KR102399830B1 - electro-active polymer device and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조방법은 캐리어 기판 위에 제1 전기활성 폴리머층 및 제1 절연기판을 적층하는 단계, 상기 캐리어 기판을 상기 제1 전기활성 폴리머층으로부터 제거하는 단계 및 상기 제1 전기활성 폴리머층 상에 전극층들을 적층하는 단계를 포함하는 단위 구조체를 제조하는 단계를 포함한다. 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법은 제2 절연기판 위에 도전층들을 적층하는 단계 및 도전층들에 제2 전기활성 폴리머층을 적층하는 단계를 포함하는 베이스 구조체를 제조하는 단계 및 상기 제2 전기활성 폴리머층과 상기 전극층들이 접촉되도록 상기 베이스 구조체 위에 상기 단위 구조체를 적층하는 단계를 포함한다. 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법은 상기 도전층들을 상기 전극층들에 전기적으로 연결시키는 단계를 포함한다.A method of manufacturing an electroactive polymer actuator comprises: laminating a first electroactive polymer layer and a first insulating substrate on a carrier substrate; removing the carrier substrate from the first electroactive polymer layer; and the first electroactive polymer layer. and manufacturing a unit structure including stacking electrode layers thereon. A method of manufacturing an electroactive polymer actuator includes: manufacturing a base structure comprising laminating conductive layers on a second insulating substrate and laminating a second electroactive polymer layer on the conductive layers; and the second electroactive polymer and stacking the unit structure on the base structure so that the layer and the electrode layers are in contact. A method of manufacturing an electroactive polymer actuator includes electrically connecting the conductive layers to the electrode layers.

Description

전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법 {electro-active polymer device and method for fabricating the same}Method of manufacturing an electro-active polymer actuator {electro-active polymer device and method for fabricating the same}

본 발명은 전기활성 폴리머(Electro-Active Polymer)를 이용하는 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a device using an electro-active polymer.

전기활성 폴리머(Electro-Active Polymer)는 전기적인 자극에 의하여 변형을 할 수 있는 고분자 재료를 통칭하는데, 넓게는 전기적인 자극뿐만 아니라 화학적 자극이나 열적 자극 등에 의하여 변형되는 고분자 재료도 포함하기도 한다. 전기활성 폴리머의 종류로는 이온 폴리머 금속 복합물(Ionic Polymer Metal Composite, IPMC), 유전성 탄성중합체(dielectric elastomer), 도전성 폴리머(conducting polymer), 폴리머 젤(polymer gel), PVDF(Polyvinylidene Fluoride), 도전성 나노튜브(carbon nanotube), 형상 기억 폴리머(shape memory polymer) 등이 있다. An electro-active polymer is a generic term for a polymer material that can be deformed by electrical stimulation, and broadly includes a polymer material that is deformed by not only electrical stimulation but also chemical stimulation or thermal stimulation. Examples of electroactive polymers include Ionic Polymer Metal Composite (IPMC), dielectric elastomer, conducting polymer, polymer gel, PVDF (Polyvinylidene Fluoride), and conductive nano tube (carbon nanotube), shape memory polymer (shape memory polymer), and the like.

전기활성 폴리머는 전기 에너지를 기계적인 에너지로 전환하는 동력전달기구인 엑츄에이터(actuator)의 재료로 널리 활용되고 있다. 예를 들어, 전기활성 폴리머 엑츄에이터는 액체 렌즈(fluidic lens), 마이크로 카메라(micro camer), 폴리머MEMS (polymer Micro Electro Mechanical Systems), 바이오 시스템(bio system) 등과 같은 다양한 활용 분야를 가지고 있다. EAP는 엑츄에이터 외에도 센서(sensor), 커패시터(Capacitor), 다이어프램(diaphragm) 등과 같은 디바이스의 제조에 활용되고 있다.Electroactive polymers are widely used as materials for actuators, which are power transmission mechanisms that convert electrical energy into mechanical energy. For example, electroactive polymer actuators have various applications such as liquid lenses, micro cameras, polymer MEMS (polymer Micro Electro Mechanical Systems), bio systems, and the like. In addition to actuators, EAP is being used to manufacture devices such as sensors, capacitors, and diaphragms.

