KR101900049B1 - 플렉서블 전자 소자 - Google Patents

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송주원
정한희
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재단법인 대구경북과학기술원
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Abstract

본 발명의 일 관점에 따르면, 플렉서블 절연 기판; 상기 플렉서블 절연 기판 상에 배치되며 금속 박막으로 구성된 방열 부재; 상기 방열 부재 상에 배치된 절연층; 및 상기 절연층 상에 배치된 발열 소자를 포함하는, 플렉서블 전자 소자를 제공한다.

Description

플렉서블 전자 소자{FLEXBILE ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 플렉서블 전자 소자에 관한 것으로, 더 상세하게는 방열 부재를 포함하는 플렉서블 전자 소자에 관한 것이다.
최근, 웨어러블 센서 기술에 대한 발전으로 인해 예방 및 진단을 위하여 생리적 신호를 능동적이면서 정확하게 측정할 수 있는 기초가 확립되었다. 이러한 센서는 유연하며 신축가능하게 형성되어 신체의 곡면에 부착될 수 있으며, 부착된 상태로 신체로부터의 신호를 지속적으로 수집할 수 있다.
이러한 센서는 생리적 신호를 측정하기 위한 다양한 전자소자를 포함할 수 있다. 전자소자는 사용 중 열을 발생시키는 소자가 포함될 수 있으며, 이러한 발열 소자로부터의 지속적인 열 발생으로 인해 신체에 열적 손상이 발생할 수 있으며, 발열 소자의 성능 또한 저하시킬 수 있다.
한편, 종래의 방열판은 두껍고 딱딱하여, 피부에 부착될 수 있는 초박형의 플렉서블한 전자 소자에 적용할 수 없는 문제가 있었다.
US 2016-0029977 A1, 2016.02.04
본 발명은, 효과적으로 열을 방출할 수 있는 플렉서블 전자 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 플렉서블 절연 기판; 상기 플렉서블 절연 기판 상에 배치되며 금속 박막으로 구성된 방열 부재; 상기 방열 부재 상에 배치된 절연층; 및 상기 절연층 상에 배치된 발열 소자를 포함하는, 플렉서블 전자 소자를 제공한다.
상기 방열 부재는 상기 플렉서블 절연 기판과 상기 절연층 사이의 중립면에 배치될 수 있다.
상기 플렉서블 절연 기판은 폴리이미드(polyimide)를 포함할 수 있다.
상기 발열 소자는 무기 LED(inorganic light emitting diode)일 수 있다.
상기 방열 부재의 두께는 5 μm 내지 50 μm일 수 있다.
상기 방열 부재의 두께(t)와 너비(W)는 하기의 조건식을 만족할 수 있다.
<조건식>
W > 20×t
상기 방열 부재는 상기 플렉서블 절연 기판과 동일한 면적을 가질 수 있다.
상기 발열 소자와 상기 방열 부재 사이의 거리는 5 μm 이하일 수 있다.
상기 발열 소자는 발광 소자이며, 상기 발광 소자로부터 방출되어 대상체로부터 반사된 광이 입사하는 수광 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 발광 소자와 상기 수광 소자는 각각 상기 절연층에 접하도록 배치되며, 상기 절연층 상에 상기 발광 소자와 상기 수광 소자를 덮도록 배치된 제1중간절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 제1패드 및 제2패드를 포함하고 상기 수광 소자는 제3패드 및 제2패드를 포함하며, 상기 제1중간절연층은 상기 제1패드, 상기 제2패드, 상기 제3패드 및 상기 제4패드를 각각 노출하는 제1개구, 제2개구, 제3개구 및 제4개구를 포함할 수 있다.
상기 제1중간절연층 상에 배치되며, 상기 제1개구, 상기 제2개구, 상기 제3개구 및 상기 제4개구 각각을 통해 상기 제1패드, 상기 제2패드, 상기 제3패드 및 상기 제4패드와 각각 연결되는 제1도전선, 제2도전선, 제3도전선 및 제4도전선; 상기 제1중간절연층 상에 상기 제1 내지 제4도전선을 덮도록 배치된 제2중간절연층; 및 상기 절연층 상에 상기 발광 소자, 상기 수광 소자, 상기 제1중간절연층, 상기 제1도전선 내지 상기 제4도전선, 및 상기 제2중간절연층을 밀봉하도록 배치된 투명 탄성체를 더 포함할 수 있다.
상기 절연층, 상기 제1중간절연층 및 상기 제2중간절연층은 동일한 물질로 구성되며, 각각 5 μm 이하의 두께를 가질 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 효과적으로 열을 방출할 수 있는 플렉서블 전자 소자를 제공할 수 있다.
또한, 신체에 부착되어 생리적 신호를 측정할 수 있으며, 신체의 열적 손상을 방지할 수 있는 플렉서블 전자 소자를 제공할 수 있다.
또한, 장기간 사용하더라도 성능이 저하되지 않는 플렉서블 전자 소자를 제공할 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 전자 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 플렉서블 전자 소자가 휘어진 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 전자 소자의 구성요소들을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 구성요소들이 결합된 플렉서블 전자 소자를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3a는 플렉서블 전자 소자를 이용한 심혈관 신호 모니터링 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3b는 플렉서블 전자 소자가 피부에 부착된 상태를 나타낸 사진이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 플렉서블 전자 소자가 방열 부재를 포함하는 경우 및 방열 부재를 포함하지 않는 경우, 발광 소자에 파워가 인가된 상태에서 촬영된 열 이미지이다.
