패턴을 제공하는데에는 한계가 있다고 할 수 있다.

이와 같이 PVDF 등 폴리머가 전자소자의 기판으로 작용하도록 하는 효과적인 패턴 작업을 수행하는 데에 여러 기술적 한계가 있었으며, 그 결과 단순히 발광체 혹은 인광체를 PVDF에 도포하는 수준으로 기술이 한정되어 있었고, 그 실질적인 구현이 명확히 제시되어 있지 않다.

상기와 같이 열가소성 폴리머의 열적 불안정성 및 낮은 내열성을 고려한 패턴 공정의 미비가 다기능 복합 소자를 제조함에 있어서 큰 장벽으로 작용하고 있으며, 유연 전자소자의 개발에 있어서 가장 기초적이고 핵심적이라 할 수 있는 전극-기판 간 계면 접착력의 유지 및 저온 패턴 형성 공정의 두 가지를 동시에 해결하는 것이 절실한 과제이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 발명한 것으로서, 패턴화된 투명 산화 전극이 양면에 얇게 증착된 유연 압전 폴리머 기판을 이용하여 박막형 스피커(진동발생소자)/진동감지소자, 디스플레이 소자 및 비휘발성 메모리 소자를 하나의 유연 압전 폴리머 기판에 단일 유닛으로 구성함으로써, 소형화 및 경량화, 박막화가 가능해지고, 휴대성 및 이동성이 향상된 전자기기의 제작이 가능해지며, 비용 절감 등의 장점을 제공할 수 있는 하이브리드 전기소자와 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 유연 압전 폴리머 기판과; 상기 유연 압전 폴리머 기판의 양면에 전극 물질을 진공 증착하여 전극 박막을 형성하고 상기 전극 박막을 상온 건식 레이저 조사 식각 공정을 통해 패턴화하여 형성한 전극 패턴과; 상기 전극 패턴 위에 적층 형성된 발광층과; 상기 발광층 위에 적층 형성된 전극;을 포함하고, 상기 발광층이 적층된 상기 전극 패턴 및 상기 발광층 위에 적층된 전극을 전기 도선으로 사용하는 디스플레이 소자와, 기판 양면의 전극을 전기 도선으로 사용하는 진동발생 또는 진동감지용 소자가 상기 기판을 공유하는 일체형 유닛을 형성하여 구성된 것을 특징으로 하는 압전 폴리머 기판을 이용한 하이브리드 전기소자를 제공한다.

여기서, 본 발명은 상기 전극 패턴 위에 적층 형성된 나노입자가 함유된 전도성 고분자층과; 상기 전도성 고분자층 위에 적층 형성된 전극;을 더 포함하고, 상기 전도성 고분자층이 적층된 상기 전극 패턴 및 상기 전도성 고분자층 위에 적층된 전극을 전기 도선으로 사용하는 메모리 소자가, 상기 디스플레이 소자와 상기 진동발생 또는 진동감지용 소자와 함께 상기 기판을 공유하는 일체형 유닛을 형성하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 유연 압전 폴리머 기판의 양면에 전극 물질을 진공 증착하여 전극 박막을 형성하고 상기 전극 박막을 상온 건식 레이저 조사 식각 공정을 통해 패턴화하여 전극 패턴을 형성하는 단계와; 상기 전극 패턴 위에 발광층을 적층 형성하는 단계와; 상기 발광층 위에 전극을 적층 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 발광층이 적층된 상기 전극 패턴 및 상기 발광층 위에 적층된 전극을 전기 도선으로 사용하는 디스플레이 소자와, 기판 양면의 전극을 전기 도선으로 사용하는 진동발생 또는 진동감지용 소자가 상기 기판을 공유하는 일체형 유닛으로 구성하는 것을 특징으로 하는 압전 폴리머 기판을 이용한 하이브리드 전기소자의 제조방법을 제공한다.

여기서, 본 발명은, 상기 전극 패턴 위에 나노입자가 함유된 전도성 고분자층을 적층 형성하는 단계와; 상기 전도성 고분자층 위에 전극을 적층 형성하는 단계;를 더 포함하고, 상기 전도성 고분자층이 적층된 전극 패턴 및 상기 전도성 고분자층 위에 적층된 전극을 전기 도선으로 사용하는 메모리 소자를, 상기 디스플레이 소자와 상기 진동발생 또는 진동감지용 소자와 함께 상기 기판을 공유하는 일체 형 유닛으로 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 다기능 일체형 하이브리드 전기소자와 그 제조방법에 의하면, 디스플레이 소자, 메모리 소자, 진동발생(음향발생)소자/스피커, 진동감지소자, 장/단거리 무선통신소자 등의 여러 기능을 하나의 유연 기판에 구현할 수 있기 때문에, 점유 면적을 크게 줄일 수 있어 소형화 및 경량화, 박막화가 가능해지고, 휴대성 및 이동성이 향상된 고효율, 다기능 전자기기의 제작이 가능해지며, 비용 절감 등의 장점을 제공할 수 있게 된다.

그리고 기존의 시각적 표시 기능만을 구현한 유연 디스플레이 소자의 개념적 한계를 극복하고 단순한 스피커 기반의 전자기기 개념을 제시한 종래의 시각을 극복하여 반도체 메모리, 통신, 센서 등 각종 소자를 유연 기판에 일체형으로 구현함으로써, 디스플레이, 스피커, 그리고 전기적 신호를 저장하는 메모리 및 연산장치에 대한 기존의 분리 구성에 따른 시간적, 물리적인 단점을 해소할 수 있게 된다.

