KR20230080837A - Magnetic self-assembly of pillar structure and method of fabricating the same - Google Patents
Magnetic self-assembly of pillar structure and method of fabricating the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230080837A KR20230080837A KR1020210168344A KR20210168344A KR20230080837A KR 20230080837 A KR20230080837 A KR 20230080837A KR 1020210168344 A KR1020210168344 A KR 1020210168344A KR 20210168344 A KR20210168344 A KR 20210168344A KR 20230080837 A KR20230080837 A KR 20230080837A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pillars
- magnetic
- pillar structure
- self
- assembly
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 159
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims abstract description 46
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 45
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 6
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 5
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 2
- 229920002397 thermoplastic olefin Polymers 0.000 description 2
- 229920006345 thermoplastic polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 229920006342 thermoplastic vulcanizate Polymers 0.000 description 2
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- KUDUQBURMYMBIJ-UHFFFAOYSA-N 2-prop-2-enoyloxyethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCOC(=O)C=C KUDUQBURMYMBIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920006169 Perfluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005560 fluorosilicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920006168 hydrated nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920002681 hypalon Polymers 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920006132 styrene block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/26—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by the substrate or intermediate layers
- H01F10/28—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by the substrate or intermediate layers characterised by the composition of the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/0036—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties showing low dimensional magnetism, i.e. spin rearrangements due to a restriction of dimensions, e.g. showing giant magnetoresistivity
- H01F1/0045—Zero dimensional, e.g. nanoparticles, soft nanoparticles for medical/biological use
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 마이크로/나노 소자에 관한 것으로서, 더 상세하게는 자성 자기-어셈블리 필라 구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to micro/nano devices, and more particularly to a magnetic self-assembly pillar structure and a manufacturing method thereof.
마이크로/나노 입자 또는 마이크로/나노 돌기를 이용한 마이크로/나노 기술이 대상체의 광학 특성, 표면 특성 등의 개선에 이용되고 있다. 예를 들어, 대상체의 표면 돌기 구조의 밀도 또는 형상 등을 변경하여, 표면 젖음 특성이나 시각적 특성을 변경할 수 있다. 이러한 대상체의 표면 구조는 마이크로/나노 에칭 기술이나 멤스 제조 기술 등을 이용하여 형성할 수 있다. 하지만, 이러한 표면 형상은 제조 공정에 종속적이어서, 필요에 따라서 표면 형상을 변경하는 것이 쉽지 않다.Micro/nano technology using micro/nano particles or micro/nano protrusions is used to improve optical properties and surface properties of objects. For example, surface wetting characteristics or visual characteristics may be changed by changing the density or shape of the surface protrusion structure of the object. The surface structure of the object may be formed using a micro/nano etching technique or a MEMS manufacturing technique. However, this surface shape is dependent on the manufacturing process, so it is not easy to change the surface shape as needed.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자기 조립이 가능한 자성 자기-어셈블리 필라 구조체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic self-assembly pillar structure capable of self-assembly and a manufacturing method thereof. However, these tasks are illustrative, and the scope of the present invention is not limited thereby.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 의한 자성 자기-어셈블리 필라 구조체는, 기판과, 유연성을 갖는 하부 및 폴리머 기지에 자성 입자들이 함유된 자성 복합체의 상부를 포함하고, 상기 하부가 상기 기판 상에 유연성을 가지며 고정되는, 복수의 필라들과, 상기 복수의 필라들 중 인접한 적어도 두 필라들이 외부 자기력에 의해서 적어도 상단이 접촉된 상태에서 상기 기판 상에 고정되는 적어도 하나의 조립쌍을 형성하도록 상기 적어도 두 필라들 사이에 결합된 고착 부재를 포함한다.A magnetic self-assembly pillar structure according to one aspect of the present invention for solving the above problems includes a substrate, a lower portion having flexibility, and an upper portion of a magnetic composite in which magnetic particles are contained in a polymer matrix, wherein the lower portion is the substrate A plurality of pillars, which are flexible and fixed on the substrate, and at least two adjacent pillars among the plurality of pillars form at least one assembly pair fixed on the substrate in a state in which at least the upper ends are in contact with each other by an external magnetic force. and a fixing member coupled between the at least two pillars.
상기 자성 자기-어셈블리 필라 구조체에 따르면, 상기 복수의 필라들의 상기 하부는 상기 상부의 상기 폴리머 기지와 동일한 물질이고, 상기 하부는 상기 기판과 동일한 물질로 일체로 형성될 수 있다.According to the magnetic self-assembled pillar structure, the lower part of the plurality of pillars may be formed of the same material as the polymer matrix of the upper part, and the lower part may be integrally formed of the same material as the substrate.
상기 자성 자기-어셈블리 필라 구조체에 따르면, 상기 고착 부재는 상기 적어도 두 필라들의 상단이 접촉된 상태에서 상기 기판 상에 폴리머 용액을 공급 후 용매를 증발시켜 형성될 수 있다.According to the magnetic self-assembled pillar structure, the fixing member may be formed by evaporating a solvent after supplying a polymer solution to the substrate in a state in which upper ends of the at least two pillars are in contact with each other.
상기 자성 자기-어셈블리 필라 구조체에 따르면, 상기 적어도 두 필라들은 상기 외부 자기력 방향과 다른 방향으로 인접하게 배치되며 적어도 한 쌍의 조립쌍들을 형성하는 적어도 네 개의 필라들을 포함하고, 상기 고착 부재는 상기 적어도 한 쌍의 조립쌍들 사이에 배치된 수직 부분을 더 포함하고, 상기 적어도 한 쌍의 조립쌍들은 그 상단부들이 서로 접촉된 상태로 상기 고착 부재의 상기 수직 부분의 모세관력에 의해서 고착될 수 있다.According to the magnetic self-assembly pillar structure, the at least two pillars include at least four pillars disposed adjacently in a direction different from the direction of the external magnetic force and forming at least one assembled pair, and the fixing member comprises the at least one pillar. A vertical portion disposed between the pair of assembling pairs may be further included, and the at least one pair of assembling pairs may be fixed by capillary force of the vertical portion of the fixing member in a state in which upper ends thereof are in contact with each other.
