KR102652778B1

KR102652778B1 - Display

Info

Publication number: KR102652778B1
Application number: KR1020220128931A
Authority: KR
Inventors: 김형준; 신의섭; 이종훈; 최민규
Original assignee: 주식회사 씨케이머티리얼즈랩
Priority date: 2017-12-04
Filing date: 2022-10-07
Publication date: 2024-04-01
Also published as: KR20190022259A; KR102454463B1; KR102320746B1; KR20220140681A; KR20210117237A

Abstract

본 발명은 디스플레이에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디스플레이는, 자성 입자를 포함하는 유체를 포함하는 디스플레이부; 및 상기 디스플레이부에 자기장을 인가하는 자기장 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to displays. A display according to the present invention includes a display unit containing a fluid containing magnetic particles; and a magnetic field generator that applies a magnetic field to the display unit.

Description

display {DISPLAY}

본 발명은 디스플레이에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 디스플레이부 후면으로부터 인가되는 자기장을 통해 디스플레이부의 자성 유체가 제어되어 이미지 등을 나타내는 디스플레이에 관한 것이다.The present invention relates to displays. More specifically, it relates to a display that displays images, etc. by controlling the magnetic fluid of the display unit through a magnetic field applied from the rear of the display unit.

자성 유체는 크기가 수 내지 수십 나노미터 정도에 해당하는 자성 입자의 콜로이드 분산액이다. 이와 같은 자성유체는 유동성과 자화성이 결합된 특수한 성질을 나타낸다. 자성 유체는 1960년대에 미항공우주국(NASA)에서 마그네타이트 광석을 볼밀(Ball Mill)로 분쇄한 후, 마그네타이트 미립자의 표면을 계면활성제로 피복시키고, 이를 등유에 분산시킴에 따라 최초로 제조된 바 있다. 이와 같이 제조된 자성 유체를 이용하여 로켓연료를 자성 유체화하여 무중력 상태에서도 연료공급이 가능하게 하였다.Magnetic fluid is a colloidal dispersion of magnetic particles with a size of several to tens of nanometers. Such magnetic fluids exhibit special properties that combine fluidity and magnetization. Magnetic fluid was first manufactured at NASA in the 1960s by crushing magnetite ore with a ball mill, coating the surface of the magnetite particles with a surfactant, and dispersing it in kerosene. Using the magnetic fluid produced in this way, rocket fuel was converted into a magnetic fluid, making fuel supply possible even in zero gravity.

자성 유체는 보통의 원심력이나 자기장이 가해지더라도 액상과 고상의 분리가 잘 일어나지 않고, 겉보기로는 액체 자체가 강한 자성을 갖는 것처럼 거동하는 특수한 성질을 가진다. 자성 유체는 이러한 특수한 특성으로 인하여 비중차선별, 자기실(Magnetic Seal), 스피커용 쿨링재, 자기 기록재, 폐유처리 등 다양한 분야에 사용된다. 다만, 자성 유체의 이러한 특성을 디스플레이에 적용하여, 실내외의 인테리어, 디자인적으로 사용하는 시도는 현재까지 부족한 실정이다.Magnetic fluids have special properties in that separation of the liquid and solid phases does not occur easily even when normal centrifugal force or magnetic fields are applied, and they appear to behave as if the liquid itself has strong magnetism. Due to these special characteristics, ferrofluids are used in various fields such as gravity separation, magnetic seals, cooling materials for speakers, magnetic recording materials, and waste oil treatment. However, attempts to apply these characteristics of ferrofluid to displays and use them for interior and exterior design purposes are lacking to date.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자성 유체를 이용하여 이미지 등을 나타낼 수 있는 디스플레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention was conceived to solve all the problems of the prior art as described above, and its purpose is to provide a display that can display images, etc. using magnetic fluid.

또한, 본 발명은 자성 유체가 자기장에 반응하여 움직이고, 자성 유체의 이합집산(離合集散)에 따라 독특한 시각적 이미지를 나타낼 수 있는 디스플레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the purpose of the present invention is to provide a display in which a magnetic fluid moves in response to a magnetic field and can display a unique visual image according to the combination and collection of the magnetic fluid.

본 발명의 상기의 목적은, 자성 입자를 포함하는 유체를 포함하는 디스플레이부; 및 상기 디스플레이부에 자기장을 인가하는 자기장 생성부를 포함하고, 상기 자기장 생성부는 복수의 셀로 구성되되, 상기 자성 입자를 이동시킬 수 있는 세기의 자기장을 인가하는 제1 셀과 상기 자성 입자를 이동시킬 수 없는 제2 셀로 구성되는, 디스플레이에 의해 달성된다.The above object of the present invention is to include a display unit containing a fluid containing magnetic particles; and a magnetic field generator that applies a magnetic field to the display unit, wherein the magnetic field generator is comprised of a plurality of cells, including a first cell that applies a magnetic field of a strength capable of moving the magnetic particles and a first cell that is capable of moving the magnetic particles. This is achieved by the display, consisting of a second cell without.

상기 제1 셀과 상기 제2 셀은 시간에 따라서 변화할 수 있다.The first cell and the second cell may change over time.

사운드를 출력하는 스피커부를 더 포함할 수 있다.It may further include a speaker unit that outputs sound.

상기 제1 셀과 상기 제2셀의 분포는 외부의 음악 신호에 기초하여 생성한 자기장 신호 패턴에 대응할 수 있다.The distribution of the first cell and the second cell may correspond to a magnetic field signal pattern generated based on an external music signal.

상기 스피커부에서 출력되는 사운드의 크기, 비트 중 적어도 어느 하나에 따라, 상기 자기장 생성부에서 상기 디스플레이부에 인가하는 자기장의 세기, 자기장 주파수, 자기장의 패턴 중 적어도 어느 하나가 변경될 수 있다.Depending on at least one of the size and beat of the sound output from the speaker unit, at least one of the strength of the magnetic field applied to the display unit from the magnetic field generator, the magnetic field frequency, and the magnetic field pattern may be changed.

각각의 상기 셀들은 생성하는 자기장의 세기, 자기장 주파수가 동일하거나 상이할 수 있다.Each of the cells may have the same or different magnetic field intensity and magnetic field frequency.

상기 자기장이 인가되면 상기 자성 입자가 방향성을 가지고 이동할 수 있다.When the magnetic field is applied, the magnetic particles can move directionally.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 자성 유체를 이용하여 이미지 등을 나타낼 수 있는 자성 유체 디스플레이를 구현하는 효과가 있다.According to the present invention configured as described above, there is an effect of implementing a magnetic fluid display capable of displaying images, etc. using magnetic fluid.

또한, 본 발명에 따르면, 자성 유체가 자기장에 반응하여 움직이고, 자성 유체의 이합집산(離合集散)에 따라 독특한 시각적 이미지를 나타낼 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the magnetic fluid moves in response to a magnetic field, and there is an effect of displaying a unique visual image according to the combination and collection of the magnetic fluid.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성 유체 디스플레이를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 생성부를 나타내는 개략 사시도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성 유체 디스플레이의 이미지 표시 형태 및 과정을 나타내는 정면도 및 측면도이다.
도 8은 본 발명의 여러 다른 실시예에 따른 자성 유체 디스플레이의 이미지표시 형태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부의 부분 사진이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부에서 이미지가 나타나는 사진이다.1 is a perspective view showing a magnetic fluid display according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic perspective view showing a magnetic field generator according to an embodiment of the present invention.
3 to 7 are front and side views showing the image display form and process of the magnetic fluid display according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram showing an image display form of a magnetic fluid display according to several other embodiments of the present invention.
Figure 9 is a partial photograph of a display unit according to an embodiment of the present invention.
10 and 11 are photographs showing images appearing on a display unit according to an embodiment of the present invention.

실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조 부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.Reference is made to the accompanying drawings, which show embodiments by way of example. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from one another but are not necessarily mutually exclusive. For example, specific shapes, structures and characteristics described herein with respect to one embodiment may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the detailed description that follows is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the invention is limited only by the appended claims, together with all equivalents to what those claims assert, if properly described. Similar reference signs in the drawings refer to identical or similar functions across various aspects, and the length, area, thickness, etc. may be exaggerated for convenience.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings in order to enable those skilled in the art to easily practice the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성 유체 디스플레이(10)를 나타내는 사시도이다.Figure 1 is a perspective view showing a magnetic fluid display 10 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 자성 유체 디스플레이(10)는 디스플레이부(100) 및 자기장 생성부(200)를 포함할 수 있다. 도 1에는 평판 형태의 디스플레이부(100) 및 원기둥 형태의 자기장 생성부(200)가 자성 유체 디스플레이(10)를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 반드시 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 1, the ferrofluid display 10 of the present invention may include a display unit 100 and a magnetic field generator 200. Although FIG. 1 shows a flat display unit 100 and a cylindrical magnetic field generating unit 200 forming the ferrofluid display 10, it is not limited to this embodiment.

