KR102412665B1 - 3 차원 전자소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 평면 형태의 고분자 기판이 접혀서 형성된 다면체 형태의 고분자 프레임; 및 상기 고분자 프레임의 외부 표면에 위치하는 유연성 전자소자부를 포함하고, 상기 고분자 프레임은 인접면이 접하는 모서리부 및 상기 고분자 기판이 내부로 접혀 들어간 시접부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자소자를 제공한다.

Description

3 차원 전자소자 및 이의 제조 방법{3 dimension electronic device and the manufactured method thereof}
본 발명은 3 차원 전자 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 평면 형태의 고분자 기판이 접혀서 형성되고, 상기 고분자 프레임의 외부 표면에 위치하는 유연성 전자소자부 및 상기 고분자 기판이 내부로 접혀 들어간 시접부를 포함하는 3 차원 전자소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
기존의 평면형 전자소자는 딱딱한 기판 위에 존재하였으나, 최근 나노기술, 생명공학기술, 정보통신기술, 에너지환경기술 등 기술 간의 융복합화가 가속화되면서, 인체 친화형 헤드마운트 디스플레이, 전자종이, 유연 디스플레이, 피부형 전자소자와 같은 휘고 접을 수 있으며 인체 적용이 가능한 가볍고 유연한 형태의 유연성 전자소자부로 개발되어 왔다.
이러한 유연성 전자소자부는 디스플레이, 센서, 에너지변환 저장 및 회로설계 분야에서 광범위하게 개발되고 있는 분야로, 평면형 소자에 비해 광학적, 전기적, 공학적 측면에서 장점을 지님에 따라, 유연한 형태의 3 차원 구조의 전자소자의 필요성 또한 커졌다.
유연한 형태의 3 차원 전자소자는 현재까지 깨지기 쉬운 세라믹 소재를 얇게 박막화하거나 용액으로 제조한 후 코팅 또는 프린팅 등에 의해 기판 상에 얇은 막을 형성하는 방식으로 개발되어 왔다. 이에 따라 어느 정도 구부릴 수 있을 뿐 웨어러블 장치 등에 적용되는 유연성을 가지는 전자소자로 이용하기에는 기계적, 전기적 특성이 현저히 부족하다는 문제가 있었다.
이를 해결하기 위해 흑연을 원자 층 수준으로 얇게 만든 그래핀을 재료로 하여 유연성을 극대화시킨 박막을 제조하였고, 제조된 그래핀을 접었을 때 접힌 부위에서의 그래핀 곡률반경이 0.4 mm까지 작아질 수 있도록 하였다.
이러한 3 차원 유연성 전자소자부는 접힌 부위의 곡률 반경이 옹스트롬(angstrom) 수준으로 작아지더라도 그래핀의 C-C 결합은 끊어지지 않을 것이라 예상하였으나, 실상 기판과 그래핀 박막 사이의 계면에서 발생하는 스트레스로 인해 박막의 유연성이 급격하게 저하되어 신호전달 지연 등과 같이 전기적 특성이 저하되거나 C-C 결합이 끊어질 수 있는 또 다른 문제가 발생하였다. 구체적으로 그래핀과 같은 고체 재료를 원자 층 수준의 초 박막(ultra-thin film)으로 얇게 제조하더라도 이를 사용하기 위해서는 기판 상에 적층 해야 하며, 이때 기판과 박막 사이에 상호작용이 존재하므로, 접힌 부위의 계면에서 발생하는 스트레스로 인하여 초 박막의 유연성 및 전기적 특성이 현저하게 낮아지는 문제가 발생한다.
이를 해결하기 위해 등록특허 10-1767245호는 기판과 박막 사이에 액체 막을 구비함으로써 유연성과 전기적 특성을 더욱 향상시키고 복합박막이 휘는 경우 이의 접힌 부위에서 계면 스트레스를 억제하여 유연성 및 신호전달 지연 등의 전기적 특성이 저하되는 문제점을 해결하고자 하였다.
하지만 평면형 전자소자를 3 차원으로 변형하기 위해서는 기판과 초 박막 구조의 소자가 일정 각도 이상 접혀야 하고, 접히는 각도에 따라 기판이 파열되거나 소자에 균열이 발생하여 전도도가 하락하는 문제가 발생하는 문제를 해결하지는 못하였다.
이러한 이유로, 3 차원 전자 소자의 제조를 위해 3D 프린팅과 같은 3 차원 구조와 전자소자를 직접 제작하는 직접제작방법과 평면형 전자소자를 입체구조로 변형하는 간접제작방법이 개발되었다.
이러한 두 가지 3 차원 전자 소자의 제조 방법 중 많은 공정기술의 발전에도 불구하고 직접제작방법은 소자의 성능을 평면형 소자만큼의 성능을 내기 어려운 반면, 간접제작방법은 기존의 평면형 반도체 공정을 도입하여 고성능 전자소자를 입체구조로 개발할 수 있다는 장점이 있다.
상기 간접제작방법을 이용하여 제조되고, 평면형 전자소자가 3 차원으로 변형되어도, 기판이 파열되거나 소자의 균열이 발생하지 않아, 전기적 특성을 유지할 수 있는 3 차원 전자소자의 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1767245호
본 발명의 일 과제는 평면 형태의 고분자 기판이 접혀서 형성된 다면체 형태의 고분자 프레임; 및 상기 고분자 프레임의 외부 표면에 위치하는 유연성 전자소자부를 포함하고, 상기 고분자 프레임은 인접면이 접하는 모서리부 및 상기 고분자 기판이 내부로 접혀 들어간 시접부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 과제는 상기 3 차원 전자소자의 제조방법을 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 일 양태는 평면 형태의 고분자 기판이 접혀서 형성된 다면체 형태의 고분자 프레임; 및 상기 고분자 프레임의 외부 표면에 위치하는 유연성 전자소자부를 포함하고, 상기 고분자 프레임은 인접면이 접하는 모서리부 및 상기 고분자 기판이 내부로 접혀 들어간 시접부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 전자소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 고분자 프레임은 상기 고분자 기판의 일 부분이 선택적으로 가소화되고, 상기 가소화 되는 부분이 접혀서 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 유연성 전자소자부는 전자소자 및 회로패턴을 포함하고, 상기 고분자 프레임의 인접면에 위치하는 전자소자는 상기 회로패턴을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 고분자 기판 및 고분자 프레임은, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아릴레이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리이스터, 폴리스타이렌, 폴리메틸실세스퀴옥산, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리비닐클로라이드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리부타디엔테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 폴리이소시아누레이트, 폴리메틸실세스퀴옥산, 폴리페닐렌 설파이드 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 중 어느 하나 이상의 고분자 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태는 유연성 전자소자부 및 고분자 기판을 준비하는 단계; 상기 고분자 기판의 표면에 상기 유연성 전자소자부를 전사하는 단계; 상기 유연성 전자소자부가 전사된 고분자 기판의 일 부분을 접어서 다면체 고분자 프레임을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 3 차원 전자소자의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 유연성 전자소자부를 전사하는 단계 및 상기 다면체 고분자 프레임을 형성하는 단계 사이에, 상기 유연성 전자소자부가 전사된 고분자 기판의 일 부분을 선택적으로 가소화하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 선택적으로 가소화 하는 단계는, 내부에 채널이 형성된 몰드를 상기 유연성 전자소자부가 전사된 고분자 기판의 표면에 접촉시키고, 상기 채널에 가소화 용매를 주입하여, 상기 가소화 용매와 상기 고분자 기판의 표면이 접촉된 부분을 가소화 시켜 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 몰드는 과불화폴리에테르(perfluoropolyether, PFPE), 폴리우레탄(Poly urethane, PU), 폴리디메틸실옥산(polydimethylsiloxane, PDMS), 하이드로젤(PEG(Poly(ethylene glycol)), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, poly