使用离心力制造微型结构体的方法和由其制造的微型结构体的制作方法_3

文档序号:9509312阅读:来源:国知局
如果粘性阻组合物是亲水性的,则粘性组合物会主要涂覆或滴加在下方基体的亲水性区域上。此外,即使将粘性组合物涂覆或滴加在整个下方基体上,粘性组合物也可以聚集在下方基体的易于贴附的区域,以使得粘性组合物与下方基体之间的接触区域可以变窄,当在步骤(b)中施加离心力时,可以形成具有高长宽比的微型结构体。与形成物理图案的情况相同,本情况中也防止了在下方基体上的不需要的区域上涂覆粘性组合物,由此使所用的粘性组合物的损失最小化。
[0058]根据第三【具体实施方式】,同时使用了第一【具体实施方式】和第二【具体实施方式】。在此情况下,由于在下方基体上物理地形成了沟槽,可以准备粘性组合物以使其图案化。此夕卜,即使将粘性组合物滴加在整个下方基体上,粘性组合物也能够根据亲水性或疏水性粘性组合物的重力效果和化学性质而聚集在图案化的区域,以使得粘性组合物与下方基体之间的接触区域可以变窄,当在步骤(b)中施加离心力时,可以形成具有高长宽比的微型结构体。
[0059]根据本发明的另一实施方式,可以调节形成液滴形式的粘性组合物的量,从而以多种方式调节微型结构体的形状。
[0060]图2图示了通过施加离心力而形成的微型结构体的形状随粘性组合物的量的变化。当将预定量或更大量的粘性组合物以液滴形式滴加在下方基体上时,在施加离心力时会形成具有球状顶部的微型结构体。
[0061 ] 步骤(b):对粘件组合物施加离心力以诱导所沭粘件组合物延伸,由此制造黴型结构体
[0062]之后,对粘性组合物施加离心力以诱导所述粘性组合物延伸,并且使延伸的粘性组合物固化,由此制造具有高长宽比的微型结构体。图3是使用离心力制造微型结构体的方法的概念图。
[0063]本发明的步骤(b)中的“施加离心力”是指表面上滴加或涂覆了粘性组合物的下方基体以圆周运动移动从而处在沿着与向心力作用相反的方向接受惯性的状态。
[0064]施加离心力可以通过本领域熟知的多种方法来进行。可以使用能够将其上准备有粘性组合物的下方基体固定并使该下方基体转动的设备,优选的是,使用转动速度、转动加速度和转动时间可以调节的设备。将其上准备有粘性组合物的下方基体固定以保持与转轴的预定径向距离并根据所需的微结构体的延伸方向保持与施加离心力的方向的预定角度,并施加尚七、力。
[0065]使通过经由旋转施加离心力而形成的微型结构体固化,从而形成三维微型结构体。
[0066]根据本发明的另一实施方式,可以实施步骤(b)以使固化能够同时发生。可以在使粘性组合物转动的过程中使粘性组合物自然固化。
[0067]根据本发明的另一实施方式,本发明可以通过调节离心力来调节微型结构体的至少一种尺寸,所述尺寸选自由长度、直径和长宽比组成的组。本说明书中使用的术语“长度”是指从微型结构体的顶部到支持体表面的垂直长度。本说明书中使用的微型结构体的术语“顶部”是指微型结构体的直径最小的一个末端部分。本说明书中使用的微型结构体的术语“直径”是指微型结构体的值最大的一个末端表面的直径。在本说明书中,“长宽比”表示所形成的微型结构体的长度和直径的比率。当长宽比增加时,其表示长度相对更长而直径相对更小。当对粘性组合物施加的离心力增加时,所形成的微型结构体的直径变得更小,而其长度和长宽比则变得更大。相反,当对粘性组合物施加的离心力减小时,所形成的微型结构体的直径变得更大,而其长度和长宽比则变得更小(图4)。
[0068]根据本发明的另一实施方式,本发明的下方基体具有其上形成有预定图案的曲线或凹凸部的表面。所述曲线或凹凸部的形状不受特别限制,例如,如图5所示,下方基体具有其上形成有曲线或凹凸部的表面。当在具有其上形成有预定图案的曲线或凹凸部的表面的下方基体上均匀涂覆粘性组合物并对其施加离心力时,粘性组合物因基体上的高部和低部的相位差而延伸,从而形成微型结构体。