상기 자성 자기-어셈블리 필라 구조체에 따르면, 상기 복수의 필라들은 상기 자성 입자들이 제 1 농도로 함유된 제 1 필라들과 상기 자성 입자들이 상기 제 1 농도보다 높은 제 2 농도로 함유된 제 2 필라들을 포함하고, 상기 제 1 필라들 또는 상기 제 2 필라들은 상기 외부 자기력의 세기에 따라서 선택적으로 상기 조립쌍을 형성할 수 있다.According to the magnetic self-assembly pillar structure, the plurality of pillars include first pillars containing the magnetic particles in a first concentration and second pillars containing the magnetic particles in a second concentration higher than the first concentration. and the first pillars or the second pillars may selectively form the assembled pair according to the strength of the external magnetic force.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 관점에 의한 자성 자기-어셈블리 필라 구조체의 제조방법은, 복수의 홈들을 갖는 몰드 내에 자성 입자들을 채우는 단계와, 상기 복수의 홈들 내에 폴리머 프리커서를 채우고 경화시켜, 유연성을 갖는 하부 및 폴리머 기지에 상기 자성 입자들이 함유된 자성 복합체의 상부를 포함하고, 상기 하부가 기판 상에 유연성을 가지며 고정되는, 복수의 필라들을 형성하는 단계와, 상기 복수의 필라들 중 인접한 적어도 두 필라들이 외부 자기력에 의해서 적어도 상단이 접촉된 상태에서 상기 기판 상에 고정되는 적어도 하나의 조립쌍을 형성하도록 상기 적어도 두 필라들 사이에 고착 부재를 결합시키는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a magnetic self-assembly pillar structure according to another aspect of the present invention for solving the above problems includes filling magnetic particles in a mold having a plurality of grooves, and filling and curing a polymer precursor in the plurality of grooves. forming a plurality of pillars including a flexible lower part and an upper part of the magnetic composite in which the magnetic particles are contained in a polymer matrix, and wherein the lower part has flexibility and is fixed on a substrate; and coupling a fixing member between at least two adjacent pillars to form at least one assembled pair fixed on the substrate in a state in which at least two adjacent pillars are in contact with each other by an external magnetic force.
상기 자성 자기-어셈블리 필라 구조체의 제조방법에 따르면, 상기 복수의 필라들을 형성하는 단계에서, 상기 복수의 홈들의 적어도 상단부는 상기 폴리머 커서로 채워지고 경화되어 상기 복수의 필라들의 상기 하부를 형성할 수 있다.According to the manufacturing method of the magnetic self-assembly pillar structure, in the forming of the plurality of pillars, at least upper ends of the plurality of grooves may be filled with the polymer cursor and cured to form the lower portions of the plurality of pillars. there is.
상기 자성 자기-어셈블리 필라 구조체의 제조방법에 따르면, 상기 자성 입자들을 채우는 단계에서, 상기 자성 입자들이 상기 복수의 홈들 내에 가득 채워지도록 상기 몰드 하부에 자석을 배치하는 단계를 포함할 수 있다.According to the manufacturing method of the magnetic self-assembly pillar structure, the filling of the magnetic particles may include arranging a magnet under the mold so that the magnetic particles fill the plurality of grooves.
상기 자성 자기-어셈블리 필라 구조체의 제조방법에 따르면, 상기 고착 부재를 결합시키는 단계에서, 상기 고착 부재는 상기 적어도 두 필라들의 상단이 접촉된 상태에서 상기 기판 상에 폴리머 용액을 공급 후 용매를 증발시켜 형성될 수 있다.According to the manufacturing method of the magnetic self-assembled pillar structure, in the step of coupling the fixing member, the fixing member supplies a polymer solution onto the substrate in a state in which upper ends of the at least two pillars are in contact with each other, and then evaporates the solvent. can be formed
상기 자성 자기-어셈블리 필라 구조체의 제조방법에 따르면, 상기 적어도 두 필라들은 상기 외부 자기력 방향과 다른 방향으로 인접하게 배치되며 적어도 한 쌍의 조립쌍들을 형성하는 적어도 네 개의 필라들을 포함하고, 상기 고착 부재는 상기 적어도 한 쌍의 조립쌍들 사이에 배치된 수직 부분을 더 포함하고, 상기 적어도 한 쌍의 조립쌍들은 그 상단부들이 서로 접촉된 상태로 상기 고착 부재의 상기 수직 부분의 모세관력에 의해서 고착될 수 있다.According to the manufacturing method of the magnetic self-assembly pillar structure, the at least two pillars include at least four pillars arranged adjacently in a direction different from the direction of the external magnetic force and forming at least one assembly pair, and the fixing member further comprises a vertical portion disposed between the at least one pair of assembling pairs, and the at least one pair of assembling pairs are fixed by capillary force of the vertical portion of the fixing member in a state in which upper ends thereof are in contact with each other. can
상기 자성 자기-어셈블리 필라 구조체의 제조방법에 따르면, 상기 복수의 필라들은 상기 자성 입자들이 제 1 농도로 함유된 제 1 필라들과 상기 자성 입자들이 상기 제 1 농도보다 높은 제 2 농도로 함유된 제 2 필라들을 포함하고, 상기 제 1 필라들 또는 상기 제 2 필라들은 상기 외부 자기력의 세기에 따라서 선택적으로 상기 조립쌍을 형성할 수 있다.According to the manufacturing method of the magnetic self-assembly pillar structure, the plurality of pillars include first pillars containing the magnetic particles in a first concentration and second pillars containing the magnetic particles in a second concentration higher than the first concentration. It includes two pillars, and the first pillars or the second pillars may selectively form the assembled pair according to the strength of the external magnetic force.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체 및 그 제조방법에 의하면, 자기력을 이용하여 표면 특성이 변경될 수 있는 자기-어셈블리 필라 구조체를 제공할 수 있다.According to the magnetic self-assembly pillar structure and manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention made as described above, it is possible to provide a self-assembled pillar structure whose surface characteristics can be changed using magnetic force.
물론 이러한 효과는 예시적인 것이고, 이러한 효과에 의해서 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, these effects are exemplary, and the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체 및 그 제조방법을 보여주는 개략도들이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체 및 그 제조방법을 보여주는 개략도들이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체 및 그 제조방법을 보여주는 개략도들이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체 및 그 제조방법을 보여주는 개략도들이다.
도 5는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체를 보여주는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체를 보여주는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체를 보여주는 개략도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 7의 자성 자기-어셈블리 필라 구조체의 자기력 세기에 따른 표면 형상의 변화를 보여주는 개략도들이다.1A to 1F are schematic diagrams showing a magnetic self-assembly pillar structure and a manufacturing method thereof according to a first embodiment of the present invention.
2A to 2D are schematic diagrams showing a magnetic self-assembly pillar structure and a manufacturing method thereof according to a second embodiment of the present invention.
3A to 3D are schematic diagrams showing a magnetic self-assembly pillar structure and a manufacturing method thereof according to a third embodiment of the present invention.
4A to 4D are schematic diagrams showing a magnetic self-assembly pillar structure and a manufacturing method thereof according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a plan view showing a magnetic self-assembly pillar structure according to a fifth embodiment of the present invention.
6 is a plan view showing a magnetic self-assembly pillar structure according to a sixth embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram showing a magnetic self-assembly pillar structure according to a seventh embodiment of the present invention.
8A and 8B are schematic diagrams showing changes in the surface shape of the magnetic self-assembly pillar structure of FIG. 7 according to the strength of the magnetic force.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 적어도 일부의 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms. It is provided to fully inform you. Also, for convenience of explanation, the size of at least some components may be exaggerated or reduced in the drawings. Like symbols in the drawings refer to like elements.