도 5a는 플렉서블 전자 소자가 방열 부재를 포함하는 경우 및 방열 부재를 포함하지 않는 경우, 발광 소자에 인가된 입력 파워에 따른 표면 온도를 나타낸 그래프이다.
도 5b는 플렉서블 전자 소자가 방열 부재를 포함하는 경우 및 방열 부재를 포함하지 않는 경우, 구동 전류에 따른 발광 소자에서 방출되는 광 세기를 나타낸 그래프이다.
도 6a는 피부에 부착된 플렉서블 전자 소자의 일부를 절단하여 도시한 사시도이다.
도 6b는 방열 부재가 있는 경우와 방열 부재가 없는 경우 각각에 대한 면 방향(x-방향)에 따른 피부 표면의 온도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 6c는 방열 부재가 있는 경우와 방열 부재가 없는 경우 각각에 대한 두께 방향(y-방향)에 따른 온도 분포를 나타낸 그래프이다.
도 6d는 2 mW의 파워가 인가된 경우의 방열 부재의 두께의 함수로서의 피부 표면 온도를 나타낸다.
도 7a 내지 도 7c는 각각 목 주변, 손목 및 이마에 부착된 플렉서블 전자 소자를 나타낸 사진들이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 시간에 따라 수광 소자를 통해 측정된 광 세기의 원데이터(raw data) 및 필터링된 출력 신호를 나타낸 그래프들이다.
도 8c는 필터링된 출력 신호의 고속 푸리에 변환(FFT) 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 8d는 깊은 호흡을 포함하는 호흡 중 기록된 광 세기 신호를 나타낸 그래프이다.
도 8e는 팔로부터 모니터링된 광 세기를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 개시의 다양한 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 개시의 다양한 실시예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 다양한 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.
본 개시의 다양한 실시예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 개시(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 개시의 다양한 실시예에서, "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.
본 개시의 다양한 실시예에서 "또는" 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, "A 또는 B"는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 실시예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 개시의 다양한 실시예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
이하의 실시예에서, x축 및 y축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축 및 y축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정일 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시의 다양한 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 다양한 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시의 다양한 실시예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 전자 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 1b는 도 1a의 플렉서블 전자 소자가 휘어진 상태를 나타낸 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 일 실시예에 따른 플렉서블 전자 소자(100)는 플렉서블 절연 기판(110), 플렉서블 절연 기판(110) 상에 배치되며 금속 박막을 포함하는 방열 부재(120), 방열 부재(120) 상에 배치된 절연층(130) 및 절연층(130) 상에 배치된 발열 소자(140)를 포함한다.
플렉서블 전자 소자(100)는 피부의 표면을 따라 부착될 수 있도록 가요성을 가지며, 예컨대 발열 소자(140)는 LED(light emitting diode) 등일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 발열 소자(140)은 LED 이외에 다른 종류의 발광 소자일 수도 있다. 또한, 발열 소자(140)는 발광 소자가 아닌 작동 중 열이 발생하는 어떠한 종류의 소자일 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 플렉서블 절연 기판(110)은 폴리이미드(polyimide)일 수 있으며, 수 μm의 두께(t110)를 가질 수 있다. 상기 절연층(130)은 수 μm의 두께(t130)를 가지며 접착성을 갖는 포토레지스트(photoresist)일 수 있다. 절연층(130)은 에폭시 기반의 네가티브 포토레지스트일 수 있으며, 예컨대, SU-8일 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되진 않는다.
상기 방열 부재(120)는 플렉서블 절연 기판(110)과 절연층(130) 사이에 배치될 수 있다. 방열 부재(120)은 금속 박막을 포함하며, 금속은 플렉서블 전자 소자이 휘어졌을 때 쉽게 크랙이 발생할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 방열 부재(120)는 플렉서블 전자 소자(100)가 도 1b와 같이 휘어졌을 때 압축력(compressive force) 및 인장력(tensile force)이 발생하지 않는 영역인 중립면(NP; neutral plane)에 배치될 수 있다. 여기서, 방열 부재(120)가 중립면(NP)에 배치된다는 것은 중립면(NP)이 방열 부재(120)가 위치한 영역 중에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 도 1b와 같이 플렉서블 전자 소자(100)가 휘어진 경우에도 방열 부재(120)는 압축력 및 인장력을 크게 받지 않아 방열 부재(120)가 손상되는 문제를 방지할 수 있다.
중립면(NP)은 플렉서블 절연 기판(110)을 구성하는 물질 및 두께(t110), 절연층(130)을 구성하는 물질 및 두께(t130) 등에 의해 정해질 수 있다. 절연층(130) 상에 배치된 발열 소자(140) 및 도시되지 않은 다른 구성들도 중립면(NP)의 위치에 영향을 미칠 수 있지만, 이러한 구성들의 면적, 두께 및 재료에 따라 그 영향이 미미할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 플렉서블 절연 기판(110)과 절연층(130)은 서로 모듈러스가 유사한 물질로 구성할 수 있으며, 이 경우 플렉서블 절연 기판(110)의 두께(t110)와 절연층(130)의 두께(t130)는 실질적으로 동일할 수 있다. 예컨대, 플렉서블 절연 기판(110)의 두께(t110)와 절연층(130)의 두께(t130)는 각각 5 μm 이하의 값을 가질 수 있다.