다층 EAP 엑츄에이터는 두께가 얇은 복수의 폴리머층을 적층하고, 폴리머층들 사이에 서로 다른 전위의 활성전극을 교번하여 배치하는 구조를 갖는다. 즉, 다층 EAP 엑츄에이터는 전기활성 폴리머로 형성된 폴리머층과 이 폴리머층 상에 형성되어 있는 활성 전극으로 이루어진 단위 층(unit layer)이 복수 개가 적층된 구조를 포함한다. 그런데, 활성 전극을 강성이 높은 금속 물질로 형성하면, 복수의 활성 전극을 포함하는 다층 EAP 엑츄에이터는 굽힘 탄성율(flexural modulus)이 급격히 증가하여 구동변위가 감소될 수 있다. 따라서 구동 변위의 감소를 최소화하기 위해서는 활성 전극을 수십 나노미터 수준으로 아주 얇게 형성할 필요가 있다. 또는, 금속 물질 대신에 도전성 폴리머로 활성 전극을 형성하여 다층 EAP 엑츄에이터의 구동 변위가 감소하는 것을 최소화할 수도 있다.The multilayer EAP actuator has a structure in which a plurality of thin polymer layers are stacked, and active electrodes of different potentials are alternately disposed between the polymer layers. That is, the multilayer EAP actuator includes a structure in which a plurality of unit layers including a polymer layer formed of an electroactive polymer and an active electrode formed on the polymer layer are stacked. However, when the active electrode is formed of a metal material having high rigidity, the flexural modulus of the multi-layer EAP actuator including a plurality of active electrodes is rapidly increased, so that the driving displacement can be reduced. Therefore, in order to minimize the reduction in the driving displacement, it is necessary to form the active electrode as thin as several tens of nanometers. Alternatively, the reduction in driving displacement of the multilayer EAP actuator may be minimized by forming the active electrode with a conductive polymer instead of a metal material.

본 발명의 목적은 저전압으로 구동 가능한 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an electroactive polymer actuator that can be driven at a low voltage.

본 발명의 목적은 제조 비용을 절감하고, 수율 향상된 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an electroactive polymer actuator with improved yield and reduced manufacturing cost.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법은 캐리어 기판 위에 제1 전기활성 폴리머층을 적층하는 단계, 상기 제1 전기활성 폴리머층 상에 제1 절연기판을 적층하는 단계, 상기 캐리어 기판을 상기 제1 전기활성 폴리머층으로부터 제거하는 단계 및 상기 제1 전기활성 폴리머층 상에 전극층들을 적층하는 단계를 포함하는 단위 구조체를 제조하는 단계를 포함한다. 상기 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법은 제2 절연기판 위에 도전층들을 적층하는 단계 및 상기 도전층들에 제2 전기활성 폴리머층을 적층하는 단계를 포함하는 베이스 구조체를 제조하는 단계, 상기 제2 전기활성 폴리머층과 상기 전극층들이 접촉되도록 상기 베이스 구조체 위에 상기 단위 구조체를 적층하는 단계 및 상기 도전층들을 상기 전극층들에 전기적으로 연결시키는 단계를 포함한다.A method of manufacturing an electroactive polymer actuator according to an embodiment of the present invention includes laminating a first electroactive polymer layer on a carrier substrate, laminating a first insulating substrate on the first electroactive polymer layer, the carrier and manufacturing a unit structure including removing a substrate from the first electroactive polymer layer and laminating electrode layers on the first electroactive polymer layer. The method of manufacturing the electroactive polymer actuator includes manufacturing a base structure comprising laminating conductive layers on a second insulating substrate and laminating a second electroactive polymer layer on the conductive layers, the second electric stacking the unit structure on the base structure so that the active polymer layer and the electrode layers are in contact with each other, and electrically connecting the conductive layers to the electrode layers.

본 발명의 실시 예에서, 상기 캐리어 기판은 유리 기판이다.In an embodiment of the present invention, the carrier substrate is a glass substrate.

본 발명의 실시 예에서, 상기 캐리어 기판을 상기 제1 전기활성 폴리머층으로부터 제거하는 단계는 상기 캐리어 기판이 물에 침지되어 제거된다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 베이스 구조체 위에 상기 단위 구조체를 다수 회 반복하여 적층하고, 상기 베이스 구조체 위에 상기 단위 구조체 중 적어도 어느 하나에 열을 가해서 상기 베이스 구조체 및 상기 단위 구조체를 압착하는 단계를 포함한다.In an embodiment of the present invention, the step of removing the carrier substrate from the first electroactive polymer layer is removed by immersing the carrier substrate in water.
In an embodiment of the present invention, repeatedly stacking the unit structure on the base structure a plurality of times, and applying heat to at least one of the unit structures on the base structure to compress the base structure and the unit structure. do.

