온도 감응형 뉴로모픽 기반 액추에이터 응답 광학 스킨 소자 및 이의 제조방법
TEMPERATURE-SENSITIVE NEUROMORPHIC-BASED ACTUATOR-RESPONSIVE OPTICAL SKIN DEVICE AND ITS MANUFACTURING METHOD
특허 요약
온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자 및 이의 제조 방법이 개시된다. 상기 온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자는 반도체층; 상기 반도체층 상에 형성되고, 라멜라 구조를 가지는 블록코폴리머층; 상기 블록코폴리머층 상에 형성된 이온젤층; 상기 반도체층에 접촉하는 소스 전극; 상기 소스 전극과 이격되고, 상기 반도체층에 접촉하는 드레인 전극; 및 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 이격되고, 상기 반도체층에 전압을 인가하는 게이트 전극;을 포함하는, 트랜지스터부; 상기 소스 전극 또는 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 컨버터부; 및 상기 컨버터부와 전기적으로 연결되고, 수분 함량에 따른 수축 정도가 서로 상이한 재료의 이중층 구조를 가지는 액추에이터부;를 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
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제1항에 있어서,상기 블록코폴리머층은 폴리(스티렌-블록-2-비닐 피리딘)(PS-b-P2VP)를 포함하는,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자.

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반도체층; 상기 반도체층 상에 형성되고, 라멜라 구조를 가지는 블록코폴리머층; 상기 블록코폴리머층 상에 형성된 이온젤층; 상기 반도체층에 접촉하는 소스 전극; 상기 소스 전극과 이격되고, 상기 반도체층에 접촉하는 드레인 전극; 및 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 이격되고, 상기 반도체층에 전압을 인가하는 게이트 전극;을 포함하는, 트랜지스터부;상기 소스 전극 또는 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 컨버터부; 및상기 컨버터부와 전기적으로 연결되고, 수분 함량에 따른 수축 정도가 서로 상이한 재료의 이중층 구조를 가지는 액추에이터부;를 포함하는,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자.

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제1항에 있어서,상기 반도체층은 PEDOT:PSS 및 MXene을 포함하는,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자.

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제2항에 있어서,상기 반도체층에 포함된 PEDOT:PSS 및 MXene는 2:1 내지 4:1의 중량비를 가지는,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자.

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제3항에 있어서,상기 반도체층의 on-off 비율은 1.6 내지 1.8인,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자.

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제1항에 있어서,상기 이온젤층은 폴리(N-아이소프로필아크릴아미드)(PNIPAM) 및 리튬 비스(트리플루오로메탄설폰이미드)(Li+TFSI-)를 포함하는,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자.

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제1항에 있어서,상기 액추에이터부의 이중층 구조는, PDMS를 포함하는 제1층 및 PEDOT:PSS를 제2 층을 포함하고, 상기 제2 층에 가해지는 전압에 의해 발생하는 주울(Joule) 열에 의해 수분이 증발하는 경우, 상기 제2 층 방향으로 구부러지는,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자.

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제7항에 있어서,상기 액추에이터부의 이중층 구조는, 상기 제1 층의 일 포션 상에만 상기 제2 층이 형성된,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자.

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기판 상에 반도체층; 상기 반도체층에 접촉하는 소스 전극; 및 상기 소스 전극과 이격되어 상기 반도체층에 접촉하는 드레인 전극;을 형성하는 반도체층형성단계;상기 반도체층 상에 라멜라 구조를 가지는 블록코폴리머층을 형성하는 BCP형성단계;상기 블록코폴리머층 상에 이온젤층을 형성하는 이온젤형성단계; 및이중층 구조를 가지는 액추에이터부를 준비하고, 이를 컨버터부를 경유하여 상기 소스 전극 또는 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결하는 컨버터연결단계;를 포함하고,상기 반도체층에 전압을 인가할 수 있는 게이트 전극을 형성하는 게이트전극형성단계;를 더 포함하는,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자 제조 방법.

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제9항에 있어서,상기 반도체층은 PEDOT:PSS 및 MXene을 포함하고,상기 반도체층에 포함된 PEDOT:PSS 및 MXene는 2:1 내지 4:1의 중량비를 가지는,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자 제조 방법.

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제9항에 있어서,상기 블록코폴리머층은 폴리(스티렌-블록-2-비닐 피리딘)(PS-b-P2VP)를 포함하는,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자 제조 방법.

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제9항에 있어서,상기 이온젤층은 폴리(N-아이소프로필아크릴아미드)(PNIPAM) 및 리튬 비스(트리플루오로메탄설폰이미드)(Li+TFSI-)를 포함하는,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자 제조 방법.

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제9항에 있어서,상기 액추에이터부의 이중층 구조는, PDMS를 포함하는 제1층 및 PEDOT:PSS를 제2 층을 포함하도록 준비하는,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자 제조 방법.

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제13항에 있어서,상기 액추에이터부의 이중층 구조는, 제1 층의 일 포션 상에만 제2 층을 형성하는,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자 제조 방법.

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제14항에 있어서,상기 액추에이터부의 이중층 구조는, 상기 제1 층 및 상기 제2 층을 적층한 후, 상기 제2 층에 형성되는 전기 전도성 통로를 부분적으로 차단하여 전기 전도성 통로의 길이를 연장할 수 있도록 일 포션을 제거하여 형성하는,온도 감응형 트랜지스터-액추에이터 소자 제조 방법.