또한, 절연층(130)을 구성하는 물질 및 절연층(130) 상에 배치된 구성요소들에 따라 플렉서블 절연 기판(110)의 두께(t110)를 조정함으로써 중립면(NP)의 위치를 조정할 수 있다.
상기 방열 부재(120)는 열을 효과적으로 방출할 수 있도록 높은 열 전도도(k)를 갖는 금속 박막으로 구성될 수 있으며, 예컨대 금속 박막은 구리(Cu) 박막일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 방열 부재(120)의 두께(t120)와 방열 부재(120)의 너비(W120)는 하기의 조건식을 만족할 수 있다.
<조건식>
W120 > 20×t120
즉, 방열 부재(120)의 두께(t120)는 얇게 구성함으로써 방열 부재(120)가 가요성을 갖도록 하면서 너비(W120)를 크게 하게 면적을 최대화함으로써 열을 효과적으로 방출할 수 있도록 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 방열 부재(120)의 두께(t120)는 5 μm 내지 50 μm일 수 있으며, 방열 부재(120)의 너비(W120)는 1,000 μm 이상일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 방열 부재(120)는 플렉서블 절연 기판(110)과 실질적으로 동일한 면적을 가질 수 있다. 이러한 구성을 통해, 방열 부재(120)의 면적을 최대화할 수 있다.
방열 부재(120) 상에는 절연층(130)이 배치되며, 절연층(130)은 발열 소자(140)가 부착될 수 있도록 접착성을 가질 수 있다. 예컨대, 발열 소자(140)은 마이크로 전사 프린팅(μ-TP; micro transfer printing)에 의해 절연층(130) 상에 형성될 수 있다. 구체적으로, 발열 소자(140)는 도너(donor) 기판으로부터 접착성을 갖는 절연층(130) 상으로 전사될 수 있다.
상기 절연층(130)의 두께(t130)는 5 μm 이하일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 절연층(130)의 두께(t130)는 방열 부재(120)과 발열 소자(140) 사이의 거리(d)에 대응될 수 있으며, 발열 소자(140)로부터 방출된 열이 방열 부재(120)에 의해 효과적으로 방출될 수 있도록 상기 거리(d)는 5 μm 이하의 값을 가질 수 있다.
절연성을 갖는 접착 물질의 경우 일반적으로 매우 낮은 전도도를 가지며, 절연층(130)의 두께(t130)가 큰 경우, 발열 소자(140)로부터 방출된 광은 방열 부재(120)에 전달되지 않을 수 있다. 즉, 열이 효율적으로 방출되지 않아 발열 소자(140) 및 발열 소자(140) 주변부의 온도가 크게 상승할 수 있다.
일 실시예에 따른 플렉서블 전자 소자(100)는, 중립면(NP)에 방열 부재(120)를 배치함으로써 플렉서블 전자 소자(100)가 휘어지는 경우에도 방열 부재(120)가 손상되지 않도록 할 수 있다. 또한, 발열 소자(140)와 인접하게 배치된 방열 부재(120)에 의해 효과적으로 발열 소자(140)에서 발생한 열을 방출함으로써 플렉서블 전자 소자(100)가 부착되어 있는 피부 등에 열적 손상이 발생하는 문제 및 플렉서블 전자 소자(100)가 열에 의해 성능이 저하되는 문제를 방지 또는 감소시킬 수 있다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 전자 소자의 구성요소들을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 구성요소들이 결합된 플렉서블 전자 소자를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 3a는 플렉서블 전자 소자를 이용한 심혈관 신호 모니터링 원리를 설명하기 위한 개념도이고, 도 3b는 플렉서블 전자 소자가 피부에 부착된 상태를 나타낸 사진이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시예에 따른 플렉서블 전자 소자(200)는 플렉서블 절연 기판(210), 플렉서블 절연 기판(210) 상에 배치된 방열 부재(220), 방열 부재(220) 상에 배치된 절연층(230) 및 절연층(230) 상에 배치된 발광 소자(240)를 포함한다. 상기 발광 소자(240)는 도 1a 및 도 1b의 발열 소자(140)에 대응될 수 있다. 도 2b에서는 편의 상, 제1중간절연층(260), 도전선(270) 및 제2중간절연층(280)을 생략하여 도시하였다.
상기 발광 소자(240)는 예컨대, 수 μm의 두께를 갖는 무기 LED(inorganic light emitting diode)일 수 있다. 절연층(230) 상에는 발광 소자(240) 이외에 수광 소자(250)가 더 배치될 수 있으며, 수광 소자(250)는 예컨대 마이크로 포토다이오드일 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 플렉서블 전자 소자(200)는 신체에 부착되어 생체 신호를 측정한다. 도 3b의 스케일 바는 1 mm를 나타내며, 참조 부호 HF는 방열 부재(220)를 통해 전달되는 열 흐름(heat flux)을 나타낸다. 구체적으로 발광 소자(240)로부터 방출된 광은 신체의 내부로 입사되며, 신체의 내부로부터 반사된 광의 일부는 수광 소자(250)에 입사된다. 신체의 내부를 통과하는 동안, 피부조직, 정맥혈, 동맥혈 등에 의해 광의 세기가 변화한다. 특히, 동맥혈은 심장 박동과 외부 압력에 의해 혈류량이 변화하며, 이에 따라 변화한 광이 수광 소자(250)에 입사된다. 즉, 수광 소자(250)에 입사된 광에 의한 신호로부터 비침습적으로 혈중 산소포화도, 심박수 등을 측정할 수 있다.
