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적층된 복수의 단위 층(a plurality of unit layers)을 포함하는 다층 전기활성 폴리머 디바이스에 있어서, 상기 복수의 단위 층 각각은 전기활성 폴리머(Electro-Active Polymer, EAP)로 형성된 EAP층; 상기 EAP층으로 물질 침투를 방지하도록 상기 EAP층의 전체 상면(entire upper surface)을 커버하도록 상기 EAP층 상에 형성되어 있는 보호층(protecting layer); 및전도성 물질로 형성된 활성 전극(active electrode)을 포함하는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제1항에 있어서,상기 보호층은 상기 EAP층 바로 위에 형성되는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제1항에 있어서,상기 활성 전극이 상기 EAP층의 일 부분 바로 위에 형성되고, 상기 보호층은 상기 활성 전극과 상기 활성 전극이 형성되어 있지 않은 상기 EAP층의 바로 위에 형성되는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제1항에 있어서,상기 보호층은 제1 보호층과 제2 보호층으로 구성되어 있으며,상기 활성 전극은 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층 사이에 형성되는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제1항에 있어서,상기 보호층은 상기 전기활성 폴리머(EAP)가 용해되는 제1 용매에 용해되지 않는 폴리머로 형성되는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제5항에 있어서,상기 보호층은 상기 전기활성 폴리머가 용해되지 않는 제2 용매에 용해되는 폴리머로 형성되는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제5항에 있어서,상기 EAP층은 PVDF(poly vinylidene fluoride) 폴리머, P(VDF-TrFE)(poly vinylidene fluoride - trifluoroethylene) 폴리머, 또는 P(VDF-TrFE-CFE)(poly vinylidene fluoride - trifluoroethylene - chlorofluoroethylene) 폴리머로 형성되고,상기 보호층은 폴리비닐페놀(PVP), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리(4-비닐피리딘)(P4VP), 및 폴리아크릴산(PAA)으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 또는 그 조합으로 형성되는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제1항에 있어서,상기 활성 전극은 100nm 이하의 두께를 갖는 금속 물질 또는 도전성 폴리머로 형성되어 있는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제8항에 있어서,상기 금속 물질은 금(Au), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 및 철(Fe)로 이루어진 선택된 그룹에서 어느 하나이거나 또는 이들의 조합인 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제8항에 있어서,상기 도전성 폴리머는 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌슐폰산)(PEDOT:PSS) 중에서 선택된 하나이거나 또는 이들의 조합인 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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11
제1항에 있어서,상기 전기활성 폴리머는 실리콘(silicone)에 기초한 유전성 탄성중합체(dielectric elastomer) 또는 폴리우레탄(polyurethane)에 기초한 유전성 탄성중합체인 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제1항에 있어서,상기 복수의 단위 층 각각은 상기 활성 전극에 전기적으로 연결되도록 형성된 연장 전극을 더 포함하고,이웃하는 적층된 두 단위 층의 연장 전극들은 상기 활성 전극에 대하여 서로 대향하는 위치에 배치되어 있는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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13
제12항에 있어서,상기 연장 전극들의 측면과 상면을 전기적으로 접속하도록 형성된 공통 전극을 더 포함하는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제13항에 있어서,상기 공통 전극의 일면과 접촉하는 식각 정지층; 및위쪽으로 갈수록 그 폭이 증가하는 형상을 갖는 비아 홀을 더 포함하고,상기 공통 전극은 상기 비아 홀 안에 형성되어 있는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제13항에 있어서,일 측부가 층계 형상을 갖는 복수의 비활성층; 및상기 공통 전극의 일면과 접촉하는 식각 정지층을 더 포함하고,상기 공통 전극은 상기 일 측부에 형성되어 있는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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기판 상에 전기활성 폴리머(Electro-Active Polymer, EAP) 용액을 필름 형상으로 만든 후에 상기 EAP 용액의 용매를 제거하여 제1 EAP층을 형성하는 단계;상기 제1 EAP층으로 물질 침투를 방지하는 보호층을 상기 EAP층의 전체 상면을 커버하도록 상기 EAP층 상에 형성하는 단계;전도성 물질로 활성 전극을 형성하는 단계; 및상기 보호층 상에 상기 EAP 용액을 필름 형상으로 만든 후에 상기 EAP 용액의 용매를 제거하여 제2 EAP층을 형성하는 단계를 포함하는 다층 전기활성 폴리머 디바이스의 제조방법
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제16항에 있어서,상기 보호층은 상기 제1 EAP층 바로 위에 형성하고, 상기 활성 전극은 상기 보호층의 일 부분 바로 위에 형성하는 다층 전기활성 폴리머 디바이스의 제조방법
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18