본 발명의 하이브리드 디스플레이 소자는 투명하고 잘 구부러지면서 휴대하기에 편리하고 낮은 구동전압을 보이는 등 여러 장점을 동시에 가지면서 그 응용의 범위가 다양하므로 국내외에서 많은 시장 수요를 창출할 것으로 예상된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것 으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것들이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 여러 소자를 하나의 유연 기판에 단일 유닛으로 구성한 신개념 복합 유연 전기소자와 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 패턴화된 투명 산화 전극이 양면에 얇게 증착된 유연 압전 폴리머 기판을 이용하여 디스플레이 소자(발광소자), 진동발생소자/진동감지소자, 비휘발성 메모리 소자를 하나의 유연 압전 폴리머 기판에 단일 유닛으로 구성한 하이브리드 전기소자와 그 제조방법에 관한 것이다.

특히, 투명 산화 전극과 같은 전도성 물질을 진공 증착 방식으로 압전 폴리머 기판의 양면에 증착하고, 그 후처리 공정으로 레이저 광 조사 방식의 상온 건식 식각 기술을 이용하여 상기 투명 전극으로부터 기능성 소자 구성을 위한 정밀 미세 전극 패턴을 형성한 후, 상기 미세 전극 패턴이 형성된 하나의 기판에 디스플레이 소자, 비휘발성 메모리, 진동발생소자를 구성하여 제조한 하이브리드 전기소자에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 하이브리드 전기소자를 이용하면 궁극적으로 스피커, 메모리 및 연산의 복합 기능이 내재된 유연 디스플레이 장치를 단일 유닛으로 구성할 수 있다. 본 발명의 하이브리드 전기소자를 이용한 복합 일체형 디스플레이 장치는 대형화가 가능하고 가벼워서 이동성 및 휴대성이 매우 우수하여 차세대 대형 유연 디스플레이에 대한 응용이 가능하다는 장점을 가진다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 일체형 하이브리드 전기소자의 구성을 나타낸 단면 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 복합 일체형 하이브리드 전기소자의 평면 개략도로서, 유연 압전 폴리머 기판의 예로서 폴리비닐리덴 플루오라이드(이하, PVDF라 칭함) 기판을 사용한 유연 전자소자를 보여주고 있다.

도 1에 나타낸 복합 일체형 하이브리드 전기소자는 발광, 메모리, 진동발생을 위한 세 가지 소자(8a,8b,8c)를 하나의 유연 기판(1) 위에 일정한 틀에 따라 구성하여 제작한 것으로, 본 발명의 소자 제작에 사용되는 유연 기판(1)으로 압전 성질을 가지는 폴리머 기판이 사용된다.

본 발명에서 상기한 유연 압전 폴리머 기판(1)으로는, 연신한 후 전기장하에서 기계적 폴링(Poling)을 하여, 분자 배열이 향후 전기장 인가하에서 기계적으로 진동할 수 있고 또한 반대로 기계적인 진동으로 분자의 이동이 있을 때 전기적 신호를 형성할 수 있는 PVDF 기판이 사용될 수 있다.

이와 같은 PVDF 기판(1)을 사용하여 본 발명에서는 세 종류의 소자(8a,8b,8c)를 단일 기판에 구성함으로써 상기 세 종류의 소자가 기판을 공유하는 일체형 하이브리드 전기소자가 제작될 수 있는데, 디스플레이 소자(8a), 진동발생소자(진동감지소자로 이용될 수 있음)(8b), 비휘발성 메모리 소자(8c)가 PVDF 기판(1)에 구성되어 하나의 기판을 공유하는 본 발명의 다기능 하이브리드 전기소자가 제작될 수 있다.

상기 각 기능의 소자(8a,8b,8c)를 제작하기 위해서는 우선 PVDF 기판(1)에 전기 도선으로 사용될 전극 패턴(2a,2b)을 형성해야 한다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 전기소자를 제조하기 위해 유연 폴리머 기판에 전극 패턴 형성을 위한 레이저 식각 공정을 나타낸 개략도로서, 도시된 바와 같이, PVDF 기판 위에 미세 전극 패턴을 형성하기 위해 레이저 광 조사 방식의 상온 건식 식각 기술이 이용된다.

레이저 광 조사 방식의 상온 건식 식각 공정에 대해 설명하면, 우선 유연 전자소자의 기판으로 사용될 폴리비닐리덴 플루오라이드(이하, PVDF라 함) 기판과 같은 유연 압전 폴리머 기판(1)의 양면에 금속 혹은 산화물 계열의 전극 물질을 증착하여 박막(2)을 형성한다.

여기서, 투명 산화 전극을 형성하기 위한 전도성 물질, 예컨대 투명 전도성 산화막(Transparent Conducting Oxide, TCO)을 형성하도록 ITO를 상기 기판(1) 위에 진공 증착 방식으로 증착하여 ITO 전극 박막(2)을 형성할 수 있다.

이렇게 PVDF 기판(1) 위에 ITO 전극 박막(2)을 형성하고 나면, 상온에서 전극 박막에 레이저 광을 직접 조사하여 선택된 특정 조사부위에서의 전극 물질을 승화시켜 제거하는 승화식 레이저 식각에 의한 전극 패턴화 작업이 이루어진다.

도 3을 참조하면, 기판(1)에 형성된 전극 박막(2)에 대해 상온 건식 레이저 조사 식각 공정을 수행하기 위한 장치가 개략적으로 도시되어 있는 바, 광원부에서 나오는 레이저 광을 광학계에 의해 원하는 특정 경로로 조사할 수 있고 또한 조사 대상물 표면에서 레이저 광이 조사되는 부위를 연속적으로 이동(레이저 스캔 이동)시킬 수 있는 공지의 레이저 장치가 이용될 수 있다.

