KR101476718B1 - 3차원 임의 곡면으로 변형 가능한 미세 전극 어레이 및 이의 제조 방법 - Google Patents

3차원 임의 곡면으로 변형 가능한 미세 전극 어레이 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101476718B1
KR101476718B1 KR1020120151123A KR20120151123A KR101476718B1 KR 101476718 B1 KR101476718 B1 KR 101476718B1 KR 1020120151123 A KR1020120151123 A KR 1020120151123A KR 20120151123 A KR20120151123 A KR 20120151123A KR 101476718 B1 KR101476718 B1 KR 101476718B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
pattern
forming
microelectrode
shape
Prior art date
Application number
KR1020120151123A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140082047A (ko
Inventor
조동일
정흠
안재현
이상민
홍석준
유형정
정석원
박선길
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020120151123A priority Critical patent/KR101476718B1/ko
Publication of KR20140082047A publication Critical patent/KR20140082047A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101476718B1 publication Critical patent/KR101476718B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/08Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances oxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

미세 전극 어레이는, 유연한 물질로 이루어지는 기판 및 기판상에 위치하는 하나 이상의 미세 전극을 포함할 수 있다. 기판은, 기판의 일 부분에 위치하며 기판을 적어도 부분적으로 제거함으로써 기판의 두께를 감소시키도록 형성된 패턴을 포함할 수 있다. 패턴에 의하여 기판의 유연성을 증대시킴으로써 2차원 평면상에 제작된 미세 전극 어레이를 용이하게 3차원적으로 변형할 수 있다. 예컨대, 미세 전극 어레이는 곡면을 갖는 물체에 밀착될 수 있어, 생체에 이식될 경우 이식되는 대상의 형태를 따라 균일한 밀착을 제공할 수 있다.

Description

3차원 임의 곡면으로 변형 가능한 미세 전극 어레이 및 이의 제조 방법{MICRO-ELECTRODE ARRAY DEFORMABLE INTO ARBITRARY THREE DIMENSIONAL CURVATURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
실시예들은 3차원 임의 곡면으로 변형 가능한 미세 전극 어레이 및 이의 제조 방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 실시예들은 2차원 평면상에 유연한 재질의 기판을 이용하여 제작한 미세 전극 어레이에 있어, 유연한 기판에 패턴을 주어 용이하게 임의의 3차원 곡면 형상으로 변형할 수 있도록 하는 기술에 대한 것이다.
최근 나노 마이크로 가공 기술의 발달로, 포토 리소그래피(photo-lithography), 소프트 리소그래피(soft-lithography), LiGA, 핫 엠보싱(hot embossing) 등의 공정을 이용하여 유연한 평면 기판 위에 나노미터 또는 마이크로미터 크기의 3차원 미세 구조물을 제작하는 것이 어렵지 않게 되었다. 하지만, 유연한 평면 기판이라고 할지라도 하나의 방향으로만 유연하므로, 기판 위에 형성된 전극이 대상을 따라 밀착하도록 하는 것은 쉽지 않을 수 있다.
도 1a 및 1b는 대상체에 밀착되는 전극의 형태를 예시적으로 도시하는 개념도들이다. 도 1a에 도시된 것과 같이 원기둥 형태의 곡면(100)을 따르도록 전극(110)을 밀착시키는 것은 가능하나, 도 1b에 도시된 것과 같이 구면 형태의 곡면(120)(예컨대, 안구, 뇌 등)을 따라 전극(110)이 밀착하도록 하는 것은 쉽지 않다.
3차원 구면 형태에 대응하기 위한 종래의 기술로, 마이크로머시닝(micromachining) 기술을 이용하여 높이가 서로 다른 3차원 전극들을 제작하여 생체의 곡면에 전극이 밀착될 수 있도록 제작하는 기술, 및 전극의 배치 간격 혹은 크기를 다르게 하여 전극을 제작하는 기술이 있다. 그러나, 이상의 기술을 이용할 경우 개별 전극의 크기가 서로 달라 미세 전극의 특성이 달라질 수 있다는 단점이 있다.