다르게 정의되지 않는 한, 여기에 사용된 모든 용어들은 해당기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 같은 의미로 사용된다. 도면에서, 층 및 영역의 크기는 설명을 위해 과장되었고, 따라서 본 발명의 일반적인 구조들을 설명하기 위해 제공된다.Unless defined otherwise, all terms used herein are used with the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. In the drawings, the sizes of layers and regions are exaggerated for illustrative purposes and are therefore provided to illustrate the general structures of the present invention.
동일한 참조 부호들은 동일한 구성 요소를 나타낸다. 층, 영역, 또는 기판과 같은 한 구성이 다른 구성 상(on)에 있다고 지칭할 때, 그것은 다른 구성의 바로 상부에 있거나 또는 그 사이에 다른 개재된 구성이 또한 존재할 수 있는 것으로 이해될 것이다. 반면에, 한 구성이 다른 구성의 “바로 위에(directly on)” 있다라고 지칭할 때는 중간 개재 구성들이 존재하지 않는다고 이해된다.Like reference numerals denote like elements. It will be understood that when one element, such as a layer, region, or substrate, is referred to as being on another element, it may be directly on top of or intervening elements may also exist. On the other hand, when referring to a component being “directly on” another component, it is understood that there are no intervening components present.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체 및 그 제조방법을 보여주는 개략도들이다.1A to 1F are schematic diagrams showing a magnetic self-assembly pillar structure and a manufacturing method thereof according to a first embodiment of the present invention.
도 1a를 참조하면, 복수의 홈들(62)을 갖는 몰드(60) 내에 자성 입자들(70)을 채울 수 있다. 예를 들어, 몰드(60)에는 홈들(62)이 어레이 배치를 갖도록 음각으로 형성될 수 있다. 홈들(62)은 마이크로 크기를 가질 수 있다. 몰드(60)는 자기적으로 불활성(magnetically inert) 물질일 수 있다. Referring to FIG. 1A ,
예를 들어, 자성 입자들(70)은 홈들(62) 내에 가득 채운 후 일정 부분 제거되거나 또는 홈들(62)의 상단이 노출되도록 홈들(62) 내에 부분적으로 채워질 수 있다. 예를 들어, 자성 입자들(70)은 각 홈(62)의 60 내지 90% 범위를 고농도로 채울 수 있다. 자성 입자들(70)은 강자성 물질의 입자들, 예컨대 철(iron) 입자들을 포함할 수 있다.For example, the
일부 실시예에서, 자성 입자들(70)을 홈들(62) 내에 채우는 단계에서, 몰드(60) 하부에 외부 자기력을 인가할 수 있는 자석(50)을 배치할 수 있다. 자력에 의해서 홈들(62) 내에 자성 입자들(70)이 하방으로 인력을 받으면서 홈들(62) 내에 조밀하게 가득 채워질 수 있다. In some embodiments, in the step of filling the
도 1b를 참조하면, 자성 입자들(70) 이 채워진 홈들(62) 내에 폴리머 프리커서(80)를 채우고 경화시킬 수 있다. Referring to FIG. 1B , the
일부 실시예에서, 홈들(62) 내에 자성 입자들(70)이 거의 가득 채워진 경우, 홈들(62)의 상단부의 자성 입자들(70)을 부분적으로 제거하여, 홈들(62) 상단 부분이 노출되도록 한 후, 폴리머 프리커서(80)를 홈들(62) 내에 채울 수 있다. 이에 따라, 홈들(62)의 적어도 하부에는 자성 입자들(70)의 사이로 폴리머 프리커서(80)가 채워지고, 홈들(62)의 적어도 상부에는 폴리머 프리커서(80)가 채워질 수 있다.In some embodiments, when the
도 1c를 참조하면, 몰드(60)로부터 분리하여, 기판(105) 상에 그 하부(112)가 유연성을 가지며 고정된 복수의 필라들(110)을 형성할 수 있다. 홈들(62)이 마이크로 크기인 경우, 필라들(110)은 마이크로 크기를 가질 수 있다.Referring to FIG. 1C , a plurality of
보다 구체적으로 보면, 필라들(110)은 유연성을 갖는 하부(112)와 자성 복합체의 상부(114)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하부(112)는 유연성을 가지면서 기판(105)에 고정되고, 상부(114)는 폴리머 기지(85)에 자성 입자들(70)이 함유된 자성 복합체를 포함할 수 있다. 이에 따라 필라들(110)은 하부(112)의 단부가 기판(105)에 고정된 상태에서 외부 자기력에 의해서 탄성적으로 상단이 움직일 수 있다.More specifically, the
예를 들어, 필라들(110)의 하부(112)는 상부(114)의 폴리머 기지(85)와 동일한 물질일 수 있다. 나아가, 하부(112)는 기판(105)과 동일한 물질로 일체로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 보면, 도 1b에 설명된 바와 같이, 홈들(62) 내에 폴리머 프리커서(80)를 채운 후 경화시켜, 기판(105)과 필라들(110)을 일체로 형성할 수 있다. 홈들(62)의 적어도 상단부는 폴리머 프리커서(80)로 채워지고 경화되어 필라들(110)의 하부(112)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 기판(105)의 물질과 필라들(110) 내의 폴리머 기지(85)는 동일한 물질로 형성함으로써, 제조 공정을 단순화할 수 있다.For example, the
이 실시예의 변형된 예에서, 기판(105)과 필라들(110)을 서로 다른 물질로 형성하는 것도 가능하다.In a modified example of this embodiment, it is also possible to form the
도 1d를 참조하면, 필라들(110) 중 인접한 적어도 두 필라들(110)이 외부 자기력에 의해서 적어도 상단이 접촉되게 할 수 있다. 외부 자기력의 방향은 기판(105)과 평행한 방향일 수 있다. 예를 들어, 외부 자기력은 영구 자석에 의해서 부가될 수 있다. 필라들(110)의 하부(112)는 유연하게 기판(105)에 고정되어 있고, 필라들(110)의 상부(114)는 자성 복합체를 포함하기 때문에, 필라들(110)은 그 하단이 기판(105)에 고정된 상태에서 자성 복합체들의 인력에 의해서 그 상단이 서로 접촉되도록 휠 수 있다.Referring to FIG. 1D , at least two
보다 구체적으로 보면, 외부 자기력이 인가되면 필라들(110) 각각은 마이크로 자석으로 기능할 수 있다. 이에 따라, 필라들(110) 내 자성 입자들(70)의 자기 극성(magnetic polarities)은 외부 자기력 방향으로 배열될 수 있다. 이에 따라, 필라들(110)의 상부(114)는 외부 자기력 방향에 따라서 자성 다이폴(magnetic dipole)을 형성할 수 있다. 가장 인접한 필라들(110)의 자성 다이폴은 서로 극성을 갖기 때문에 인력에 의해서 서로 끌어당길 수 있다. 이에 따라, 필라들(110)은 상부(114)의 상단이 서로 접촉될 수 있다.More specifically, when an external magnetic force is applied, each of the
도 1e 및 도 1f를 참조하면, 기판(105) 상에 고정되는 적어도 하나의 조립쌍을 형성하도록 상기 적어도 두 필라들 사이에 고착 부재(122)를 결합시켜, 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100)를 형성할 수 있다.Referring to FIGS. 1E and 1F , a magnetic self-
예를 들어, 도 1e에 도시된 바와 같이, 필라들(110) 중 인접한 적어도 두 필라들(110)이 외부 자기력에 의해서 적어도 상단이 접촉된 상태에서 기판(105) 상에 폴리머 용액(120)을 공급할 수 있다.For example, as shown in FIG. 1E , at least two