methyl methacrylate, PMMA)와 폴리아크릴로나이트릴(PAN, polyacrylonitrile, PAN), 폴리아크릴산(polyacrylic acid, PAA), 소다라임(sodalime), 쿼츠(quartz),금(Au), 은(Ag), 동(Au), 철(Fe), 알루미늄(Al), 이산화규소(SiO2), 산화철(Fe2O3) 및 산화알루미늄(Al2O3) 중 하나 이상의 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 가소화 용매는 아세탈디하이드, 아세틱엑시드, 아세톤, 아세토나이트릴, 아세토페네디틴, 아세토페논, 아세틸아세톤, 아세틸클로라이드, 아세틸나이트라이드, 아세틸나이트릴, 아세틸로나이트릴, 알릴알콜, 알릴클로라이드, 아민, 암모니아, 암모늄플로라이드, 아밀아세테이트, 아밀클로라이드, 아닐린, 아닐린클로로하이드레이트, 아쿠아레지아, 아로마틱하이드로카본, 아스팔트, 벤잘데하이드, 벤젠, 벤젠설포닉엑시드, 벤질아세테이트, 벤질알콜, 벤질클로라이드, 브로마인, 부타디엔, 부탄, 뷰틸아세테이트, 뷰틸아크릴레이트, 뷰틸알콜, 뷰틸클로라이드, 뷰틸이써, 뷰틸페놀, 보론용매, 브로모폼, 브로모톨루엔, 부타디엔메톡시, 뷰틸프탈레이드, 뷰틸렌, 뷰틸릭엑시드, 칼슘비스설파이드, 칼슘클로라이드, 칼슘하이드로옥사이드, 칼슘하이포클로라이트, 캠퍼오일, 카본모노옥사이드 카본다이설파이드, 카본테트라클로라이드, 코스틱소다, 클로릭엑시드, 클로린, 클로로아세틱엑시드, 클로로벤젠, 클로로폼, 클로로설포닉엑시드, 클로미아룸, 크로믹엑시드, 카퍼사이나이드, 카퍼플루오보레이드, 크레오졸, 크레오실릭엑시드, 크레졸, 사이클로헥산, 사이클로헥사놀, 사이클로헥사논, 데카하이드로나프탈렌, 다이뷰티옥시에틸프탈레이드, 다이뷰틸프탈레이드, 다이클로로에탄, 다이클로로벤젠, 다이클로로에틸렌, 다이에틸이써, 다이에틸아민, 다이메틸아민, 다이메틸폼아미드, 다이옥틸프탈레이드, 이써, 에틸아세테이트, 에틸알콜, 에틸벤젠,, 에틸이써, 에틸렌클로라이드, 에틸렌클로로하이드린, 에틸렌다이아민, 에틸렌클리콜, 에틸렌옥사이드, 파티엑시드, 플로린가스, 포말데하이드, 포레온12, 퍼퓨릴알콜, 가솔린, 젤라틴, 글루코스, 글리세린, 헵탄, 하이드로브로믹엑시드, 하이드로클로릭엑시드, 하이드로사이아닉엑시드, 하이드로플루오릭엑시드, 하이드로젠퍼옥사이드, 하이드로젠설파이드, 아이오딘, 아이소뷰탄, 아이소프로필아세테이트, 아이소프로필알콜, 아이소프로필이써, 락틱엑시드, 라노린, 리드아세테이트, 린시드오일, 마그네슘클로라이드, 마그네슘설트, 머큐리설트, 메탄, 메틸아세테이트, 메틸알콜, 메틸아민, 메틸브로마이드, 메틸렌클로라이드, 메틸설퍼릭엑시드, 모르포린, 나프타, 나프탈렌, 니켈나이트레이트, 나이트릭엑시드, 니트로벤젠, 올릭엑시드, 올리브오일, 옥시즌가스, 오존, 팔미틱엑시드, 파라핀, 퍼클로릭엑시드, 퍼클로로에틸렌, 페트로레움, 페닐하이드라진, 포스젠가스, 포스젠용매, 포스퍼릭엑시드, 포스퍼우스트리클로라이드, 포스퍼우스옥시클로라이드, 포스퍼우스펜타클로라이드, 포타슘바이카보네이트, 포타슘보레이트, 포타슘브로메이트, 포타슘브로마이드, 포타슘카보네이트, 포타슘클로라이드, 포타슘사이아나이드, 포타슘페리사이나이드, 포타슘퍼클로레이트, 포타슘퍼만가네이트, 포타슘퍼설페이트, 포타슘설페이트, 프로판, 프로파놀, 프로파글리알콜, 프로피오닉엑시드, 프로필알콜, 프로필렌옥사이드, 피리딘, 실리콘오일, 실버나이트레이트, 소듐아세테이트, 소듐벤죠에이트, 소듐바이카보네이트, 소듐바이설페이트, 소듐바이설파이트, 소듐클로레이트, 소듐클로라이드, 소듐크로메이트, 소듐페로사이나이드, 소듐하이포클로라이트, 소듐아이오딘, 소듐옥살레이트, 소듐포스페이트, 소듐설파이드, 스테네우스클로라이드, 스터릭엑시드, 설퍼다이옥사이드, 설퍼릭엑시드, 설퍼우스엑시드, 타르타릭엑시드, 테트라클로로에탄, 테트라에틸리드, 테트라하이드로퓨란, 티오닐클로라이드, 톨루엔, 트랜스포머오일, 트리클로로아세틱엑시드, 트리클로로에틸렌, 트리에탄올아민, 트리에틸아민, 투르펜틴, 우레아, 우릭엑시드, 바세린, 비닐아세테이트, 물, 자일렌, 진크설트 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 3 차원 전자소자는 유연성 전자소자부가 표면에 전사된 고분자 기판이 접혀서 형성되고, 고분자 프레임 내부로 접혀 들어가는 시접부를 포함하여 구성되는 바, 종래의 평면형 전자소자를 제조하는 공정을 통하여 상기 유연성 전자소자부가 표면에 전사된 고분자 기판을 제조할 수 있다.
또한, 고분자 프레임이 물리적 완화층으로 작용하여 고분자 기판의 변형 시, 유연성 전자소자부의 전기적 특성이 저하되지 않으며, 상기 유연성 전자소자부가 시접부를 통하여 전기적으로 연결될 수 있어, 공통선(common lines)을 최소화 할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 3 차원 전자소자의 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예의 3 차원 전자 소자 제조방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 선택적으로 가소화하는 단계의 공정의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 가소화 시간에 따른 고분자 기판의 SEM 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 가소화 용매의 노출에 따른 고분자 기판의 효과를 확인한 실험결과의 사진 및 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 고분자 프레임의 가소화 유무에 따른 전극의 스트레스 및 변형도를 측정한 SEM 이미지 및 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 고분자 프레임의 전기적 특성을 측정한 실험결과의 사진 및 그래프이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 3 차원 전자소자(1)의 사진이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예의 3 차원 전자소자(1)는, 평면 형태의 고분자 기판(10a)이 접혀서 형성된 다면체 형태의 고분자 프레임(10); 및 상기 고분자 프레임(10)의 외부 표면에 위치하는 유연성 전자소자부(20)를 포함하고, 상기 고분자 프레임(10)은 인접면이 접하는 모서리부(11) 및 상기 고분자 기판이 내부로 접혀 들어간 시접부(10c)를 포함한다.
구체적으로, 도 1의 (a)를 참조하면, 상기 평면 형태의 고분자 기판(10a)은 상면에 유연성 전자소자부(20)가 형성된 것일 수 있고, 도 1의 (b)를 참조하면, 상기 평면 형태의 고분자 기판(10a)은 상기 유연성 전자소자부(20)가 형성된 면의 일 부분이 가소화되어, 가소화된 고분자 기판(10b) 부분을 포함할 수 있고, 도 1의 (c)를 참조하면, 상기 가소화된 고분자 기판(10b) 부분이 접혀, 다면체 형태의 고분자 프레임(10)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 고분자 프레임(10)은 모서리부(11)를 포함할 수 있고, 상기 모서리부(11)는 제 1 유형의 모서리(11a; 적색 점선) 및 시접부(10c)를 포함하는 제 2 유형의 모서리(11b; 청색 점선)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 고분자 프레임(10)은 상기 고분자 기판(10a)의 일 부분이 선택적으로 가소화 되고, 상기 가소화 되는 부분이 접혀서 형성된 것일 수 있다. 나아가, 상기 가소화 되는 부분의 너비는 10 nm 내지 10 m 일 수 있고, 상기 가소화 되는 부분의 너비로 인하여, 더욱 정밀하고 세밀한 구조의 3 차원 전자소자(1) 또는 대형 구조의 3 차원 전자소자(1)가 형성될 수 있다.
평면형 전자소자의 입체변형을 위해서는 초 박막구조(ultra-thin film)로 이루어진 유연성 전자소자의 사용이 필요하나 그 자체의 얇은 두께와 유연함으로 인해 입체 변형 및 형태유지가 어렵다. 따라서 유연성 전자소자의 형태를 제어하기 위한 프레임의 도입이 필수적이다.
본 발명의 고분자 프레임(10)은 상술한 유연성 전자소자의 형태를 제어하기 위한 프레임일 수 있고, 상기 고분자 프레임(10)이 영률(Young's modulus)이 1 GPa 이상의 단단한(hard) 프레임인 경우 그 견고함으로 형태 유지에는 적합하나 적은 변형에도 파열될 수 있고 소자의 성능에 악영향을 미칠 수 있다. 반면 영률이 10 MPa 이하의 유연한(soft) 프레임은 큰 변형에도 파열이 일어나지 않으나 자체가 유연하기 때문에 형태 유지가 어렵다.