디스플레이부(100)는 이미지가 표시되는 표시 화면(110) 및 표시 화면(110) 주변의 프레임(120)을 포함할 수 있다. 여기서, 이미지라 함은 특정 도안, 문자, 기호 등의 의도된 메시지를 지니는 형태, 또는 문양, 무늬, 패턴 등의 디자인적 요소를 가지는 형태를 총칭한 것으로 이해되어야 한다.The display unit 100 may include a display screen 110 on which an image is displayed and a frame 120 around the display screen 110. Here, the term image should be understood as a general term for forms that have an intended message, such as a specific design, text, or symbol, or forms that have design elements, such as patterns, patterns, etc.

표시 화면(110)은 자성 유체(111)가 주입된 투명 액체를 포함할 수 있다. 여기서, 투명 액체라 함은 반드시 무색 투명한 것이 아니라, 자성 유체(111)와 시각적으로 대비되어 인식될 수 있도록, 투과성을 가지는 액체를 모두 포함하는 개념으로서, 유색 투명 액체, 반투명 액체 등도 해당될 수 있다.The display screen 110 may include a transparent liquid into which the magnetic fluid 111 is injected. Here, the term transparent liquid is not necessarily colorless and transparent, but is a concept that includes all liquids that have transparency so that they can be visually recognized by contrast with the magnetic fluid 111. Colored transparent liquids, translucent liquids, etc. may also apply. .

투명 액체는 유리, 플라스틱 등의 수조 내에 봉입되는 것이 바람직하다. 따라서, 표시 화면(110)은 투명 액체가 밀봉된 구조의 수조, 병 등일 수 있다. 또는, 표시 화면(110)은 주변의 프레임(120)과 결합되면서 투명 액체가 밀봉될 수 있는 구조일 수도 있다. 이 경우, 투명 액체가 새어 나오지 않게 소정의 실링 부재가 더 개재될 수 있다.The transparent liquid is preferably enclosed in a water tank such as glass or plastic. Accordingly, the display screen 110 may be a water tank, bottle, etc. with a transparent liquid sealed structure. Alternatively, the display screen 110 may have a structure in which a transparent liquid can be sealed while being combined with the surrounding frame 120. In this case, a predetermined sealing member may be further interposed to prevent the transparent liquid from leaking.

표시 화면(110)의 하부에는 자성 유체(111)가 위치할 수 있다. 자성 유체(111)는 입자의 크기가 수 내지 수십 나노미터 정도에 해당하는 자성 입자의 콜로이드 분산액으로서, 금속 산화물 입자가 분산된 오일(oil)이다. 일 예로, 마그네타이트(Magnetite, Fe₃O₄) 입자가 오일류의 유기 용매에 분산되어 자성 유체(111)를 구성할 수 있다.A magnetic fluid 111 may be located below the display screen 110. The magnetic fluid 111 is a colloidal dispersion of magnetic particles with a particle size of several to tens of nanometers, and is an oil in which metal oxide particles are dispersed. For example, magnetite (Fe ₃ O ₄ ) particles may be dispersed in an oil-like organic solvent to form the magnetic fluid 111 .

자성 유체(111)는 고상인 금속 산화물 입자와 액상인 오일의 분리가 잘 일어나지 않고, 겉보기에는 액체 자체로 거동하는 특수한 성질을 가질 수 있다. 그리하여, 자성 유체(111)가 투명 액체와 반응한다거나 혼합되지 않고, 투명 액체 내에서 별개의 상으로서 이동할 수 있게 된다. 자성 유체(111)는 투명 액체와 대비되는 명확한 색을 가질 수 있다. 일 예로, 마그네타이트는 불투명한 흑색을 띄므로, 투명 액체 내에서 자성 유체(111)가 명확히 구별될 수 있으며, 사용자는 자성 유체(111)를 통해 이미지를 인식할 수 있게 된다.The magnetic fluid 111 may have special properties such that separation of solid metal oxide particles and liquid oil does not occur easily, and it appears to act as a liquid itself. Thus, the magnetic fluid 111 does not react or mix with the transparent liquid and can move as a separate phase within the transparent liquid. The magnetic fluid 111 may have a clear color that contrasts with the transparent liquid. For example, since magnetite has an opaque black color, the magnetic fluid 111 can be clearly distinguished within the transparent liquid, and the user can recognize the image through the magnetic fluid 111.

한편, 투명 액체 내에서 자성 유체(111)의 이동을 원활하게 하기 위해서는 자성 유체(111)와 투명 액체의 반발력을 이용할 필요가 있다. 투명 액체는 자성 유체(111)의 오일이 무극성 용매일 때 이에 용해되지 않고 분리되는 극성 용매로서, 물과 알코올(에탄올 또는 이소프로필알코올) 또는 이들의 혼합액이 사용될 수 있다. 이에 더하여, 표시 화면(110) 벽면에 자성 유체(111)가 묻지 않도록, 투명 액체는 물과 알코올의 혼합액 또는 금속 이온이 용액 내에 용해되어 있는 이온화수를 사용하여 전자기적 반발력을 극대화 시키는 것이 더 바람직하다.Meanwhile, in order to smoothly move the magnetic fluid 111 within the transparent liquid, it is necessary to use the repulsive force between the magnetic fluid 111 and the transparent liquid. The transparent liquid is a polar solvent that does not dissolve and separates when the oil of the magnetic fluid 111 is a non-polar solvent, and water and alcohol (ethanol or isopropyl alcohol) or a mixture thereof may be used. In addition, in order to prevent the magnetic fluid 111 from sticking to the wall of the display screen 110, it is more preferable to maximize the electromagnetic repulsion force by using a mixture of water and alcohol or ionized water in which metal ions are dissolved in the transparent liquid. do.

본 발명의 자성 유체 디스플레이(10)는 디스플레이부(100)에서 자성 유체(111)가 자기장에 반응하여 움직이거나 이합집산(離合集散) 함에 따라 독특한 시각적 이미지를 나타내는 것을 특징으로 한다.The ferrofluid display 10 of the present invention is characterized by displaying a unique visual image as the ferrofluid 111 moves or combines in response to a magnetic field in the display unit 100.

자기장이 디스플레이부(100)에 인가될 때 이미지가 표시되고, 자기장의 인가가 해제되면 이미지가 표시되지 않을 수 있다. 이미지를 표시하지 않기 위해서는 적어도 자성 유체(111)가 표시 화면(110)의 모서리, 구석, 측면 등으로 이동해서 위치하여야 한다. 별도의 자기장을 인가함에 따라 자성 유체(111)를 표시 화면(110)의 모서리 등으로 이동시킬 수 있겠지만, 본 발명의 자성 유체 디스플레이(10)는 중력을 이용하여 자성 유체(111)가 표시 화면(110)의 하부로 이동하도록 할 수 있다.When a magnetic field is applied to the display unit 100, an image may be displayed, and when the application of the magnetic field is released, the image may not be displayed. In order not to display an image, the magnetic fluid 111 must at least be moved to a corner, corner, side, etc. of the display screen 110. By applying a separate magnetic field, the ferrofluid 111 can be moved to the corner of the display screen 110, etc., but the ferrofluid display 10 of the present invention uses gravity to move the ferrofluid 111 to the display screen ( 110) can be moved to the bottom.

중력을 이용하여 자성 유체(111)가 표시 화면(110)의 하부로 이동하도록 하기 위해서, 표시 화면(110)은 수평 방향으로 뉘어지도록 배치되지 않고, 적어도 지면과 소정의 각도를 가지고 기울어지게 세워질 수 있다. 지면과 수직을 이루어 세워질 수도 있다.In order to allow the magnetic fluid 111 to move to the lower part of the display screen 110 using gravity, the display screen 110 is not arranged to be laid horizontally, but can be erected at an angle at least at a predetermined angle with the ground. there is. It can also be erected perpendicular to the ground.