또 다른 기술로, 전극이 형성된 유연한 폴리머(polymer) 기판을 구면에 밀착하여 경화시키는 프리스트레싱(pre-stressing) 방법이 있다. 그러나, 상기 방법에서는 폴리머 경화 시 특정 곡률에 대해서만 고려를 하여 제작하기 때문에, 유사한 형태의 구면이라도 곡률이 다를 경우에는 그 형상을 정확히 따라 전극이 밀착되지 못하며, 결과적으로 대상과의 접촉시 접촉 불량을 야기시킬 수 있다는 문제점이 있다.
일 예로 최근의 신경망 연구에는, 침습적인 방법으로 생체 내 신경에 직접 접촉하여 신경 신호를 기록하는 동시에 의도하는 신호를 신경에 전달하는 역할을 하는 전극이 필수적으로 요구된다. 이에 있어서, 기존의 상용 신경 전극들은 미세 전극 어레이(Micro-electrode array)로 대체되고 있다. 미세 전극 어레이는 이식하는 부위의 3차원 형태에 대해 전극의 밀착성이 요구되며, 또한 물리적 자극 혹은 감염을 최소화하여야 한다.
또 다른 일 예로는, 비침습적으로 생체 신호를 감지하는 인공 피부 형태의 센서 어레이가 있다. 상기 센서 어레이는 생체 표피에 직접적으로 부착하여 혈류 등의 신호를 감지하는 장치로서, 감도를 높이기 위해서는 센서 자체의 높은 감도 특성이 요구된다. 특히, 정확한 신호 감지를 위해서는 생체에 정확하게 밀착하는 기술이 필수적으로 요구된다.
공개특허공보 제10-2010-0127009호
본 발명의 일 측면에 따르면, 임의로 자유 곡면을 형성할 수 있도록 전극을 지지하는 유연한 기판에 패턴을 줌으로써, 이식되는 대상의 형태를 따라 균일한 밀착을 제공할 수 있도록 구성된 미세 전극 어레이 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 미세 전극 어레이는, 유연한 물질로 이루어지는 기판; 및 상기 기판상에 위치하는 하나 이상의 미세 전극을 포함할 수 있다. 상기 기판은, 상기 기판의 일 부분에 위치하며 상기 기판을 적어도 부분적으로 제거함으로써 상기 기판의 두께를 감소시키도록 형성된 패턴을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 미세 전극 어레이의 제조 방법은, 유연한 물질로 이루어지는 기판상에 하나 이상의 미세 전극을 형성하는 단계; 및 상기 기판의 일 부분을 적어도 부분적으로 제거함으로써 상기 기판의 두께를 감소시키도록 상기 기판상에 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 미세 전극 어레이는, 유연한 평면 기판상에 형성되며 임의의 3차원 곡면에 밀착되도록 변형될 수 있다. 유연한 기판이 패터닝되지 않은 상태에서 생체에 이식되면 한 방향으로만 유연한 특성을 보이나, 본 발명의 일 측면에 따라 유연한 기판을 패터닝할 경우 양 방향 모두 유연한 특성을 보일 수 있다.
생체 내 침습적인 방법에 의한 신경망 자극 및 기록 등의 생체 특성 분석을 위한 적용 분야의 경우, 미세 전극 어레이를 삽입하면 삽입된 부분의 조직 및 신경에 지속적인 압력이 가해짐에 따라 염증 반응 혹은 조직 박리 등이 나타날 위험이 있다. 본 발명의 일 측면에 의하면, 미세 전극 어레이가 유연한 성질을 가져 생체 조직의 곡면 형상을 따라 잘 밀착된다. 따라서, 미세 전극 어레이가 주변 조직에 끼칠 수 있는 물리적인 영향, 및 이로 인한 감염 혹은 조직 박리 등에 의한 피해를 최소화할 수 있다.
또한, 미세 전극 어레이가 비침습적인 방법으로 생체의 표피에서 신호를 감지하도록 적용되는 경우에는, 곡률을 따라 향상된 밀착력을 확보하게 함으로써 고감도 센서에서 발생할 수 있는 잡음 성분을 최소화할 수 있다. 궁극적으로는 미세 전극 어레이가 구면 형태의 생체 조직에 더욱 잘 밀착됨으로써 생체 신호 기록 및 전달 시 잡음이 작은 신호 기록 및 전달이 가능하다. 또한, 패턴을 따라 기판을 관통하거나 부분적으로 식각을 함으로써 기판의 두께를 실질적으로 감소시킬 수 있어, 예컨대, 얇게 성형하기 어려운 폴리머(polymer)의 경우 패턴을 형성함으로써 유연성을 증대시킬 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 측면에 따른 미세 전극 어레이는 평면상에 제작된 후 임의의 3차원 곡면 형상에 따라 변형될 수 있을 뿐만 아니라, 2차원 평면상에서도 완벽한 밀착이 가능하다. 따라서, 종래와 같이 폴리머를 경화시킬 때 프리스트레싱(pre-stressing)하여 곡면을 형성하는 것과 비교하면 보다 다양한 표면에 밀착이 가능한 이점이 있다.