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본 발명의 실시 예에서, 상기 베이스 구조체 위에 상기 단위 구조체를 적층 후, 상기 단위 구조체에 포함된 상기 제1 절연기판을 제거하고, 상기 베이스 구조체 및 그 위에 적층된 상기 단위 구조체의 상기 도전층들 및 상기 전극층들에 관통홀을 형성한다.In an embodiment of the present invention, after laminating the unit structure on the base structure, the first insulating substrate included in the unit structure is removed, and the base structure and the conductive layers of the unit structure stacked thereon and Through-holes are formed in the electrode layers.

본 발명의 실시 예에서, 상기 관통홀에 도전부재를 제공하여 상기 도전층들 및 상기 전극층들을 서로 연결하고, 상기 도전부재는 도전성 파티클을 포함하는 페이스트(paste) 일 수 있다.In an embodiment of the present invention, a conductive member is provided in the through hole to connect the conductive layers and the electrode layers to each other, and the conductive member may be a paste including conductive particles.

본 발명의 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조방법에 따르면, 단위 구조체 및 베이스 구조체를 얇게 적층하여 저전압으로 구동 가능한 전기활성 폴리머 액츄에이터를 제공할 수 있다.According to the manufacturing method of the electroactive polymer actuator of the present invention, it is possible to provide an electroactive polymer actuator capable of driving at a low voltage by thinly stacking a unit structure and a base structure.

또한, 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 공정을 간단히 하여 제조 비용을 절감할 수 있고, 구조체의 적층 두께를 얇게 제조하여 생산성이 향상될 수 있다.In addition, the manufacturing process of the electroactive polymer actuator can be simplified to reduce manufacturing cost, and productivity can be improved by making the laminated thickness of the structure thin.

도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기활성 폴리머 액츄에이터의 단위공정 방법1을 도시한 도면이다.
도 1b는 도 1a에서 도시한 전기활성 폴리머 액츄에이터의 단위공정 방법2를 도시한 도면이다.
도 1c는 도 1b에서 도시한 전기활성 폴리머 액츄에이터의 단위 유리 기판을 제거하는 방법을 도시한 도면이다.
도 1d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기활성 폴리머 액츄에이터의 단위공정 구조체를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기활성 폴리머 액츄에이터의 베이스 구조체를 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기활성 폴리머 액츄에이터의 단위공정 구조체 및 베이스 구조체를 압착하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3b는 도 3a에서 도시한 단위공정 구조체 및 베이스 구조체를 압착된 형상을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기활성 폴리머 액츄에이터의 도전층 및 전극층을 전기적으로 연결하는 형상을 도시한 도면이다.1A is a view showing a unit process method 1 of an electroactive polymer actuator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1B is a view showing a unit process method 2 of the electroactive polymer actuator shown in FIG. 1A.
1C is a view showing a method of removing the unit glass substrate of the electroactive polymer actuator shown in FIG. 1B.
1D is a view showing a unit process structure of an electroactive polymer actuator according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a base structure of an electroactive polymer actuator according to an embodiment of the present invention.
3A is a view showing a method of pressing the unit process structure and the base structure of the electroactive polymer actuator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a view showing a shape in which the unit process structure and the base structure shown in FIG. 3A are compressed.
4 is a diagram illustrating a shape of electrically connecting a conductive layer and an electrode layer of an electroactive polymer actuator according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.Reference to an element or layer “on” or “on” another element or layer includes not only directly on the other element or layer, but also with intervening other layers or elements. include all On the other hand, reference to an element "directly on" or "directly on" indicates that no intervening element or layer is interposed. “and/or” includes each and every combination of one or more of the recited items.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. Spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe the correlation between an element or components and other elements or components. The spatially relative terms should be understood as terms including different orientations of the device during use or operation in addition to the orientation shown in the drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout.