또한, 자성 유체(111)가 중력에 따라 하부로 이동하기 위해서는 투명 액체 상에서 부유하지 않고 가라앉을 수 있어야 한다. 즉, 투명 액체에 비해서 자성 유체(111)의 비중이 클 수 있다. 투명 액체가 이온화수이면 비중은 약 1.0 g/cm³이고, 자성 유체(111)의 비중은 적어도 이보다는 큰 값을 가져야 한다. 한편, 자성 유체(111)의 비중이 너무 크면 중력에 의해 자유낙하하는 속도가 크기 때문에 유연한 움직임을 보이지 못하고, 반대로 자성 유체(111)의 비중이 너무 작으면, 투명 액체 내에서 부력에 의해 자유낙하하는 저항이 커지는 문제점이 있다.Additionally, in order for the magnetic fluid 111 to move downward according to gravity, it must be able to sink rather than float on a transparent liquid. That is, the specific gravity of the magnetic fluid 111 may be greater than that of the transparent liquid. If the transparent liquid is ionized water, the specific gravity is about 1.0 g/cm ³ , and the specific gravity of the magnetic fluid 111 should be at least greater than this. On the other hand, if the specific gravity of the magnetic fluid 111 is too large, the speed of free fall due to gravity is high, so it cannot show flexible movement. Conversely, if the specific gravity of the magnetic fluid 111 is too small, it falls freely due to buoyancy within the transparent liquid. There is a problem that the resistance increases.

따라서, 자성 유체(111)의 비중은 약 1.2g/cm³ ~ 1.5g/cm³ 인 것이 바람직하다. 마그네타이트의 비중은 약 5.18g/cm³이고, 유기 용매 오일은 물질에 따라 0.73g/cm³ ~ 1.08g/cm³이므로,금속 산화물 입자와 오일의 비를 적절히 조절하여 자성 유체(111)의 비중을 약 1.2g/cm³ ~ 1.5g/cm³ 로 만들 수 있다.Therefore, the specific gravity of the magnetic fluid 111 is preferably about 1.2 g/cm ³ to 1.5 g/cm ³ . The specific gravity of magnetite is about 5.18g/cm ³ , and the organic solvent oil is 0.73g/cm ³ to 1.08g/cm ³ depending on the substance,By appropriately adjusting the ratio of metal oxide particles and oil, the specific gravity of the magnetic fluid 111 can be made to about 1.2 g/cm ³ to 1.5 g/cm ³ .

다른 한편으로, 자성 유체(111)의 점도가 너무 높으면 자성 유체(111)가 투명 액체 내에서 유연한 움직임을 보이지 못하기 때문에, 점도는 2,000cP 이하인 것이 바람직하다.On the other hand, if the viscosity of the magnetic fluid 111 is too high, the magnetic fluid 111 cannot show flexible movement in the transparent liquid, so the viscosity is preferably 2,000 cP or less.

또 다른 한편으로, 투명 액체는 극성 용매로 물과 혼합액으로 사용되는 알코올은 에탄올과 이소프로필알코올일 수 있으며, 이온화수의 경우에는 이온화수의 pH에 의해 자성 유체(111)의 표면장력 에너지가 변할 수 있다. 자성 유체(111)가 투명 액체 내에서 유연한 움직임을 보이기 위해서는 자성 유체(111)의 표면장력이 유지되는 중성 또는 약산성(pH 4 ~ 8 정도)의 이온화수를 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, the transparent liquid is a polar solvent and the alcohol used as a mixed solution with water may be ethanol or isopropyl alcohol, and in the case of ionized water, the surface tension energy of the magnetic fluid 111 may change depending on the pH of the ionized water. You can. In order for the magnetic fluid 111 to exhibit flexible movement in a transparent liquid, it is preferable to use neutral or slightly acidic (pH 4 to 8) ionized water that maintains the surface tension of the magnetic fluid 111.

자성 유체(111)가 디스플레이부(100)의 내벽면(일 예로, 유리)과 친화력이 있는 경우에는 내벽면에 흡착될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 자성 유체(111)가 디스플레이부(100)의 내벽면에 흡착되면 표시 화면(110)에 나타나는 이미지의 품질이 악화되는 문제가 발생할 수 있다. 자성 유체 디스플레이(10)는 시각적인 효과를 극대화한 제품이므로, 유색의 자성 유체(111)가 내벽면에 묻지 않아야 한다. 따라서, 투명 액체를 포함하는 디스플레이부(100)의 내벽면을 친수성 코팅하여 자성 유체(111)의 흡착을 방지할 수 있다. 내벽면의 친수성 코팅은 액상의 코팅용액을 스프레이 코팅(Spray Coating)을 할 수 있고, 딥 코팅(Dip Coating), 스핀 코팅(Spin Coating), 플라즈마 코팅(Plasma Coating) 등의 공지의 코팅 방법을 제한없이 사용할 수 있다.If the magnetic fluid 111 has an affinity for the inner wall surface (eg, glass) of the display unit 100, it may be adsorbed on the inner wall surface. As shown in FIG. 9 , when the magnetic fluid 111 is adsorbed to the inner wall of the display unit 100, the quality of the image displayed on the display screen 110 may deteriorate. Since the ferrofluid display 10 is a product that maximizes visual effects, the colored ferrofluid 111 should not adhere to the inner wall. Accordingly, the inner wall surface of the display unit 100 containing a transparent liquid can be coated with a hydrophilic coating to prevent the magnetic fluid 111 from being adsorbed. Hydrophilic coating on the inner wall can be done by spray coating a liquid coating solution, and known coating methods such as dip coating, spin coating, and plasma coating are limited. Can be used without.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 생성부(200)를 나타내는 개략 사시도이다.Figure 2 is a schematic perspective view showing the magnetic field generator 200 according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 자기장 생성부(200)가 디스플레이부(100) 후면에 배치되어 디스플레이부(100)의 자성 유체(111)에 자기장을 인가할 수 있다. 자성 유체(111)는 자기장 생성부(200)로부터 인가된 자기장에 따라 방향성을 가지고 이동할 수 있고, 자성 유체(111)의 움직임으로 디스플레이부(100)의 표시 화면(110) 상에 이미지를 구현할 수 있다. 다시 말해, 자기장 생성부(200)에서 자기장을 인가함에 따라 자성 유체 디스플레이(10)가 작동할 때에는, 자성 유체(111)는 자기장에 의해 이동하여 이미지를 나타내고, 자기장의 인가가 해제되어 자성 유체 디스플레이(10)가 작동하지 않을 때에는, 자성 유체(111)는 중력에 의해서 표시 화면(110)의 하부에 가라앉음에 따라 이미지를 나타내지 않을 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the magnetic field generator 200 is disposed on the rear of the display unit 100 to apply a magnetic field to the magnetic fluid 111 of the display unit 100 . The magnetic fluid 111 can move directionally according to the magnetic field applied from the magnetic field generator 200, and can implement an image on the display screen 110 of the display unit 100 through the movement of the magnetic fluid 111. there is. In other words, when the ferrofluid display 10 operates by applying a magnetic field from the magnetic field generator 200, the ferrofluid 111 moves by the magnetic field to display an image, and when the application of the magnetic field is released, the ferrofluid display 10 When 10 is not operating, the magnetic fluid 111 sinks to the bottom of the display screen 110 due to gravity and may not display an image.

자기장 생성부(200)의 표면(210)에는 복수의 셀(211)이 형성될 수 있다. 복수의 셀(211)은, 도 2의 (a)와 같이 표면(210)의 전체에서 규칙적인 배열을 가지고 형성될 수도 있고, 도 2의 (b)와 같이 표면(210)의 일부에서 패턴화(P1 ~ P4)되어 형성될 수도 있다. 각각의 셀(211)에서 자기장이 생성할 수 있으며, 각각의 셀(211)의 크기가 자성 유체 디스플레이(10)의 해상도를 결정하는 요소일 수 있으므로, 자성 유체 디스플레이(10)의 해상도를 고려하여 셀(211)의 크기가 변경될 수 있다. 도 1 및 도 2에는 복수의 셀(211)의 표면(210) 상에서 윤곽을 가지도록 도시되어 있지만, 표면(210) 내부에 함몰되거나 매립된 형태로 외부에서 보이지 않도록 배치될 수 있다.A plurality of cells 211 may be formed on the surface 210 of the magnetic field generator 200. The plurality of cells 211 may be formed in a regular arrangement on the entire surface 210, as shown in (a) of FIG. 2, or may be patterned in a portion of the surface 210 as shown in (b) of FIG. 2. (P1 to P4) may be formed. A magnetic field may be generated in each cell 211, and the size of each cell 211 may be a factor in determining the resolution of the ferrofluid display 10. Therefore, considering the resolution of the ferrofluid display 10, The size of the cell 211 may be changed. Although the plurality of cells 211 are shown in FIGS. 1 and 2 as having an outline on the surface 210, they may be disposed to be recessed or buried within the surface 210 so as not to be visible from the outside.

한편, 도 2의 (a)와 같이 표면(210)의 전체에서 복수의 셀(211)이 형성되었을 경우에 자기장 생성부(200)는 회전하지 않고 고정된 상태일 수 있다. 고정된 상태에서 각각의 셀(211)에서 생성하는 자기장의 세기, 주파수 등을 동일하거나 상이하게 제어하여 자성 유체(111)에 인가할 수 있다.Meanwhile, when a plurality of cells 211 are formed on the entire surface 210 as shown in (a) of FIG. 2, the magnetic field generator 200 may be fixed without rotating. In a fixed state, the strength and frequency of the magnetic field generated by each cell 211 can be controlled to be the same or different and applied to the magnetic fluid 111.