상술한 이유로, 본 발명의 고분자 프레임(10)은 고분자 기판(10a)을 가소화 용매(40)에 노출 시켜 상기 고분자 기판(10a)의 일 부분에 가소화된 고분자 기판(10b) 부분을 형성하고 상기 부분을 접어 고분자 프레임(10)을 형성할 수 있으며, 상기 고분자 기판(10a)의 표면에 전사되어 상기 고분자 기판(10a)과 함께 접혀서 상기 고분자 프레임(10)의 표면에 위치하게 되는 유연성 전자소자부(20)는 파열이 일어나지 않고, 3 차원 전자소자(1)를 구성할 수 있게 된다.
또한, 상기 고분자 기판(10a)이 고분자 프레임(10)의 형태로의 변형되는 경우, 함께 변형되는 유연성 전자소자부(20)에 스트레스가 가해질 수 있는데, 본 발명의 3 차원 전자소자(1)는 상기 고분자 프레임(10)이 물리적 완화층(mechanical buffer layer)으로 작용하여, 변형 시 상기 유연성 전자소자부(20)에 가해지는 스트레스를 흡수하여 상기 소자의 변형을 보호 할 수 있고, 전도도 하락을 방지하고, 전기적 특성을 유지할 수 있다.
상기 가소화 용매(40)는 상기 고분자 기판(10a)과 접촉하여 상기 고분자 기판(10a)의 일 부분을 가소화 할 수 있는 물질, 예를 들면, 아세탈디하이드(Acetaldehyde), 아세틱엑시드(Acetic acid), 아세톤(Acetone), 아세토나이트릴(Acetonitrile), 아세토페네디틴(Acetopheneditin), 아세토페논(Acetophenoe), 아세틸아세톤 (Acetyl acetone), 아세틸클로라이드(Acetyl Chloride), 아세틸나이트라이드(Acetyl nitrite), 아세틸나이트릴 (Acetylnitrile), 아세틸로나이트릴 (Acetylonitrile), 알릴알콜 (Allyl alcohol), 알릴클로라이드(Allyl chloride), 아민(Amines), 암모니아(Ammonia), 암모늄플로라이드(Ammonium fluoride), 아밀아세테이트(Amyl acetate), 아밀클로라이드(Amyl chloride), 아닐린(Aniline), 아닐린클로로하이드레이트(Aniline chlorohydrate), 아쿠아레지아(Aqua regia), 아로마틱하이드로카본(Aromatic hydrocarbons), 아스팔트(Asphalt), 벤잘데하이드(Benzaldehyde), 벤젠(Benzene), 벤젠설포닉엑시드(Benzene sulfonic acid), 벤질아세테이트(Benzyl acetate), 벤질알콜(Benzyl alcohol), 벤질클로라이드(Benzyl chloride), 브로마인(Bromine), 부타디엔(Butadiene), 부탄(Butane), 뷰틸아세테이트(Butyl acetate), 뷰틸아크릴레이트(Butyl acrylate), 뷰틸알콜(Butyl Alcohol), 뷰틸클로라이드(Butyl chloride), 뷰틸이써(Butyl ether), 뷰틸페놀(Butyl phenol), 보론용매(Boron fluides), 브로모폼(Bromoform), 브로모톨루엔(Bromotoluene), 부타디엔메톡시(Butadiene-2,4-p-Methoxy), 뷰틸프탈레이드(Butyl phthalate), 뷰틸렌(Butylene), 뷰틸릭엑시드(Butyric acid), 칼슘비스설파이드(Calcium bisulfide), 칼슘클로라이드(Calcium chloride), 칼슘하이드로옥사이드(Calcium hydroxide), 칼슘하이포클로라이트(Calcium hypochlorite), 캠퍼오일(Camphor oil), 카본모노옥사이드(Carbon monoxide) 카본다이설파이드(Carbon disulfide), 카본테트라클로라이드(Carbon Tetrachloride), 코스틱소다(Caustic soda), 클로릭엑시드(Chloric acid), 클로린(Chlorine), 클로로아세틱엑시드(Chloroacetic acid), 클로로벤젠(Chlorobenzene), 클로로폼(Chloroform), 클로로설포닉엑시드(Chlorosulfonic acid), 클로미아룸(Chrome alum), 크로믹엑시드(Chromic acid), 카퍼사이나이드(Copper cyanide), 카퍼플루오보레이드(Copper fluoborate), 크레오졸(Creosols), 크레오실릭엑시드(Creosylic acid), 크레졸(Cresol), 사이클로헥산(Cyclohexane), 사이클로헥사놀(Cyclohexanol), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 데카하이드로나프탈렌(Decahydronaphthalene), 다이뷰티옥시에틸프탈레이드(Di(butoxyethyl) phthalate), 다이뷰틸프탈레이드(Dibutyl phthalate), 다이클로로에탄(Dichloro ethane), 다이클로로벤젠(Dichlorobenzene), 다이클로로에틸렌(Dichloroethylene), 다이에틸이써(Diethyl ether), 다이에틸아민(Diethylamine), 다이메틸아민(Dimethylamine), 다이메틸폼아미드(Dimethylformamide), 다이옥틸프탈레이드(Dioctyl phthalate), 이써(Ethers), 에틸아세테이트(Ethyl acetate), 에틸알콜(Ethyl alcohol), 에틸벤젠(Ethyl benzene), 에틸이써(Ethyl ether), 에틸렌클로라이드(Ethylene chloride), 에틸렌클로로하이드린(Ethylene chlorohydrin), 에틸렌다이아민(Ethylene diamine), 에틸렌클리콜(Ethylene glycol), 에틸렌옥사이드(Ethylene oxide), 파티엑시드(Fatty acids), 플로린가스(Fluorine gas), 포말데하이드(Formaldehyde), 포레온12(Freon 12), 퍼퓨릴알콜(Furfuryl alcohol), 가솔린(Gasoline), 젤라틴(Gelatin), 글루코스(Glucose), 글리세린(Glycerine), 헵탄(Heptane), 하이드로브로믹엑시드(Hydrobromic acid), 하이드로클로릭엑시드(Hydrochloric acid), 하이드로사이아닉엑시드(Hydrocyanic acid), 하이드로플루오릭엑시드(Hydrofluoric acid), 하이드로젠퍼옥사이드(Hydrogen peroxide), 하이드로젠설파이드(Hydrogen sulfide), 아이오딘(Iodine), 아이소뷰탄(Isobutane), 아이소프로필아세테이트 (Isopropyl acetate), 아이소프로필알콜(Isopropyl alcohol), 아이소프로필이써(Isopropyl ether), 락틱엑시드(Lactic acid), 라노린(Lanolin), 리드아세테이트(Lead acetate), 린시드오일(Linseed oil), 마그네슘클로라이드(Magnesium chloride), 마그네슘설트(Magnesium salts), 머큐리설트(Mercury salts), 메탄(Methane), 메틸아세테이트(Methyl acetate), 메틸알콜(Methyl alcohol), 메틸아민(Methyl amine), 메틸브로마이드(Methyl bromide), 메틸렌클로라이드(Methylene Chloride), 메틸설퍼릭엑시드(Methylsulfuric acid), 모르포린(Morpholine), 나프타(Naphtha), 나프탈렌(Naphthalene), 니켈나이트레이트(Nickel nitrate), 나이트릭엑시드(Nitric acid), 니트로벤젠(Nitrobenzene), 올릭엑시드(Oleic acid), 올리브오일(Olive oil), 옥시즌가스(Oxygen Gas), 오존(Ozone), 팔미틱엑시드(Palmitic acid), 파라핀(Paraffin), 퍼클로릭엑시드(Perchloric acid), 퍼클로로에틸렌(Perchloroethylene), 페트로레움(Petroleum), 페닐하이드라진(Phenyl hydrazine), 포스젠가스(Phosgene gas), 포스젠용매(Phosgene liquid), 포스퍼릭엑시드(Phosphoric acid), 포스퍼우스트리클로라이드(Phosphorous trichloride), 포스퍼우스옥시클로라이드(Phosphorus oxychloride), 포스퍼우스펜타클로라이드(Phosphorus pentachloride), 포타슘바이카보네이트(Potassium bicarbonate), 포타슘보레이트(Potassium borate), 포타슘브로메이트(Potassium bromate), 포타슘브로마이드(Potassium bromide), 포타슘카보네이트(Potassium carbonate), 포타슘클로라이드(Potassium chloride, 포타슘사이아나이드(Potassium cyanide), 포타슘페리사이나이드(Potassium ferricyanide), 포타슘퍼클로레이트(Potassium perchlorate), 포타슘퍼만가네이트(Potassium permanganate), 포타슘퍼설페이트(Potassium persulfate), 포타슘설페이트(Potassium sulfate), 프로판(Propane), 프로파놀(Propanol), 프로파글리알콜(Propargyl alcohol), 프로피오닉엑시드(Propionic acid), 프로필알콜(Propyl alcohol), 프로필렌옥사이드(Propylene oxide), 피리딘(Pyridine), 실리콘오일(Silicone oil), 실버나이트레이트(Silver nitrate), 소듐아세테이트(Sodium acetate), 소듐벤죠에이트(Sodium benzoate), 소듐바이카보네이트(Sodium bicarbonate), 소듐바이설페이트(Sodium bisulfate), 소듐바이설파이트(Sodium bisulfite), 소듐클로레이트(Sodium chlorate), 소듐클로라이드(Sodium