이러한 레이저 장치의 일례로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 광을 발생시켜 조사하는 레이저 광원부(10), 상기 레이저 광원부(10)에서 조사되는 광의 경로를 설정하면서 조사 대상물 표면에서 레이저 광이 조사되는 부위를 연속적으로 이동시키는 광학계(11), 상기 레이저 광원부(10)의 레이저 출력 및 구동 전반을 제어하고 광학계(11)의 구동을 제어(패턴 제어)하는 제어 컴퓨터(14)를 포함하여 구성된다.

여기서, 광학계(11)는 레이저 광원부(10)로부터 전달받은 레이저 광을 초점거리 근처에 위치한 기판(1)의 전극 박막(2) 표면으로 전달하여 레이저 광에 의해 표면상의 정해진 식각 경로를 따라 전극 박막 표면이 스캔되도록 하는 구성부이다.

상기 광학계(11)는 미러(12)와 렌즈(13)를 포함할 수 있으며, 미러와 렌즈가 이동되면서 전극 박막(2) 표면에서 레이저 광이 조사되는 부위가 정해진 식각 경로를 따라 연속적으로 이동되도록 하여, 전극 박막 표면의 식각 경로를 따르는 선 그리기 형태의 레이저 스캔이 이루어지도록 한다.

이와 같이 레이저 장치를 이용하여 유연 폴리머 기판(1) 위에 형성된 전극 박막(2) 표면에서 정해진 식각 경로를 따라 연속된 선 그리기 형태의 레이저 스캔 을 하며, 이때 레이저 광이 조사된 부위에서는 전극 물질이 승화되면서 제거되고, 나머지 전극 박막 부분이 기판 위의 전극 패턴(전극 도선)을 형성하게 된다.

이러한 레이저 식각 공정에서 그 효과를 좋게 하고 우수한 패턴 결과를 얻도록 하기 위해서는 레이저 스캔시에 전극 박막 위의 정해진 선 경로를 따라 레이저를 일정 속도(수십 ~ 수백 mm/sec)로 연속되게 스캔하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 레이저 장치의 레이저 스캔 구동이 평면적으로 '한 선 그리기 형태', 즉 식각하고자 하는 부위를 따라 연속적인 펄스 에너지가 전달되도록 레이저 조사부위를 선 경로를 따라 이동시키되, 레이저 스캔이 중간에 끊기거나 중첩되지 않도록 하여 하나의 연속된 선 그리기 형태가 되도록 한다.

레이저 광 조사가 어느 특정 부위에서 반복되어 중첩되거나 레이저 진행이 순간적으로 정지하게 되면 국소적인 탄화 또는 표면 불균일화 등의 부작용이 생기므로 일정 스캔 속도로 정해진 식각 경로를 따라 연속된 하나의 선 그리기 형태가 되도록 진행시키는 것이 중요하다.

이러한 상온 건식 레이저 조사 식각 공정에서 피코초(Pico-second) 또는 나노초(Nano-second) 단위의 펄스폭(Pulse width)을 갖는 레이저 광을 사용하며, 전극 물질에 따라 피코초 또는 나노초 수준에서 펄스폭을 적절히 조절할 수 있다.

상기와 같이 패터닝하고자 하는 전극 박막에 피코초 또는 나노초의 레이저를 적절한 에너지로 직접 조사하여, 에너지가 계면을 통해 기판으로 열 전달되기 전에, 목표로 한 부분의 전극 물질을 피코초 또는 나노초의 시간 동안 승화시켜 패턴을 만들어가게 되면, 기판의 손상이나 변형 없이 전자소자의 기능 구현을 위한 도 선, 즉 전극 패턴을 형성할 수 있게 된다.

전극과 기판 계면 간의 상태에 따라 다소 차이를 보이지만 피코초 또는 나노초의 시간 동안 레이저 광 조사를 통해 전달되는 에너지는 기판에 열적 부담 및 변형을 주지 않기 때문에 열가소성 폴리머에 전극 패턴을 구현하는 것이 어렵거나 불가능했던 기존 식각 공정의 단점을 극복할 수 있게 한다.

나노초보다 짧은 팸토초의 펄스폭을 갖는 경우와 같이 조사하고자 하는 레이저 광의 펄스폭이 최적화되지 못한 때에는 패턴 형성부에서 미세 균열이나 불충분한 물질 승화, 경계부분 물질의 돌출 등 부차적인 문제들이 발생할 수 있으므로 패턴 대상 물질에 따른 적절한 펄스폭을 갖는 레이저 광원을 선택하는 것이 중요한데, PVDF 기판상의 ITO 투명 전극의 경우 나노초 레이저를 사용하여 패턴을 형성하는 것이 바람직하다.

또한 조사되는 레이저 광의 초점 크기에 따라 식각 대상 면에 전달되는 에너지의 밀도에 차이가 생기는 것을 이용하여 패턴하고자 하는 형상에 맞는 적절한 크기의 초점 정도를 정하여 패턴 공정을 하거나, 기판의 광 에너지 흡수도에 따라 적절한 크기로 광 에너지를 낮춘 뒤 반복하여 식각하는 방법으로 기판에 대한 원치 않는 식각을 최소화시키면서 공정을 진행할 수 있다.