그리고, 도 2의 (b)와 같이 표면(210)의 일부에 패턴화(P1 ~ P4)되어 복수의 셀(211)이 형성되었을 경우에 자기장 생성부(200)는 회전할 수 있다. 도 1 및 도 2의 도시에서, 자기장 생성부(200)가 시계 방향으로 회전하여 셀(211)들이 디스플레이부(100)의 화면 아래에서 위로 이동함에 따라 디스플레이부(100) 하부에 가라앉아 있는 자성 유체(111)에 자기장을 인가하여 자성 유체(111)를 하부에서 상부로 이동시킬 수 있다. 자기장 생성부(200)가 시계 방향으로 회전하는 과정에서 각각의 셀(211)에서 생성하는 자기장의 세기, 주파수 등을 동일하거나 상이하게 제어하여 자성 유체(111)에 인가할 수도 있다.In addition, when a plurality of cells 211 are formed by patterning (P1 to P4) on a portion of the surface 210 as shown in (b) of FIG. 2, the magnetic field generator 200 can rotate. 1 and 2, as the magnetic field generator 200 rotates clockwise and the cells 211 move from the bottom to the top of the screen of the display unit 100, the magnetic field sinking to the bottom of the display unit 100 By applying a magnetic field to the fluid 111, the magnetic fluid 111 can be moved from the bottom to the top. While the magnetic field generator 200 rotates clockwise, the strength and frequency of the magnetic field generated in each cell 211 may be controlled to be the same or different and applied to the magnetic fluid 111.

각각의 셀(211)은 자기장을 생성할 수 있는 전자석, 영구자석, 코일 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 자성 유체 디스플레이(10)의 후면에서 인가되는 자기장의 세기는 매우 중요하게 고려된다. 특히, 셀(211) 크기와 자성 유체 디스플레이(10)의 해상도를 고려하면, 좁은 부분에 집중적으로 강한 세기의 자기장을 인가할 수 있는 영구자석이 바람직하며, 영구자석과 코일, 전자석이 혼용된 형태도 사용할 수 있다.Each cell 211 may include at least one of an electromagnet, a permanent magnet, and a coil capable of generating a magnetic field. The strength of the magnetic field applied from the rear of the ferrofluid display 10 is considered very important. In particular, considering the size of the cell 211 and the resolution of the ferrofluid display 10, a permanent magnet that can apply a strong magnetic field concentrated in a narrow area is preferable, and a form in which a permanent magnet, a coil, and an electromagnet are mixed. You can also use

각각의 셀(211)은 디스플레이부(100) 후면과의 직선 거리(D1, D2, D3, ...)[도 4의 (b) 참조]가 동일하거나 상이할 수 있다. 디스플레이부(100)가 반드시 평면 형태가 아니고 곡률을 가지는 형태일 수 있으므로 자기장 생성부(200)와의 거리를 직선 거리(D1, D2, D3, ...)로 정의한다. 자기장의 세기와 자성 유체(111)와의 상관관계에서, 자기장의 세기는 거리의 제곱에 반비례한다는 쿨롱의 법칙(Coulomb's law)[F ∝ q₁q₂/r²]이 적용될 수 있다.Each cell 211 may have the same or different straight line distance (D1, D2, D3, ...) (see (b) of FIG. 4) from the rear of the display unit 100. Since the display unit 100 is not necessarily flat but may have a curved shape, the distance from the magnetic field generator 200 is defined as a straight line distance (D1, D2, D3, ...). In the correlation between the strength of the magnetic field and the magnetic fluid 111, Coulomb's law [F ∝ q ₁ q ₂ /r ² ], which states that the strength of the magnetic field is inversely proportional to the square of the distance, can be applied.

자기장 생성부(200)의 표면(210) 상의 각각의 셀(211)은 디스플레이부(100)과 거리가 각각 다를 수 있다. 각각의 셀(211)에서 생성하는 자기장의 세기가 일정할 경우, 자성 유체(111)에 인가되는 자기장의 세기는 결국 디스플레이부(100)와의 거리에 의존하게 된다. 자기장의 세기가 자성 유체(111)를 이동시킬 정도의 세기로서 D1, D2의 거리라면, 자성 유체(111)가 방향성을 가지고 이동할 수 있을 것이다. 반면에, 자기장의 세기가 자성 유체(111)를 이동시키지 못할 정도의 세기로서 D3의 거리라면, 자성 유체(111)는 중력의 힘을 받아 자유낙하 할 것이다.Each cell 211 on the surface 210 of the magnetic field generator 200 may have a different distance from the display unit 100. If the strength of the magnetic field generated by each cell 211 is constant, the strength of the magnetic field applied to the magnetic fluid 111 ultimately depends on the distance from the display unit 100. The strength of the magnetic field is sufficient to move the magnetic fluid 111, and if the distance is D1 and D2, the magnetic fluid 111 will be able to move directionally. On the other hand, if the strength of the magnetic field is such that it cannot move the magnetic fluid 111 and the distance is D3, the magnetic fluid 111 will fall freely under the force of gravity.

다른 관점으로, 자기장 생성부(200)는 디스플레이부(100)의 자성 유체(111)를 이동시킬 수 있는 세기의 자기장을 인가하는 제1 영역, 및 자성 유체(111)를 이동시킬 수 없는 자기장을 인가하는 제2 영역을 포함할 수 있다. 제1 영역에 해당되는 셀(211)들은 자기장의 세기가 크거나, 디스플레이부(100)와의 거리가 가까울 수 있다. 제2 영역에 해당되는 셀(211)들은 자기장의 세기가 작거나, 자기장이 인가되지 않은 상태이거나, 디스플레이부(100)와의 거리가 멀 수 있다. 도 2의 (a)를 예로 들어 설명하면, 제1 영역은 디스플레이부(100)와 거리가 D1, D2 정도에 해당하는 셀(211)들의 영역이고, 제2 영역은 디스플레이부(100)와 거리가 D3 정도에 해당하는 셀(211)들의 영역이라고 할 수 있다. 또한, 도 2의 (b)를 예로 들어 설명하면, 제1 영역은 패턴(P1 ~ P4)의 영역이고, 제2 영역은 패턴(P1 ~ P4)의 영역을 제외한 나머지 영역[셀(211)이 없는 영역]이라고 할 수 있다.From another perspective, the magnetic field generator 200 includes a first area that applies a magnetic field with a strength that can move the magnetic fluid 111 of the display unit 100, and a magnetic field that cannot move the magnetic fluid 111. It may include a second area for authorization. The cells 211 corresponding to the first area may have a high magnetic field strength or may have a short distance from the display unit 100. The cells 211 corresponding to the second area may have a small magnetic field, may not have a magnetic field applied, or may have a long distance from the display unit 100. Taking (a) of FIG. 2 as an example, the first area is an area of cells 211 whose distance from the display unit 100 is about D1 and D2, and the second area is the distance from the display unit 100. It can be said that is an area of cells 211 corresponding to about D3. In addition, taking (b) of FIG. 2 as an example, the first area is the area of the patterns (P1 to P4), and the second area is the remaining area excluding the area of the patterns (P1 to P4) (cell 211). It can be said to be a non-existent area.

표면(210) 상의 셀(211)들이 디스플레이부(100)와 다양한 거리를 구성하기 위해, 자기장 생성부(200)는 원기둥 형상, 타원기둥 형상 등의 곡률을 가진 형태일 수 있다. 또한, 자기장 생성부(200)는 벨트 형상을 가지며, 벨트 상에 셀(211)들이 형성되어 회전하는 형상일 수 있다. 도 2의 (b)를 통해 전술한 바와 같이, 자기장 생성부(200)는 디스플레이부(100)의 후면에 대향하는 면이 실시간으로 바뀌도록 소정의 축을 기준으로 회전할 수 있다.In order for the cells 211 on the surface 210 to have various distances from the display unit 100, the magnetic field generator 200 may have a shape with a curvature such as a cylindrical shape or an elliptical pillar shape. Additionally, the magnetic field generator 200 may have a belt shape, and cells 211 may be formed on the belt to rotate. As described above with reference to (b) of FIG. 2 , the magnetic field generator 200 may rotate about a predetermined axis so that the surface facing the rear of the display unit 100 changes in real time.