chloride), 소듐크로메이트(Sodium chromate), 소듐페로사이나이드(Sodium ferrocyanide), 소듐하이포클로라이트(Sodium hypochlorite), 소듐아이오딘(Sodium iodide), 소듐옥살레이트(Sodium oxalate), 소듐포스페이트(Sodium phosphate), 소듐설파이드(Sodium sulfide), 스테네우스클로라이드(Stannous chloride), 스터릭엑시드(Stearic acid), 설퍼다이옥사이드(Sulfur dioxide), 설퍼릭엑시드(Sulfuric acid), 설퍼우스엑시드(Sulfurous acid), 타르타릭엑시드(Tartaric acid), 테트라클로로에탄(Tetrachloroethane), 테트라에틸리드(Tetraethyl lead), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran), 티오닐클로라이드(Thionyl chloride), 톨루엔(Toluene), 트랜스포머오일(Transformer oil), 트리클로로아세틱엑시드(Trichloroacetic acid), 트리클로로에틸렌(Trichloroethylene), 트리에탄올아민(Triethanolamine), 트리에틸아민(Triethylamine), 투르펜틴(Turpentine), 우레아(Urea), 우릭엑시드(Uric acid), 바세린(Vaseline), 비닐아세테이트(Vinyl acetate), 물(Deionized Water), 자일렌(Xylene), 진크설트(Zinc salts)중 어느 하나와 이를 성분으로써 포함하는 용매, 예를 들면, 아세톤(Acetone) 또는 다이메틸폼아미드(Dimethylformamide)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 고분자 프레임(10)은 상기 고분자 기판(10a)이 접혀져 형성된 것으로, 상기 고분자 프레임(10) 및 고분자 기판(10a)는 동일 한 물질일 수 있고, 가소화 용매(40)에 의하여 가소화 되어 영률이 변할 수 있는 물질, 예를 들면, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(acrylonitrile butadiene styrene), 폴리메틸메타크릴레이트(poly methyl methacrylate), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드 (polyimide), 폴리아미드(polyamide), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리이스터(polyester), 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리메틸실세스퀴옥산(polymethylsilsesquioxane), 폴리에틸렌옥사이드(Polyethylene oxide), 폴리아크릴로나이트릴(Polyacrylonitrile), 폴리비닐리덴플로라이드(Polyvinylidene fluoride), 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride), 폴리에테르설폰(polyethersulphone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리부타디엔테레프탈레이트(polybutadieneterephtalate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 셀룰로오스트리아세테이트(cellulose triacetate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinoate), 폴리이소시아누레이트(polyisocyanurate), 폴리메틸실세스퀴옥산(polymethylsilsesquioxane), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate)중 어느 하나의 고분자물질, 예를 들면, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(acrylonitrile butadiene styrene; ABS)를 포함할 수 있으나, 언급하지 않은 다른 소재들 중에서 적절한 가소화 용매(40)를 선택할 수 있는 소재는 모두 사용 가능하다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 유연성 전자소자부(20)는 전자소자 및 회로패턴을 포함하고, 상기 고분자 프레임(10)의 인접면에 위치하는 전자소자는 상기 회로 패턴을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 회로패턴은, 예를 들면, 금(Au), 크롬(Cr)과 같은 전도성 물질을 포함하는 전극 소재가 폴리이미드(PI)와 같은 유연한 기판 위에 증착되어 형성될 수 있고, 상기 전자소자는 상기 회로패턴 상에 위치하며, 예를 들면, LED소자 또는 광다이오드(photodiode) 일 수 있다. 본 발명의 유연성 전자소자부(20)는 유연한 기판 상에 위치하는 회로패턴 및 상기 회로패턴 상에 위치하는 전자소자를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 유연성 전자소자부(20)의 유연한 기판 및 회로패턴은 고분자 기판(10a)의 표면 전체에 위치하여, 고분자 프레임(10)의 외부 표면, 모서리부(11) 및 시접부(10c)에 모두 위치할 수 있고, 상기 유연성 전자소자부(20)의 전자소자는 고분자 프레임(10)의 외부 표면에 위치할 수 있으며, 상기 고분자 프레임(10)의 인접면에 위치하는 전자소자는 상기 회로패턴에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 3 차원 전자소자(1)는 상술한 바와 같이 평면 형태의 고분자 기판(10a)을 접어서 형성된 것으로, 내부로 접혀 들어간 시접부(10c)를 포함할 수 있다.
본 발명의 3 차원 전자소자(1)는 상기 시접부(10c)를 포함 함으로써, 상기 고분자 기판(10a)를 제작하고자 하는 3 차원 전자소자(1)의 전개도 모양으로 구성하지 않아도 된다는 장점이 있다. 구체적으로 설명하면, 상기 평면 형태의 고분자 기판(10a)을 제작하고자 하는 3 차원 전자소자(1)의 절단된 전개도 구조나, 특수한 형태로 제작 하지 않아도 무방하므로, 전 처리가 필요 없으며, 종래의 평면형 전자소자를 제작하는 공정에서 이용되는 기판의 모양으로 구성하고, 선택적으로 가소화 되는 부분을 특정하여 원하는 형태의 3 차원 전자소자(1)를 제작할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 유연성 전자소자부(20)의 회로패턴은 상기 시접부(10c)에도 위치할 수 있고, 상기 유연성 전자소자부(20)의 전자소자는 상기 시접부(10c)에 위치하는 회로패턴을 통하여서도 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 3 차원 전자소자(1)는 상기 시접부(10c)를 포함하고, 상기 유연성 전자소자부(20)의 전자소자는 상기 시접부(10c)에 위치하는 회로패턴을 통하여 인접면과 전기적으로 연결되는 바, 기존의 절단된 전개도 구조에서 우회 회로패턴(electrical detour path)을 이용해서 인접면과 전기적 연결하는 구조와 비교하여, 공통선(common line)의 밀집도를 낮추고 공통선의 개수를 최소화하여 3차원 전자소자(1)의 구현이 가능하다는 장점이 있다. 이는 가소화 공정으로 인해 시접부(10c)가 안쪽 및 바깥쪽 접이로부터 견딜 수 있게 되어, 3차원 구조(1)의 내부로 밀어 넣어도 물리적인 변형으로부터 전기적 배선이 끊어지지 않고, 역할을 유지하기 때문에 가능하다. 일반적으로 우회 회로패턴을 사용하면, 공통선의 구조가 복잡해지고, 더 많은 공통선이 요구되며, 특정 구간에서 공통선의 밀집도가 높아지므로 소자의 집적도를 낮추는 결과를 유발한다. 따라서 공통선의 개수를 최소화 하는 것이 소자의 집적도 향상에 유리하다.
본 발명의 3 차원 전자소자(1)는 상기 고분자 프레임(10)의 형태와 동일한 형태일 수 있다. 예를 들면, 상기 3차원 전자소자(1)는 정사면체, 정육면체, 정팔면체, 정십이면체, 정이십면체와 같은 정다면체의 형태일 수 있고, 육팔면체, 십이이십면체와 같은 깎은 정다면체의 형태일 수 있고, 예를 들면, 도 1의 (c)와 같이 정육면체의 형태일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태는 3 차원 전자소자(1)의 제조방법을 제공한다.
도 2는 본 발명의 3 차원 전자소자(1)의 제조방법의 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 3 차원 전자소자(1)의 제조방법은 유연성 전자소자부(20) 및 고분자 기판(10a)을 준비하는 단계(S10); 상기 고분자 기판(10a)의 표면에 상기 유연성 전자소자부(20)를 전사하는 단계(S20); 상기 유연성 전자소자부(20)가 전사된 고분자 기판(10a)의 일 부분을 선택적으로 가소화하는 단계(S30); 및 상기 유연성 전자소자부(20)가 전사된 고분자 기판(10a)의 일 부분을 접어서 다면체 고분자 프레임(10)을 형성하는 단계(S40);를 포함한다.
먼저, 본 발명의 3 차원 전자소자(1)의 제조방법은 유연성 전자소자부(20) 및 고분자 기판(10a)을 준비하는 단계(S10)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 유연성 전자소자부(20)는 전자소자 및 회로패턴을 포함할 수 있고, 상기 유연성 전자소자부(20)를 준비하는 공정은 본 발명의 기술분야에서 유연성 전자소자부(20)를 제조하는 방법이라면 이를 제한 하지 않고 사용될 수 있다.