이때, 펄스 형태의 레이저 광 에너지를 수 ~ 수십 회 이상으로 패턴을 형성하고자 하는 부분에 반복 조사(반복된 선 그리기)시켜 충분한 전극 물질의 승화가 이루어지도록 하고, 바람직하게는 광 조사되는 표면을 비활성 가스 분위기에서 가공하도록 하여 전극 물질의 변질 또는 변화를 최소화는 동시에 전극 물질의 승화시 에 추가로 발생할 수 있는 물질의 표면 흡착이나 산화 등을 방지한다.

광 에너지 조사 횟수와 에너지 조사량은 기판의 광 흡수 정도와 패턴 대상 박막의 거칠기, 두께 등의 물성에 따라 적절히 조절될 수 있다.

상기한 상온 건식 레이저 조사 식각 공정에서 패턴 형성에 도움을 주기 위해 광원부와 기판 사이에 추가적인 마스크를 위치시킬 수도 있으며, 이때 마스크를 부분적으로 통과한 레이저 광이 기판 위 전극 박막에 조사되어, 레이저가 조사된 부위의 전극 물질이 승화되면서 식각 제거되고, 결국 남아 있는 전극 박막 부위가 전극 패턴을 형성하게 된다.

또한 레이저 광이 기판에 수직으로 조사되면 역방향으로 반사되는 레이저 광이 광학계에 손상을 줄 수 있고, 또한 광학계로부터 기판으로 조사되는 레이저 광에 대한 간섭을 일으킬 수 있는 바, 바람직하게는 레이저 광이 반사하는 것에 따른 부작용을 피하기 위해 기판을 레이저 광이 입사되는 방향의 수직방향으로부터 임의의 각도로 기울어진 상태가 되도록 위치시켜 고정할 수 있다.

이와 같이 하여, 종전에 알려진 패턴 형성 공정과는 달리, 패턴하고자 하는 전극 물질에 직접 레이저 광 에너지를 조사하되, 피코초 또는 나노초 단위의 펄스 형태로 조사하여, 전극 물질을 고체상태에서 기체상태로 승화시켜 음각 성형하는 방식으로 열가소성 폴리머 기판상에 미세 전극 패턴을 형성한다.

이러한 레이저 조사를 이용한 상온 건식 식각 공정은 생산성이 보장되는 수준의 높은 공정속도를 가지면서도 종래에 비해 단순한 방식으로 공정이 이루어질 수 있으며, 상온에서 열가소성 유연 폴리머 기판에 코팅된 유기/무기계열의 전극 물질에 대해 패턴을 형성할 수 있는 공정에 의해 유연 폴리머 기판을 기반으로 하는 다양한 유연 전자소자의 개발이 가능해지게 된다.

특히, 나노 임프린트 방식과 비교할 때, 폴리비닐리덴 플루오라이드와 같은 열가소성 고분자 화합물 상에 패턴 형성이 보다 명확하면서도 계면 접착력이 더욱 우수한 전극 패턴을 형성할 수 있고, 가공시간이 초/분 단위로, 안정성과 생산성 측면에서 절대적으로 유리한 장점이 있게 된다.

폴리머 기판에 전극 패턴을 형성하기 위한 레이저 건식 식각 공정에서, 진동발생소자에 인가되는 교류전원과, 디스플레이 소자, 메모리 소자, 통신소자에 인가되는 직류전원을 분리하기 위해, 직류전원이 인가되는 소자 전극이 교류전원이 인가되는 소자 전극과 전기적으로 분리되도록 해야 하며, 이를 위해 전기적으로 서로 분리되어야 하는 소자 전극에 대해서는 전기적으로 분리되도록 개별적인 식각 공정을 실시하거나 별도 절연층(진동발생소자의 교류전원을 다른 소자의 직류전원과 분리하기 위한 것임)을 형성하는 것이 가능하다. 여기서, 별도 절연층을 형성하여 전기적으로 분리하는 것에 대해서는 뒤에서 도면과 함께 상술하기로 한다.

기본적으로는 상온 건식 레이저 조사 식각 공정시에, 단일 PVDF 기판상에 구성되는 소자들이 각 소자별로 서로 독립적으로 구동할 수 있도록, 각 소자들 상호 간에 전극을 전기적으로 분리시키는 것이 필요하다. 즉, 단일 기판상에서 각 소자들이 전기적으로 독립된 전극을 가지도록 하는 것이다.

또한 메모리 소자(8b)나 무선통신소자(예컨대, 장/단거리 무선통신소자)(미도시) 등이 디스플레이 소자(8a) 및 진동발생소자(진동감지소자)(8b)와 독립적으로 혹은 종속적으로 작동 가능하도록 전극 패턴(2a)을 형성할 수 있다.

상기와 같이 상온 건식 레이저 조사 식각 공정을 통해 기판(1) 위의 전극 패턴(2a,2b)이 형성되고 나면, 정해진 각 소자 영역별로 해당 소자의 구성요소를 형성하게 된다.

우선, 상온 건식 레이저 식각 공정에 의해 전극 패턴이 형성된 압전 폴리머 기판(1)의 정해진 영역에 디스플레이 소자(발광소자)(8a)를 구성할 수 있는데, 디스플레이 소자를 위한 양극 도선으로 투명 전도성 산화막(Transparent Conducting Oxide, TCO), 예컨대 ITO로 형성한 전극 패턴(2a)을 사용한다.

ITO 투명 전극과 같은 산화막은 기존 특허에서 언급하고 있는 전도성 고분자를 사용하는 것에 비해 투명도를 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 소자 동작에 필수적인 전기적 면저항 값을 전도성 고분자의 면저항 1㏀/㎠에 비해 100Ω/㎠ 이하로 낮출 수 있어서 저전력 작동이 가능한 장점이 있다.