비록 제 1, 제 2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 소자, 제 1 구성요소 또는 제 1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 소자, 제 2 구성요소 또는 제 2 섹션일 수도 있음은 물론이다.It should be understood that although first, second, etc. are used to describe various elements, components, and/or sections, these elements, components, and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component, or sections from another. Accordingly, it goes without saying that the first element, the first element, or the first section mentioned below may be the second element, the second element, or the second section within the spirit of the present invention.

본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다. Embodiments described herein will be described with reference to a plan view and a cross-sectional view, which are ideal schematic views of the present invention. Accordingly, the shape of the illustrative drawing may be modified due to manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in the form generated according to the manufacturing process. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have schematic properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate specific shapes of regions of the device, and not to limit the scope of the invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1d들은 전기활성 폴리머 액츄에이터의 단위 구조체를 형성하는 방법을 나타내는 도면들이다.1A to 1D are views illustrating a method of forming a unit structure of an electroactive polymer actuator.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 플랫(flat)한 형상을 갖는 유리기판(100) 위에 제1 전기활성 폴리머층(110), 제1 절연기판(120)을 순차적으로 적층한다.1A and 1B , a first electroactive polymer layer 110 and a first insulating substrate 120 are sequentially stacked on a glass substrate 100 having a flat shape.

이 실시 예에서는 슬림(slim)한 상기 제1 전기활성 폴리머층(110) 및 상기 제1 절연기판(120)을 용이하게 제조하기 위하여 상기 유리기판(100)은 캐리어 기판으로 사용될 수 있다. 따라서, 상기 제1 전기활성 폴리머층(110) 위에 상기 제1 절연기판(120)이 부착 후, 상기 유리기판(100)은 제거될 수 있다.In this embodiment, the glass substrate 100 may be used as a carrier substrate in order to easily manufacture the slim first electroactive polymer layer 110 and the first insulating substrate 120 . Accordingly, after the first insulating substrate 120 is attached on the first electroactive polymer layer 110 , the glass substrate 100 may be removed.

이 실시 예에서는, 상기 유리기판(100)이 상기 캐리어 기판으로 사용되나, 다른 실시 예에서는 다른 재질, 예컨대 플리스틱 기판이 상기 캐리어 기판으로 사용될 수도 있다. 또한, 상기 전기활성 폴리머층(110)은, 실리콘(silicone)에 기초한 유전성 탄성중합체(dielectric elastomer) 또는 폴리우레탄(polyurethane)에 기초한 유전성 탄성중합체이고, 화학적 자극이나 열적 자극에 의하여 변형될 수 있는 이온 폴리머 금속 복합물(Ionic Polymer Metal composite)일 수 있으나, 본 발명은 상기 전기활성 폴리머층(110)의 재질에 한정하지 않는다. 예를 들면, 다른 실시 예에서는 상기 전기활성 폴리머층(110)은 도전성을 갖는 도전성 폴리머(conducting polymer)일 수 있다.In this embodiment, the glass substrate 100 is used as the carrier substrate, but in another embodiment, other materials, such as a plastic substrate, may be used as the carrier substrate. In addition, the electroactive polymer layer 110 is a dielectric elastomer based on silicone or a dielectric elastomer based on polyurethane, and ions that can be deformed by chemical or thermal stimulation. It may be an ionic polymer metal composite, but the present invention is not limited to the material of the electroactive polymer layer 110 . For example, in another embodiment, the electroactive polymer layer 110 may be a conductive polymer having conductivity.

상기 유리기판(100) 위에 전기활성 폴리머층(110)을 가스 증착(CVD, chemical vapor deposition)방식으로 증착 할 수 있고, 가스 증착방식은 열, 전계, 빛 등의 외부 에너지를 사용하여 원료가스를 분해시켜 화학적 기상반응으로 기판상에 박막을 형성시키는 기술이다. 또한, 상기 전기 활성 폴리머층(110) 위에 폴리디메칠 실록산(PDMS, polydimethyl siloxanes) 등의 점착제를 사용하여 상기 제1 절연기판(120)을 증착 할 수 있으나, 본 발명은 상기 전기활성 폴리머층(110) 및 상기 제1 절연기판(120)의 증착 방법에 한정하지 않는다. The electroactive polymer layer 110 can be deposited on the glass substrate 100 by a chemical vapor deposition (CVD) method, and the gas deposition method uses external energy such as heat, electric field, and light to generate a source gas. It is a technology that decomposes and forms a thin film on a substrate through a chemical vapor reaction. In addition, the first insulating substrate 120 may be deposited on the electroactive polymer layer 110 using an adhesive such as polydimethyl siloxanes (PDMS), but in the present invention, the electroactive polymer layer ( 110) and the deposition method of the first insulating substrate 120 are not limited thereto.