예를 들면, 상기 유연성 전자소자부(20)를 준비하는 공정은 실리콘 광다이오드(Silicon photodiode) 기반으로 수행될 수 있다. 이때, 상기 공정은 실리콘을 건식전사인쇄방법을 통해 유리 기판에 전사하는 단계; 상기 유리 기판에 폴리이미드를 코팅하여 절연층을 형성하는 단계; 건식식각방법을 통하여 상기 폴리이미드에 via를 패터닝하는 단계; 및 전극소재의 코팅 및 증착을 통해 전자회로를 구성하는 단계; 를 더 포함하여 수행될 수 있다.
구체적으로, SOI(Silicon-on-insulator)위에서 도핑된 실리콘을 건식전사인쇄방법을 통해 폴리이미드(PI)와 GeO2가 코팅된 유리 기판에 전사하고, 다시 폴리이미드를 코팅하여 절연층을 성성한 이후, 건식식각방법을 통하여 폴리이미드에 via를 패터닝 한 후, 스퍼터링을 통해 전극을 증착시켜 회로패턴을 구성할 수 있다. 이후에 폴리이미드를 코팅하여 보호층을 만들고, GeOx층을 제거하여 최종적으로 전사 가능한 형태의 유연성 전자소자부(20)를 제조할 수 있다.
상기 건식식각방법은 미세가공에서 습식 식각과는 다르게 기체 플라즈마가 활성화된 기체에 의한 반응을 이용하여 회로패턴 형성에 필요하지 않은 부분을 제거하는 것을 의미한다.
이때, 상기 전극소재는 전이 금속류(Sc, Y, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Rf, Db, Sg, Bh, Hs), 전이후 금속류(Al, Zn, Ga, Cd, In, Sn, Hg, Tl, Pb, Bi, Po, Cn), 준금속류 (B, Si, Ge, As, Sb, Te, At 등), 다원자 비금속류(C, P, S, Se), 알칼리 금속류(Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), 알칼리 토금속류(Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), 란타넘족(La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), 악티늄족(Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr) 중 어느 하나의 원소를 포함하는 전도성 금속 및 이들의 조성비를 갖는 혼합금속 또는 Au, Ag, Cu, Ni, Pt, Fe, Ti, Co, Nb, Mo, Cr, Zn, Cd, Ge, Mn, Zr, Pd, W, Si 같은 금속성 원소 기반의 0차원 소재(quantum dot, nano dot), 1차원 소재(nanowire, nanorod, nanofiber), 2차원 소재(2D materials) 및 탄소 기반 0차원 소재[풀러렌 (Fullerene), 그래핀 퀀텀닷(Graphene quantum dot)], 1차원 소재 (Carbon nanowire/nanotube/nanofiber), 그래핀 (Graphene)을 포함하는 전도성나노소재 또는 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤 (polypyrrole) 폴리티오펜(polythiophen), 폴리에틸렌디옥시티오펜(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 폴리이소티아나프텐 (polyisothianaphthene), 폴리페닐렌비닐렌 (polyphenylene vinylene), 폴리페닐렌(polyphenylene), 폴리티에닐렌비닐렌(polythienylene-vinylene), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide), 폴리설퍼니트리드(polysulfur nitride), 폴리피리딘(polypyridine), 폴리아줄렌(polyazulene), 폴리인돌(polyindole), 폴리카바졸(polycarbazole), 폴리아진(polyazine), 폴리퀴논(polyquinone), 폴리푸란(polyfuran), 폴리나프탈렌(polynaphthalene), 폴리아제핀(polyzepine), 폴리셀레노펜(polyselenophene), 폴리텔루로펜(polytellurophene), 폴리메톡시에틸헥실옥시페닐렌비닐렌(poly(2-methoxy-5-(2'-ethyl)hexyloxy-p-phenylenevinylene), 폴리이소티안나프탈렌 (polyisothian naphthalene), 폴리에틸렌디옥시티오펜-테트라메타아크릴레이트(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-tetramethacrylate), 폴리헥실티오펜(poly 3-hexylthiophene), 폴리옥틸티오펜(poly 3-octlythiophene), 폴리뷰틸티오펜(poly butylthiopehene)중 어느 하나를 포함하는 전도성고분자 및 상기 소재들의 혼합소재일 수 있다.
다음으로, 유연성 전자소자부(20) 및 고분자 기판(10a)을 준비하는 단계(S10)에서, 상기 고분자 기판(10a)은 후술하는 선택적으로 가소화하는 단계(S30)에서, 가소화 용매(40)에 의하여 가소화 되어 영률이 변할 수 있는 물질, 예를 들면, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(acrylonitrile butadiene styrene), 폴리메틸메타크릴레이트(poly methyl methacrylate), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드 (polyimide), 폴리아미드(polyamide), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리이스터(polyester), 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리메틸실세스퀴옥산(polymethylsilsesquioxane), 폴리에틸렌옥사이드(Polyethylene oxide), 폴리아크릴로나이트릴(Polyacrylonitrile), 폴리비닐리덴플로라이드(Polyvinylidene fluoride), 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride), 폴리에테르설폰(polyethersulphone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리부타디엔테레프탈레이트(polybutadieneterephtalate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 셀룰로오스트리아세테이트(cellulose triacetate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinoate), 폴리이소시아누레이트(polyisocyanurate), 폴리메틸실세스퀴옥산(polymethylsilsesquioxane), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate)중 어느 하나의 고분자물질, 예를 들면, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(acrylonitrile butadiene styrene; ABS)를 포함하여 구성될 수 있으나, 언급하지 않은 다른 소재들 중에서 적절한 가소화 용매(40)를 선택할 수 있는 소재는 모두 사용 가능하다.
또한, 본 발명의 제조방법에 의하여 제조되는 3 차원 전자소자(1)는 다른 양태에서 설명한 바와 같이 시접부(10c)를 포함하는 바, 상기 고분자 기판(10a)을 제작하고자 하는 3 차원 전자소자(1)의 절단된 전개도 구조로 구성하지 않아도 되고, 종래의 평면형 전자소자를 제작하는 공정에서 이용되는 기판의 모양으로 구성할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 3차원 전자 소자(1)의 제조방법은, 유연성 전자소자부(20)를 고분자 기판(10a)의 표면에 전사하는 단계(S20)를 포함한다.
상기 전사하는 단계(S20)는 본 발명의 기술분야에서 자명한 방법이라면 이를 제한 하지 않으나, 예를 들면, 수용성 테이프를 이용하여 수행되고, 상기 유연성 전자소자부(20)를 고분자 기판(10a)의 표면에 전사하는 단계 이후에, 상기 수용성 테이프를 용해하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 3 차원 전자 소자(1)의 제조방법은, 상기 유연성 전자소자부(20)가 전사된 고분자 기판(10a)의 일 부분을 선택적으로 가소화하는 단계(S30) 및 상기 유연성 전자소자부(20)가 전사된 고분자 기판(10a)의 일 부분을 접어서 다면체 고분자 프레임(10)을 형성하는 단계(S40);를 포함한다.
도 3은 상기 선택적으로 가소화하는 단계(S30)에서, 내부에 채널(31)이 형성된 몰드(30)를 이용하여 고분자 기판(10a)을 선택적으로 가소화 하는 공정을 모식화한 모식도이다.
도 3을 참조하면, 상기 선택적으로 가소화하는 단계(S30)는 내부에 채널(31)이 형성된 몰드(30)를 상기 유연성 전자소자부(20)가 전사된 고분자 기판(10a)의 표면에 접촉시키고, 상기 채널(31)에 가소화 용매(40)를 주입하여, 상기 가소화 용매(40)와 상기 고분자 기판(10a)의 표면이 접촉된 부분을 가소화 시켜 수행될 수 있다.
단, 이는 일 실시예일뿐이며, 가소화 용매의 분포를 시간적·공간적으로 제어할 수 있는 기술, 예를 들면, 스크린프린팅(screen printing), 잉크젯프린팅(inkjet printing), 3D프린팅(3D printing), 컨택프린팅(contact printing)과 같은 방법이 모두 적용 가능한 것으로 이해되어야 한다.
도 3의 몰드(30)의 단면도를 참고하면, 상기 몰드(30)는 내부에 채널(31)이 형성된 것으로, 구체적으로는 부피를 가지는 몰드(30)의 내부에 채널(31) 형태의 빈 공간이 형성되어 있고, 하면은 오픈되어 채널(31)을 통하여 가소화 용매(40)를 주입하였을 때, 상기 가소화 용매(40)가 상기 고분자 기판(10a)의 표면과 접촉할 수 있는 구조일 수 있다.
