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고분자 소재 기반 마이크로 비드의 정밀 위치 배열 공정과 응용 디바이스로의 적용 연구

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Alternative Title
Research for precise array positioning process of micro polymer bead and applications of device using micro bead
Abstract
Microbeads with size ranging from hundreds of nanometers to tens of
micrometers are fabricated using various polymerization techniques forming
polymeric chemical bonds between the particles. They have been widely
utilized in applications including display panels, and chemical, electrical, and
bio sensors. In recent studies, research has been carried out on the use of
microbeads in sensing applications and their chemical and electrical
functionalities have been investigated for that purpose. Most of present
research about micro beads focuses on the influence, measurement, and
control of electrical and chemical properties of the microbeads in a micro-fluid
and its own. Those studies have been limited to utilize single bead simple
solutions.
The research presented in this thesis is based on the technology of the
system and process used for precise positioning and release of the spherical
microbeads at a desired location on the target substrate. The microbeads used
were produced by depositing a nano-scale gold thin film coating on a
polymeric material. We can take advantage of the precise positioning of
microbeads and individual bead discharge control process and employ this
method in bead-based device fabrication applications. To thoroughly
investigate the process of microbeads precise control and placement, 3
different types of dropping techniques were studied. One of the techniques
used electrostatic force based discharge technology while the other two were
microneedle based discharge and capillary based ejection techniques. The
system was developed in house with customized process head and controller
and it was used for continuous microbeads array printing.
The position precision and droplet uniformity results obtained from the
different processes used show that each process has its own pros and cons.
The major technological differences among them were related to the shape
and uniformity. The capillary based technique for microbeads dropping
exhibited the best and most reliable results in terms of position, precision,
and uniformity. Based on the excellent output, the capillary based method can
be applied in device based applications like electronic paper and elastic
sensing devices. The results indicate that the developed process can be viably
used in the manufacturing of functional devices.
Author(s)
양봉수
Issued Date
2016
Awarded Date
2016. 8
Type
Dissertation
URI
http://dcoll.jejunu.ac.kr/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000000007734
Alternative Author(s)
Yang, Bong Su
Department
대학원 에너지응용시스템학부 전자공학전공
Advisor
도양회
Table Of Contents
LIST OF FIGURES 1
LIST OF TABLES 3
ABSTRACT 4
Ⅰ. 서론 6
Ⅱ. 폴리머 기반 마이크로 비드 9
1. 마이크로 비드 구조 9
2. 마이크로 비드 기반 활용 분야 연구 현황 12
1) 전자/전기 분야 13
2) 화학 분야 13
3) 바이오 분야 14
Ⅲ. 마이크로 비드 정밀 토출 기술 17
1. 마이크로 비드의 기능성 부여를 위한 필요 기술 17
2. 마이크로 비드 응용 기술 20
1) 마이크로 비드 유도에 의한 배열 방식 20
2) 마이크로 비드 토출에 의한 배열 방식 23
3. 정전기력 기반 토출 기술 28
1) 시스템 구성 28
2) 공정 기술의 이론적 배경 29
4. 마이크로 니들 기반 토출 기술 34
1) 시스템 구성 35
2) 공정 기술의 이론적 배경 37
5. 마이크로 캐필러리 기반 토출 기술 40
1) 시스템 구성 40
2) 공정 구성 42
Ⅳ. 마이크로 비드 정밀 토출 공정 기술 비교 45
1. 각 공정 별 마이크로 비드 토출 실험 시 고려사항 45
1) 마이크로 비드의 용액 내 분산성과 토출특성 연구 46
2) 인가 전압에 따른 공정 연구 49
3) 마이크로 니들 형태에 따른 주입균일 특성 변화 연구 52
4) 비드 토출용 헤드 높이에 따른 공정 결과 54
5) 비드 토출용 헤드 내부 압력에 따른 공정 결과 56
2. 공정 기술 별 실험 결과 비교 및 분석 59
3. 응용 분야 적용 연구 64
1) 마이크로 비드 기반 디스플레이 제조 공정 65
2) 마이크로 비드 기반 신축성 센서 69
Ⅴ. 결론 75
참고 문헌 78
Degree
Doctor
Publisher
제주대학교 대학원
Citation
양봉수. (2016). 고분자 소재 기반 마이크로 비드의 정밀 위치 배열 공정과 응용 디바이스로의 적용 연구
Appears in Collections:
Faculty of Applied Energy System > Electronic Engineering
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