한편, 각각의 셀(211)에서 생성하는 자기장의 세기가 일정할 경우, 디스플레이부(100)와의 거리를 조절하기 위해, 각각의 셀(211)에는 소정의 신축수단이 사용될 수도 있다. 이 경우, 특정 셀(211)에 대해 신축수단이 신장하면 셀(211)과 디스플레이부(100)와 거리가 가까워져 보다 강한 세기의 자기장을 인가할 수 있게 된다.Meanwhile, when the strength of the magnetic field generated by each cell 211 is constant, a predetermined stretching means may be used on each cell 211 to adjust the distance from the display unit 100. In this case, when the stretching means stretches for a specific cell 211, the distance between the cell 211 and the display unit 100 becomes closer, allowing a magnetic field of stronger intensity to be applied.

또 한편, 각각의 셀(211)은 자기장 생성부(200)의 표면(210)에서 위치가 고정되지 않고 이동가능하도록 설치될 수 있다. 이를 위해 자기장 생성부(200)의 표면(210)에는 셀(211)들을 이동시키는 셀 이동부(미도시)를 포함할 수 있다. 셀 이동부(미도시)는 셀(211)이 이동하는 경로인 소정의 가이드, 레일 등과 셀(211)을 이동하는 구동력을 제공하는 모터 등을 통해 구성될 수 있다. 복수의 셀(211)들은 셀 이동부에 의해 이동되고, 이동된 셀(211)들이 패턴을 조합함에 따라 여러가지 이미지를 구현할 수 있다.On the other hand, each cell 211 may be installed on the surface 210 of the magnetic field generator 200 so that its position is not fixed and is movable. To this end, the surface 210 of the magnetic field generator 200 may include a cell moving unit (not shown) that moves the cells 211. The cell moving unit (not shown) may be configured using a guide, a rail, etc., which are the path along which the cell 211 moves, and a motor that provides driving force to move the cell 211. A plurality of cells 211 are moved by a cell moving unit, and various images can be implemented by combining patterns of the moved cells 211.

도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 자기장 생성부(200)는 사운드를 출력하는 스피커부(220)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 자기 유체 디스플레이(10)는 스피커부(220)와 연동되어 스피커부(220)에서 출력되는 사운드에 맞추어 자기장 생성부(200)에서 자기장을 생성할 수 있다.Referring again to FIGS. 1 and 2 , the magnetic field generator 200 may further include a speaker unit 220 that outputs sound. The magnetofluidic display 10 of the present invention can be linked with the speaker unit 220 to generate a magnetic field in the magnetic field generator 200 in accordance with the sound output from the speaker unit 220.

스피커부(220)는 자기장 생성부(200)와 전기적으로 연결되고, 스피커부(220)에 흐르는 전류의 양, 스피커부(220)에서 출력되는 사운드의 크기, 비트 중 적어도 어느 하나에 따라, 자기장 생성부(200)에서 디스플레이부(100)에 인가하는 자기장의 세기, 자기장 주파수, 자기장의 패턴 중 적어도 어느 하나가 변경될 수 있다. 더 자세히 살펴보면 이하와 같다.The speaker unit 220 is electrically connected to the magnetic field generator 200, and generates a magnetic field according to at least one of the amount of current flowing in the speaker unit 220, the size of the sound output from the speaker unit 220, and the beat. At least one of the strength of the magnetic field applied from the generator 200 to the display unit 100, the magnetic field frequency, and the magnetic field pattern may be changed. Looking at it in more detail, it is as follows.

외부의 음악 신호를 블루투스(bluetooth), 오디오 잭(audio jack) 등을 통해 자성 유체 디스플레이(10)에 전달한다. 이를 위해 자성 유체 디스플레이(10)는 음악 신호를 수신받기 위한 수신부(미도시)를 구비할 수 있다. 제어부(미도시)는 음악 신호를 DAC(digital to analog converter), ADC(analog digital converter) 등으로 변환할 수 있다. 이어서, 변환된 신호를 파워 앰프(power amplifier)를 사용하여 증폭하거나, 필터를 사용하여 고주파(high frequencies), 중주파(mid frequencies), 저주파(low frequencies)로 분류할 수 있다.External music signals are transmitted to the ferrofluid display 10 through Bluetooth, audio jack, etc. To this end, the ferrofluid display 10 may be provided with a receiver (not shown) to receive music signals. The control unit (not shown) can convert music signals into a digital to analog converter (DAC), an analog digital converter (ADC), etc. Next, the converted signal can be amplified using a power amplifier or classified into high frequencies, mid frequencies, and low frequencies using a filter.

이어서, 증폭, 분류한 신호를 자기장 패턴 신호로 변환할 수 있다. 자기장 패턴 신호는 자기장 생성부(200)의 각 셀(211)들이 생성하는 자기장의 세기, 주파수, 복수의 셀(211)들이 생성하는 자기장의 패턴 등에 관한 신호를 포함한다. 증폭, 분류한 음악 신호는 제어부(미도시)에 기저장된 프로그램의 변환 규칙에 맞도록 자기장 패턴 신호로 변환될 수 있다. 이어서, 증폭, 분류한 음악 신호를 스피커부(220)에 송출하여 사운드를 출력하고, 동시에 자기장 패턴 신호를 자기장 생성부(200)에 전달하여 각 셀(211)들을 제어함에 따라 자성 유체(111)의 움직임 패턴을 조절할 수 있다.Next, the amplified and classified signal can be converted into a magnetic field pattern signal. The magnetic field pattern signal includes signals regarding the strength and frequency of the magnetic field generated by each cell 211 of the magnetic field generator 200, the magnetic field pattern generated by the plurality of cells 211, etc. The amplified and classified music signal can be converted into a magnetic field pattern signal to match the conversion rules of the program pre-stored in the control unit (not shown). Next, the amplified and classified music signal is transmitted to the speaker unit 220 to output sound, and at the same time, the magnetic field pattern signal is transmitted to the magnetic field generator 200 to control each cell 211, thereby generating the magnetic fluid 111. The movement pattern can be adjusted.

예를 들어, 스피커부(220)에 흐르는 전류의 양이 커지면, 출력되는 사운드가 커질 수 있고, 이에 대응하도록 자기장 패턴 신호가 생성될 수 있다. 자기장 패턴 신호는 각 셀(211)이 강한 세기의 자기장을 생성하도록 함과 동시에, 각 셀(211)들이 순차적으로 자기장을 생성하도록 하여, 자성 유체(111)가 빠른 움직임을 가지도록 제어할 수 있다.For example, as the amount of current flowing through the speaker unit 220 increases, the output sound can increase, and a magnetic field pattern signal can be generated to correspond to this. The magnetic field pattern signal causes each cell 211 to generate a strong magnetic field and at the same time allows each cell 211 to sequentially generate a magnetic field, thereby controlling the magnetic fluid 111 to move quickly. .

다른 예로, 스피커부(220)에서 흐르는 전류의 양이 매우 작거나, 없어지면, 출력되는 사운드가 작거나 없어질 수 있고, 이에 대응하도록 자기장 패턴 신호가 생성될 수 있다. 자기장 패턴 신호는 각 셀(211)이 자기장을 생성하지 않도록 하여, 자성 유체(111)가 자유낙하하는 움직임을 가지도록 제어할 수 있다. 자유낙하한 자성 유체(111)에 의해 표시 화면(110)은 곧 어떤 이미지도 구현되지 않게 된다.As another example, if the amount of current flowing in the speaker unit 220 is very small or disappears, the output sound may be small or disappear, and a magnetic field pattern signal may be generated to correspond to this. The magnetic field pattern signal can prevent each cell 211 from generating a magnetic field, thereby controlling the magnetic fluid 111 to have a free-falling motion. Due to the free-falling magnetic fluid 111, the display screen 110 soon no longer displays any images.

또 다른 예로, 스피커부(220)에서 규칙적인 비트를 출력하면, 이에 대응하도록 자기장 패턴 신호가 생성될 수 있다. 자기장 패턴 신호는 각 셀(211)들에 일정 간격으로 자기장을 생성/해제하도록 하여, 자성 유체(111)가 비트에 대응하도록 움직임을 나타내도록 제어할 수 있다.As another example, when regular beats are output from the speaker unit 220, a magnetic field pattern signal may be generated to correspond thereto. The magnetic field pattern signal can generate/release magnetic fields in each cell 211 at regular intervals, thereby controlling the magnetic fluid 111 to move to correspond to the beat.

위와 같이, 본 발명의 자성 유체 디스플레이(10)는 사운드를 출력함과 동시에 사운드에 매칭되는 느낌의 이미지를 표시 화면(110) 상에서 구현함에 따라, 사용자에게 시각과 청각을 복합화한 풍부한 느낌을 전달할 수 있는 효과가 있다.As described above, the ferrofluid display 10 of the present invention outputs sound and simultaneously implements an image matching the sound on the display screen 110, thereby delivering a rich feeling that combines vision and hearing to the user. There is an effect.