상기 몰드(30)는 내부에 가소화 용매(40)를 주입하여도 가소화가 일어나지 않는 안정한 고분자 물질, 예를 들면, 과불화폴리에테르(perfluoropolyether, PFPE), 폴리우레탄(Poly urethane, PU), 폴리디메틸실옥산(polydimethylsiloxane, PDMS), 하이드로젤(PEG(Poly(ethylene glycol))과 같은 고분자류, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, poly methyl methacrylate, PMMA)와 폴리아크릴로나이트릴(PAN, polyacrylonitrile, PAN), 폴리아크릴산(polyacrylic acid, PAA) 등의 아크릴류, 소다라임(sodalime), 쿼츠(quartz)와 같은 유리류, 금(Au), 은(Ag), 동(Au), 철(Fe), 알루미늄(Al) 등의 금속류, 이산화규소(SiO2), 산화철(Fe2O3), 산화알루미늄(Al2O3)등의 산화물류 등을 사용할 수 있으며, 언급하지 않은 다른 소재들 중에서 가소화 용매(40)의 종류에 따라 가소화 용매(40)에 용해되지 않거나 가소화 용매(40)에 대한 화학적 저항력이 높은 유기·무기 소재 및 이를 일정 조성비로 가지는 혼합소재는 모두 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 가소화 용매(40)는 상기 고분자 기판(10a)과 접촉하여 상기 고분자 기판(10a)의 일 부분을 가소화 할 수 있는 물질, 예를 들면, 아세탈디하이드(Acetaldehyde), 아세틱엑시드(Acetic acid), 아세톤(Acetone), 아세토나이트릴(Acetonitrile), 아세토페네디틴(Acetopheneditin), 아세토페논(Acetophenoe), 아세틸아세톤 (Acetyl acetone), 아세틸클로라이드(Acetyl Chloride), 아세틸나이트라이드(Acetyl nitrite), 아세틸나이트릴 (Acetylnitrile), 아세틸로나이트릴 (Acetylonitrile), 알릴알콜 (Allyl alcohol), 알릴클로라이드(Allyl chloride), 아민(Amines), 암모니아(Ammonia), 암모늄플로라이드(Ammonium fluoride), 아밀아세테이트(Amyl acetate), 아밀클로라이드(Amyl chloride), 아닐린(Aniline), 아닐린클로로하이드레이트(Aniline chlorohydrate), 아쿠아레지아(Aqua regia), 아로마틱하이드로카본(Aromatic hydrocarbons), 아스팔트(Asphalt), 벤잘데하이드(Benzaldehyde), 벤젠(Benzene), 벤젠설포닉엑시드(Benzene sulfonic acid), 벤질아세테이트(Benzyl acetate), 벤질알콜(Benzyl alcohol), 벤질클로라이드(Benzyl chloride), 브로마인(Bromine), 부타디엔(Butadiene), 부탄(Butane), 뷰틸아세테이트(Butyl acetate), 뷰틸아크릴레이트(Butyl acrylate), 뷰틸알콜(Butyl Alcohol), 뷰틸클로라이드(Butyl chloride), 뷰틸이써(Butyl ether), 뷰틸페놀(Butyl phenol), 보론용매(Boron fluides), 브로모폼(Bromoform), 브로모톨루엔(Bromotoluene), 부타디엔메톡시(Butadiene-2,4-p-Methoxy), 뷰틸프탈레이드(Butyl phthalate), 뷰틸렌(Butylene), 뷰틸릭엑시드(Butyric acid), 칼슘비스설파이드(Calcium bisulfide), 칼슘클로라이드(Calcium chloride), 칼슘하이드로옥사이드(Calcium hydroxide), 칼슘하이포클로라이트(Calcium hypochlorite), 캠퍼오일(Camphor oil), 카본모노옥사이드(Carbon monoxide) 카본다이설파이드(Carbon disulfide), 카본테트라클로라이드(Carbon Tetrachloride), 코스틱소다(Caustic soda), 클로릭엑시드(Chloric acid), 클로린(Chlorine), 클로로아세틱엑시드(Chloroacetic acid), 클로로벤젠(Chlorobenzene), 클로로폼(Chloroform), 클로로설포닉엑시드(Chlorosulfonic acid), 클로미아룸(Chrome alum), 크로믹엑시드(Chromic acid), 카퍼사이나이드(Copper cyanide), 카퍼플루오보레이드(Copper fluoborate), 크레오졸(Creosols), 크레오실릭엑시드(Creosylic acid), 크레졸(Cresol), 사이클로헥산(Cyclohexane), 사이클로헥사놀(Cyclohexanol), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 데카하이드로나프탈렌(Decahydronaphthalene), 다이뷰티옥시에틸프탈레이드(Di(butoxyethyl) phthalate), 다이뷰틸프탈레이드(Dibutyl phthalate), 다이클로로에탄(Dichloro ethane), 다이클로로벤젠(Dichlorobenzene), 다이클로로에틸렌(Dichloroethylene), 다이에틸이써(Diethyl ether), 다이에틸아민(Diethylamine), 다이메틸아민(Dimethylamine), 다이메틸폼아미드(Dimethylformamide), 다이옥틸프탈레이드(Dioctyl phthalate), 이써(Ethers), 에틸아세테이트(Ethyl acetate), 에틸알콜(Ethyl alcohol), 에틸벤젠(Ethyl benzene), 에틸이써(Ethyl ether), 에틸렌클로라이드(Ethylene chloride), 에틸렌클로로하이드린(Ethylene chlorohydrin), 에틸렌다이아민(Ethylene diamine), 에틸렌클리콜(Ethylene glycol), 에틸렌옥사이드(Ethylene oxide), 파티엑시드(Fatty acids), 플로린가스(Fluorine gas), 포말데하이드(Formaldehyde), 포레온12(Freon 12), 퍼퓨릴알콜(Furfuryl alcohol), 가솔린(Gasoline), 젤라틴(Gelatin), 글루코스(Glucose), 글리세린(Glycerine), 헵탄(Heptane), 하이드로브로믹엑시드(Hydrobromic acid), 하이드로클로릭엑시드(Hydrochloric acid), 하이드로사이아닉엑시드(Hydrocyanic acid), 하이드로플루오릭엑시드(Hydrofluoric acid), 하이드로젠퍼옥사이드(Hydrogen peroxide), 하이드로젠설파이드(Hydrogen sulfide), 아이오딘(Iodine), 아이소뷰탄(Isobutane), 아이소프로필아세테이트 (Isopropyl acetate), 아이소프로필알콜(Isopropyl alcohol), 아이소프로필이써(Isopropyl ether), 락틱엑시드(Lactic acid), 라노린(Lanolin), 리드아세테이트(Lead acetate), 린시드오일(Linseed oil), 마그네슘클로라이드(Magnesium chloride), 마그네슘설트(Magnesium salts), 머큐리설트(Mercury salts), 메탄(Methane), 메틸아세테이트(Methyl acetate), 메틸알콜(Methyl alcohol), 메틸아민(Methyl amine), 메틸브로마이드(Methyl bromide), 메틸렌클로라이드(Methylene Chloride), 메틸설퍼릭엑시드(Methylsulfuric acid), 모르포린(Morpholine), 나프타(Naphtha), 나프탈렌(Naphthalene), 니켈나이트레이트(Nickel nitrate), 나이트릭엑시드(Nitric acid), 니트로벤젠(Nitrobenzene), 올릭엑시드(Oleic acid), 올리브오일(Olive oil), 옥시즌가스(Oxygen Gas), 오존(Ozone), 팔미틱엑시드(Palmitic acid), 파라핀(Paraffin), 퍼클로릭엑시드(Perchloric acid), 퍼클로로에틸렌(Perchloroethylene), 페트로레움(Petroleum), 페닐하이드라진(Phenyl hydrazine), 포스젠가스(Phosgene gas), 포스젠용매(Phosgene liquid), 포스퍼릭엑시드(Phosphoric acid), 포스퍼우스트리클로라이드(Phosphorous trichloride), 포스퍼우스옥시클로라이드(Phosphorus oxychloride), 포스퍼우스펜타클로라이드(Phosphorus pentachloride), 포타슘바이카보네이트(Potassium bicarbonate), 포타슘보레이트(Potassium borate), 포타슘브로메이트(Potassium bromate), 포타슘브로마이드(Potassium bromide), 포타슘카보네이트(Potassium carbonate), 포타슘클로라이드(Potassium chloride, 포타슘사이아나이드(Potassium cyanide), 포타슘페리사이나이드(Potassium ferricyanide), 포타슘퍼클로레이트(Potassium perchlorate), 포타슘퍼만가네이트(Potassium permanganate), 포타슘퍼설페이트(Potassium persulfate), 포타슘설페이트(Potassium sulfate), 프로판(Propane), 프로파놀(Propanol), 프로파글리알콜(Propargyl alcohol), 프로피오닉엑시드(Propionic acid), 프로필알콜(Propyl alcohol), 프로필렌옥사이드(Propylene oxide), 피리딘(Pyridine), 실리콘오일(Silicone oil), 실버나이트레이트(Silver nitrate), 소듐아세테이트(Sodium acetate), 소듐벤죠에이트(Sodium benzoate), 소듐바이카보네이트(Sodium bicarbonate), 소듐바이설페이트(Sodium bisulfate), 소듐바이설파이트(Sodium bisulfite), 소듐클로레이트(Sodium chlorate), 소듐클로라이드(Sodium chloride), 소듐크로메이트(Sodium chromate), 소듐페로사이나이드(Sodium ferrocyanide), 소듐하이포클로라이트(Sodium hypochlorite), 소듐아이오딘(Sodium iodide), 소듐옥살레이트(Sodium oxalate), 소듐포스페이트(Sodium phosphate), 소듐설파이드(Sodium sulfide), 스테네우스클로라이드(Stannous chloride), 스터릭엑시드(Stearic acid), 설퍼다이옥사이드(Sulfur dioxide), 설퍼릭엑시드(Sulfuric acid), 설퍼우스엑시드(Sulfurous acid), 타르타릭엑시드(Tartaric acid), 테트라클로로에탄(Tetrachloroethane), 테트라에틸리드(Tetraethyl lead), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran), 티오닐클로라이드(Thionyl chloride), 톨루엔(Toluene), 트랜스포머오일(Transformer oil), 트리클로로아세틱엑시드(Trichloroacetic acid), 트리클로로에틸렌(Trichloroethylene), 트리에탄올아민(Triethanolamine), 트리에틸아민(Triethylamine), 투르펜틴(Turpentine), 우레아(Urea), 우릭엑시드(Uric acid), 바세린(Vaseline), 비닐아세테이트(Vinyl acetate), 물(Deionized Water), 자일렌(Xylene), 진크설트(Zinc salts)중 어느 하나와 이를 성분으로써 포함하는 용매, 예를 들면, 아세톤(Acetone) 또는 다이메틸폼아미드(Dimethylformamide)일 수 있다.
