KR101676760B1

KR101676760B1 - 전기장을 이용한 전기 방사 장치 및 이를 이용한 투명 전극의 제조 방법

Info

Publication number: KR101676760B1
Application number: KR1020150050246A
Authority: KR
Inventors: 박장웅; 현병관; 지상윤; 안병완
Original assignee: 울산과학기술원
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2035-04-09
Also published as: KR20160120966A; WO2016163650A1

Abstract

본 발명에 따른 전기 방사 장치는, 집적 기판과 방사 노즐 사이에 집중 보조전극을 배치함으로써, 방사노즐로부터 방사되는 나노 섬유를 집중 보조전극의 중심부로 집중시킬 수 있기 때문에, 방향성을 갖는 나노 섬유의 제조가 용이하다. 또한, 집적 기판과 방사 노즐 사이에 조종 보조전극을 배치하고 서로 대향되는 전극에 전압차가 발생하도록 전압을 주기적으로 변화하여 인가함으로써, 방사노즐로부터 방사되는 나노 섬유를 미리 설정된 정렬 방향으로 정렬시키며 이동시킬 수 있기 때문에, 방향성을 갖는 나노 섬유로 이루어진 투명 전극을 제조할 수 있다. 또한, 그리드 패턴의 나노 섬유를 이용한 투명 전극을 제조할 수 있기 때문에, 투명 전극의 표면 거칠기 및 밀도를 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 간단하고 경제적인 공정으로 유연성이나 신축성을 가지는 그리드 패턴의 투명 전극을 제공할 수 있으며, 상기 투명 전극을 이용하여 플렉서블 디스플레이 장치 또는 신축성 디스플레이 장치를 용이하게 구현할 수 있다. 또한, 나노 물질과 고분자 물질을 함께 방사하여 동축 이중층 화이버를 형성하고, 고분자 물질을 제거하여 투명 전극을 제공할 수 있으므로, 공정이 매우 간단하고 경제적인 이점이 있다.

Description

전기장을 이용한 전기 방사 장치 및 이를 이용한 투명 전극의 제조 방법{Electro-spinning apparatus using electric field and method of manufacturing a transparent electrode using the same}

본 발명은 전기장을 이용한 전기 방사 장치 및 이를 이용한 투명 전극의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방사 노즐과 집적 기판 사이에 보조 전극을 설치함으로써 상기 보조 전극에 의해 발생된 전기장에 의해 정렬되는 동축 이중층 구조의 나노 섬유를 제조할 수 있는 전기장을 이용한 전기 방사 장치 및 이를 이용한 투명 전극의 제조 방법에 관한 것이다.

최근 스마트 전자장치의 발달로 인하여, 기존의 견고한 디스플레이 장치를 대신하는 플렉서블 디스플레이(Flexible Display) 장치 또는 신축성 디스플레이(Stretchable Display) 장치에 대한 연구가 진행되고 있다. 디스플레이 장치에는 투명성을 가지는 투명 전극이 요구되며, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO)이 통상적으로 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 인듐 주석 산화물은 유연성이나 신축성이 낮아 플렉서블 디스플레이 장치에 적용되기 어렵다.

이러한 인듐 주선 산화물의 한계를 극복하기 위하여, 다른 물질을 포함하는 투명 전극, 예를 들어, 그래핀이나 은 나노 와이어를 이용한 투명 전극이 개발되고 있다. 그러나, 현재까지의 연구 결과는 그래핀이나 은 나노 와이어를 이용한 투명 전극은 공정이 복잡하고, 제품의 신뢰성이 낮고, 가격이 비싼 한계가 있다.

한국등록특허 제10-1197986호

본 발명의 목적은, 간단하고 경제적인 공정으로 유연성이나 신축성을 가지며 방향성을 갖는 동축 이중층 구조의 나노 섬유를 제조할 수 있는 전기장을 이용한 전기 방사 장치 및 이를 이용한 투명 전극의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 전기장을 이용한 전기 방사 장치는, 전압이 인가되고, 나노 물질과 고분자 물질 중 적어도 하나를 방사하는 내부 노즐과, 상기 내부 노즐을 둘러싸도록 형성되어 상기 나노 물질과 상기 고분자 물질 중 다른 하나를 방사하는 외부 노즐을 포함하여, 상기 나노 물질로 형성된 나노 물질층과 상기 고분자 물질로 형성된 고분자 물질층이 동축 이중층으로 이루어진 나노 섬유를 방사하는 방사 노즐과; 상기 방사 노즐로부터 방사되는 상기 나노 물질과 상기 고분자 물질을 포함하는 나노 섬유가 집적되는 집적 기판과; 상기 방사 노즐과 상기 집적 기판 사이에 배치되고 전기장을 발생시켜, 상기 방사 노즐로부터 방사되는 상기 나노 섬유가 직선 형태로 집중 방사되도록 상기 나노 섬유의 분산을 방지하고, 상기 나노 섬유를 미리 설정된 정렬 방향으로 정렬시키는 전기장 생성 모듈을 포함한다.