이하에서는, 자성 유체 디스플레이(10)의 다양한 실시예를 설명한다.Below, various embodiments of the ferrofluid display 10 will be described.

도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성 유체 디스플레이의 이미지 표시 형태 및 과정을 나타내는 정면도 및 측면도이다.3 to 7 are front and side views showing the image display form and process of the magnetic fluid display according to an embodiment of the present invention.

도 3에는 점 형태의 자성 유체(111a)를 상하 이동시키는 실시예가 도시된다. 도 2의 (a)와 같이, 자기장 생성부(200)가 회전하지 않고 고정되어 있으며, 표면(210) 전체에서 복수의 셀(211)이 형성된 경우를 상정하여 설명한다.Figure 3 shows an embodiment of moving the point-shaped magnetic fluid 111a up and down. As shown in (a) of FIG. 2, the description will be made assuming that the magnetic field generator 200 is fixed without rotating and a plurality of cells 211 are formed on the entire surface 210.

먼저, 셀 211a에만 자기장(M)이 생성되고, 나머지 셀(211)들에서는 자기장(M)이 생성되지 않는다. 바닥에 가라앉아 있는 자성 유체(111) 중 일부(111a)가 셀 211a의 자기장(M) 인가에 반응하여 일부 위로 이동하게 된다. 그리고, 셀 211b에서 자기장(M)이 생성됨과 동시에 셀 211a에서 자기장(M)의 생성이 해제된다. 그러면, 일부 자성 유체(111a)는 위로 더 이동할 수 있게 된다. 이어서, 셀 211c에서 자기장(M)이 생성됨과 동시에 셀 211b에서 자기장(M)의 생성이 해제되어 자성 유체(111a)가 위로 더욱 이동하고, 이어서, 셀 211d에서 자기장(M)이 생성됨과 동시에 셀 211c에서 자기장(M)의 생성이 해제되면, 자성 유체(111a)는 셀 211d에 대응하는 높이만큼 이동한 상태가 될 수 있다(경로 ①).First, the magnetic field (M) is generated only in cell 211a, and the magnetic field (M) is not generated in the remaining cells 211. A portion 111a of the magnetic fluid 111 sinking to the bottom moves upward in response to the application of the magnetic field M of the cell 211a. And, at the same time that the magnetic field (M) is generated in the cell 211b, the generation of the magnetic field (M) is canceled in the cell 211a. Then, some of the magnetic fluid 111a can move further upward. Subsequently, at the same time as the magnetic field (M) is generated in the cell 211c, the generation of the magnetic field (M) is released in the cell 211b, causing the magnetic fluid 111a to move further upward, and then, at the same time as the magnetic field (M) is generated in the cell 211d, the cell When the generation of the magnetic field M is canceled in 211c, the magnetic fluid 111a may move to a height corresponding to the cell 211d (path ①).

다음으로, 셀 211d에서 자기장(M)의 생성이 해제되고, 나머지 셀(211)들에서도 자기장(M)의 생성이 없으면, 자성 유체(111a)는 어떠한 자기장도 인가받지 못하고, 중력이 의해서 자유낙하 하게 된다(경로 ②).Next, if the generation of the magnetic field (M) is canceled in the cell 211d and the magnetic field (M) is not generated in the remaining cells 211, the magnetic fluid 111a does not receive any magnetic field and falls in free fall due to gravity. (Path ②).

위와 같은 원리로 상하이동하는 점 이미지를 구현할 수 있다. 상하 방향 외에 대각선 방향에 해당하는 셀(211)들이 순차적으로 자기장(M)을 인가/해제하면 자성 유체(111a)는 대각선 방향으로 이동할 수 있다.Using the above principle, an image of a moving dot can be implemented. When the cells 211 corresponding to the diagonal direction in addition to the vertical direction sequentially apply/release the magnetic field M, the magnetic fluid 111a can move in the diagonal direction.

도 4에는 점 형태의 자성 유체(111a)를 상하 이동시키는 다른 실시예가 도시된다. 도 2의 (b)와 같이, 자기장 생성부(200)가 회전하고, 표면(210)의 일부에 셀(211)이 형성된 경우(P1 패턴)를 상정하여 설명한다. 자기장 생성부(200)의 표면에는 P1 패턴 내의 셀 211e 외에는 어떠한 셀(211)도 형성되지 않고, 셀 211e은 항상 일정한 자기장을 생성하는 영구자석이 설치된 경우이다.Figure 4 shows another embodiment of moving the point-shaped magnetic fluid 111a up and down. As shown in (b) of FIG. 2, the description will be made assuming that the magnetic field generator 200 rotates and the cell 211 is formed on a part of the surface 210 (P1 pattern). No cells 211 are formed on the surface of the magnetic field generator 200 other than the cell 211e in the P1 pattern, and the cell 211e is a case in which a permanent magnet that always generates a constant magnetic field is installed.

자기장 생성부(200)가 회전하면서, 셀 211e가 자성 유체(111a)를 이동시킬 수 있는 거리(D1) 내로 진입할 수 있다. 자기장 생성부(200)가 더 회전하여 셀 211e가 위로 올라가면, 자성 유체(111a)는 셀 211e의 높이에 대응하도록 같이 위로 이동하게 된다(경로 ①). 셀 211e가 자성 유체(111a)를 이동시킬 수 있는 거리(D2) 내에 있는 경우까지는 자성 유체(111a)가 같이 이동할 수 있다.As the magnetic field generator 200 rotates, the cell 211e may enter a distance D1 at which the magnetic fluid 111a can be moved. When the magnetic field generator 200 rotates further and the cell 211e rises upward, the magnetic fluid 111a moves upward to correspond to the height of the cell 211e (path ①). The magnetic fluid 111a can move together until the cell 211e is within a distance D2 that can move the magnetic fluid 111a.

이어서, 자기장 생성부(200)가 더 회전하여 셀 211e가 자성 유체(111a)를 이동시킬 수 없는 거리(D3)가 되는 경우에, 자성 유체(111a)는 어떠한 자기장도 인가받지 못하고, 중력이 의해서 자유낙하 하게 된다(경로 ②).Subsequently, when the magnetic field generator 200 rotates further to reach a distance D3 at which the cell 211e cannot move the magnetic fluid 111a, the magnetic fluid 111a does not receive any magnetic field and is moved by gravity. It falls in free fall (path ②).

도 5에는 선 형태의 자성 유체(111b)를 구현하는 실시예가 도시된다. 도 2의 (b)와 같이, 자기장 생성부(200)가 회전하고, 표면(210)의 일부에 셀(211)이 형성된 경우(P2 패턴)를 상정하여 설명한다. 자기장 생성부(200)의 표면에는 P2 패턴 내의 셀 211f, 211g, 211h, 211i 외에는 어떠한 셀(211)도 형성되지 않고, 셀 211f, 211g, 211h, 211i은 항상 일정한 자기장을 생성하는 영구자석이 설치된 경우이다.Figure 5 shows an embodiment of implementing a magnetic fluid 111b in the form of a line. As shown in (b) of FIG. 2, the description will be made assuming that the magnetic field generator 200 rotates and the cell 211 is formed on a part of the surface 210 (P2 pattern). No cells 211 other than cells 211f, 211g, 211h, and 211i in the P2 pattern are formed on the surface of the magnetic field generator 200, and cells 211f, 211g, 211h, and 211i are equipped with permanent magnets that always generate a constant magnetic field. This is the case.

자기장 생성부(200)가 회전하면서, 먼저 셀 211i가 자성 유체(111b)를 이동시킬 수 있는 거리(D1) 내로 진입할 수 있다. 자기장 생성부(200)가 더 회전하여 셀 211i가 위로 올라가면, 자성 유체(111b)는 셀 211i의 높이에 대응하도록 같이 위로 이동하게 된다. 동시에, 자기장 생성부(200)가 회전하면서 셀 211h, 211g, 211f가 순차적으로 거리 D1 내로 진입하게 되고, 자성 유체(111a)는 셀 211h, 211g, 211f가 배치된 높이에 대응하도록 같이 위로 이동하게 된다(경로 ①). 셀 211f, 211g, 211h, 211i가 자성 유체(111b)를 이동시킬 수 있는 거리(D2) 내에 있는 경우까지는 자성 유체(111b)가 같이 이동할 수 있다.As the magnetic field generator 200 rotates, the cell 211i may first enter a distance D1 within which the magnetic fluid 111b can be moved. When the magnetic field generator 200 rotates further and the cell 211i rises upward, the magnetic fluid 111b moves upward to correspond to the height of the cell 211i. At the same time, as the magnetic field generator 200 rotates, the cells 211h, 211g, and 211f sequentially enter within the distance D1, and the magnetic fluid 111a moves upward together to correspond to the height at which the cells 211h, 211g, and 211f are placed. (Path ①). The magnetic fluid 111b can move together until the cells 211f, 211g, 211h, and 211i are within a distance D2 that allows the magnetic fluid 111b to move.