예를 들면, 다른 실시 예에서는 상기 유리기판(100) 위에 프라즈마 강화 증착 방식(PECVD, Plasma Enhanced CVD)으로 상기 전기활성 폴리머층(110)을 증착할 수 있고, 상기 전기 활성 폴리머층(110) 위에 진공 증착법(sputtering)로 상기 제1 절연기판(120)을 증착할 수 있다.For example, in another embodiment, the electroactive polymer layer 110 may be deposited on the glass substrate 100 by a plasma enhanced deposition method (PECVD, Plasma Enhanced CVD), and on the electroactive polymer layer 110 , The first insulating substrate 120 may be deposited by vacuum sputtering.

이 실시 예에서는 상기 제1 전기활성 폴리머층(110) 위에 접착되는 상기 제1 절연기판(120)은 지지필름 (support film)일 수 있다.In this embodiment, the first insulating substrate 120 adhered to the first electroactive polymer layer 110 may be a support film.

도 1c를 참조하면, 유리기판(100) 위에 제1 전기활성 폴리머층(110) 및 제1 절연기판(120)을 순차적으로 적층한 이후에, 상기 유리기판(100)을 상기 제1 전기활성 폴리머층(110) 및 상기 제1 절연기판(120)으로부터 분리한다. Referring to FIG. 1C , after sequentially stacking a first electroactive polymer layer 110 and a first insulating substrate 120 on a glass substrate 100 , the glass substrate 100 is applied to the first electroactive polymer It is separated from the layer 110 and the first insulating substrate 120 .

이 실시 예에서는, 물이 담긴 용기(140) 내에 상기 유리기판(100)이 침지되고, 그 결과, 상기 유리기판(100) 및 상기 제1 전기활성 폴리머층(110) 간에 접착력이 약화되어 상기 유리기판(100)은 상기 제1 전기활성 폴리머층(110)으로부터 제거될 수 있다. In this embodiment, the glass substrate 100 is immersed in the container 140 containing water, and as a result, the adhesive force between the glass substrate 100 and the first electroactive polymer layer 110 is weakened, so that the glass The substrate 100 may be removed from the first electroactive polymer layer 110 .

이 실시 예에서는 상기 유리기판(100)을 물이 담긴 용기(140) 내에 침지시켜 제거하나, 본 발명은 상기 유리기판(100)을 제거하는 방법을 한정하지 않는다. 예를 들면, 다른 실시 예서는 상기 유리기판(100)과 상기 제1 전기활성 폴리머층(110) 사이에 개재된 점착층을 용해하는 용제를 이용하여 상기 유리기판(100)을 제거할 수 있다.In this embodiment, the glass substrate 100 is removed by immersion in the container 140 containing water, but the present invention is not limited to a method of removing the glass substrate 100 . For example, in another embodiment, the glass substrate 100 may be removed using a solvent for dissolving the adhesive layer interposed between the glass substrate 100 and the first electroactive polymer layer 110 .

도 1d를 참조하면, 상기 제1 절연기판(120) 위에 상기 제1 전기활성 폴리머층(110) 및 상기 전극층들(130)을 순차적으로 적층하여 단위구조체(200)가 형성된다. Referring to FIG. 1D , the unit structure 200 is formed by sequentially stacking the first electroactive polymer layer 110 and the electrode layers 130 on the first insulating substrate 120 .

이 실시 예에서는, 상기 전극층들(130)은 금속 물질로 형성될 수 있고, 상기 전극층들(130) 중 하나는 전기활성 액츄에이터의 음극으로 작용할 수 있고, 다른 하나는 양극으로 작용할 수 있다 In this embodiment, the electrode layers 130 may be formed of a metallic material, one of the electrode layers 130 may act as a cathode of the electroactive actuator, and the other may act as an anode.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기활성 폴리머 액츄에이터의 베이스 구조체를 도시한 도면이다.2 is a view showing a base structure of an electroactive polymer actuator according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 제2 절연기판(121) 위에 도전층들(131) 및 제2 전기활성 폴리머층(111)이 순차적으로 적층되어 베이스 구조체(210)를 형성한다.Referring to FIG. 2 , conductive layers 131 and a second electroactive polymer layer 111 are sequentially stacked on the second insulating substrate 121 to form a base structure 210 .