상기 발광 소자(240)는 제1패드(240P1) 및 제2패드(240P2)를 포함하고, 수광 소자(250)는 제3패드(250P1)와 제4패드(250P2)를 포함하며, 절연층(230) 상에는 발광 소자(240)와 수광 소자(250)를 덮도록 제1중간절연층(260)이 배치될 수 있다. 제1중간절연층(260)은 제1패드 내지 제4패드(240P1, 240P2, 250P1, 250P2)를 노출시키는 복수의 개구(260H1, 260H2, 260H3, 260H4)를 포함할 수 있다. 도 2a에서는 제1중간절연층(260)이 서로 분리되어 각각 발광 소자(240)와 수광 소자(250)를 덮는 두 영역(261, 262)을 포함하는 것으로 도시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1중간절연층(260)은 발광 소자(240)와 수광 소자(250)를 덮는 하나의 층으로 구성될 수도 있다. 상기 제1중간절연층(260)은 발광 소자(240)와 수광 소자(250)의 외측에서 절연층(230)과 직접 접하는 영역을 포함할 수 있다.
상기 제1중간절연층(260) 상에는 도전선(270)이 배치될 수 있으며, 도전선(270)은 제1중간절연층(260)에 형성된 복수의 개구(260H1, 260H2, 260H3, 260H4) 각각을 통해 발광 소자(240)의 제1패드(240P1) 및 제2패드(240P2), 수광 소자(250)의 제3패드(250P1) 및 제4패드(250P2)와 연결되는 복수의 도전선(271, 272, 273, 274)을 포함할 수 있다. 발광 소자(240)와 연결된 도전선(271, 272)은 외부 전원(미도시)과 연결될 수 있으며, 수광 소자(250)와 연결된 도전선(273, 274)은 신호처리부(미도시)와 연결될 수 있다.
상기 도전선(270) 상에는 제2중간절연층(280)이 배치될 수 있으며, 제2중간절연층(280)은 제1중간절연층(260)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제2중간절연층(280)은 도전선(270)의 외측에서 제1중간절연층(260)과 직접 접하는 영역을 포함할 수 있다. 제1중간절연층(260) 및 제2중간절연층(280)은 접착성을 갖는 투명 포토레지스트일 수 있으며, 예컨대 SU-8일 수 있다. 도 2a에서는 제2중간절연층(280)이 서로 분리되어 있는 두 영역(281, 282)을 포함하는 것으로 도시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
제2중간절연층(280) 상에는 절연층(230) 상에 배치된 발광 소자(240), 수광 소자(250), 도전선(270) 및 제2중간절연층(280)을 밀봉하며, 신체와의 접착력을 제공할 수 있는 투명 탄성층(290)이 배치될 수 있다. 투명 탄성층(290)은 신체에 접착되는 부분으로서 생체 적합성을 갖는 물질로서, 실리콘 계열의 탄성중합체(elastomer)일 수 있다. 예컨대, 투명 탄성층(290)은 실비온(Silbione®)일 수 있다. 투명 탄성층(290)은 탄성을 갖는 층으로서, 매우 낮은 모듈러스를 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 플렉서블 전자 소자(200)는 심혈관 신호 등을 지속적으로 모니터링하기 위해 신체에 부착된 상태로 계속하여 사용될 수 있다. 그러나, LED와 같은 발광 소자(240)는 사용함에 따라 열을 방출할 수 있으며, 발생된 열은 플렉서블 전자 소자(200)가 부착된 신체에 열적 손상을 가할뿐 아니라 발광 소자(240)의 성능 또한 저하시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 전자 소자(200)는 가요성을 갖는 방열 부재(220)를 포함하며, 이를 통해 상기의 문제들을 방지할 수 있다. 이하에는 이러한 효과와 관련된 실험 결과에 관하여 설명한다.
실시예
발광 소자(240)로서 발광 파장이 약 650 nm인 μ-ILED를 사용하였으며, 발광 소자(240)의 면적은 400 x 200 ㎛2이고 두께는 2 ㎛이다. 수광 소자(250)로서 μ-IPD를 사용하였으며, 수광 소자(250)의 면적은 400 x 200 ㎛2이고 두께는 2 ㎛이다. 방열 부재(230)는 16 μm 두께의 구리(Cu) 박막을 사용하였으며 구리(Cu) 박막의 면적은 5,000 x 5,000 ㎛2이고 열 전도도(k)는 400 W/(m·k)이다.
절연층(230), 제1중간절연층(260) 및 제2중간절연층(280)은 각각 2 ㎛ 두께를 갖는 SU-8로 구성하였다. 투명 탄성층(290)은 약 3 kPa로 매우 낮은 모듈러스를 갖는 실리콘 계열의 접착물질인 실비온(Silbione®)으로 구성하였다.