또한 박막의 경도(Hardness)가 크고 기판과의 계면에서 접착력이 강하여 PVDF를 기반으로 하는 음향(진동)발생소자의 구동시에 700Hz ~ 1kHz 영역에서 음압수준(Sound Press Level, SPL)을 80dB 이상으로 증가시키는 경우에도 전극이 안정적으로 작동할 수 있는 등 전도성 고분자를 사용하는 것보다 음압을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

디스플레이 기능을 갖기 위한 발광층으로는 유기 및 무기 발광층 모두를 포함할 수 있고, 투명도를 높이기 위하여 비활성시 투명한 유/무기 물질을 사용하는 것이 바람직하다.

도 1의 예에서 전기착색물질(Electrochromic)을 사용한 소자의 예를 보여주는 것으로, 이를 참조하면, 상술한 상온 건식 레이저 조사 식각 방법에 의해 PVDF 기판(1) 위에 ITO 전극층(전극 패턴, 이하, 하부 전극이라 함)(2a)을 형성한 상태에서, 상기 하부 전극(2a) 위에 발광층인 전기착색층(3) 및 전해질층(4), 상부 전극(5)을 차례로 적층 형성하여 디스플레이 소자(8a)를 구성하고 있다.

여기서, 전기착색층(3)의 재료로는 WOx, TiO₂와 같은 산화물 박막이 사용될 수 있으며, 그 위에 전기착색물질의 전하 교환을 위한 전해질 재료를 박막 형태로 적층하여 전해질층(4)을 형성한 뒤, 상기 전해질층(4) 위에 ITO를 증착하여 상부 전극(5)을 형성한다.

이와 같이 구성된 디스플레이 소자(8a)는 단일 PVDF 기판(1)에 일체로 구성되어 동작하는 진동발생소자/진동감지소자(8c)와는 독립적으로 구동되며, 전기적인 직류모드로 구동된다(직류전원(DC)을 인가받아 구동).

상기와 같은 구성에 의해 기판과의 계면 접착력이 강화된 투명 전극을 기반으로 한 디스플레이 소자를 구현할 수 있다.

상기 디스플레이 소자의 유연성을 더욱 증대시킬 수 있는 방법으로, 전기착색물질 이외에도 공지의 유기 단분자, 유기 고분자 등을 발광층으로 사용할 수도 있다.

첨부한 도 4는 본 발명의 하이브리드 전기소자에서 PVDF 기판에 구성된 유기발광소자의 제작 실시예를 나타낸 단면 개략도로서, 레이저 조사에 의해 PVDF 기판 의 미세 전극 패턴이 형성되는 상태를 개략적으로 보여주고 있으며, 레이저 조사에 의해 패턴화된 ITO 전극층을 하부 전극으로 하고 이 하부 전극 위에 발광층 및 상부 전극이 적층된 구조(발광층 위에 LiF, Al을 차례로 적층)를 보여주고 있다.

첨부한 도 5 내지 도 10은 도 4에 도시된 유기발광소자의 동작 관련 도면으로서, 도 5는 PVDF 기판에 구성된 유기발광소자의 발광시 상태를 나타낸 사진이며, 도 6은 PVDF 기판에 구성된 유기발광소자가 구부러진 상태로 발광하는 것을 보여주는 사진이다.

또한 도 7은 PVDF 기판에 구성된 유기발광소자의 I-V 특성 곡선을 나타낸 도면이고, 도 8은 L-V 특성 곡선을 나타낸 도면이며, 도 9는 L-I 특성 곡선을, 도 10은 발광 특성 곡선을 나타낸 도면이다.

한편, PVDF 기판(1)에 디스플레이 소자(8a)와 기판을 공유하는 진동발생소자(또는 진동감지소자가 됨)(8c)를 추가로 구성할 수 있는데, 이는 압전 폴리머 기판인 PVDF 기판(8c)의 양면에 ITO 전극(2a,2b)을 형성한 상태에서 두 전극을 통해 교류전압을 인가함으로써 음향(음파) 혹은 진동을 발생시키거나 외부로부터 발생하는 음향 혹은 진동을 감지하는 소자로 사용될 수 있다. 이러한 진동(음향)발생소자는 전자기기에 내장되는 진동발생장치 또는 박막형 스피커로의 응용이 가능하며, 반대로 진동감지소자로서 진동센서나 음향(음파)감지장치로의 응용이 가능하다.

상기 진동발생소자에서 전극은 기본적으로 PVDF 매질 간에 전기장을 인가할 수 있는 도체 전극 물질로 구성되면 충분하며, 투명도를 유지하고 전극으로의 역할 을 할 수 있는 물질로 ITO 이외에 ZnO, SnO₂, TiO₂를 포함한 전기적으로 n형 산화물 또는 p형 산화물(NiO, CuO, CuAlO₂, SrCu₂O₂, LCMO(LaCaMnO), LSMO(LaSrMnO) 등)과 전도성 고분자 물질 등이 사용될 수 있다.

또한 상기 진동발생소자는 디스플레이 소자 및 메모리 소자와는 전기적으로 분리되도록 구성되고, 그 구동 역시 디스플레이 소자 및 메모리 소자의 작동과 독립적으로 이루어지도록 할 수 있으며, 전기적인 교류모드로 구동된다(교류전원(AC)을 인가받아 구동).

소자 제작시에 압전 폴리머 기판인 PVDF 기판에 전극 물질을 증착한 뒤 상온 건식 레이저 조사 식각 공정을 통해 미세 격자형 전극을 구성하여, PVDF의 압전 특성을 이용하는 진동발생소자 혹은 진동감지소자의 기계적 성능을 적절히 변화시킬 수 있다.