이어서, 도 1f에 도시된 바와 같이, 폴리머 용액(120)에서 용매를 증발시켜, 인접한 적어도 두 필라들(110)이 적어도 상단이 접촉된 상태에서 기판(105) 상에 고정되는 적어도 하나의 조립쌍(115)을 형성하도록 고착 부재(122)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 고착 부재(122)는 폴리머 용액(120)에서 용매(solvent)가 증발되고 남은 폴리머 용질일 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 1F, at least one assembly pair in which the solvent is evaporated from the
예를 들어, 기판(105) 상에 폴리머 용액(120)을 전체적으로 분사한 후, 용매를 증발시키면, 기판(105) 상에 복수의 조립쌍들(115)을 형성할 수 있다.For example, if the
이에 따라, 외부 자기력이 없어지더라도, 조립쌍(115) 내 두 필라들(110)의 상단은 서로 접촉된 상태로 고정될 수 있다. 따라서, 자기력을 이용하여 자기 배치가 가능한 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100)가 형성될 수 있다.Accordingly, even if the external magnetic force disappears, the upper ends of the two
전술한 폴리머 프리커서(80), 폴리머 기지(85) 또는 폴리머 용액에서 고분자 물질은 실리콘 고무계, 우레탄계, 올레핀계, 스타이렌계, 에폭시계, 황계열, 이미드계, 아마이드계 및 에스터계로 구성되는 군으로부터 선택되는 열가소성 고분자 또는 열경화성 고분자 중 어느 하나 이상을 포함하는 고분자일 수 있다.In the above-described
예를 들어, 상기 열가소성 고분자는 열가소성 스타이렌 블록 코폴리머(thermoplastic styrene block copolymer), 열가소성 폴리올레핀엘라스토머(thermoplastic polyolefinelastomer, TPO), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU), 열가소성 폴리아마이드(thermoplastic polyamide, TPA), 열가소성 폴리에틸렌(thermoplastic polyethylene, TPE), 열가소성 불카니제이트(thermoplastic vulcanizate, TPV) 또는 이들을 구성하는 단위체의 공중합체일 수 있다. For example, the thermoplastic polymer includes a thermoplastic styrene block copolymer, a thermoplastic polyolefinelastomer (TPO), a thermoplastic polyurethane (TPU), and a thermoplastic polyamide (TPA). , thermoplastic polyethylene (TPE), thermoplastic vulcanizate (TPV), or a copolymer of monomers constituting them.
또한, 상기 열경화성 고분자는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(acrylonitrile butadiene rubber), 클로로설포네이티드 폴리에틸렌 고무(chlorosulfonated polyethylene rubber), 에틸렌 아크릴레이트 고무(ethylene acrylate rubber), 플루오로카본 고무(fluorocarbon rubber), 수소화 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber), 퍼플루오로엘라스토머(perfluoroelastomer), 열경화성 폴리우레탄 고무(thermoset polyurethane rubber), 열경화성 스타이렌 부타디엔 고무(thermoset styrene butadiene rubber), 열경화성 클로로프렌 고무(thermoset chloroprene rubber), 에피클로로하이드린 공중합체 고무(epichlorohydrin copolymer rubber), 에틸렌 프로필렌 디엔 고무(ethylene propylene diene rubber), 플루오로실리콘 고무(fluorosilicone rubber), 천연고무인 폴리이소프렌 고무(polyisoprene rubber), 폴리아크릴레이트 고무(polyacrylate rubber), 또는 실리콘 고무(silicone rubber)일 수 있다.In addition, the thermosetting polymer is acrylonitrile butadiene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, ethylene acrylate rubber, fluorocarbon rubber, hydrogenated acrylic Hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber, perfluoroelastomer, thermoset polyurethane rubber, thermoset styrene butadiene rubber, thermoset chloroprene rubber, Epichlorohydrin copolymer rubber, ethylene propylene diene rubber, fluorosilicone rubber, natural rubber polyisoprene rubber, polyacrylate rubber ), or silicone rubber.
도 1f의 실험예에서, 폴리머 프리커서(80) 또는 폴리머 기지(85)는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS) 고분자를 이용하였다.In the experimental example of FIG. 1F, a polydimethylsiloxane (PDMS) polymer was used as the
본 발명의 일 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100)는 기판(105)과 기판(105) 상의 필라들(110)과 고착 부재(122)를 포함할 수 있다.The magnetic self-
예를 들어, 필라들(110)은 유연성을 갖는 하부(112) 및 폴리머 기지(85)에 자성 입자들(70)이 함유된 자성 복합체의 상부(114)를 포함할 수 있다. 고착 부재(122)는 필라들(110) 중 인접한 적어도 두 필라들(110)이 외부 자기력에 의해서 적어도 상단이 접촉된 상태에서 기판(105) 상에 고정되는 적어도 하나의 조립쌍(115)을 형성하도록 적어도 두 필라들(110) 사이에 결합될 수 있다.For example, the
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체 및 그 제조방법을 보여주는 개략도들이다. 이 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100a)는 도 1a 내지 도 1f의 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100)에서 일부 구성을 부가 또는 변형한 것이므로, 두 실시예들은 서로 참조될 수 있고 따라서 중복된 설명은 생략된다.2A to 2D are schematic diagrams showing a magnetic self-assembly pillar structure and a manufacturing method thereof according to a second embodiment of the present invention. Since the magnetic self-
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 필라들(110)이 형성된 상태에서, 자기력(B=0.6T)을 인가하여 두 필라들(110)의 상단이 접촉되게 하고, 필라들(110) 사이에 폴리머 용액(120)을 공급할 수 있다. Referring to FIGS. 2A and 2B , in a state in which the
필라들(110)은 평면을 기준으로 보면 장축 및 단축을 갖는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 장축이 x축 방향으로 배치되고, 단축이 y축 방향으로 배치될 수 있다. 자기력은 장축 방향인 x축 방향으로 인가될 수 있다.The
예를 들어, 자기력을 인가한 하여 두 필라들(110)의 상단이 접촉되게 하거나 또는 기판(105) 상에 폴리머 용액(120)을 공급한 상태에서 자기력을 인가하여 두 필라들(110)의 상단이 접촉되도록 할 수도 있다.For example, the upper ends of the two
일부 실시예에서, 필라들(110)은 외부 자기력 방향과 다른 방향, 예컨대 수직 방향으로 인접하게 배치되며 적어도 한 쌍의 조립쌍들(115)을 형성하는 적어도 네 개의 필라들(110)을 포함할 수 있다.In some embodiments, the
예를 들어, 필라들(110)은 x축 방향을 따라서 상단이 서로 접촉되게 조립쌍들(115)을 형성할 수 있다. 나아가, 하나의 행의 조립쌍들(115)과 인접한 다른 행의 조립쌍들(115)은 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 이러한 조립쌍들(115)의 배치되는 자기 에너지의 이방성 사극자 상호작용(anisotropic quadrupolar interaction)과 관련될 수 있다. For example, the