제작 방법
유리 기판(미도시) 상에 희생층(미도시)을 형성한다. 희생층은 PMMA{methyl methacrylate}일 수 있으며, 약 1 ㎛의 두께로 형성될 수 있다. 희생층 상에 플렉서블 절연 기판(210)을 형성한다. 플렉서블 절연 기판(210)은 폴리이미드(polyimide)일 수 있으며, 약 2 ㎛의 두께로 형성될 수 있다.
플렉서블 절연 기판(210) 상에 방열 부재(220)를 형성한다. 방열 부재(220)는 약 16 ㎛ 두께의 구리(Cu) 박막일 수 있으며, 구리(Cu) 박막은 전자빔 증착법에 의해 플렉서블 절연 기판(210) 상에 형성된 후 포토리소그래피 패터닝을 통해 소정의 면적으로 형성될 수 있다.
방열 부재(220) 상에 절연층(230)을 형성한다. 절연층(230)은 광경화 에폭시인 SU-8일 수 있다. 절연층(230) 상에 발광 소자(240, μ-ILED)와 수광 소자(250, μ-IPD)를 형성한다. 발광 소자(240)와 수광 소자(250)는 각각 기 제작된 것으로, PDMS(polydimethylsiloxane) 스탬프와 같은 도너 기판에 발광 소자(240)와 수광 소자(250)를 배치한 후 마스크 얼라이너(mask aligner)를 이용하여 절연층(230) 상의 원하는 위치에 발광 소자(240)와 수광 소자(250)를 전사시킬 수 있다. 예컨대, 발광 소자(240)는 AlInGaP 기반의 LED일 수 있으며, 수광 소자는 실리콘 기반의 포토다이오드일 수 있다.
절연층(230) 상에 발광 소자(240)와 수광 소자(250)를 덮도록 제1중간절연층(260)을 스핀 코팅법 등에 의해 형성할 수 있으며, 제1중간절연층(260)의 일부에 개구(260H1, 260H2, 260H3, 260H4)를 형성하여 발광 소자(240)의 제1패드(240P1) 및 제2패드(240P2), 수광 소자(250)의 제3패드(250P1)와 제4패드(250P2)를 각각 노출할 수 있다. 상기 개구(260H1, 260H2, 260H3, 260H4)는 포토리소그래프 공정에 의해 형성할 수 있다. 제1중간절연층(260)은 약 2 μm 두께의 SU-8일 수 있다.
제1중간절연층(260) 상에는 발광 소자(240)의 제1패드(240P1) 및 제2패드(240P2)와 각각 연결된 제1도전선(271) 및 제2도전선(272), 수광 소자(250)의 제3패드(250P1) 및 제4패드(250P2)와 각각 연결된 제3도전선(273) 및 제4도전선(274)이 배치된다. 상기 도전선(270)은 전자 빔 증착법에 의해 형성되 후 포토리소그래프에 의한 패터닝 공정을 통해 형성될 수 있다. 도전선(270)은 크롬(Cr)/금(Au)의 이중층으로 구성될 수 있으며, 크롬(Cr)은 약 7 nm, 금(Au)은 약 200 nm의 두께를 갖는다. 제1중간절연층(260) 상에는 도전선(270)을 덮도록 제2중간절연층(280)이 배치된다. 제2중간절연층(280)는 발광 소자(240) 및 수광 소자(250)를 완전히 덮도록 형성되며, 약 2 μm 두께의 SU-8로 구성될 수 있다.
상기 제2중간절연층(280)을 형성한 후, PMMA 등으로 구성된 희생층(미도시)을 이온 에칭에 의해 식각함으로써 희생층(미도시)과 유리 기판(미도시)을 제거할 수 있다. 이 후, 제2중간절연층(280) 상에 투명 탄성층(290)을 형성할 수 있다. 투명 탄성층(290)은 생체 적합성을 갖는 실리콘 계열의 접착성을 갖는 물질일 수 있으며, 피부와의 접착력을 제공하고 플렉서블 전자 소자(200)를 구성하는 구성요소들 사이의 공간들에 매립될 수 있어 플렉서블 전자 소자(200)를 견고하게 하는 기능을 할 수 있다. 투명 탄성층(290)은 실비온(Silbione®)으로 구성될 수 있다. 투명 탄성층(290)은 약 3 kPa의 매우 낮은 모듈러스를 가질 수 있다.
비교예
실시예와 다른 구성은 동일하나 방열 부재(220)를 포함하지 않는다.
도 4a 및 도 4b는 각각 플렉서블 전자 소자가 방열 부재를 포함하는 경우 및 방열 부재를 포함하지 않는 경우, 발광 소자에 파워가 인가된 상태에서 촬영된 열 이미지이다.
도 4a 및 도 4b를 참고하면, 파워가 인가된 상태에서 발광 소자(240) 및 발광 소자(240) 주변의 온도가 방열 부재(220)가 없는 경우에는 크게 상승하지만 방열 부재(220)가 있는 경우에는 낮은 온도를 유지함을 확인할 수 있다.
도 5a는 플렉서블 전자 소자가 방열 부재를 포함하는 경우 및 방열 부재를 포함하지 않는 경우, 발광 소자에 인가된 입력 파워에 따른 표면 온도를 나타낸 그래프이며, 도 5b는 플렉서블 전자 소자가 방열 부재를 포함하는 경우 및 방열 부재를 포함하지 않는 경우, 구동 전류에 따른 발광 소자에서 방출되는 광 세기를 나타낸 그래프이다.