도 1a 및 1b는 대상체에 밀착되는 전극의 형태를 예시적으로 도시하는 개념도들이다.
도 2a 및 2b는 실시예들에 따라 형성된 미세 전극 어레이의 단면도들이다.
도 3a 내지 3d는 실시예들에 따른 미세 전극 어레이에서 유연한 기판의 다양한 형태를 도시하는 평면도들이다.
도 4a 내지 4h는 실시예들에 따라 유연한 기판상에 패터닝될 수 있는 다양한 패턴 형태를 도시하는 도면들이다.
도 5a 내지 5h는 각각 도 4a 내지 4h에 도시된 패턴을 갖는 유연한 기판의 유연성 및 곡면 형성에 대한 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면들이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.
도 2a는 일 실시예에 따라 형성된 2차원 미세 전극 어레이의 단면도이며, 도 2b는 다른 실시예에 따라 형성된 3차원 미세 전극 어레이의 단면도이다. 도 2a 및 2b를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 전극 어레이는 하부 기판(201)상에 위치할 수 있다. 하부 기판(201)은 다각형, 원형, 타원형 등 임의의 형상을 가질 수 있다.
도 3a 내지 3d는 실시예들에 따른 미세 전극 어레이를 형성하기 위한 하부 기판(201)의 다양한 형태에 대한 평면도이다. 하부 기판(201)은 도 3a 내지 3d에 각각 도시된 것과 같은 사각형, 모서리가 둥근 사각형, 원형, 또는 타원형 단면을 갖는 평판 형상의 구조를 가질 수 있다. 또한, 하부 기판(201)은 도 3a 내지 3d에 도시된 형상 중 2 이상이 혼합된 형상을 가질 수도 있으며, 또는 본 명세서에서 도시되지 않은 다른 임의의 형상을 가질 수도 있다.
하부 기판(201)은 생체 조직 내에 이식되는 경우 주변 생체 조직에 끼치는 영향을 최소화하기 위해 유연한 재질, 즉, 플렉서블(flexible) 기판으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 기판(201)은 폴리디메틸실록세인(Poly dimethyl siloxane; PDMS), 폴리카보네이트(Poly carbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(Poly methyl methacrylate; PMMA), 사이클로올레핀공중합체(Cyclo olefin copolymer; COC), 폴리이미드(Polyimide), 파릴린(Parylene), 젤라틴(gelatin), 콜라겐(collagen), 폴리에틸렌글리콜(poly-ethyleneglycol; PEG), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone; PVP), 폴리-카프로락톤(poly-caprolactone), L-폴리-락타이드(L-poly-lactides; LPLA), 폴리-글리콜산(poly-glycolic acid; PGA), 폴리-D-락타이드(poly-D-lactide; PDLA), 폴리-락트산(poly-lactic acid; PLA), 폴리-락틱-코-글리콜산(poly-lactic-co-glycolic acid; PLGA), 또는 이들의 2 이상의 조합으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 하부 기판(201)은 평면 지지체(미도시)상에 유연한 물질을 도포함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 하부 기판(201)은 액상 폴리머를 도포함으로써 형성될 수도 있다.
하부 기판(201) 상에 금속 등 도전 물질을 형성함으로써 배선부(202) 및 하나 이상의 미세 전극(204, 214)을 형성할 수 있다. 배선부(202)의 일부 영역은 추후 외부와의 전기 접속을 위하여 노출될 패드 영역(205)을 구성할 수 있다. 미세 전극(204, 214)은 배선부(202)에 의하여 패드 영역(205)에 전기적으로 연결될 수 있다. 미세 전극(204, 214) 및 배선부(202)는 일체형의 구조를 가질 수도 있다.