이 실시 예에서는, 상기 제2 절연기판(121)은 상하 전극을 분리하는 기저 필름(film)일 수 있고, 도 2에서는 상기 상하 전극은 도시하지 않았으나, 이 실시 예에서는 상기 도전층들(131) 및 상기 전극층들(도 2의 130)로 정의할 수 있다. 또한, 상기 도전층들(131) 및 상기 전극층들(도 2의 130) 중 어느 하나는 양의 전도성 및 음의 전도성 일 수 있다. In this embodiment, the second insulating substrate 121 may be a base film separating the upper and lower electrodes, and although the upper and lower electrodes are not shown in FIG. 2 , in this embodiment, the conductive layers 131 . and the electrode layers ( 130 in FIG. 2 ). In addition, any one of the conductive layers 131 and the electrode layers 130 in FIG. 2 may have positive conductivity and negative conductivity.

도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기활성 폴리머 액츄에이터의 단위공정 구조체 및 베이스 구조체를 압착하는 방법을 도시한 도면이다. 3A is a diagram illustrating a method of compressing a unit process structure and a base structure of an electroactive polymer actuator according to an embodiment of the present invention.

도 3a를 참조하면, 도 2를 참조하여 설명된 베이스 구조체(210)를 준비하고, 상기 베이스 구조체(210)에 도 1a 내지 도 1d들을 설명된 단위 구조체(200)를 압착한다.Referring to FIG. 3A , the base structure 210 described with reference to FIG. 2 is prepared, and the unit structure 200 described in FIGS. 1A to 1D is pressed against the base structure 210 .

상기 단위구조체(200)는 상기 베이스구조체(210) 위에 뒤집힌 형상으로 배치되고, 상기 단위구조체(200)의 상기 제1 절연기판(120) 위와 상기 베이스구조체(210)의 상기 제2 절연기판(121) 아래에 각각 롤러(roller, 150)로 상기 단위구조체(200) 및 상기 베이스구조체(210)를 압착하여 상기 단위구조체(200) 및 상기 베이스구조체(210)를 결합한다. 또한, 상기 제1 절연기판(120)은 상기 단위구조체(200) 및 상기 베이스구조체(210)가 압착하는 과정에서 상기 롤러(150)가 상기 단위구조체(200)의 상기 제1 절연기판(120)을 밀어 상기 제1 절연기판(120)은 제거될 수 있다. The unit structure 200 is disposed in an inverted shape on the base structure 210 , on the first insulating substrate 120 of the unit structure 200 , and on the second insulating substrate 121 of the base structure 210 . ) by pressing the unit structure 200 and the base structure 210 with a roller 150, respectively, under the unit structure 200 and the base structure 210 are combined. In addition, the first insulating substrate 120 is the first insulating substrate 120 of the unit structure 200 in the process of pressing the unit structure 200 and the base structure 210, the roller 150 is the unit structure (200). The first insulating substrate 120 may be removed by pushing the .

본 발명은 상기 단위구조체(200) 및 상기 베이스구조체(210)가 결합하는 방법 및 상기 제1 절연기판(120)을 제거하는 방법을 한정하지 않는다. 예를 들면, 다른 실시 예에서는 상기 단위구조체(200) 및 상기 베이스구조체(210)가 열압착으로 결합 후, 상기 제1 전기활성 폴리머층(110) 및 상기 제1 절연기판(120) 사이에 열을 가하여 상기 제1 절연기판(120)이 제거될 수 있다.The present invention does not limit the method of coupling the unit structure 200 and the base structure 210 to the method of removing the first insulating substrate 120 . For example, in another embodiment, after the unit structure 200 and the base structure 210 are bonded by thermocompression bonding, heat is generated between the first electroactive polymer layer 110 and the first insulating substrate 120 . The first insulating substrate 120 may be removed by adding .

도 3b는 도 3a에서 도시한 단위공정 구조체 및 베이스 구조체를 압착된 형상을 도시한 도면이다.FIG. 3B is a view showing a shape in which the unit process structure and the base structure shown in FIG. 3A are compressed.