도 5a를 참조하면, 발광 소자(240)에 입력되는 파워가 증가함에 따라 표면 온도가 상승함을 확인할 수 있다. 0 내지 25 mW 범위의 입력 파워가 인가되었으며, 플렉서블 전자 소자의 열 이미지는 정밀 적외선 카메라에 의해 촬영되었다. 표면 온도는 카메라로부터의 디지털 정보를 처리함으로써 취득하였다.
그래프에 표시된 Ⅰ, Ⅱ 및 Ⅲ은 1분 동안 노출 시 가능한 피부 화상 정도를 나타낸다. 제1화상정도(Ⅰ)는 피부의 외측이 붉어지는 정도, 제2화상정도(Ⅱ)는 표피 및 진피와 같은 피부의 얕은 층이 손상되는 정도, 및 제3화상정도(Ⅲ)는 더 깊은 피부 조직이 손상되는 정도를 나타낸다. 그래프에서, 점으로 표시된 값은 FEM(finite element methode)을 사용하여 계산된 값이며, 실선으로 표시된 값은 실험값을 나타낸다. 그래프로부터, 실험 결과는 FEM 계산 결과와 거의 일치함을 확인할 수 있다.
방열 부재(220)를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 전자 소자(200)는 입력 파워가 증가함에 따라 표면 온도가 선형적으로 증가하지만, 기울기가 매우 작아 입력 파워가 증가하더라도 표면 온도는 크게 증가하지 않는다. 따라서, 20 mW 정도의 입력 파워에서도 표면 온도가 40도 미만이며, 따라서 피부 화상이 발생하지 않을 수 있다.
반면, 방열 부재(220)를 포함하지 않는 비교예에 따른 플렉서블 전자 소자는 입력 파워가 증가함에 따라 표면 온도가 가파르게 증가한다. 따라서, 입력 파워가 약 5 mW인 지점에서 이미 피부 온도(31.1도 내지 35.4도)를 초과하며, 입력 파워가 약 10 mW인 지점에서조차 피부 화상을 발생시킬 수 있다.
도 5b를 참조하면, 방열 부재(220)를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 전자 소자(200)는 구동 전류값이 증가함에 따라 광 세기가 소정의 범위, 예컨대 구동 전류값이 약 12 mA인 지점까지 증가함을 확인할 수 있다. 반면, 방열 부재(220)를 포함하지 않는 비교예에 따른 플렉서블 전자 소자는 구동 전류값이 증가함에 따라 광 세기가 증가하다가 구동 전류값이 약 8 mA 이상부터 광 세기가 감소함을 확인할 수 있다. 따라서, 구현할 수 있는 광 세기의 최대값이 방열 부재(220)가 존재하는 경우에 비하여 매우 낮을 뿐만 아니라 광 세기가 감소하는 지점의 구동 전류값이 상대적으로 낮다.
도 5a 및 도 5b의 그래프로부터, 방열 부재(220)가 없는 경우 플렉서블 전자 소자를 피부에 부착하여 장기간 사용할 때 쉽게 피부 화상이 발생될뿐만 아니라, 발광 소자(240)의 성능 또한 저하됨을 확인할 수 있다. 반면, 방열 부재(220)를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 전자 소자(200)는 높은 입력 파워에서도 피부 화상을 발생하지 않을 정도의 표면 온도를 유지하며, 플렉서블 전자 소자(200)의 성능이 저하되는 문제 또한 방지 또는 감소시킬 수 있다.
도 6a는 피부에 부착된 플렉서블 전자 소자의 일부를 절단하여 도시한 사시도이고, 도 6b는 방열 부재가 있는 경우와 방열 부재가 없는 경우 각각에 대한 측 방향(x-방향)에 따른 피부 표면의 온도 분포를 나타낸 그래프이고, 도 6c는 방열 부재가 있는 경우와 방열 부재가 없는 경우 각각에 대한 두께 방향(y-방향)에 따른 온도 분포를 나타낸 그래프이고, 도 6d는 2 mW의 파워가 인가된 경우의 방열 부재의 두께의 함수로서의 피부 표면 온도를 나타낸다.
도 6a는 플렉서블 전자 소자(200)가 피부(10)에 부착된 상태에서, 발광 소자(240)가 도시되도록 플렉서블 전자 소자(200)의 일부를 절단한 면을 나타낸 것이다.
여기서, 제1방향(x-방향)은 플렉서블 전자 소자(200)의 피부(10)에 부착되는 주요면의 방향을 나타내고, 제2방향(y-방향)은 플렉서블 전자 소자(200)의 두께 방향을 나타낸다. 즉, 제2방향(y-방향)은 플렉서블 전자 소자(200)로부터 피부(10)를 향하는 방향을 나타낸다. 도 6b 내지 도 6d는 발광 소자(240)에 2 mW의 입력 파워를 인가한 상태에서의 결과를 나타낸다.