미세 전극은 임의의 2차원 형상 또는 3차원 형상을 가질 수 있다. 도 2a에 도시된 실시예에서, 미세 전극 어레이는 평판형 미세 전극(204)을 포함하여 구성된다. 평판형 미세 전극(204)은 원형, 타원형, 다각형 등을 단면 형상을 갖는 다면체의 형태로 구성될 수 있다. 또는, 다른 실시예에서, 미세 전극 어레이는 도 2b에 도시된 것과 같은 3차원 화살촉 형상의 미세 전극(214)을 포함하여 구성될 수도 있다. 화살촉 형상의 미세 전극(214)은 생체 내의 신경 등과 직접 밀착하여 신경 신호 등을 기록 및/또는 전달하는 데에 용이하게 사용될 수 있다. 그러나, 미세 전극의 3차원 형상은 화살촉 형상에 한정되는 것은 아니며, 원기둥 또는 타원 기둥 형상, 다각형 기둥 형상, 또는 다른 적당한 형상을 가질 수도 있다.
미세 전극(204, 214)은 전기 신호의 전달이 가능하도록 도전 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 미세 전극(204, 214)은 금, 백금, 니켈, 알루미늄, 구리, 이리듐, 이리듐 산화물, 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide; ITO)과 같은 금속 또는 금속 화합물, 폴리피롤(Poly pyrrole)과 같은 전도성 폴리머, 불순물이 도핑된 다결정 실리콘 중 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
배선부(202) 및 미세 전극(204, 214)이 형성된 후, 배선부(202) 및 미세 전극(204, 214)이 위치하는 하부 기판(201) 상에 상부 기판(203)이 형성될 수 있다. 상부 기판(203)은 배선부(202)를 덮어 배선부(202)가 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다. 또한, 상부 기판(203)은 부분적으로 패터닝되어 미세 전극(204, 214)을 외부에 노출시킬 수 있다. 상부 기판(203)의 형상 및 재질은 하부 기판(201)의 형상 및 재질과 동일할 수 있으므로, 설명의 중복을 피하기 위하여 자세한 설명을 생략한다.
일 실시예에서, 상부 기판(203)은, 배선부(202) 및 미세 전극(204, 214)이 위치하는 하부 기판(201) 상에 액상 폴리머를 도포함으로써 형성될 수 있다. 도포된 액상 폴리머를 경화시킨 후, 필요할 경우 미세 전극(204, 214)을 노출시키도록 경화된 액상 폴리머의 일부를 식각 등에 의해 제거할 수도 있다. 또한, 하부 기판(201)의 일부를 식각 등에 의해 제거함으로써 패드 영역(205)을 노출시킬 수도 있다.
다음으로, 하부 기판(201) 및 상부 기판(203)을 임의의 곡면 형상으로 변형시키는 것을 용이하게 하기 위하여 하부 기판(201) 및 상부 기판(203)을 패터닝할 수 있다. 이하에서는, 하부 기판(201) 및 상부 기판(203)으로 이루어지는 구조를 "기판"으로 지칭한다.
일 실시예에서, 패턴은 기판을 완전히 관통하는 홀(hole)이 형태일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 패턴은 기판을 소정의 깊이로 식각함으로써 기판 일부의 두께를 얇게하는 함몰 영역(recess)의 형태일 수도 있다. 패턴 형상은 미세 전극 어레이를 변형시켜 밀착시키고자 하는 형상에 따라 결정될 수 있으며, 변형 시 기판의 각 부분의 곡률에 따라 해당 부분의 패턴의 크기 및/또는 형상이 결정될 수 있다. 각각의 패턴은 수 ㎛ 내지 수 mm 수준의 크기를 가질 수도 있다.
일 실시예에서, 패턴은 기판에서 배선부(202) 및 미세 전극(204, 214)이 위치하는 영역을 제외한 영역에 형성될 수 있다. 즉, 기판 표면에 수직한 방향으로부터 기판을 바라보았을 때, 배선부(202) 및 미세 전극(204, 214)이 위치하는 영역과 패턴이 형성된 영역이 서로 중첩되지 않을 수 있다. 이를 위하여, 기판은 배선부(202) 및 미세 전극(204, 214)이 형성되고 난 후에 패터닝될 수도 있다.