[0069]根据本发明的一个【具体实施方式】,本发明的步骤(b)中的延伸过程在曲线或凹凸部的最高点沿着离心力的方向形成了微型结构体的顶部。这是因为上文提及的基体上的高部和低部的相位差。
[0070]根据本发明的另一实施方式,本发明的施加离心力的步骤在经调节的转动加速度下进行,由此调节粘性组合物的延伸角度,从而制得具有变形形状的微型结构体。图6图示了微型结构体的形状随经调节的转动加速度的变化。当转动加速度保持较大值时,粘性组合物的延伸方向朝着转动加速度的相反方向进一步弯曲。借此,可以获得具有变形形状而不是垂直形状的微型结构体。
[0071]根据本发明的另一实施方式,本发明提供一种能够无视下方基体的平整性或均一性而制造微型结构体的方法(图7)。
[0072]根据本发明的另一实施方式,本发明提供一种在步骤(a)和(b)之间还包括步骤(ab)的方法:(ab)用具有孔的覆盖基体覆盖在下方基体上准备的粘性组合物。
[0073]所述孔的形状不受特别限制,可以根据微型结构体的所需形状进行各种选择。例如,孔形成为圆形、椭圆形或多边形(图8a)。如图8b所示,当用具有孔的覆盖基体覆盖在下方基体上准备的粘性组合物后施加离心力时,在覆盖基体的孔位置处的粘性组合物会穿过覆盖基体的孔,从而诱导粘性组合物延伸并形成微型结构体。用于描述本实施方式的术语“覆盖基体”是在本说明书中定义和使用的术语,用来与其他实施方式中所用的术语“下方基体”和将要用到的术语“上方基体”区分开。覆盖基体的制备与对下方基体的描述相同,并且将略去对重复部分的描述以避免使本说明书的描述过于复杂。
[0074]根据本发明的另一实施方式,本发明的步骤(b)使用额外的上方基体来实施,上方基体位于与粘性组合物在空间上分离的上部,步骤(b)中的粘性组合物的延伸使得粘性组合物的一部分能够与上方基体接合,由此提供了一种制造下述微型结构体的方法:其中,两个微型结构体在下方基体和上方基体之间彼此连接,或分别接合于下方基体和上方基体且彼此分呙。
[0075]用于描述本实施方式的术语“上方基体”是在本说明书中定义的术语,用来与其他实施方式中所用的术语“下方基体”和“覆盖基体”区分开。上方基体的制备与对下方基体的描述相同,并且将略去对重复部分的描述以避免使本说明书的描述过于复杂。图9图示了本实施方式的概念图。在下方基体上准备的粘性组合物因对其施加的离心力而延伸,并与上方基体接触并接合。此处,制得了由在下方基体和上方基体之间彼此连接或分别接合于下方基体和上方基体且彼此分离的两个微型结构体形成的微型结构体。在本实施方式中,可以调节下方基体与上方基体的间距,从而调节所形成的微型结构体的形状(图10)。如图10所示,当两个基体的间距变得更大时,获得了具有更高长宽比的更薄且更长的微型结构体。此外,在本实施方式中,所形成的微型结构体的形状可以根据施加离心力的时间长短而发生各种变化(图11)。当施加离心力的时间变得更长时,贴附于上方基体的粘性组合物的量增加。此外,在本实施方式中,可以调节所施加的离心力的量级,从而使所形成的微型结构体的形状发生各种变化(图12)。当所施加的离心力的幅度变得更大时,贴附于上方基体的粘性组合物的量增加。此外,在本实施方式中,可以调节以液滴形式滴加在基体上的粘性组合物的量,从而使所形成的微型结构体的形状发生各种变化(图13)。当粘性组合物的量增加时,作用于粘性组合物上的离心力的量级变大,从而使贴附于上方基体的粘性组合物的量增加。
[0076]根据本发明的另一实施方式,微型结构体是由在下方基体和上方基体之间彼此连接的两个微型结构体形成的微型结构体,并且本发明提供在步骤(b)后还包括下述步骤
(c)的方法:(c)移动下方基体和上方基体中的至少一个以切割由彼此连接的两个微型结构体形成的微型结构体。