도 6b은 발광 소자(240)의 중심을 x=0으로 정의하였을 때 발광 소자(240)를 중심으로 제1방향(x-방향)으로 멀어짐에 따른 피부 표면 온도를 나타낸 것이다. 도 6b를 참조하면, 방열 부재(220)를 포함하는 플렉서블 전자 소자(200)의 경우 발광 소자(240)가 배치된 위치에서의 온도가 약 39로 유지되며, 발광 소자(240)로부터 멀어짐에 따라 피부와 플렉서블 전자 소자(200)가 서로 접하는 경계인, 피부 표면 온도가 완만하게 감소함을 확인할 수 있다. 반면, 방열 부재(220)를 포함하지 않는 플렉서블 전자 소자의 경우 발광 소자(240)가 배치된 위치에서의 피부 표면 온도가 약 48도까지 증가하며, 이는 상술한 바와 같이 피부 화상을 일으킬 수 있다.
도 6c를 참조하면, 피부 표면의 위치를 y=0으로 정의하였을 때 피부 표면의 위치로부터 제2방향(y-방향)으로 멀어짐에 따른 온도를 나타낸 것이다. 즉, 피부(10) 표면으로부터 깊어짐에 따른 온도 분포를 나타낸 것으로, 방열 부재(220)를 포함하는 경우와 방열 부재(220)가 포함하지 않는 경우에 피부 표면으로부터 1 mm 이상의 깊이에서는 실질적으로 동일한 온도를 갖는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 깊이값이 1 mm보다 작은 경우, 방열 부재(220)를 포함하지 않는 경우의 온도가 방열 부재(220)를 포함하는 경우보다 높다는 것을 확인할 수 있다.
도 6d은 방열 부재(220)의 두께에 따른 피부 표면 온도의 변화를 나타낸 것으로, 방열 부재(220)의 두께가 0~5 μm인 지점까지 피부 표면 온도가 매우 가파르게 감소하는 것을 확인할 수 있다. 방열 부재(220)의 두께가 5 μm 이상부터는 그래프의 그래프가 매우 완만해진다. 본 발명은 가요성을 갖는 플렉서블 전자 소자(200)를 구현하기 위한 것으로 방열 부재(220)의 두께가 얇을수록 가요성은 증가한다. 하지만, 방열 부재(220)의 두께가 두꺼울수록 열을 효과적으로 방출할 수 있는 바, 도 6d의 결과로부터 가요성을 가지면서 열을 효과적으로 방출할 수 있는 방열 부재(220)의 적절한 두께 범위를 설정할 수 있다.
즉, 방열 부재(220)는 5 μm 이상의 두께를 가질 수 있다. 또한, 방열 부재(220)는 최대 50 μm의 두께를 가질 수 있으며, 이러한 범위에서 방열 부재(220)는 가요성을 가지면서 열을 효과적으로 방출할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 각각 목 주변, 손목 및 이마에 부착된 플렉서블 전자 소자를 나타낸 사진들이다. 도 7a 내지 도 7c의 스케일 바는 5 mm를 나타낸다.
상기 목 주변에는 경동맥(carotid artery)이 위치하고, 손목에는 척골동맥 및 정맥(ulnar artery/vein), 노동맥 및 정맥(radial artery/vein)이 위치하며, 이마에는 대뇌동맥(cerebral artery)이 위치할 수 있다. 목 주변, 손목 및 이마에 부착된 플렉서블 전자 소자로부터 호흡, 심장 활동 및 뇌 활동을 각각 모니터링하기 위한 PPG 신호를 추출할 수 있다.
일 실시예에 따른 방열 부재(220)를 포함하는 플렉서블 전자 소자(200)를 손목 근처의 피부에 부착하였으며, 발광 소자(240)로부터 소정의 세기의 광을 방출한 후 수광 소자(250)로부터 광 세기를 측정하였다. 이하, 도 8a 내지 도 8e는 이러한 실험 과정을 통해 측정된 데이터 및 데이터 처리 결과를 나타낸다.
도 8a 및 도 8b는 각각 시간에 따라 수광 소자를 통해 측정된 광 세기의 원데이터(raw data) 및 필터링된 출력 신호를 나타낸다.
도 8c는 필터링된 출력 신호의 고속 푸리에 변환(FFT) 데이터를 나타낸 그래프이며, 도8c의 주파수 스펙트럼에서 최대값은 70 BPM(Beats Per Minute)의 심박수에 대응하는 약 1.2 Hz이다. 장시간 동안 작동하는 플렉서블 전자 소자는 심박수뿐만 아니라 호흡 활동을 관찰할 수 있다.
도 8d는 깊은 호흡을 포함하는 호흡 중 기록된 광 세기 신호를 나타낸 그래프이다. 도 8d를 참조하면, 깊은 호흡 시 광 세기의 큰 변화가 관찰되었으며, 정상적인 호흡 중 광 세기는 큰 변화가 없는 것을 확인할 수 있다. 깊은 호흡 시의 큰 변화 후, 다시 정상 호흡을 하는 경우 광 세기는 안정적인 상태로 회복되었다. 깊은 호흡을 할 때 광 세기가 크게 감소한 것은 혈액의 양이 증가했기 때문이며, 혈류량이 증가하는 경우 광 세기는 감소한다.
도 8e는 팔로부터 모니터링된 광 세기를 나타낸 그래프이다. 측정 중 1회 쥐기(grab)를 2초 동안 수행하는 경우 광 세기는 점진적으로 증가하였다가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 2회 쥐기를 연속적으로 수행하는 경우, 광 세기는 급격한 증감을 반복하였다.