도 3b를 참조하면, 상기 제2 절연기판(121)위에 상기 도전층들(131), 상기 제2 전기활성 폴리머층(111), 상기 전극층들(130), 상기 제1 전기활성 폴리머층(110)이 순차적으로 증착되어 압착결합구조체(220)를 형성한다. 상기 압착결합구조체(220)는 상기 단위구조체(200) 및 상기 베이스구조체(210)가 압착하고, 상기 제1 절연기판(120)이 제거된 형상이다.Referring to FIG. 3B , the conductive layers 131 , the second electroactive polymer layer 111 , the electrode layers 130 , and the first electroactive polymer layer 110 on the second insulating substrate 121 . ) is sequentially deposited to form the compression bonding structure 220 . The compression bonding structure 220 has a shape in which the unit structure 200 and the base structure 210 are compressed, and the first insulating substrate 120 is removed.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기활성 폴리머 액츄에이터의 도전층 및 전극층을 전기적으로 연결하는 형상을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a shape of electrically connecting a conductive layer and an electrode layer of an electroactive polymer actuator according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 제2 절연기판(121)위에 상기 도전층들(131), 상기 제2 전기활성 폴리머층(111), 상기 전극층들(130), 상기 제1 전기활성 폴리머층(110)이 순차적으로 증착되어 압착결합구조체(220)를 형성하고, 상기 압착결합구조체(220)위에 도 1d에서 설명된 상기 단위구조체(200)를 다수회 반복해서 적층한다. Referring to FIG. 4 , the conductive layers 131 , the second electroactive polymer layer 111 , the electrode layers 130 , and the first electroactive polymer layer 110 on the second insulating substrate 121 . ) is sequentially deposited to form a compression bonding structure 220 , and repeatedly stacking the unit structures 200 described in FIG. 1D on the compression bonding structure 220 a plurality of times.

그 이후에, 상기 베이스구조체(210) 및 상기 단위 구조체(200)의 상기 도전층들(131) 및 상기 전극층들(130)에 관통홀(H)을 형성하고, 상기 관통홀(H)에 도전부재(160)를 제공하여 상기 도전층들(131) 및 상기 전극층들(130)을 서로 연결할 수 있다. Thereafter, a through hole H is formed in the conductive layers 131 and the electrode layers 130 of the base structure 210 and the unit structure 200 , and the through hole H is electrically conductive. A member 160 may be provided to connect the conductive layers 131 and the electrode layers 130 to each other.

상기 도전부재(160)는 도전성 파티클을 포함하는 페이스트(paste)일 수 있다. 상기 페이스트는 사용 용도에 따라서 은 가루(Ag powder) 70~92t%를 기본으로 바인더(binder), 솔벤트(solvent), 첨가물(additives) 등으로 구성된 전색제(vehicle)의 합성이 되는 은 페이스트(Ag paste) 일 수 있다. 은 페이스트는 고점도용이나 확산용일 경우에는 보통 65~87wt%가 보통이고, 실버량은 일반적으로 저항에 따라 조절하며, 도온용과 저온형에 따라 구성비율이 다를 수 있다.The conductive member 160 may be a paste including conductive particles. The paste is a silver paste in which a vehicle composed of a binder, a solvent, and additives is synthesized based on 70 to 92 t% of silver powder depending on the intended use. ) can be In the case of high-viscosity or diffusion, the silver paste is usually 65~87wt%, and the amount of silver is generally adjusted according to the resistance, and the composition ratio may be different depending on the temperature type and low temperature type.

이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Although described with reference to the above embodiments, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. will be able In addition, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, and all technical ideas within the scope of the following claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. .

100: 유리기판 110: 제1 전기활성 폴리머층
111: 제2 전기활성 폴리머층 120: 제1 절연기판
121: 제2 절연기판 130: 전극층들
131: 도전층들 140: 용기
150: 롤러 160: 도전부재
200(110,120,130): 단위구조체 210(111.121.131): 베이스 구조체
220(200.210): 압착결합구조체 300: 전기활성 폴리머 액츄에이터100: glass substrate 110: first electroactive polymer layer
111: second electroactive polymer layer 120: first insulating substrate
121: second insulating substrate 130: electrode layers
131 conductive layers 140 container
150: roller 160: conductive member
200 (110, 120, 130): unit structure 210 (111.121.131): base structure
220 (200.210): compression bonding structure 300: electroactive polymer actuator