도 4a 내지 4h는 실시예들에 따라 유연한 기판상에 패터닝될 수 있는 다양한 패턴 형태를 도시하는 도면들이다.
도 4a는 패턴이 없는 기판의 형상을 도시한다. 한편, 기판에 형성되는 패턴은 도 4b와 같이 중심으로부터 배열된 하나 이상의 "ㄱ"자 형상, 도 4c와 같이 동심원을 갖는 하나 이상의 원호 형상, 도 4d와 같이 하나 이상의 "ㄱ"자 형상과 하나 이상의 "ㅡ"자 형상을 조합한 형상, 도 4e와 같이 서로 상이한 방향으로 배열된 하나 이상의 "ㄱ" 형상, 도 4f와 같이 소용돌이 형태로 연장되는 꺾인 선 형상, 도 4g와 같은 하나 이상의 십자 형상을 가질 수 있다. 또한, 기판에 형성되는 패턴은 도 4h와 같이 기판을 관통하지 않고 일부만 식각하여 형성된 함몰 영역일 수도 있다.
나아가, 도 4b 내지 4h에 도시된 패턴의 형상은 단지 예시적인 것으로서, 실시예들에 따른 미세 전극 어레이에서 기판에 형성되는 패턴은 하나 이상의 직선, 하나 이상의 꺾인 선, 또는 하나 이상의 곡선 등이 조합된 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 십자 형상, 반원 형상, 슬릿(slit) 형상, "O"자 형상, "ㅁ"자 형상, "ㄷ"자 형상, "ㅡ"자 형상, "1"자 형상, "ㄱ"자 형상 등이 조합된 형상을 갖는 패턴이 기판에 형성될 수 있다.
도 5a 내지 5h는 각각 도 4a 내지 4h에 도시된 패턴을 갖는 유연한 기판의 유연성 및 곡면 형성에 대한 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면들이다.
도 5a 내지 5h는 도 4a 내지 4h에 도시된 패턴을 갖는 유연한 기판에 대해 유한요소해석 기법을 이용하여 시뮬레이션한 결과를 도시한다. 도 5a 내지 5h에는 기판에 일정한 압력을 가하면서 얻어진 기판의 스트레스(stress)가 색으로 표시되며, 푸른색에서 붉은색으로 이동할수록 스트레스가 증가하는 것을 나타낸다. 패턴이 없는 도 5a의 기판과 비교할 때, 패턴이 형성된 도 5b 내지 5h의 기판이 양 방향 모두 유연하게 휘어질 수 있음을 알 수 있다. 패턴이 없는 경우 기판은 유연한 성질을 지니더라도 원기둥과 같이 한 방향으로 곡면을 갖는 형태만을 따라 변형될 수 있으며, 구와 같이 양 방향으로 곡면을 갖는 형태를 따라 변형될 수 없다.
하기 표 1 및 표 2는 도 5a 내지 5h의 결과에서 각 기판의 최소 스트레스 값 및 최대 변위를 표시한 것이다. 표 1 및 표 2에 기재된 값은 각각의 기판 사이의 상대적인 값을 임의 단위로 표시한 것으로, 최소 스트레스의 값이 작고 최대 변위가 클수록 기판을 임의의 3차원 형상으로 변형하는 것이 상대적으로 용이함을 의미한다.
도 5a의 기판 도 5b의 기판 도 5c의 기판 도 5d의 기판
최소 스트레스 700 350 533 193
최대 변위 0.165E-6 0.296E-6 0.231E-6 0.445E-6
도 5e의 기판 도 5f의 기판 도 5g의 기판 도 5h의 기판
최소 스트레스 5.5 6.2 5 33
최대 변위 0.182E-3 0.228E-3 0.404E-5 0.108E-7
이상에서 설명한 실시예에 따른 미세 전극 어레이에서, 유연한 물질로 이루어진 기판에 패턴이 형성됨으로써 기판은 양 방향 모두로 유연한 특성을 갖는다. 그 결과, 기판의 임의의 3차원 곡면 형상을 따라 밀착하도록 변형될 수 있어, 예컨대, 생체 중 구 형태의 곡면을 이루는 조직(예컨대, 피부, 안구, 뇌 등)에 미세 전극 어레이를 밀착시킬 수 있다. 미세 전극 어레이가 조직 형상을 따라 잘 밀착되므로, 미세 전극 어레이가 주변 조직에 끼칠 수 있는 물리적인 영향, 및 이로 인한 감염 혹은 조직 분리 등에 의한 피해를 최소화 할 수 있다. 또한, 밀착력을 증대시킴으로써 미세 전극에 기록되는 신호에서의 잡음을 최소화 할 수 있다.