일 실시예에 따른 플렉서블 전자 소자(200)는 지속적으로 혈액의 동작을 모니터링할 수 있으며, 이로부터 생체 의학의 여러 응용 분야에 활용될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 효과적으로 열을 방출할 수 있는 방열 부재(120, 220)를 포함하는 플렉서블 전자 소자(100, 200)를 제공할 수 있다. 또한, 이러한 플렉서블 전자 소자(100, 200)를 가요성을 가지므로 신체에 용이하게 부착될 수 있으며, 지속적인 사용에도 불구하고 신체의 열적 손상을 방지할 수 있다. 또한, 이러한 플렉서블 전자 소자(100, 200)는 생체 신호를 측정하기 위한 여러 응용 분야에 활용될 수 있으며, 장기간 동안 생체 신호를 모니터링하더라도 성능이 저하되지 않을 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 피부
100, 200: 플렉서블 전자 소자
110, 210: 플렉서블 절연 기판
120, 220: 방열 부재
130, 230: 절연층
140: 발열 소자
240: 발광 소자
250: 수광 소자
260: 제1중간절연층
270: 도전선
280: 제2중간절연층
290: 투명 탄성층

Claims (13)

  1. 플렉서블 절연 기판;
    상기 플렉서블 절연 기판 상에 배치되며 금속 박막으로 구성된 방열 부재;
    상기 방열 부재 상에 배치된 절연층; 및
    상기 절연층 상에 배치된 발열 소자를 포함하며,
    상기 방열 부재의 두께는 5 μm 내지 50 μm인, 플렉서블 전자 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열 부재는 상기 플렉서블 절연 기판과 상기 절연층 사이의 중립면에 배치되는, 플렉서블 전자 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플렉서블 절연 기판은 폴리이미드(polyimide)를 포함하는, 플렉서블 전자 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발열 소자는 무기 LED(inorganic light emitting diode)인, 플렉서블 전자 소자.
  5. 삭제
  6. 플렉서블 절연 기판;
    상기 플렉서블 절연 기판 상에 배치되며 금속 박막으로 구성된 방열 부재;
    상기 방열 부재 상에 배치된 절연층; 및
    상기 절연층 상에 배치된 발열 소자를 포함하며,
    상기 방열 부재의 두께(t)와 너비(W)는 하기의 조건식을 만족하는, 플렉서블 전자 소자.
    <조건식>
    W > 20×t
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방열 부재는 상기 플렉서블 절연 기판과 동일한 면적을 갖는, 플렉서블 전자 소자.
  8. 플렉서블 절연 기판;
    상기 플렉서블 절연 기판 상에 배치되며 금속 박막으로 구성된 방열 부재;
    상기 방열 부재 상에 배치된 절연층; 및
    상기 절연층 상에 배치된 발열 소자를 포함하며,
    상기 발열 소자와 상기 방열 부재 사이의 거리는 5 μm 이하인, 플렉서블 전자 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 발열 소자는 발광 소자이며,
    상기 발광 소자로부터 방출되어 대상체로부터 반사된 광이 입사하는 수광 소자를 더 포함하는, 플렉서블 전자 소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 발광 소자와 상기 수광 소자는 각각 상기 절연층에 접하도록 배치되며,
    상기 절연층 상에 상기 발광 소자와 상기 수광 소자를 덮도록 배치된 제1중간절연층을 더 포함하는, 플렉서블 전자 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 발광 소자는 제1패드 및 제2패드를 포함하고 상기 수광 소자는 제3패드 및 제4패드를 포함하며,
    상기 제1중간절연층은 상기 제1패드, 상기 제2패드, 상기 제3패드 및 상기 제4패드를 각각 노출하는 제1개구, 제2개구, 제3개구 및 제4개구를 포함하는, 플렉서블 전자 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1중간절연층 상에 배치되며, 상기 제1개구, 상기 제2개구, 상기 제3개구 및 상기 제4개구 각각을 통해 상기 제1패드, 상기 제2패드, 상기 제3패드 및 상기 제4패드와 각각 연결되는 제1도전선, 제2도전선, 제3도전선 및 제4도전선;
    상기 제1중간절연층 상에 상기 제1 내지 제4도전선을 덮도록 배치된 제2중간절연층; 및
    상기 절연층 상에 상기 발광 소자, 상기 수광 소자, 상기 제1중간절연층, 상기 제1도전선 내지 상기 제4도전선, 및 상기 제2중간절연층을 밀봉하도록 배치된 투명 탄성체를 더 포함하는, 플렉서블 전자 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 절연층, 상기 제1중간절연층 및 상기 제2중간절연층은 동일한 물질로 구성되며, 각각 5 μm 이하의 두께를 갖는, 플렉서블 전자 소자.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008262949A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品ユニット
JP2017217236A (ja) * 2016-06-08 2017-12-14 新光電気工業株式会社 光センサ、光センサの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008262949A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品ユニット
JP2017217236A (ja) * 2016-06-08 2017-12-14 新光電気工業株式会社 光センサ、光センサの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11707748B2 (en) 2017-06-16 2023-07-25 Regents Of The University Of Minnesota Electrodes formed from 2D materials for dielectrophoresis and systems and methods for utilizing the same

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