도 2c 및 도 2d를 참조하면, 폴리어 용액(120)에서 용매를 증발시켜, 고착 부재(122)를 형성할 수 있다. 용매가 증발됨에 따라서, x축 방향으로 배치된 필라들(110)에 의해서 형성된 조립쌍들(115)의 그 사이의 고착 부재(122)에 의해서 외부 자기력이 없어지더라도 그 상단이 서로 접촉되도록 고정될 수 있다.Referring to FIGS. 2C and 2D , the fixing
나아가, 고착 부재(122)는 외부 자기력 방향과 다른 방향, 예컨대 수직 방향으로 인접하게 배치된 적어도 한 쌍의 조립쌍들(115) 사이에 배치된 수직 부분을 더 포함할 수 있다. 이러한 적어도 한 쌍의 조립쌍들(115)은 그 상단부들이 서로 접촉된 상태로 고착 부재(122)의 수직 부분의 모세관력(capillary force)에 의해서 고착될 수 있다.Furthermore, the fixing
예를 들어, 도 2c에 도시된 바와 같이, 한 행에 배치된 하나의 조립쌍(115)은 인접한 다른 행에 배치된 두 개의 조립쌍들(115)과 그 상단이 서로 접촉되도록 고착 부재(122)에 의해서 고정될 수 있다. 이와 같은 y축 방향 또는 외부 자기력에 수직한 방향으로의 조립쌍들(115) 사이의 인력은 고착 부재(122)의 측방향(lateral) 모세관력에 기인할 수 있다.For example, as shown in FIG. 2C, one
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체 및 그 제조방법을 보여주는 개략도들이다. 이 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100b)는 도 1a 내지 도 1f의 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100) 및 도 2a 내지 도 2d의 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100a)에서 일부 구성을 부가 또는 변형한 것이므로, 실시예들은 서로 참조될 수 있고 따라서 중복된 설명은 생략된다.3A to 3D are schematic diagrams showing a magnetic self-assembly pillar structure and a manufacturing method thereof according to a third embodiment of the present invention. The magnetic self-
도 3a를 참조하면, 필라들(110)은 외부 자기력이 인가되는 x축에 대해서 소정 각도로 기울어지게 그 장축이 배치될 수 있다. 예를 들어, 소정 각도는 45도 일 수 있다. 이 경우, 외부 자기력은 장축 방향의 힘과 단축 방향의 힘으로 분할될 수 있다.Referring to FIG. 3A , the long axes of the
외부 자기력이 약한 경우(B=0.05T), 필라들(110)은 단축 보다는 장축 방향을 따라서 더 인접하게 배치되어 있기 때문에, 장축 방향을 따라서 인접하게 배치된 두 필라들(110) 사이에 인력이 더 크게 작용할 수 있다. When the external magnetic force is weak (B=0.05T), since the
도 3b를 참조하면, 외부 자기력이 커짐에 따라서(B=0.17T), 장축 방향을 따라서 인접하게 배치된 적어도 두 필라들(110)의 상단이 접촉되도록 필라쌍들(115)이 형성되고, 나아가 단축 방향을 따라서 배치된 적어도 한 쌍의 필라쌍들(115)이 상단이 서로 접촉될 수 있다. 이에 따라, 필라쌍들(115)에 트위스트 힘이 작용될 수 있다.Referring to FIG. 3B, as the external magnetic force increases (B = 0.17T), pillar pairs 115 are formed so that the upper ends of at least two
도 3c를 참조하면, 외부 자기력이 더 커짐에 따라서(B=0.38T), 필라쌍들(115) 중 외부 자기력 방향(즉, x축 방향)으로 인접한 필라쌍들(115)의 상단이 서로 접촉될 수 있다. 이에 따라, 필라쌍들(115)의 접촉에 의해서, 필라들(110)은 그 상단이 거의 외부 자기장 방향에 나란하게 서로 접촉되도록 휠 수 있다.Referring to FIG. 3C , as the external magnetic force increases (B=0.38T), the upper ends of the pillar pairs 115 adjacent in the direction of the external magnetic force (ie, the x-axis direction) among the pillar pairs 115 contact each other. It can be. Accordingly, by the contact of the pillar pairs 115, the
도 3d를 참조하면, 외부 자기장을 제거하더라도, 고착 부재(122)를 통해서 필라들(110)이 거의 x축 방향을 따라서 그 상단이 접촉되도록 자기-조립되어 고정된 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100b)가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3D , even if the external magnetic field is removed, the magnetic self-
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체 및 그 제조방법을 보여주는 개략도들이다. 이 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100c)는 전술한 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100, 100a, 100b)에서 일부 구성을 부가 또는 변형한 것이므로, 실시예들은 서로 참조될 수 있고 따라서 중복된 설명은 생략된다.4A to 4D are schematic diagrams showing a magnetic self-assembly pillar structure and a manufacturing method thereof according to a fourth embodiment of the present invention. Since the magnetic self-
도 4a를 참조하면, 필라들(110)은 외부 자기력이 인가되는 x축에 대해서 수직한 방향, 즉 y축 방향으로 그 장축이 배치되고, 외부 자기력과 평행한 방향, 즉 x축 방향으로 그 단축이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 4A, the
외부 자기력이 약한 경우(B=0.05T), 외부 자기력 방향을 따라서 인접하게 배치된 두 필라들(110) 사이에 인력이 우선적으로 작용할 수 있다. When the external magnetic force is weak (B=0.05T), the attractive force may act preferentially between the two
도 4b를 참조하면, 외부 자기력이 커짐에 따라서(B=0.14T), x축 방향을 따라서 인접하게 배치된 적어도 두 필라들(110)의 상단이 접촉되도록 필라쌍들(115)이 형성되고, 나아가 인접한 행에 배치된 적어도 한 쌍의 필라쌍들(115) 사이에 트위스트 인력이 작용될 수 있다.Referring to FIG. 4B, as the external magnetic force increases (B = 0.14T), pillar pairs 115 are formed so that the upper ends of at least two
도 4c를 참조하면, 외부 자기력이 더 커짐에 따라서(B=0.44T), 상대적으로 인접하게 배치된 세 개의 필라쌍들(115)의 상단이 서로 접촉될 수 있다. 이에 따라, 필라쌍들(115)의 접촉에 의해서, 거시적으로 볼 때 필라들(110)은 외부 자기장 방향으로 물결 무늬를 갖도록 휠 수 있다.Referring to FIG. 4C , as the external magnetic force becomes larger (B=0.44T), the upper ends of the three relatively adjacent pillar pairs 115 may come into contact with each other. Accordingly, due to the contact between the pillar pairs 115, the
도 4d를 참조하면, 외부 자기장을 제거하더라도, 고착 부재(122)를 통해서 필라들(110)이 x축 방향을 따라서 물결 무늬 모양으로 접촉되도록 자기-조립되어 고정된, 자성 자기-조립 어셈블리 구조체(100c)가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4D, even if the external magnetic field is removed, the magnetic self-assembly assembly structure ( 100c) may be formed.