본 발명에 따른 전기 방사 장치를 이용한 투명 전극의 제조방법은, 집적 기판과 방사 노즐 사이에 상기 방사 노즐로부터 방사되는 나노 섬유를 둘러싸도록 복수의 보조전극들을 배치하는 단계와; 상기 방사 노즐에 전압을 인가하여, 상기 집적 기판 상에 상기 방사 노즐로부터 나노 물질로 형성된 나노 물질층과 고분자 물질로 형성된 고분자 물질층이 동축 이중층으로 이루어진 나노 섬유를 방사하는 단계와; 상기 복수의 보조전극들에 미리 설정된 전압을 인가하여, 상기 복수의 보조전극들 사이에 발생된 전기장에 의해 상기 방사 노즐로부터 방사되는 상기 나노 섬유를 직선 형태로 집중시키는 단계와; 상기 복수의 보조전극들 중 서로 대향되는 일부의 보조전극들에 서로 반대의 전압이 인가되거나 서로 다른 크기의 전압이 인가되도록 주기적으로 전압을 변화시켜, 상기 전압의 변화에 따라 발생된 전기장에 의해 상기 직선 형태로 집중되는 상기 나노 섬유가 미리 설정된 정렬 방향으로 정렬되어 형성되는 단계와; 상기 나노 섬유로부터 상기 고분자 물질을 제거하여, 상기 나노 물질로 구성된 투명 전극을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 전기 방사 장치는, 집적 기판과 방사 노즐 사이에 집중 보조전극을 배치함으로써, 방사노즐로부터 방사되는 나노 섬유를 집중 보조전극의 중심부로 집중시킬 수 있기 때문에, 방향성을 갖는 나노 섬유의 제조가 용이하다.

또한, 집적 기판과 방사 노즐 사이에 조종 보조전극을 배치하고 서로 대향되는 전극에 전압차가 발생하도록 전압을 주기적으로 변화하여 인가함으로써, 방사노즐로부터 방사되는 나노 섬유를 미리 설정된 정렬 방향으로 정렬시키며 이동시킬 수 있기 때문에, 방향성을 갖는 나노 섬유로 이루어진 투명 전극을 제조할 수 있다.

또한, 그리드 패턴의 나노 섬유를 이용한 투명 전극을 제조할 수 있기 때문에, 투명 전극의 표면 거칠기 및 밀도를 정밀하게 제어할 수 있다.

또한, 간단하고 경제적인 공정으로 유연성이나 신축성을 가지는 그리드 패턴의 투명 전극을 제공할 수 있으며, 상기 투명 전극을 이용하여 플렉서블 디스플레이 장치 또는 신축성 디스플레이 장치를 용이하게 구현할 수 있다.

또한, 나노 물질과 고분자 물질을 함께 방사하여 동축 이중층 화이버를 형성하고, 고분자 물질을 제거하여 투명 전극을 제공할 수 있으므로, 공정이 매우 간단하고 경제적인 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 방사 장치가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기 방사 장치를 이용한 나노섬유의 정렬 방법이 도시된 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 방사 노즐을 확대 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 전기 방사 장치에 의해 동축 이중층으로 이루어진 나노 섬유가 도시된 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 방사 장치를 이용한 투명 전극의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 방사 장치가 도시된 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 방사 장치가 도시된 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 전기 방사 장치를 이용한 나노섬유의 정렬 방법이 도시된 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 방사 노즐을 확대 도시한 단면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 전기 방사 장치에 의해 동축 이중층으로 이루어진 나노 섬유가 도시된 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 방사 장치는, 방사 노즐(10), 집적 기판(20), 전기장 생성 모듈 및 전원 공급부(70)를 포함한다.

도 3을 참조하면, 상기 방사 노즐(10)에는 방사 용액 탱크(40)와 시린지 펌프(미도시)가 연결된다.

상기 방사 용액 탱크(40)는 방사(Spinning)를 원하는 방사 용액이 저장된다. 상기 방사 용액은 나노 물질과 고분자 물질을 포함한다. 상기 방사 용액 탱크(40)는, 전도성을 갖는 상기 나노 물질을 포함하는 나노 물질 탱크(41)와, 상기 고분자 물질을 포함하는 고분자물질 탱크(42)를 포함한다.

상기 나노 물질 및 상기 나노 물질로부터 형성된 나노 물질층(51)은 다양한 나노 형상을 가지는 물질로 구성될 수 있고, 예를 들어 나노 입자(nanoparticle), 나노 와이어(nanowire), 나노 튜브(nanotube), 나노 로드(nanorod), 나노 월(nanowall), 나노 벨트(nanobelt) 및 나노 링(nanoring)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 나노 물질 및 나노 물질층(51)은, 예를 들어 구리, 은, 금, 구리 산화물, 코발트 등의 나노 입자를 포함할 수 있다. 상기 나노 물질 및 나노 물질층(51)은, 예를 들어 구리 나노 와이어, 은 나노 와이어, 금 나노 와이어, 코발트 나노 와이어 등의 나노 와이어를 포함할 수 있다.