이와 같이 PVDF 기판(1)의 압전 기능을 독립적으로 활용하는 진동발생 및 진동감지 기능을 가진 소자(8c)가 구성될 수 있는 바, 이러한 진동발생 및 진동감지 기능의 소자(8c)를 디스플레이 소자(8a)와 함께 단일 기판에 구현함으로써, 기존의 스피커나 세라믹 기반의 진동감지장치가 가진 공간적, 중량적 약점을 극복할 수 있게 된다.

상기한 진동발생 및 진동감지 기능을 가지는 소자(8c)를 디스플레이 소자(8a)와 단일 기판에 일체형으로 구성하게 되면 진정한 의미의 일체형 박막 텔레비전-고기능성 진동발생 및 진동감지장치의 구현이 가능해진다.

첨부한 도 11은 본 발명의 하이브리드 전기소자에서 음향진동발생소자의 동작 예를 보여주는 도면으로서, 전압-음압 특성 곡선을 나타낸 도면이다.

다음으로, 동일 PVDF 기판(1)상에 추가적인 전극 패턴 공정 및 소자 형성 공정을 통해 비휘발성 메모리 소자(8b)를 상기 디스플레이 소자(8a) 및 진동발생소자(8c)와 더불어 단일 기판에 구성할 수 있으며, 유연 상태에서 안정적으로 작동하는 전극 및 미세 전극 패턴의 구현에 기반하여 OBD, PoRAM, RFID 및 통신소자(장/단거리 무선통신소자 등)와 같은 다양한 전자소자를 추가적인 전극 패턴 공정 및 소자 형성 공정을 통해 동일 기판에 구성할 수 있다.

상기 메모리 소자(8b)의 구성을 위해, 우선 PVDF 기판(1)에 상온 건식 레이저 조사 식각 공정을 통해 미세 전극 패턴(2a), 즉 양극 도선으로 사용될 하부 전극을 형성한 상태에서, 상기 하부 전극(2a) 위에 나노입자가 포함된 전도성 고분자층(6)을 형성한다.

이때, 1,2-디클로로에탄(1,2-dichloroethane) 등의 용매에 PVK(Poly(N-vinylcarbazole)) 등의 전도성 고분자 물질과 CdSe나 ZnS 등의 나노입자를 혼합하여 나노입자가 포함된 PKV 용액을 만들고, 이 PKV 용액을 스핀코팅장치를 이용하여 기판 위의 패터닝된 하부 전극 위에 균일하게 증착시키거나, 잉크젯 프린터기를 이용하여 하부 전극 위의 선택적인 영역에 코팅하거나, 혹은 마스크를 이용하여 하부 전극 위의 선택적인 영역에 진공 증착하는 공정을 통해서, 하부 전극 위에 나노입자가 포함된 PKV 박막을 적층 형성한다.

상기와 같이 나노입자가 포함된 PKV 박막을 형성하고 나면 그 위로 Al을 증 착하여 음극의 전극으로 사용될 상부 전극(7)을 적층 형성하며, 이러한 일련의 공정들을 통해서 메모리 소자(8b)가 구성될 수 있게 된다.

상기 메모리 소자(8b)나 통신소자들은 디스플레이 소자(8a) 및 진동발생/감지소자(8c)와 독립적으로 혹은 종속적으로 구동할 수 있게 구성되는데, 이들 소자들이 PVDF 기판(1)의 양쪽 면에 모두 위치하도록 구성될 수도 있으며, 적층형으로 구성될 경우 상온 건식 식각에 사용될 레이저 광원의 파장과 출력 형태의 선택과 조합에 따라서 기존 구성 층 구조에 대한 선별적인 패턴 형성이 가능하도록 공정을 실시할 수 있다.

상기와 같이 구성된 메모리 소자(8b)에서 상, 하부 전극(2a,7)에 직류전원을 인가하되, 상, 하부 전극(2a,7)에 전압 변화를 가했을 때 동일 전압에서 I_on/I_off 전류 변화가 100배 이상 발생하는 이른바 쌍안정(Bistable) 전기적 소자 특성을 보이며, 이는 비휘발성 메모리 소자(유기 쌍안정 비휘발성 메모리 소자)로 응용될 수 있다.

첨부한 도 12는 본 발명의 하이브리드 전기소자에서 비휘발성 메모리 소자의 동작 예를 보여주는 도면으로서, I-V 특성 곡선을 나타낸 도면이다.

온(ON) 상태에서 읽기 동작을 수행하기 위해 동일한 크기의 읽기 전압 V_R을 인가하며, 이때 소자에 흐르는 전류는 I_on이 되고, 이는 I_off보다 훨씬 크다. 구동회로는 이러한 전류 차이를 감지해 내어 소자의 상태를 판단한다.

상부 전극(Al 전극) 근처에서 포획된 전자에 의한 내부 전계로 인해 동일한 V_R에 대해 전자가 포획된 CdSe 나노입자와 상부 전극 사이의 전계는 작아지고 하부 전극(ITO 전극) 사이의 전계는 커진다.

따라서, ITO에서의 정공의 주입 효율이 증가하여 동일한 V_R에서 보다 많은 전류가 흐르게 되며, 이것이 소자가 상태를 기억하는 원리이다.

이상으로 본 발명에 따른 하이브리드 전기소자의 소자별 구성 예에 대해 상술하였다.