이어서, 자기장 생성부(200)가 더 회전하여 셀 211f, 211g, 211h, 211i가 자성 유체(111b)를 이동시킬 수 없는 거리(D3)가 되는 경우에, 자성 유체(111b)는 어떠한 자기장도 인가받지 못하고, 중력이 의해서 자유낙하 하게 된다(경로 ②).Subsequently, when the magnetic field generator 200 rotates further and the cells 211f, 211g, 211h, and 211i reach a distance D3 at which the magnetic fluid 111b cannot be moved, no magnetic field is applied to the magnetic fluid 111b. It cannot be caught and falls in free fall due to gravity (path ②).

도 6에는 자유낙하 중인 점 형태의 자성 유체(111c)를 다시 수직 방향으로 이동시키는 실시예가 도시된다. 도 2의 (b)와 같이, 자기장 생성부(200)가 회전하고, 표면(210)의 일부에 셀(211)이 형성된 경우(P3 패턴)를 상정하여 설명한다. 자기장 생성부(200)의 표면에는 P3 패턴 내의 셀 211j, 211k 외에는 어떠한 셀(211)도 형성되지 않고, 셀 211j는 임의로 자기장을 생성하는 전자석, 코일 등이 설치된 경우이고, 셀 211k는 항상 일정한 자기장을 생성하는 영구자석이 설치된 경우이다.FIG. 6 shows an embodiment in which the point-shaped magnetic fluid 111c in free fall is moved again in the vertical direction. As shown in (b) of FIG. 2, the description will be made assuming that the magnetic field generator 200 rotates and the cell 211 is formed on a part of the surface 210 (P3 pattern). No cells 211 other than cells 211j and 211k in the P3 pattern are formed on the surface of the magnetic field generator 200. Cell 211j is a case where electromagnets, coils, etc. that randomly generate a magnetic field are installed, and cell 211k is a case where a magnetic field is always constant. This is the case when a permanent magnet that generates is installed.

자기장 생성부(200)가 회전하면서, 셀 211k가 자성 유체(111c)를 이동시킬 수 있는 거리(D1) 내로 진입할 수 있다. 자기장 생성부(200)가 더 회전하여 셀 211j가 위로 올라가면, 자성 유체(111c)는 셀 211k의 높이에 대응하도록 같이 위로 이동하게 된다(경로 ①). 셀 211k가 자성 유체(111c)를 이동시킬 수 있는 거리(D2) 내에 있는 경우까지는 자성 유체(111c)가 같이 이동할 수 있다.As the magnetic field generator 200 rotates, the cell 211k may enter a distance D1 at which the magnetic fluid 111c can be moved. When the magnetic field generator 200 rotates further and the cell 211j rises upward, the magnetic fluid 111c moves upward to correspond to the height of the cell 211k (path ①). The magnetic fluid 111c can move together until the cell 211k is within a distance D2 that can move the magnetic fluid 111c.

이어서, 자기장 생성부(200)가 더 회전하여 셀 211k가 자성 유체(111c)를 이동시킬 수 없는 거리(D3)가 되는 경우에, 자성 유체(111c)는 어떠한 자기장도 인가받지 못하고, 중력이 의해서 자유낙하 하게 된다(경로 ②). 여기까지는 도 4의 실시 형태와 동일하다.Subsequently, when the magnetic field generator 200 rotates further to reach a distance D3 at which the cell 211k cannot move the magnetic fluid 111c, the magnetic fluid 111c does not receive any magnetic field and is moved by gravity. It falls in free fall (path ②). Up to this point, it is the same as the embodiment in FIG. 4.

이어서, 셀 211j에서 자기장(M)이 생성된다. 자유낙하하는 자성 유체(111c)가 셀 211j에 대응하게 되면, 셀 211j에서 인가되는 자기장(M)에 의해 자유낙하를 중단하고, 셀 211j이 이동하는 방향(수직 방향)으로 다시 이동하게 될 수 있다(경로 ③).Subsequently, a magnetic field (M) is generated in cell 211j. When the free-falling magnetic fluid 111c corresponds to the cell 211j, the free fall is stopped by the magnetic field (M) applied from the cell 211j, and the cell 211j may move again in the direction in which the cell 211j moves (vertical direction). (Path ③).

도 7에는 하트 형태의 자성 유체(111d)를 나타내는 실시예가 도시된다. 도 2의 (b)와 같이, 자기장 생성부(200)가 회전하고, 표면(210)의 일부에 셀(211)이 형성된 경우(P4 패턴)를 상정하여 설명한다. 자기장 생성부(200)의 표면에는 P4 패턴 내의 셀 211l, 211m, 211n 외에는 어떠한 셀(211)도 형성되지 않고, 셀 211l, 211m, 211n은 항상 일정한 자기장을 생성하는 영구자석이 설치된 경우이다.Figure 7 shows an embodiment showing a heart-shaped magnetic fluid 111d. As shown in (b) of FIG. 2, the description will be made assuming that the magnetic field generator 200 rotates and the cell 211 is formed on a part of the surface 210 (P4 pattern). No cells 211 other than cells 211l, 211m, and 211n in the P4 pattern are formed on the surface of the magnetic field generator 200, and permanent magnets that always generate a constant magnetic field are installed in the cells 211l, 211m, and 211n.

자기장 생성부(200)가 회전하면서, 셀 211m, 211n이 먼저 자성 유체(111d)를 이동시킬 수 있는 거리(D1) 내로 진입할 수 있다. 자기장 생성부(200)가 더 회전하면, 셀 211l도 자성 유체(111d)를 이동시킬 수 있는 거리(D1) 내로 진입하게 된다. 셀 211m, 211n은 자성 유체(111d)의 하트 모양 상부를 형성하며 위로 이동하고, 셀 211l은 하트 모양 하부를 형성하며 위로 이동하게 된다(경로 ①). 이처럼 셀들이 패턴화된 형태가 곧 자성 유체(111d)의 이미지에 대응할 수 있다.As the magnetic field generator 200 rotates, cells 211m and 211n may first enter the distance D1 at which the magnetic fluid 111d can be moved. When the magnetic field generator 200 rotates further, the cell 211l also enters the distance D1 at which the magnetic fluid 111d can be moved. Cells 211m and 211n form the heart-shaped upper part of the magnetic fluid 111d and move upward, and cell 211l forms the heart-shaped lower part and moves upward (path ①). In this way, the patterned form of cells can correspond to the image of the magnetic fluid 111d.

이 외에, 하트 이미지를 구현할 때에는, 셀 211l을 제외하고, 동일 선상에 인접해 있는 셀 211m, 211n에서만 자기장을 생성하여 두 개의 원 형상(∞)을 형성하고, 중력에 의해 가운데 부분의 자성 유체가 아래쪽으로 흐르면서 하트 모양의 자성 유체(111d)를 구현할 수도 있다.In addition, when implementing a heart image, except for cell 211l, a magnetic field is generated only in cells 211m and 211n adjacent to the same line to form two circular shapes (∞), and the magnetic fluid in the middle part is formed by gravity. A heart-shaped magnetic fluid 111d may be realized by flowing downward.

도 3 내지 도 7과 같은 원리로 이동하는 점, 선, 면, 도형 등의 이미지를 구현할 수 있다. 특히, 자기장 생성부(200)의 표면에 셀(211)이 패턴화(P1 ~ P4) 되어 있으면 자기장 생성부(200)를 회전시킴에 따라서 반복적으로 동일한 이미지를 구현할 수 있는 이점이 있다. 또한, 셀(211)에 영구자석을 배치하기만 하면 별도로 자기장을 인가하고 해제하는 과정을 거칠 필요가 없으므로, 구성을 간단하게 할 수 있는 이점이 있다. 또한, 자기장 생성부(200)를 카트리지화 하여, 다른 패턴(P1 ~ P4)이 형성된 자기장 생성부(200)를 교체 설치함에 따라 사용자가 원하는 이미지를 반복해서 구현하도록 할 수 있다.Images of moving points, lines, planes, figures, etc. can be implemented using the same principles as shown in FIGS. 3 to 7. In particular, if the cells 211 are patterned (P1 to P4) on the surface of the magnetic field generator 200, there is an advantage in that the same image can be repeatedly implemented by rotating the magnetic field generator 200. In addition, there is no need to go through a separate process of applying and releasing a magnetic field simply by placing a permanent magnet in the cell 211, which has the advantage of simplifying the configuration. In addition, by converting the magnetic field generator 200 into a cartridge, it is possible to repeatedly implement the image desired by the user by replacing and installing the magnetic field generator 200 with different patterns (P1 to P4) formed.