도 5는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체를 보여주는 평면도이다. 이 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100d)는 전술한 자성 자기-어셈블리 필라 구조체들(100, 100a, 100b, 100c)에서 일부 구성을 부가 또는 변형한 것이므로, 실시예들은 서로 참조될 수 있고 따라서 중복된 설명은 생략된다.5 is a plan view showing a magnetic self-assembly pillar structure according to a fifth embodiment of the present invention. Since the magnetic self-
도 5를 참조하면, 필라들(110)은 평면상에서 볼 때 정사각형 모양을 가질 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
외부 자기력이 x축 방향으로 인가되면, x축 방향으로 인접한 필라들(110)이 조립쌍들(115)을 형성하고, 이어서 두 행의 인접한 세 조립쌍들(115)이 서로 접촉되어 물결 무늬를 형성할 수 있다. 이후, 외부 자기력이 제거되더라도, 고착 부재(122)에 의해서 조립쌍들(115)이 실질적으로 x축 방향으로 신장되는 물결 무늬 모양의 자성 자기-조립쌍 어셈블리 구조체(100d)를 형성할 수 있다.When an external magnetic force is applied in the x-axis direction,
도 6은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체를 보여주는 평면도이다. 이 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100e)는 전술한 자성 자기-어셈블리 필라 구조체들(100, 100a, 100b, 100c, 100d)에서 일부 구성을 부가 또는 변형한 것이므로, 실시예들은 서로 참조될 수 있고 따라서 중복된 설명은 생략된다.6 is a plan view showing a magnetic self-assembly pillar structure according to a sixth embodiment of the present invention. Since the magnetic self-
도 6을 참조하면, 필라들(110)은 평면상에서 볼 때 원 모양을 가질 수 있다.Referring to FIG. 6 , the
외부 자기력이 x축 방향으로 인가되면, x축 방향으로 인접한 필라들(110)이 조립쌍들(115)을 형성하고, 이어서 두 행의 인접한 세 조립쌍들(115)이 서로 접촉되어 물결 무늬를 형성할 수 있다. 이후, 외부 자기력이 제거되더라도, 고착 부재(122)에 의해서 조립쌍들(115)이 실질적으로 x축 방향으로 신장되는 물결 무늬 모양의 자성 자기-조립쌍 어셈블리 구조체(100e)를 형성할 수 있다.When an external magnetic force is applied in the x-axis direction,
전술한 자성 자기-어셈블리 필라 구조체들(100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e)에서 필라들(110)의 기하학적 형상이나 배치 방향을 달리 함으로써, 외부 자기력에 의한 자기-조립 특성이 달라지는 것을 알 수 있다.In the above-described magnetic self-
도 7은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100f)를 보여주는 개략도이다. 이 실시예에 따른 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100f)는 전술한 자성 자기-어셈블리 필라 구조체들(100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e)에서 일부 구성을 부가 또는 변형한 것이므로, 실시예들은 서로 참조될 수 있고 따라서 중복된 설명은 생략된다.7 is a schematic diagram showing a magnetic self-
도 7을 참조하면, 자성 자기-어셈블리 필라 구조체(100f)는 자성 입자들(70)이 제 1 농도로 함유된 제 1 필라들(110a)과 자성 입자들(70)이 제 2 농도로 함유된 제 2 필라들(110b)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the magnetic self-
제 1 농도와 제 2 농도는 서로 다를 수 있고, 이에 따라, 제 1 필라들(110a) 또는 제 2 필라들(110b)은 외부 자기력의 세기에 따라서 선택적으로 조립쌍(115)을 형성할 수 있다.The first concentration and the second concentration may be different from each other, and thus, the
예를 들어, 제 2 농도는 제 1 농도보다 높을 수 있다. 이에 따라, 제 1 필라들(110a)의 제 1 상부(114a)는 상대적으로 낮은 제 1 농도의 자성 입자들(70)을 포함하는 자성 복합체로 구성되고, 제 2 필라들(110b)의 제 2 상부(114b)는 상대적으로 높은 제 2 농도의 자성 입자들(70)을 포함하는 자성 복합체로 구성될 수 있다.For example, the second concentration may be higher than the first concentration. Accordingly, the first
이 경우, 외부 자기력인 인가되면, 자성 입자들(70)의 농도가 높은 제 2 필라들(110b)이 자성 입자들(70)의 농도가 낮은 제 1 필라들(110a)에 비해서 보다 외부 자기력에 먼저 반응할 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 2 필라들(110b)은 서로 접촉되지만 제 1 필라들(110a)은 서로 접촉되지 않을 수 있다. 외부 자기력 방향과 나란하게 배열된 제 1 농도의 자성 입자 때문에 제 1 필라들(110a)에는 트위스트 힘이 작용하지 않을 수 있다.In this case, when the external magnetic force is applied, the
제 2 필라들(110b)은 특정한 모양으로 배치될 수 있고, 이 경우 외부 자기력이 없거나 작은 경우 특정 모양이 나타나지 않지만, 외부 자기력이 소정 크기로 증가되면, 제 1 필라들(110a)은 움직이지 않으면서 제 2 필라들(110b)의 상단이 서로 접촉되면서, 특정 모양이 시각적으로 나타날 수 있다.The
도 8a 및 도 8b는 도 7의 자성 자기-어셈블리 필라 구조체의 자기력 세기에 따른 표면 형상의 변화를 보여주는 개략도들이다.8A and 8B are schematic diagrams showing changes in the surface shape of the magnetic self-assembly pillar structure of FIG. 7 according to the strength of the magnetic force.