[0077]根据本发明的一个【具体实施方式】,所述切割通过沿一定的方向移动下方基体和上方基体中的至少一个来进行,藉此,在微型结构体处形成了具有特定角度的尖端。
[0078]用来描述本发明的术语“尖端”是指微型结构体顶部的尖端部分。即,“尖端”表示微型结构体的距离在粘性组合物与下方基体接触处的表面最远的末端部分。当通过沿一定的方向移动下方基体和上方基体中的至少一个来进行步骤(c)中的切割时,使尖端具有斜角(图14)。在微型结构体的尖端处形成的斜角描述于韩国专利第1195974号中,可以用该专利的内容作为参考来描述本说明书的斜角。在步骤(C)中,斜角可以通过设置下方基体和上方基体中的至少一个的移动方向来简单地调节。
[0079]根据本发明的另一实施方式,在使用额外的上方基体的实施方式中,粘性组合物可以是亲水性物质,而下方基体和上方基体的至少一个表面可以具有疏水性。此外,相反地,粘性组合物可以是疏水性物质,而下方基体和上方基体的至少一个表面可以具有亲水性。
[0080]与此相似,当粘性组合物与下方基体和上方基体的至少一个表面的亲水性不同时,微型结构体可以如图15或16所示形成。
[0081]根据本发明的一方面,本发明提供了一种制造微型结构体的方法,所述方法包括以下步骤(参考图29中的上面一行):
[0082](a)在中空结构体的内部空间上准备粘性组合物,所述中空结构体包括粘性组合物排出单元;和
[0083](b)对所述粘性组合物施加离心力以使所述粘性组合物能够通过所述中空结构体的排出单元排出,从而诱导所述粘性组合物延伸,由此制造微型结构体。
[0084]相对于上述的本发明的另一方面,本发明的一方面具有使用包括粘性组合物排出单元的中空结构体代替下方基体的特点。本说明书中的“包括粘性组合物排出单元的中空结构体”可以是一个包括一个或多个开口作为粘性组合物排出单元的基体,并且可以使用筒形中空结构体(参见图29)。
[0085]根据本发明的一个【具体实施方式】,本发明的“中空结构体”是筒形中空结构体。更详细地,例如,可以使用具有注射针形状的筒形柱体。粘性组合物置于空白空间(即中空结构体的内部开口)中,施加离心力,粘性组合物因离心力而从中空结构体的开口通过粘性组合物排出单元排出到外部并延伸,由此形成微型结构体。本说明书中的“粘性组合物排出单元”是指中空结构体的内部空白空间暴露于中空结构体外部的部分以及中空结构体的内部空间和外部之间的通道。就筒形中空结构体而言,“粘性组合物排出单元”是指筒形结构体的开口的接收最大离心力的末端。由于本发明的一方面相对于上述使用下方基体制造微型结构体的方法具有使用包括粘性组合物排出单元的中空结构体代替下方基体的特点,将省略重复部分以避免使本说明书的描述过于复杂。
[0086]作为本发明的制造微型结构体的方法的应用,可以使用其上已经形成有微型结构体的上方基体(参见图25中的上方基体)来制造多层微型结构体(参见图26)。本说明书中的“多层微型结构体”是指由重复进行微型结构体制造过程而形成的两层或更多层构成的微型结构体(参见图25中的(A)),或在微型结构体内部包括其他微型结构体的微型结构体(参见图25中的(B))。
[0087]作为本发明的制造微型结构体的方法的另一应用,对于使用下方基体和上方基体制造微型结构体的方法,其上形成有微型结构体的下方基体可以与上方基体互换位置,并可以额外进行微型结构体制造过程,藉此,可以在一个平整表面上制造具有多种形状的微型结构体(参见图27)。通过重复进行同一制造过程,可以在一个平整表面上制作具有各种形状的微型结构体。
[0088]根据本发明的另一方面,本发明提供了用所述方法制造的
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