제16항에 있어서,상기 활성 전극은 상기 제1 EAP층의 일 부분 바로 위에 형성하고, 상기 보호층은 상기 활성 전극과 상기 활성 전극이 형성되어 있지 않은 상기 제1 EAP층의 다른 부분 바로 위에 형성하는 다층 전기활성 폴리머 디바이스의 제조방법
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제16항에 있어서, 상기 보호층은 제1 보호층 및 제2 보호층으로 구성되어 있으며, 상기 보호층의 형성 단계와 상기 활성 전극의 형성 단계는상기 제1 EAP층의 전체 상면을 커버하도록 상기 제1 EAP층 바로 위에 상기 제1 보호층을 형성하는 단계;상기 제1 보호층의 일 부분 바로 위에 상기 활성 전극을 형성하는 단계; 및상기 활성 전극과 상기 활성 전극이 형성되어 있지 않은 상기 제1 보호층의 다른 부분 바로 위에 상기 제2 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 다층 전기활성 폴리머 디바이스의 제조방법
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제16항에 있어서,상기 보호층은 상기 EAP 용액의 용매에 대하여 용해되지 않는 폴리머로 형성하는 다층 전기활성 폴리머 디바이스의 제조방법
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제20항에 있어서,상기 보호층은 상기 다층 전기활성 폴리머가 용해되지 않는 용매에 용해되는 폴리머로 형성하는 다층 전기활성 폴리머 디바이스의 제조방법
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22
제16항에 있어서,상기 제1 및 제2 EAP층의 형성 단계에서는 스핀 코팅법을 이용하여 상기 전기활성 폴리머 용액을 필름 형상으로 만드는 다층 전기활성 폴리머 디바이스의 제조방법
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적층된 복수의 한 쌍의 단위 층(a plurality of a pair of unit layers)을 포함하는 다층 전기활성 폴리머 디바이스에 있어서, 상기 다층 전기활성 폴리머 디바이스는 활성 영역 및 상기 활성 영역에 각각 인접한 제1 비활성 영역과 제2 비활성 영역으로 구획되고,상기 복수의 한 쌍의 단위 층 각각은 제1 단위 층과 제2 단위 층을 포함하고,상기 제1 단위 층은전기활성 폴리머(Electro-Active Polymer, EAP)로 형성된 제1 EAP층;상기 제1 EAP층으로 물질 침투를 방지하도록 상기 제1 EAP층의 전체 상면을 커버하도록 상기 제1 EAP층 상에 형성되어 있는 제1 보호층(protecting layer); 및상기 활성 영역으로부터 상기 제1 비활성 영역까지 연장 형성되도록 전도성 물질로 형성된 제1 활성 전극(active electrode)을 포함하고,상기 제2 단위 층은상기 제1 단위 층 바로 위에 전기활성 폴리머로 형성된 제2 EAP층;상기 제2 EAP층으로 물질 침투를 방지하도록 상기 제2 EAP층의 전체 상면을 커버하도록 상기 제2 EAP층 상에 형성되어 있는 제2 보호층; 및상기 활성 영역으로부터 상기 제2 비활성 영역까지 연장 형성되도록 전도성 물질로 형성된 제2 활성 전극을 포함하는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제23항에 있어서,상기 제1 보호층은 상기 제1 EAP층 바로 위에 형성되고, 상기 제2 보호층은 상기 제2 EAP층 바로 위에 형성되는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제23항에 있어서,상기 제1 활성 전극이 상기 제1 EAP층의 일 부분 바로 위에 형성되고, 상기 제1 보호층은 상기 제1 활성 전극과 상기 제1 활성 전극이 형성되어 있지 않은 상기 제1 EAP층의 다른 부분 바로 위에 형성되고, 상기 제2 활성 전극이 상기 제2 EAP층의 일 부분 바로 위에 형성되고, 상기 제2 보호층은 상기 제2 활성 전극과 상기 제2 활성 전극이 형성되어 있지 않은 상기 제2 EAP층의 다른 부분 바로 위에 형성되는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제23항에 있어서,상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층은 각각 두 개의 층으로 구성되고, 상기 제1 활성 전극과 상기 제2 활성 전극은 각각 상기 두 개의 층 사이에 형성되는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제23항에 있어서,상기 제1 및 제2 보호층은 각각 상기 전기활성 폴리머가 용해되는 제1 용매에 용해되지 않고 또한 상기 전기활성 폴리머가 용해되지 않는 제2 용매에 용해되는 폴리머로 형성되는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제23항에 있어서, 상기 복수의 한 쌍의 단위 층 각각은상기 제1 활성 전극과 전기적으로 연결되도록 상기 제1 비활성 영역에 형성된 제1 연장 전극; 및상기 제2 활성 전극과 전기적으로 연결되도록 상기 제2 비활성 영역에 형성된 제2 연장 전극을 더 포함하고,상기 다층 전기활성 폴리머 디바이스는상기 제1 비활성 영역에 적층되어 있는 복수의 상기 제1 연장 전극들을 전기적으로 연결하는 제1 공통 전극; 및상기 제2 비활성 영역에 적층되어 있는 복수의 상기 제2 연장 전극들을 전기적으로 연결하는 제2 공통 전극을 포함하는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제28항에 있어서,적층된 상기 복수의 단위 층들의 상기 제1 비활성 영역에는 상기 제1 연장 전극의 상면 일부를 노출시키도록 위쪽으로 갈수록 그 폭이 단계적으로 증가하는 제1 비아 홀이 형성되고 있고, 적층된 상기 복수의 단위 층들의 상기 제2 비활성 영역에는 상기 제2 연장 전극의 상면 일부를 노출시키도록 위쪽으로 갈수록 그 폭이 단계적으로 증가하는 제2 비아 홀이 형성되어 있으며,상기 제1 공통 전극은 상기 제1 비아 홀에 형성되어 있고, 상기 제2 공통 전극은 상기 제2 비아 홀에 형성되어 있는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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제28항에 있어서,적층된 상기 복수의 단위 층들의 상기 제1 비활성 영역은 측부가 상기 제1 연장 전극의 상면 일부를 노출시키는 층계 형상을 갖고, 적층된 상기 복수의 단위 층들의 상기 제2 비활성 영역은 측부가 상기 제2 연장 전극의 상면 일부를 노출시키는 층계 형상을 가지며,상기 제1 공통 전극은 상기 제1 비활성 영역의 측부에 형성되고, 상기 제2 공통 전극은 상기 제2 비활성 영역의 측부에 형성되어 있는 다층 전기활성 폴리머 디바이스
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