Claims (9)

캐리어 기판 위에 제1 전기활성 폴리머층을 적층하는 단계, 상기 제1 전기활성 폴리머층 상에 제1 절연기판을 적층하는 단계, 상기 캐리어 기판을 상기 제1 전기활성 폴리머층으로부터 제거하는 단계 및 상기 제1 전기활성 폴리머층 상에 전극층들을 적층하는 단계를 포함하는 단위 구조체를 제조하는 단계;
제2 절연기판 위에 도전층들을 적층하는 단계 및 상기 도전층들에 제2 전기활성 폴리머층을 적층하는 단계를 포함하는 베이스 구조체를 제조하는 단계;
상기 제2 전기활성 폴리머층과 상기 전극층들이 접촉되도록 상기 베이스 구조체 위에 상기 단위 구조체를 적층하는 단계; 및
상기 도전층들을 상기 전극층들에 전기적으로 연결시키는 단계를 포함하는 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법. depositing a first electroactive polymer layer on a carrier substrate; depositing a first insulating substrate on the first electroactive polymer layer; removing the carrier substrate from the first electroactive polymer layer; 1 preparing a unit structure comprising laminating electrode layers on an electroactive polymer layer;
manufacturing a base structure comprising laminating conductive layers on a second insulating substrate and laminating a second electroactive polymer layer on the conductive layers;
stacking the unit structure on the base structure so that the second electroactive polymer layer and the electrode layers are in contact; and
and electrically connecting the conductive layers to the electrode layers. 제 1항에 있어서,
상기 캐리어 기판은 유리 기판인 것을 특징으로 하는 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법. The method of claim 1,
The method of manufacturing an electroactive polymer actuator, characterized in that the carrier substrate is a glass substrate. 삭제delete 제 2 항에 있어서,
상기 캐리어 기판을 상기 제1 전기활성 폴리머층으로부터 제거하는 단계는,
상기 캐리어 기판이 물에 침지되어 제거되는 것을 특징으로 하는 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법.3. The method of claim 2,
removing the carrier substrate from the first electroactive polymer layer comprising:
The method of manufacturing an electroactive polymer actuator, characterized in that the carrier substrate is removed by immersion in water. 제 1항에 있어서,
상기 베이스 구조체 위에 상기 단위 구조체를 다수 회 반복하여 적층하는 것을 특징으로 하는 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법.The method of claim 1,
A method of manufacturing an electroactive polymer actuator, characterized in that the unit structure is repeatedly laminated on the base structure a plurality of times. 제 1항에 있어서,
상기 베이스 구조체 위에 상기 단위 구조체를 적층할 때, 상기 베이스 구조체 및 상기 단위 구조체 중 적어도 어느 하나에 열을 가해서 상기 베이스 구조체 및 상기 단위 구조체를 압착하는 단계를 포함하는 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법.The method of claim 1,
When the unit structure is laminated on the base structure, applying heat to at least one of the base structure and the unit structure to compress the base structure and the unit structure. 제 1항에 있어서,
상기 베이스 구조체 위에 상기 단위 구조체를 적층 후, 상기 단위 구조체에 포함된 상기 제1 절연기판을 제거하는 것을 특징으로 하는 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법.The method of claim 1,
After laminating the unit structure on the base structure, the method of manufacturing an electroactive polymer actuator, characterized in that removing the first insulating substrate included in the unit structure. 제 1항에 있어서,
상기 베이스 구조체 및 그 위에 적층된 상기 단위 구조체의 상기 도전층들 및 상기 전극층들에 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀에 도전부재를 제공하여 상기 도전층들 및 상기 전극층들을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법.The method of claim 1,
Through-holes are formed in the conductive layers and the electrode layers of the base structure and the unit structure stacked thereon, and a conductive member is provided in the through-holes to connect the conductive layers and the electrode layers to each other. A method for manufacturing an electroactive polymer actuator. 제 8항에 있어서,
상기 도전부재는 도전성 파티클을 포함하는 페이스트(paste)인 것을 특징으로 하는 전기활성 폴리머 액츄에이터의 제조 방법.9. The method of claim 8,
The method of manufacturing an electroactive polymer actuator, characterized in that the conductive member is a paste containing conductive particles.
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