도 8a에 도시된 바와 같이, 외부 자기력이 낮은 경우(B=0.05T) 특정한 모양이 나타나지 않지만, 도 8b에 도시된 바와 같이, 외부 자기력이 소정 크기 이상인 경우(B=0.6T), 제 2 필라들(110b)의 상단이 서로 접촉되면, 제 2 필라들(110b)의 특정 모양, 예컨대 특정 글자 형태가 나타날 수 있다.As shown in FIG. 8A, when the external magnetic force is low (B = 0.05T), a specific shape does not appear, but as shown in FIG. 8B, when the external magnetic force is greater than a predetermined size (B = 0.6T), the second pillar When the upper ends of the
이러한 자성 자기-조립 어셈블리 구조체(100f)에서 제 1 필라들(110a) 및 제 2 필라들(110b)은 도 1a의 몰드(60) 내에 자성 입자들(70)을 채우는 단계에서 몰드(60)의 홈들(62) 내에 제 1 농도로 자성 입자들(70)을 채우고, 몰드(60) 상에 특정 모양을 갖는 마스킹 필름을 올리고 홈들(62) 중 마스킹 필름에 의해서 노출된 특정 모양으로 배치된 홈들(62)에는 제 2 농도가 되도록 자성 입자들(70)을 더 채우고, 이후 도 1b에 도시된 바와 같이 폴리머 프리커서(80)를 채우고 경화시킨다. 마스킹 필름을 제거한 이후에 이전에 노출되지 않았던 홈들(62)에 제 1 농도로 자성 입자들(70)을 채우고, 직사각형 단면의 장축과 45도 각도를 이루는 방향으로 외부 자기력을 인가해 자성 입자들(70)을 장축 방향으로 배열시킨 폴리머 프리커서(80)를 한 번 더 채우고 경화시킨다. 이후 몰드(60)로부터 분리하여 도 8b에 도시된 바와 같은 특정 글자형태가 나타나는 필라들이 형성될 수 있다.In the magnetic self-assembling
전술한 자성 자기-어셈블리 필라 구조체들(100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f)은 자기-어셈블리 특성을 이용한 표면 특성의 변화, 예컨대 표면 개질, 표면 광학 특성 변화 등에 이용될 수 있다. 예를 들어, 자성 자기-어셈블리 필라 구조체들(100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f)은 외부 자기력의 세기에 따라서 자기-조립 정도를 달리하여 표면 거칠기 또는 표면 돌기의 밀도를 달리할 수 있고, 이에 따라서 표면 접촉각 특성이 변경될 수 있다. 다른 예로, 자성 자기-어셈블리 필라 구조체들(100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f)은 특정 모양으로 자성 입자들(70)의 농도를 달리 하고 외부 자기장을 인가하여 특정 모양을 갖도록 시각 특성이 변경될 수도 있다. 따라서, 자성 자기-어셈블리 필라 구조체들(100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f)은 대상체 표면에 결합되어 대상체의 표면 특성을 변화시키는 데 이용될 수 있다.The aforementioned magnetic self-
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f: 자성 자기-조립 어셈블리 구조체
70: 자성 입자
80: 폴리머 프리커서
105: 기판
110: 필라
115: 조립쌍
120: 폴리머 용액
122: 고착 부재100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f: magnetic self-assembly assembly structures
70: magnetic particles
80: polymer precursor
105: substrate
110: Pillar
115: assembled pair
120: polymer solution
122: fastening member
Claims (11)
유연성을 갖는 하부 및 폴리머 기지에 자성 입자들이 함유된 자성 복합체의 상부를 포함하고, 상기 하부가 상기 기판 상에 유연성을 가지며 고정되는, 복수의 필라들; 및
상기 복수의 필라들 중 인접한 적어도 두 필라들이 외부 자기력에 의해서 적어도 상단이 접촉된 상태에서 상기 기판 상에 고정되는 적어도 하나의 조립쌍을 형성하도록 상기 적어도 두 필라들 사이에 결합된 고착 부재를 포함하는,
자성 자기-어셈블리 필라 구조체.Board;
a plurality of pillars including a lower portion having flexibility and an upper portion of a magnetic composite in which magnetic particles are contained in a polymer matrix, the lower portion having flexibility and being fixed on the substrate; and
A fixing member coupled between at least two pillars of the plurality of pillars to form at least one assembled pair fixed on the substrate in a state in which at least two pillars are in contact with each other by external magnetic force. ,
Magnetic self-assembly pillar structure.
상기 복수의 필라들의 상기 하부는 상기 상부의 상기 폴리머 기지와 동일한 물질이고,
상기 하부는 상기 기판과 동일한 물질로 일체로 형성된,
자성 자기-어셈블리 필라 구조체.According to claim 1,
The lower part of the plurality of pillars is the same material as the polymer matrix of the upper part,
The lower part is integrally formed of the same material as the substrate,
Magnetic self-assembly pillar structure.
상기 고착 부재는 상기 적어도 두 필라들의 상단이 접촉된 상태에서 상기 기판 상에 폴리머 용액을 공급 후 용매를 증발시켜 형성되는,
자성 자기-어셈블리 필라 구조체.According to claim 1,
The fixing member is formed by evaporating a solvent after supplying a polymer solution on the substrate in a state in which the upper ends of the at least two pillars are in contact.
Magnetic self-assembly pillar structure.
상기 적어도 두 필라들은 상기 외부 자기력 방향과 다른 방향으로 인접하게 배치되며 적어도 한 쌍의 조립쌍들을 형성하는 적어도 네 개의 필라들을 포함하고,
상기 고착 부재는 상기 적어도 한 쌍의 조립쌍들 사이에 배치된 수직 부분을 더 포함하고,
상기 적어도 한 쌍의 조립쌍들은 그 상단부들이 서로 접촉된 상태로 상기 고착 부재의 상기 수직 부분의 모세관력에 의해서 고착되는,
자성 자기-어셈블리 필라 구조체.According to claim 3,
The at least two pillars include at least four pillars disposed adjacently in a direction different from the direction of the external magnetic force and forming at least one assembled pair,
the fixing member further comprises a vertical portion disposed between the at least one pair of assembled pairs;
The at least one pair of assembled pairs are fixed by the capillary force of the vertical portion of the fixing member with their upper ends in contact with each other.
Magnetic self-assembly pillar structure.
상기 복수의 필라들은 상기 자성 입자들이 제 1 농도로 함유된 제 1 필라들과 상기 자성 입자들이 상기 제 1 농도보다 높은 제 2 농도로 함유된 제 2 필라들을 포함하고,
상기 제 1 필라들 또는 상기 제 2 필라들은 상기 외부 자기력의 세기에 따라서 선택적으로 상기 조립쌍을 형성하는,
자성 자기-어셈블리 필라 구조체.According to claim 1,
The plurality of pillars include first pillars containing the magnetic particles in a first concentration and second pillars containing the magnetic particles in a second concentration higher than the first concentration;
The first pillars or the second pillars selectively form the assembled pair according to the strength of the external magnetic force.
Magnetic self-assembly pillar structure.