이때, 상기 몰드(30)의 내부에 형성된 채널(31)의 두께는 10 nm 내지 10 m, 예를 들면, 200 μm일 수 있다.
상기 몰드(30)의 내부에 형성된 채널(31)의 두께에 따라, 상기 고분자 기판(10a)의 표면에 가소화 되어 접히게 되는 부분의 너비가 결정될 수 있고, 상기 범위의 접히게 되는 부분(10b)의 너비로 인하여, 더욱 정밀하고 세밀한 구조의 3 차원 전자소자(1) 또는 대형 구조의 3 차원 전자소자(1)가 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서, PDMS로 구성된 몰드(30)에 가소화 용매(40)로 DMF를 주입하고, ABS로 구성된 고분자 기판(10a)을 선택적으로 가소화하는 단계(S40)를 수행하고, 상기 ABS 기판(10a)의 표면을 시간에 따라 측정한 SEM 이미지이다.
도 4를 참조하면, 선택적으로 가소화하는 단계(S30)를 상기 몰드(30)를 이용하여 수행하면, 원하는 부분만을 선택적으로, 정밀하고 세밀하게 가소화 할 수 있게 되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 상기 몰드(30)를 이용함으로써, 제작하고자 하는 3 차원 전자소자(1)의 형태를 정확하게 구현할 수 있게 된다.
본 발명의 3 차원 전자 소자(1)의 제조방법은 상기 선택적으로 가소화하는 단계(S30)에서, 상기 가소화 용매(40)를 상기 고분자 기판(10a)에 접촉시키고, 가소화된 고분자 기판(10b) 부분을 따라 접어서 고분자 프레임(10)을 형성하게 된다.
구체적으로, 상기 가소화 용매(40)에 접촉된 고분자 기판(10a) 부분은 부분 적으로 영률이 낮아서 유연해 지므로 쉽게 접을 수 있게 되고, 고분자 기판(10a) 및 상기 고분자 기판(10a)의 표면에 전사된 유연성 전자소자부(20)의 파열을 방지할 수 있게 된다.
이때, 사용되는 가소화 용매(40)는 가소화된 고분자 기판(10b)상에 위치할 수 있으나, 시간이 흐르면 다시 증발 하여, 상기 가소화된 고분자 기판(10b)은 영률이 복원될 수 있고, 따라서, 접혀서 형성된 상태의 고분자 프레임(10)은 다시 단단함을 유지할 수 있게 된다. 즉, 고분자 기판의 접히는 부분(10b)은 영률을 일시적으로 변화 시켜 hard → soft → hard 의 변화가 가능해 진다.
본 발명의 일 실시예에서, 본 발명의 3 차원 전자소자(1)를 제조하는 방법은 상기 고분자 프레임(10)을 형성하는 단계(S40) 이후에, 상기 고분자 프레임(10)을 50 ℃ 내지 70 ℃에서 건조하여 상기 고분자 프레임(10)의 형태를 고정 시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 3 차원 전자 소자(1)의 제조방법에서 사용되는 가소화 용매(40)는 예를 들면, 아세톤(Acetone) 또는 다이메틸폼아미드(Dimethylformamide; DMF)일 수 있고, 바람직하게는 다이메틸폼아미드일 수 있다.
예를 들면, 상기 가소화 용매(40)가 아세톤인 경우, 상기 아세톤은 약 30 ℃ 이하의 실온(Room temperature; RT)에서 증발 할 수 있는 물질로, 본 발명의 제조방법을 이용하여 제조한 3 차원 전자소자(1)는 실온에서 단단하게 변화할 수 있다.
반면, 상기 가소화 용매(40)가 DMF인 경우, 상기 DMF는 아세톤과 달리 실온에서 증발하지 않아, 50 ℃ 내지 70 ℃, 예를 들면, 약 60 ℃의 온도를 가해주어 증발 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 가소화 용매(40)가 DMF 또는, 상기 DMF와 같이 실온에서 증발하지 않는 용매를 사용하는 경우에는, 상술한 고분자 프레임(10)의 형태를 고정 시키는 단계를 더 포함하여 수행할 수 있게 되는데, 이때, 고분자 프레임(10)의 형태를 고정 시키는 단계를 수행하기 전에는 고분자 프레임(10)의 고분자 기판이 접힌 부분(10b)의 영률은 낮을 수 있고, 고분자 프레임(10)의 형태가 고정되기 전에 제조하고자 하는 3 차원 전자소자(1)의 형태를 더욱 정밀하고 세밀하게 구현할 수 있게 된다.
반대로, 상기 가소화 용매(40)가 아세톤 또는, 상기 아세톤과 같이 실온에서 증발할 수 있는 물질의 경우, 상기 고분자 프레임(10)의 형태를 고정 시키는 단계는 생략될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실험 예를 제시한다. 다만, 하기의 실험 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것 일뿐, 본 발명이 하기의 실험 예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예
실험예 1. 가소화 용매 노출의 효과
도 5는 아세톤 및 DMF를 ABS기판에 도포하고, 시간 및 온도에 따른 증발량을 확인한 그래프(a) 및 ABS기판에 서로 다른 비율의 DMF를 노출시켜 인장되는 정도를 비교한 사진(b)과 서로 다른 비율의 DMF에 노출된 ABS기판의 인장특성 및 영률, 경화계수(hardening modulus)의 변화를 나타낸 그래프(c 및 d)이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 가소화 용매가 아세톤인 경우, ABS기판에 침투한 아세톤이 상온에서 증발하는 것을 확인할 수 있으나, DMF인 경우, 60 ℃의 온도를 가해주어야 ABS기판에서 증발되는 것을 확인할 수 있었고, 상온에서는 12시간 후에도 95%내외의 DMF가 ABS기판에 잔류하는 것을 확인할 수 있었다. 도 5의 (b) 내지 (d)를 참조하면, ABS 기판에 약 54 wt%의 DMF를 노출시킨 경우, 최대인장도(elongation at break)는 가소화 이전에는 약 6%에서 가소화 후 214%까지 증가하며, ABS 기판의 영률은 약 900 MPa에서 3.7 MPa까지 감소하고, 경화계수는 400 MPa에서 0.10 MPa까지 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 2. 유연성 전자소자부의 스트레스 및 변형도의 측정
도 6은 표면에 유연성 전자소자부가 형성된 ABS기판을 가소화하지 않고 변형한 경우(a) 및 가소화 한 후 변형한 경우(b)의 변형된 부분의 SEM 이미지 및 변형 시 전기전도도를 측정한 그래프(d 및 e)이다.
도 6을 참조하면, 가소화하지 않은 고분자 기판을 변형하는 경우 전극의 균열이 발생하게 되고 전기전도도가 하락하는 것을 확인할 수 있었으며, 가소화한 기판을 변형하는 경우, 기판이 변형을 대신 받게 되어 전극은 낮은 변형을 받게 되고, 이로 인해 전극이 보호되는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 3. 전기적 특성 측정
도 7은 본 발명의 일 실시예로, ABS기판위에 LED array를 형성하고, 이를 가소화 용매를 통하여 변형한 후, 전기분포도를 측정한 실험 결과이다.