도 8은 본 발명의 여러 다른 실시예에 따른 자성 유체 디스플레이의 이미지 표시 형태를 나타내는 도면이다.Figure 8 is a diagram showing an image display form of a magnetic fluid display according to several different embodiments of the present invention.

도 3 내지 도 7에서 상술한 실시예 외에도, 다양한 이미지를 구현 가능하다.In addition to the embodiments described above in FIGS. 3 to 7, various images can be implemented.

도 8의 (a)를 참조하면, 도 3 및 도 4와 같이 점 형태의 자성 유체(111e)가 수직 방향으로 이동한 후(경로 ①), 후면에서 각각 다른 방향으로 인가되는 자기장에 의해 분리되어 이동함으로써 불꽃, 스파이크 형태의 자성 유체(111e')를 구현할 수 있다(경로 ②).Referring to (a) of FIG. 8, after the point-shaped magnetic fluid 111e moves in the vertical direction as shown in FIGS. 3 and 4 (path ①), it is separated by magnetic fields applied in different directions from the back side. By moving, the magnetic fluid 111e' in the form of a flame or spike can be implemented (path ②).

도 8의 (b)를 참조하면, 도 3 및 도 4와 같이 두개의 점 형태의 자성 유체(111f)가 상호 간격을 둔 상태에서 수직 방향으로 이동한 후(경로 ①), 수평 방향으로 서로 이동하여 합쳐져 더 큰 점 형태의 자성 유체(111f')를 구현할 수 있다(경로 ②).Referring to (b) of FIG. 8, as shown in FIGS. 3 and 4, two dot-shaped magnetic fluids 111f move in the vertical direction while spaced apart from each other (path ①) and then move to each other in the horizontal direction. By combining them, a larger dot-shaped magnetic fluid (111f') can be realized (path ②).

도 8의 (c)를 참조하면, 하나의 셀(211)에 의해 자성 유체(111g)가 이동하지 않고, 인접한 복수의 셀(211)들에 의해 보다 큰 원 형태의 자성 유체(111g)를 구현할 수 있다(경로 ①).Referring to (c) of FIG. 8, the magnetic fluid 111g does not move by one cell 211, but the magnetic fluid 111g in a larger circular shape can be implemented by a plurality of adjacent cells 211. You can (path ①).

도 3 내지 도 8을 통해 설명한 실시예 외에도, 자성 유체(111)는 스파이크 형상, 구 형상, 비구 형상, 원뿔 형상, 올챙이 형상, 분수 형상 등의 다양한 도형을 구현할 수 있고, 부메랑, 브이(V), 더블유(W), 삿갓(^), 웃는 이모티콘(^^) 등의 다양한 기호를 구현할 수도 있다.In addition to the embodiments described with reference to FIGS. 3 to 8, the magnetic fluid 111 may implement various shapes such as a spike shape, a sphere shape, an aspherical shape, a cone shape, a tadpole shape, a fountain shape, a boomerang shape, a V shape, etc. , W (W), hat (^), and smiling emoticon (^^) can also be implemented.

한편, 도 3 내지 도 8에서 상술한 실시예의 경우는, 고정되거나, 회전하는 자기장 생성부(200)에서 표면에 고정 형성된 셀(211)을 예를 들어 설명하였지만, 셀(211)들이 자기장 생성부(200)의 표면(210)에서 위치가 고정되지 않고 이동가능하도록 설치된 경우도 동일하게 위의 실시예를 구현할 수 있다.Meanwhile, in the case of the embodiment described above with reference to FIGS. 3 to 8, the cells 211 formed fixedly on the surface of the fixed or rotating magnetic field generator 200 were described as an example, but the cells 211 are connected to the magnetic field generator 200. The above embodiment can also be implemented in the case where the position on the surface 210 of 200 is not fixed but is movable.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부의 부분 사진이다.Figure 9 is a partial photograph of a display unit according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 표시 화면(110)의 투명 액체 내에 주입된 자성 유체(111)들이 투명 액체와 시각적으로 대비되어 이미지를 형성함을 확인할 수 있다. 다만, 자성 유체(111)가 디스플레이부(100)의 내벽면에 흡착되어 표시 화면(110)을 오염시킬 수도 있으므로, 디스플레이부(100)의 내벽면을 친수성 코팅하여 자성 유체(111)의 흡착을 방지하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 9 , it can be seen that the magnetic fluids 111 injected into the transparent liquid of the display screen 110 visually contrast with the transparent liquid to form an image. However, since the magnetic fluid 111 may be adsorbed on the inner wall of the display unit 100 and contaminate the display screen 110, the inner wall of the display unit 100 is coated with hydrophilic properties to prevent the adsorption of the magnetic fluid 111. It is desirable to prevent it.

도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부(100)에서 이미지가 나타나는 사진이다.10 and 11 are photographs of images appearing on the display unit 100 according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 수직 방향으로 형성된 선 형태의 자성 유체(111b)[도 5 참조], 상부에서 불꽃, 스파이크 형태로 퍼지는 자성 유체(111e')[도 8의 (a) 참조] 등이 결합된 이미지를 확인할 수 있다. 그리고, 도 11을 참조하면, 하트 형태의 자성 유체(111d)[도 7 참조]의 이미지를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 10, a magnetic fluid 111b in the form of a line formed in a vertical direction (see FIG. 5) and a magnetic fluid 111e' spreading in the form of a flame or spike at the top (see (a) of FIG. 8) are combined. You can check the image. And, referring to FIG. 11, an image of the heart-shaped magnetic fluid 111d (see FIG. 7) can be seen.

위와 같이, 본 발명의 자성 유체 디스플레이(10)는 자성 유체(111)를 이용하여 이미지를 나타낼 수 있으며, 자성 유체(111)에 인가되는 자기장의 형태를 제어함에 따라 다양한 이미지를 구현할 수 있는 효과가 있다.As above, the ferrofluid display 10 of the present invention can display images using the ferrofluid 111, and has the effect of implementing various images by controlling the form of the magnetic field applied to the ferrofluid 111. there is.

그리고, 본 발명은 자성 유체(111)가 자기장에 반응하여 움직이고, 자성 유체(111)의 이합집산(離合集散)에 따라 독특한 시각적 이미지를 나타낼 수 있으며, 스피커부(220)를 통해 출력되는 사운드와 매칭되도록 자성 유체(111)가 이미지를 구현하여, 사용자에게 시각과 청각을 복합화한 느낌을 전달할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention allows the magnetic fluid 111 to move in response to a magnetic field, display a unique visual image according to the combination and collection of the magnetic fluid 111, and match the sound output through the speaker unit 220. If possible, the ferrofluid 111 creates an image, which has the effect of delivering a combined sense of sight and hearing to the user.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.Although the present invention has been shown and described with reference to preferred embodiments as described above, it is not limited to the above embodiments and may be modified in various ways by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. Transformation and change are possible. Such modifications and variations should be considered to fall within the scope of the present invention and the appended claims.

10: 자성 유체 디스플레이
100: 디스플레이부
110: 표시 화면
111: 자성 유체
120: 프레임
200: 자기장 생성부
210: 자기장 생성부 표면
211: 셀
220: 스피커부
P1 ~ P4: 셀 패턴10: Ferrofluid display
100: display unit
110: display screen
111: ferrofluid
120: frame
200: magnetic field generator
210: Surface of magnetic field generator
211: cell
220: Speaker unit
P1 to P4: Cell pattern

Claims

A display unit containing a fluid containing magnetic particles; and
A magnetic field generator that applies a magnetic field to the display unit
Including,
The magnetic field generator is composed of a plurality of cells, a first cell that applies a magnetic field of intensity enough to move the magnetic particles, and a second cell that does not apply a magnetic field or applies a magnetic field of intensity that cannot move the magnetic particles. A display consisting of cells.

According to paragraph 1,
The display wherein the magnetic field generator changes the first cell and the second cell within the plurality of cells over time.

According to paragraph 1,
A display further comprising a speaker unit that outputs sound.

According to paragraph 1,
A display in which the distribution of the first cell and the second cell corresponds to a magnetic field signal pattern generated based on an external music signal.

According to paragraph 3,
A display in which at least one of the strength of the magnetic field applied to the display unit by the magnetic field generator, the magnetic field frequency, and the magnetic field pattern changes according to at least one of the size and beat of the sound output from the speaker unit.

According to paragraph 1,
Each of the cells displays the same or different magnetic field intensity and magnetic field frequency.

According to paragraph 1,
A display in which the magnetic particles move directionally when the magnetic field is applied.