실제 본 발명의 하이브리드 전기소자를 제조함에 있어서, 외부 가스 및 수분 등 소자 성능 저하 요인에 대한 보호막을 형성하기 위해, 통상적인 자외선 접착제 혹은 자외선 조사의 이용 없이, 단순히 수분 방지 테이프나 패치를 부착하는 것으로 본 발명의 하이브리드 전기소자를 봉지하는 것이 가능하다.

종래에는, 수분 취약층이자 유기발광소자에서의 최핵심부라 할 수 있는 유기발광층에 대한 수분 침투를 억제하기 위해서, 수분 흡착 패치의 두께를 고려하여 성형된 덮개용 유리 기판에 자외선 활성 접착제를 도포한 뒤, 상기 덮개용 유리 기판을 유기발광소자가 형성된 기판부에 밀착시키고, 금속재 지그에 고정한 상태에서 일정시간 자외선에 노출하여 고형화 및 밀봉함으로써 대기 중 수분의 소자 침투에 대응하였다.

이에 반해, 본 발명의 하이브리드 전기소자에서는, 자외선 노광과 자외선 활성 접착용제에 대한 열가소성 폴리머 기판(PVDF 기판)의 반응성을 고려하여, 무기 비정질 물질을 재료로 한 수분 방지 테이프를 종래의 덮개용 유리 기판 대신 사용 하여 봉지하는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명의 하이브리드 전기소자는 진동감지소자가 진동을 감지하여 기계적 신호에서 전기적 신호로 변환한 뒤 디스플레이 소자로 전달하는 형태이거나, 일체화된 메모리 소자에 그 이력을 저장하는 형태이거나, 통신소자를 통해 외부로 그 신호나 이력을 전송하거나, 감지된 진동에 대한 사전에 계산된 형태의 진동을 역으로 기판에 전달하여 먼저 발생한 진동에 능동적으로 영향을 주거나, 감지된 진동을 전기적 에너지 형태로 변환하여 저장할 수 있도록 하는 소자 형태로 응용 및 개발이 가능해진다.

또한 본 발명의 하이브리드 전기소자에서 진동발생소자에 인가되는 교류전원과, 디스플레이 소자, 메모리 소자, 통신소자 등에 인가되는 직류전원을 분리하기 위해 개별적으로 상온 건식 레이저 조사 식각 공정을 실시하거나 첨부한 도 13에 나타낸 바와 같이 별도 절연층을 형성하는 것이 실시될 수 있는데, 도 13은 절연층이 삽입된 하이브리드 전기소자의 단면 개략도이다.

도시된 바와 같이, PVDF 기판(1)상에 진동발생소자(8c)를 위한 별도 전극(2c)을 형성하고, 상기 별도 전극(2c)의 상부에 절연층(2d)을 형성하며, 상기 절연층(2d) 위에서 전극 물질 증착 후 상온 건식 레이저 조사 식각 공정을 실시하여 각 소자별 정해진 영역에 대해 미세 전극 패턴(2a)을 형성하여, 이 전극 패턴을 나머지 소자, 즉 디스플레이 소자(8a) 및 메모리 소자(8b), 통신소자 등을 위한 전극으로 사용할 수 있도록 한다.

이와 같이 진동발생소자(8c)를 위한 별도 전극(2c)과 나머지 소자를 위한 전 극 패턴(2a) 사이에 전기적 절연을 위한 절연층(2d)을 삽입하여, 상기 절연층(2d)에 의해 교류전원과 직류전원이 분리되는 복합 일체형 소자가 제작될 수 있게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따르면, 유연 압전 폴리머인 PVDF를 이용하여 전기적 쌍안정(Bistable) 유연 휘발성 기억소자 및 디스플레이와 같은 전기소자를 진동발생, 음향발생 또는 진동감지, 음향감지 등의 기능을 가지는 소자들과 일체형으로 결합한 새로운 개념의 능동형 소자 장치가 제공될 수 있으며, 이는 유연 형태의 전자기기를 제작하는데 유용하게 적용이 가능할 것이다.

또한 본 발명에서는 전술한 바와 같이 비가열식 레이저의 직접 조사를 이용하여 각 소자의 기능 구현을 위한 미세 전극 패턴을 형성하였으며, 이를 통해 PVDF와 같은 고분자 화합물 기판에 대한 열적 손상은 최소화하면서도 전극-기판 간의 높은 접착력이 유지될 수 있도록 하여 다양한 전기소자들이 유연 폴리머 기판상에서 구현될 수 있게 되고, 나아가 음향 및 진동 발생/감지형 화상 표시장치를 포함한 일체 복합형 하이브리드 전자소자 장치의 응용이 가능해지게 된다.

또한 이러한 본 발명은 차세대 플렉시블 디스플레이 장치로의 응용이 확산되면서 향후 전개될 유연 기판 개발 시장에서 신개념 복합 일체 방식의 하이브리드 전기소자 제작 개발에 유용하리라 예상된다.

이상으로 본 발명에 따른 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다.