도 7을 참조하면, ABS기판 상에 형성된 LED array는 변형 후에도 전기분포도의 변화가 거의 없어, 본 발명의 3 차원 전자소자 역시 전기적 특성이 변화하지 않을 것을 예상할 수 있었다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시 예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1: 3차원 전자소자
10: 고분자 프레임
10a: 고분자 기판
10b: 가소화된 고분자 기판
10c: 시접부
11: 모서리부
11a: 제 1 유형의 모서리
11b: 제 2 유형의 모서리
20: 유연성 전자소자부
30: 몰드
31: 채널
40: 가소화용매

Claims (9)

  1. 평면 형태의 고분자 기판이 접혀서 형성된 다면체 형태의 고분자 프레임; 및
    상기 고분자 프레임의 외부 표면에 위치하는 유연성 전자소자부를 포함하고,
    상기 고분자 프레임은 인접면이 접하는 모서리부 및 상기 고분자 기판이 내부로 접혀 들어간 시접부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 고분자 프레임은 상기 고분자 기판의 일 부분이 선택적으로 가소화되고, 상기 가소화 되는 부분이 접혀서 형성된 것을 특징으로 하고,
    상기 유연성 전자소자부는 전자소자 및 회로패턴을 포함하고, 상기 회로패턴은 상기 고분자 프레임의 외부 표면, 모서리부 및 시접부에 위치하고, 상기 고분자 프레임의 인접면에 위치하는 전자소자는 상기 회로패턴을 통하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 3차원 전자소자.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자 기판 및 고분자 프레임은,
    아크릴로니트릴부타디엔스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아릴레이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리이스터, 폴리스타이렌, 폴리메틸실세스퀴옥산, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리비닐클로라이드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리부타디엔테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 폴리이소시아누레이트, 폴리메틸실세스퀴옥산, 폴리페닐렌 설파이드 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 중 어느 하나 이상의 고분자 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 3 차원 전자소자.
  5. 유연성 전자소자부 및 고분자 기판을 준비하는 단계;
    상기 고분자 기판의 표면에 상기 유연성 전자소자부를 전사하는 단계;
    상기 유연성 전자소자부가 전사된 고분자 기판의 일 부분을 접어서 다면체 고분자 프레임을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 유연성 전자소자부를 전사하는 단계 및 상기 다면체 고분자 프레임을 형성하는 단계 사이에, 상기 유연성 전자소자부가 전사된 고분자 기판의 일 부분을 선택적으로 가소화하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 다면체 고분자 프레임은 인접면이 접하는 모서리부 및 상기 고분자 기판이 내부로 접혀 들어간 시접부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 유연성 전자소자부는 전자소자 및 회로패턴을 포함하고, 상기 회로패턴은 상기 다면체 고분자 프레임의 외부 표면, 모서리부 및 시접부에 위치하고, 상기 고분자 프레임의 인접면에 위치하는 전자소자는 상기 회로패턴을 통하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 3 차원 전자소자의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 선택적으로 가소화 하는 단계는,
    내부에 채널이 형성된 몰드를 상기 유연성 전자소자부가 전사된 고분자 기판의 표면에 접촉시키고, 상기 채널에 가소화 용매를 주입하여, 상기 가소화 용매와 상기 고분자 기판의 표면이 접촉된 부분을 가소화 시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 3 차원 전자소자의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 몰드는 과불화폴리에테르(perfluoropolyether, PFPE), 폴리우레탄(Poly urethane, PU), 폴리디메틸실옥산(polydimethylsiloxane, PDMS), 하이드로젤(PEG(Poly(ethylene glycol)), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, poly methyl methacrylate, PMMA)와 폴리아크릴로나이트릴(PAN, polyacrylonitrile, PAN), 폴리아크릴산(polyacrylic acid, PAA), 소다라임(sodalime), 쿼츠(quartz),금(Au), 은(Ag), 동(Au), 철(Fe), 알루미늄(Al), 이산화규소(SiO2), 산화철(Fe2O3) 및 산화알루미늄(Al2O3) 중 하나 이상의 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 3 차원 전자소자의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 가소화 용매는 아세탈디하이드, 아세틱엑시드, 아세톤, 아세토나이트릴, 아세토페네디틴, 아세토페논, 아세틸아세톤, 아세틸클로라이드, 아세틸나이트라이드, 아세틸나이트릴, 아세틸로나이트릴, 알릴알콜, 알릴클로라이드, 아민, 암모니아, 암모늄플로라이드, 아밀아세테이트, 아밀클로라이드, 아닐린, 아닐린클로로하이드레이트, 아쿠아레지아, 아로마틱하이드로카본, 아스팔트, 벤잘데하이드, 벤젠, 벤젠설포닉엑시드, 벤질아세테이트, 벤질알콜, 벤질클로라이드, 브로마인, 부타디엔, 부탄, 뷰틸아세테이트, 뷰틸아크릴레이트, 뷰틸알콜, 뷰틸클로라이드, 뷰틸이써, 뷰틸페놀, 보론용매, 브로모폼, 브로모톨루엔, 부타디엔메톡시, 뷰틸프탈레이드, 뷰틸렌, 뷰틸릭엑시드, 칼슘비스설파이드, 칼슘클로라이드, 칼슘하이드로옥사이드, 칼슘하이포클로라이트, 캠퍼오일, 카본모노옥사이드 카본다이설파이드, 카본테트라클로라이드, 코스틱소다, 클로릭엑시드, 클로린, 클로로아세틱엑시드, 클로로벤젠, 클로로폼, 클로로설포닉엑시드, 클로미아룸, 크로믹엑시드, 카퍼사이나이드, 카퍼플루오보레이드, 크레오졸, 크레오실릭엑시드, 크레졸, 사이클로헥산, 사이클로헥사놀, 사이클로헥사논, 데카하이드로나프탈렌, 다이뷰티옥시에틸프탈레이드, 다이뷰틸프탈레이드, 다이클로로에탄, 다이클로로벤젠, 다이클로로에틸렌, 다이에틸이써, 다이에틸아민, 다이메틸아민, 다이메틸폼아미드, 다이옥틸프탈레이드, 이써, 에틸아세테이트, 에틸알콜, 에틸벤젠,, 에틸이써, 에틸렌클로라이드, 에틸렌클로로하이드린, 에틸렌다이아민, 에틸렌클리콜, 에틸렌옥사이드, 파티엑시드, 플로린가스, 포말데하이드, 포레온12, 퍼퓨릴알콜, 가솔린, 젤라틴, 글루코스, 글리세린, 헵탄, 하이드로브로믹엑시드, 하이드로클로릭엑시드, 하이드로사이아닉엑시드, 하이드로플루오릭엑시드, 하이드로젠퍼옥사이드, 하이드로젠설파이드, 아이오딘, 아이소뷰탄, 아이소프로필아세테이트, 아이소프로필알콜, 아이소프로필이써, 락틱엑시드, 라노린, 리드아세테이트, 린시드오일, 마그네슘클로라이드, 마그네슘설트, 머큐리설트, 메탄, 메틸아세테이트, 메틸알콜, 메틸아민, 메틸브로마이드, 메틸렌클로라이드, 메틸설퍼릭엑시드, 모르포린, 나프타, 나프탈렌, 니켈나이트레이트, 나이트릭엑시드, 니트로벤젠, 올릭엑시드, 올리브오일, 옥시즌가스, 오존, 팔미틱엑시드, 파라핀, 퍼클로릭엑시드, 퍼클로로에틸렌, 페트로레움, 페닐하이드라진, 포스젠가스, 포스젠용매, 포스퍼릭엑시드, 포스퍼우스트리클로라이드, 포스퍼우스옥시클로라이드, 포스퍼우스펜타클로라이드, 포타슘바이카보네이트, 포타슘보레이트, 포타슘브로메이트, 포타슘브로마이드, 포타슘카보네이트, 포타슘클로라이드, 포타슘사이아나이드, 포타슘페리사이나이드, 포타슘퍼클로레이트, 포타슘퍼만가네이트, 포타슘퍼설페이트, 포타슘설페이트, 프로판, 프로파놀, 프로파글리알콜, 프로피오닉엑시드, 프로필알콜, 프로필렌옥사이드, 피리딘, 실리콘오일, 실버나이트레이트, 소듐아세테이트, 소듐벤죠에이트, 소듐바이카보네이트, 소듐바이설페이트, 소듐바이설파이트, 소듐클로레이트, 소듐클로라이드, 소듐크로메이트, 소듐페로사이나이드, 소듐하이포클로라이트, 소듐아이오딘, 소듐옥살레이트, 소듐포스페이트, 소듐설파이드, 스테네우스클로라이드, 스터릭엑시드, 설퍼다이옥사이드, 설퍼릭엑시드, 설퍼우스엑시드, 타르타릭엑시드, 테트라클로로에탄, 테트라에틸리드, 테트라하이드로퓨란, 티오닐클로라이드, 톨루엔, 트랜스포머오일, 트리클로로아세틱엑시드, 트리클로로에틸렌, 트리에탄올아민, 트리에틸아민, 투르펜틴, 우레아, 우릭엑시드, 바세린, 비닐아세테이트, 물, 자일렌, 진크설트 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 3 차원 전자소자의 제조방법.
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