실시예들에 따른 미세 전극 어레이는, 일 예로, 시력 상실 환자들의 시력 복원을 위한 인공 시각 장치에 적용될 수도 있다. 인공 시각 장치에 포함되어 외부로부터 입력되는 전기적 신호를 안구 내의 신경으로 전달하기 위한 수단으로서 실시예들에 따른 미세 전극 어레이가 적용될 수 있다. 또 다른 예로, 실시예들에 따른 미세 전극 어레이는 생체의 표피에 부착되어 신호를 감지하는 촉각 센서, 생체에 부착되는 치료 시점(point-of-care) 장치, 및 웨어러블(wearable) 컴퓨터 등에도 적용될 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 유연한 물질로 이루어지는 기판; 및
    상기 기판상에 위치하는 하나 이상의 미세 전극을 포함하되,
    상기 기판은, 상기 기판의 일 부분에 위치하는 패턴을 포함하며, 3차원 곡면을 따라 밀착되도록 변형 가능하고,
    상기 패턴은, 상기 기판을 부분적으로 제거함으로써 상기 기판의 두께를 감소시키거나 또는 상기 기판을 관통하도록 형성되며,
    상기 기판에서 상기 하나 이상의 미세 전극이 위치하는 영역과 상기 패턴이 형성된 영역은 서로 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴은 상기 기판을 관통하는 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴은 상기 기판의 표면상에 형성된 함몰 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴은, 하나 이상의 직선, 하나 이상의 꺾인 선, 또는 하나 이상의 곡선 중 하나 이상을 포함하는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 내에 위치하며 상기 하나 이상의 미세 전극과 전기적으로 연결되는 배선부를 더 포함하되,
    상기 패턴은 상기 기판에서 상기 배선부 및 상기 하나 이상의 미세 전극이 위치하지 않는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은, 폴리디메틸실록세인, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 사이클로올레핀공중합체, 폴리이미드, 파릴린, 젤라틴, 콜라겐, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리-카프로락톤, L-폴리-락타이드, 폴리-글리콜산, 폴리-D-락타이드, 폴리-락트산, 폴리-락틱-코-글리콜산, 및 이들의 2 이상의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세 전극은, 금, 백금, 니켈, 알루미늄, 구리, 이리듐, 이리듐 옥사이드, 인듐주석산화물, 폴리피롤, 불순물이 도핑된 다결정 실리콘 및 이들의 2 이상의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이.
  8. 유연한 물질로 이루어지는 기판상에 하나 이상의 미세 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 기판의 일 부분상에 패턴을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 패턴은, 상기 기판을 부분적으로 제거하여 상기 기판의 두께를 감소시키거나 또는 상기 기판을 관통하도록 형성되며,
    상기 패턴이 형성된 상기 기판은 3차원 곡면을 따라 밀착되도록 변형 가능하고,
    상기 기판에서 상기 하나 이상의 미세 전극이 형성된 영역과 상기 패턴이 형성된 영역은 서로 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 패턴을 형성하는 단계는, 상기 기판을 관통하는 홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 패턴을 형성하는 단계는, 상기 기판의 표면상에 함몰 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 패턴은, 하나 이상의 직선, 하나 이상의 꺾인 선, 또는 하나 이상의 곡선 중 하나 이상을 포함하는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판상에 하나 이상의 미세 전극을 형성하는 단계는,
    하부 기판상에 배선부를 형성하는 단계;
    상기 배선부와 전기적으로 연결된 상기 하나 이상의 미세 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 배선부 및 상기 하나 이상의 미세 전극이 위치하는 상기 하부 기판상에 상부 기판을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 패턴을 형성하는 단계는, 상기 하부 기판 또는 상기 상부 기판에서 상기 배선부 및 상기 하나 이상의 미세 전극이 위치하지 않는 영역에 상기 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 패턴이 형성된 상기 기판을 미리 결정된 형상에 따라 변형시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 패턴을 형성하는 단계는, 상기 미리 결정된 형상에 의해 결정되는 곡률에 기초하여 상기 패턴의 형상을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 전극 어레이의 제조 방법.