그러나, 본 발명이 상술한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하 는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합 일체형 하이브리드 전기소자의 구성을 나타낸 단면 개략도,

도 2는 도 1에 도시된 복합 일체형 하이브리드 전기소자의 평면 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 전기소자의 제조 공정에서 압전 폴리머 기판 위에 전극 패턴 형성을 위한 레이저 식각 공정을 나타낸 개략도,

도 4는 본 발명의 하이브리드 전기소자에서 PVDF 기판에 구성된 유기발광소자의 제작 실시예를 나타낸 단면 개략도,

도 5는 본 발명에서 PVDF 기판에 구성된 유기발광소자의 발광시 상태를 나타낸 사진,

도 6은 본 발명에서 PVDF 기판에 구성된 유기발광소자가 구부러진 상태로 발광하는 것을 보여주는 사진,

도 7은 본 발명에서 PVDF 기판에 구성된 유기발광소자의 I-V 특성 곡선을 나타낸 도면,

도 8은 본 발명에서 PVDF 기판에 구성된 유기발광소자의 L-V 특성 곡선을 나타낸 도면,

도 9는 본 발명에서 PVDF 기판에 구성된 유기발광소자의 L-I 특성 곡선을 나타낸 도면,

도 10은 본 발명에서 PVDF 기판에 구성된 유기발광소자의 발광 특성 곡선을 나타낸 도면,

도 11은 본 발명의 하이브리드 전기소자에서 음향진동발생소자의 동작 예를 보여주는 도면,

도 12는 본 발명의 하이브리드 전기소자에서 비휘발성 메모리 소자의 동작 예를 보여주는 도면으로서, I-V 특성 곡선을 나타낸 도면,

도 13은 절연층을 삽입하여 구성한 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 전기소자의 단면 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 유연 압전 폴리머 기판 2a : 전극 패턴

2c : 전극 2d : 절연층

8a : 디스플레이 소자 8b : 메모리 소자

8c : 진동발생소자

Claims (16)

1. 삭제
2. 유연 압전 폴리머 기판과;

   상기 유연 압전 폴리머 기판의 양면에 전극 물질을 진공 증착하여 전극 박막을 형성하고 상기 전극 박막을 상온 건식 레이저 조사 식각 공정을 통해 패턴화하여 형성한 전극 패턴과;

   상기 전극 패턴 위에 적층 형성된 발광층과;

   상기 발광층 위에 적층 형성된 상부 전극;

   을 포함하고,

   상기 발광층이 적층된 상기 전극 패턴 및 상기 발광층 위에 적층된 상부 전극을 전기 도선으로 사용하는 디스플레이 소자와, 기판 양면의 전극을 전기 도선으로 사용하는 진동발생 또는 진동감지용 소자가 상기 기판을 공유하는 일체형 유닛을 형성하여 구성되며,

   상기 전극 패턴 위에 적층 형성된 나노입자가 함유된 전도성 고분자층과;

   상기 전도성 고분자층 위에 적층 형성된 상부 전극;

   을 더 포함하고, 상기 전도성 고분자층이 적층된 상기 전극 패턴 및 상기 전도성 고분자층 위에 적층된 상부 전극을 전기 도선으로 사용하는 메모리 소자가, 상기 디스플레이 소자와 상기 진동발생 또는 진동감지용 소자와 함께 상기 기판을 공유하는 일체형 유닛을 형성하여 구성된 것을 특징으로 하는 압전 폴리머 기판을 이용한 하이브리드 전기소자.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 기판이 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 기판인 것을 특징으로 하는 압전 폴리머 기판을 이용한 하이브리드 전기소자.
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 2에 있어서, 상기 기판 위에 적층 형성된 추가적인 전극과, 상기 추가적인 전극 위에 적층 형성된 절연층이, 상기 기판과 상기 전극 패턴 사이에 추가 개재되고, 상기 추가적인 전극이 상기 진동발생 또는 진동감지용 소자의 전기 도선이 되는 것을 특징으로 하는 압전 폴리머 기판을 이용한 하이브리드 전기소자.
7. 삭제
8. 유연 압전 폴리머 기판의 양면에 전극 물질을 진공 증착하여 전극 박막을 형성하고 상기 전극 박막을 상온 건식 레이저 조사 식각 공정을 통해 패턴화하여 전극 패턴을 형성하는 단계와;

   상기 전극 패턴 위에 발광층을 적층 형성하는 단계와;

   상기 발광층 위에 상부 전극을 적층 형성하는 단계;

   를 포함하고, 상기 발광층이 적층된 상기 전극 패턴 및 상기 발광층 위에 적층된 상부 전극을 전기 도선으로 사용하는 디스플레이 소자와, 기판 양면의 전극을 전기 도선으로 사용하는 진동발생 또는 진동감지용 소자가 상기 기판을 공유하는 일체형 유닛으로 구성하며,

   상기 전극 패턴 위에 나노입자가 함유된 전도성 고분자층을 적층 형성하는 단계와;

   상기 전도성 고분자층 위에 상부 전극을 적층 형성하는 단계;

   를 더 포함하고, 상기 전도성 고분자층이 적층된 상기 전극 패턴 및 상기 전도성 고분자층 위에 적층된 상부 전극을 전기 도선으로 사용하는 메모리 소자가, 상기 디스플레이 소자와 상기 진동발생 또는 진동감지용 소자와 함께 상기 기판을 공유하는 일체형 유닛으로 구성하는 것을 특징으로 하는 압전 폴리머 기판을 이용한 하이브리드 전기소자의 제조방법.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 기판이 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 기판인 것을 특징으로 하는 압전 폴리머 기판을 이용한 하이브리드 전기소자의 제조방법.
10. 삭제
11. 삭제
12. 청구항 8에 있어서, 상기 기판 위에 적층 형성된 추가적인 전극과, 상기 추가적인 전극 위에 적층 형성된 절연층을, 상기 기판과 상기 전극 패턴 사이에 개재하여, 상기 추가적인 전극이 상기 진동발생 또는 진동감지용 소자의 전기 도선이 되도록 한 것을 특징으로 하는 압전 폴리머 기판을 이용한 하이브리드 전기소자의 제조방법.
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제

Images