상기 복수의 홈들 내에 폴리머 프리커서를 채우고 경화시킨 후 상기 몰드로부터 분리하여, 유연성을 갖는 하부 및 폴리머 기지에 상기 자성 입자들이 함유된 자성 복합체의 상부를 포함하고, 상기 하부가 기판 상에 유연성을 가지며 고정되는, 복수의 필라들을 형성하는 단계; 및
상기 복수의 필라들 중 인접한 적어도 두 필라들이 외부 자기력에 의해서 적어도 상단이 접촉된 상태에서 상기 기판 상에 고정되는 적어도 하나의 조립쌍을 형성하도록 상기 적어도 두 필라들 사이에 고착 부재를 결합시키는 단계;를 포함하는,
자성 자기-어셈블리 필라 구조체의 제조방법.filling magnetic particles in a mold having a plurality of grooves;
After filling and curing the polymer precursor in the plurality of grooves and separating from the mold, a flexible lower part and an upper part of the magnetic composite in which the magnetic particles are contained in a polymer base are included, and the lower part has flexibility on the substrate. Forming a plurality of pillars that are fixed; and
coupling a fixing member between at least two adjacent pillars of the plurality of pillars to form at least one assembled pair fixed on the substrate in a state in which at least two adjacent pillars are in contact with each other by an external magnetic force; including,
A method of manufacturing a magnetic self-assembly pillar structure.
상기 복수의 필라들을 형성하는 단계에서, 상기 복수의 홈들의 적어도 상단부는 상기 폴리머 프리커서로 채워지고 경화되어 상기 복수의 필라들의 상기 하부를 형성하는,
자성 자기-어셈블리 필라 구조체의 제조방법.According to claim 6,
In the forming of the plurality of pillars, at least upper ends of the plurality of grooves are filled with the polymer precursor and cured to form the lower portions of the plurality of pillars.
A method of manufacturing a magnetic self-assembly pillar structure.
상기 자성 입자들을 채우는 단계에서, 상기 자성 입자들이 상기 복수의 홈들 내에 가득 채워지도록 상기 몰드 하부에 자석을 배치하는 단계를 포함하는,
자성 자기-어셈블리 필라 구조체의 제조방법.According to claim 6,
In the step of filling the magnetic particles, arranging a magnet under the mold so that the magnetic particles are filled in the plurality of grooves,
A method of manufacturing a magnetic self-assembly pillar structure.
상기 고착 부재를 결합시키는 단계에서, 상기 고착 부재는 상기 적어도 두 필라들의 상단이 접촉된 상태에서 상기 기판 상에 폴리머 용액을 공급 후 용매를 증발시켜 형성되는,
자성 자기-어셈블리 필라 구조체의 제조방법.According to claim 7,
In the step of coupling the fixing member, the fixing member is formed by evaporating the solvent after supplying a polymer solution onto the substrate in a state in which the upper ends of the at least two pillars are in contact.
A method of manufacturing a magnetic self-assembly pillar structure.
상기 적어도 두 필라들은 상기 외부 자기력 방향과 다른 방향으로 인접하게 배치되며 적어도 한 쌍의 조립쌍들을 형성하는 적어도 네 개의 필라들을 포함하고,
상기 고착 부재는 상기 적어도 한 쌍의 조립쌍들 사이에 배치된 수직 부분을 더 포함하고,
상기 적어도 한 쌍의 조립쌍들은 그 상단부들이 서로 접촉된 상태로 상기 고착 부재의 상기 수직 부분의 모세관력에 의해서 고착되는, 자성 자기-어셈블리 필라 구조체의 제조방법.According to claim 9,
The at least two pillars include at least four pillars disposed adjacently in a direction different from the direction of the external magnetic force and forming at least one assembled pair,
the fixing member further comprises a vertical portion disposed between the at least one pair of assembled pairs;
The method of manufacturing a magnetic self-assembly pillar structure, wherein the at least one pair of assembling pairs are fixed by capillary force of the vertical portion of the fixing member in a state in which upper ends are in contact with each other.
상기 복수의 필라들은 상기 자성 입자들이 제 1 농도로 함유된 제 1 필라들과 상기 자성 입자들이 상기 제 1 농도보다 높은 제 2 농도로 함유된 제 2 필라들을 포함하고,
상기 제 1 필라들 또는 상기 제 2 필라들은 상기 외부 자기력의 세기에 따라서 선택적으로 상기 조립쌍을 형성하는,
자성 자기-어셈블리 필라 구조체의 제조방법.
According to claim 6,
The plurality of pillars include first pillars containing the magnetic particles in a first concentration and second pillars containing the magnetic particles in a second concentration higher than the first concentration;
The first pillars or the second pillars selectively form the assembled pair according to the strength of the external magnetic force.
A method of manufacturing a magnetic self-assembly pillar structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210168344A KR102551084B1 (en) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | Magnetic self-assembly of pillar structure and method of fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210168344A KR102551084B1 (en) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | Magnetic self-assembly of pillar structure and method of fabricating the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230080837A true KR20230080837A (en) | 2023-06-07 |
KR102551084B1 KR102551084B1 (en) | 2023-07-05 |
Family
ID=86762073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210168344A KR102551084B1 (en) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | Magnetic self-assembly of pillar structure and method of fabricating the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102551084B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006023722A2 (en) | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Tumi, Inc. | Expandable luggage |
-
2021
- 2021-11-30 KR KR1020210168344A patent/KR102551084B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006023722A2 (en) | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Tumi, Inc. | Expandable luggage |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
비특허문헌1 * |
비특허문헌2 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102551084B1 (en) | 2023-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11521878B2 (en) | Adsorption device, transferring system having same, and transferring method using same | |
US20170222145A1 (en) | Mask frame assembly for deposition and method of manufacturing display apparatus using the same | |
WO2016090527A1 (en) | Flexible screen protection structure and manufacturing method therefor, and flexible display screen applying flexible screen protection structure | |
CN106941090B (en) | Transposed seal and transfer method using the same | |
CN107665641A (en) | Display device and its manufacture method | |
US20170181304A1 (en) | Display device and controlling method thereof | |
US20050271869A1 (en) | Hierarchically-dimensioned-microfiber-based dry adhesive materials | |
KR102551084B1 (en) | Magnetic self-assembly of pillar structure and method of fabricating the same | |
KR20180031422A (en) | Fine ciliary structure for attachable using magnetic field and substrate transporter using the same and manufacturing method of the same | |
US20150041201A1 (en) | Submount, assembly including submount, method of assembling and assembling device | |
JP2007034298A (en) | Apparatus and method for manufacturing substrate for display device | |
TWI647810B (en) | Giant array method and system for micro components | |
KR102563694B1 (en) | Micro element transfer device | |
CN110911435A (en) | Display device, manufacturing method of display device and substrate of display device | |
KR101863817B1 (en) | Manufacturing method of dry adhesive structure | |
CN110418844A (en) | The array of needle executor for biological cell injection | |
CN109999929A (en) | Micro fluidic device and its driving method | |
CN108092543B (en) | Friction power generation device | |
CN110270386A (en) | Micro-fluidic chip and its driving method | |
US9553223B2 (en) | Method for alignment of microwires | |
KR20060024564A (en) | Method for aligning carbon nanotubes and method of manufacturing field emission device using the same | |
Park et al. | Mechanics and scaling of thin part assembly at a fluidic interface | |
US20150083045A1 (en) | Mask fixing device and deposition apparatus having the same | |
KR101971366B1 (en) | Vibration actuator using fabric type electroactive gel | |
JP2008234948A (en) | Anisotropic conductive sheet and its manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right |