KR1020120151123A 2012-12-21 2012-12-21 3차원 임의 곡면으로 변형 가능한 미세 전극 어레이 및 이의 제조 방법 KR101476718B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120151123A KR101476718B1 (ko) 2012-12-21 2012-12-21 3차원 임의 곡면으로 변형 가능한 미세 전극 어레이 및 이의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120151123A KR101476718B1 (ko) 2012-12-21 2012-12-21 3차원 임의 곡면으로 변형 가능한 미세 전극 어레이 및 이의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140082047A KR20140082047A (ko) 2014-07-02
KR101476718B1 true KR101476718B1 (ko) 2014-12-29

Family

ID=51733054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120151123A KR101476718B1 (ko) 2012-12-21 2012-12-21 3차원 임의 곡면으로 변형 가능한 미세 전극 어레이 및 이의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101476718B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101681653B1 (ko) 2015-03-26 2016-12-01 김윤희 전화 번호의 사업자에게 고객의 문의 내용을 제공하는 전화 번호 안내 장치, 전화 번호 안내 시스템 및 전화 번호 안내 방법
US20240090812A1 (en) * 2020-12-22 2024-03-21 Techno-Commons Inc. Biological signal detection electrode
KR20240073688A (ko) 2022-11-18 2024-05-27 재단법인차세대융합기술연구원 생체 신호 측정 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100864536B1 (ko) * 2006-08-01 2008-10-21 고려대학교 산학협력단 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성 방법 및 이에의해 형성된 미세전극

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100864536B1 (ko) * 2006-08-01 2008-10-21 고려대학교 산학협력단 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성 방법 및 이에의해 형성된 미세전극

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140082047A (ko) 2014-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Szostak et al. Neural interfaces for intracortical recording: Requirements, fabrication methods, and characteristics
Kim et al. A hybrid silicon–parylene neural probe with locally flexible regions
EP2713863B1 (en) Conformable actively multiplexed high-density surface electrode array for brain interfacing
EP1552785B1 (en) Body surface bio-potential sensor having multiple electrodes and apparatus comprising the body surface bio-potential sensor
Khodagholy et al. Highly conformable conducting polymer electrodes for in vivo recordings
Cho et al. 3D electrodes for bioelectronics
JP4233758B2 (ja) 医療電極、及び、その製造方法
EP2582289B1 (en) Pdms-based stretchable multi-electrode and chemotrode array for epidural and subdural neuronal recording, electrical stimulation and drug delivery
US20180345008A1 (en) Three-dimensional neural probe microelectrode array and method of manufacture
Barz et al. Versatile, modular 3D microelectrode arrays for neuronal ensemble recordings: from design to fabrication, assembly, and functional validation in non-human primates
EP2830491B1 (en) Intracranial sensing & monitoring device with macro and micro electrodes
Morikawa et al. Donut‐shaped stretchable kirigami: Enabling electronics to integrate with the deformable muscle
WO2018053017A1 (en) Microneedle arrays having a bio-erodible substrate
CN110623655A (zh) 模拟失重大鼠的植入式微纳电极阵列芯片及其制备方法
Poppendieck et al. Development, manufacturing and application of double-sided flexible implantable microelectrodes
KR101476718B1 (ko) 3차원 임의 곡면으로 변형 가능한 미세 전극 어레이 및 이의 제조 방법
KR101891397B1 (ko) 미세 채널을 포함하는 점착성 패치
KR101785287B1 (ko) 마이크로니들 전극 패치 및 이의 제조 방법
KR101501283B1 (ko) 미세 바늘 어레이 기판의 제조 방법
JP5431057B2 (ja) 網状生体電極アレイ
Park et al. Design and fabrication of blue LED-integrated graphene electrodes for neural stimulation and signal recording
KR101613578B1 (ko) 전극 배열체 및 그 제조 방법
CN218128556U (zh) 一种神经接口
Shin et al. Fabrication of a transparent array of penetrating 3D microelectrodes with two different heights for both neural stimulation and recording
John et al. Multifunctional chronic 3D electrode arrays based on a simple folding process

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171124

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181203

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191203

Year of fee payment: 6