또한, 상기 나노 물질 및 나노 물질층(51), 메탄올, 아세톤, 데트라하이드로퓨란, 톨루엔 또는 디메틸포름아미드 등의 용해성 용매에 상술한 나노 물질이 용해된 나노 물질 용액으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 용해성 용매는 헥산(hexane)과 같은 알칸족(Alkanes), 톨루엔(toluene)과 같은 방향족(Aromatics), 디에틸 에테르(diethyl ether)와 같은 에테르족(Ethers), 클로로포름(chloroform)과 같은 알킬 할라이드족(Alkyl halides), 에스테르족(Esters), 알데히드족(Aldehydes), 케톤족(Ketones), 아민족(Amines), 알코올족(Alcohols), 아미드족(Amide), 카르복실산족(Carboxylic acids), 및 물 등 다양한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어 하기에 상술한 유기 용매를 사용하여 상기 나노 물질 용액을 형성할 수 있다. 그러나, 상기 나노 물질은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 고분자 물질 및 상기 고분자 물질로부터 형성된 고분자 물질층(52)은, 다양한 고분자 물질을 포함하는 고분자 용액이다. 상기 고분자 물질은, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리메틸메스아크릴레이트(PMMA), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 폴리메틸아크릴레이트(PMA), 폴리비닐아세테이트 (PVAc), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리퍼퓨릴알콜(PPFA), 폴리스티렌, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리프로필렌옥사이드(PPO), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리카프로락톤, 폴리비닐풀루오라이드, 및 폴리아마이드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 고분자 물질 및 상기 고분자 물질층(52)은, 상술한 물질의 공중합체를 포함할 수 있고, 예를 들어 폴리우레탄 공중합체, 폴리아크릴 공중합체, 폴리비닐아세테이트 공중합체, 폴리스티렌 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드 공중합체, 폴리프로필렌옥사이드 공중합체, 및 폴리비닐리덴풀루오라이드 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 고분자 물질 및 상기 고분자 물질층(52)은, 메탄올, 아세톤, 데트라하이드로퓨란, 톨루엔 또는 디메틸포름아미드 등의 용해성 용매에 상술한 고분자 물질이 용해된 고분자 용액으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 용해성 용매는 헥산(hexane)과 같은 알칸족(Alkanes), 톨루엔(toluene)과 같은 방향족(Aromatics), 디에틸 에테르(diethyl ether)와 같은 에테르족(Ethers), 클로로포름(chloroform)과 같은 알킬 할라이드족(Alkyl halides), 에스테르족(Esters), 알데히드족(Aldehydes), 케톤족(Ketones), 아민족(Amines), 알코올족(Alcohols), 아미드족(Amide), 카르복실산족(Carboxylic acids), 및 물 등 다양한 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 고분자 용액은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 방사 노즐(10)은, 상기 방사 용액 탱크(10)로부터 상기 나노 물질과 상기 고분자 물질을 공급받고, 끝단에 위치한 방사 노즐팁을 통하여 방사한다. 상기 방사 노즐(10)은, 상기 나노 물질과 상기 고분자 물질 중 적어도 하나를 방사하는 내부 노즐(11)과, 상기 내부 노즐(11)을 둘러싸도록 형성되어 상기 나노 물질과 상기 고분자 물질 중 다른 하나를 방사하는 외부 노즐(12)을 포함한다. 본 실시예에서는, 상기 내부 노즐(11)은 상기 나노 물질 탱크(41)와 연결되어, 상기 나노 물질 탱크(41)로부터 공급받은 상기 나노 물질을 방사하고, 상기 외부 노즐(12)은 상기 고분자물질 탱크(42)와 연결되어, 상기 고분자물질 탱크(42)로부터 공급받은 상기 고분자 물질을 방사하는 것으로 예를 들어 설명한다. 즉, 상기 방사 노즐(10)은 동축 이중 실린더 구조로 이루어짐으로써, 상기 나노 물질과 상기 고분자 물질을 혼합하지 않은 상태에서 함께 방사할 수 있다. 따라서, 상기 방사 노즐(10)은, 상기 나노 물질로 형성된 나노 물질층(51)과 상기 고분자 물질로 형성된 고분자 물질층(52)이 동축 이중층 구조를 이루도록 방사할 수 있다.

상기 시린지 펌프(미도시)는, 상기 방사 노즐(10)에 채워진 상기 방사 용액을 가압하는 펌프이다. 본 실시예에서는, 상기 방사 노즐(10)은 주사기 형상으로 이루어지고, 상기 시린지 펌프(미도시)는 상기 주사기의 피스톤을 가압하는 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 방사 용액 탱크(40)내에 펌프(미도시)가 내장되어 상기 방사 용액 탱크(40)내의 방사 용액을 가압하여, 상기 방사 용액 탱크(40)로부터 상기 방사 노즐(10)로 방사 용액을 제공하는 것도 가능하다.

상기 집적 기판(20)은, 상기 방사 노즐(10)로부터 방사되는 상기 나노 물질층(51)과 상기 고분자 물질층(52)이 동축 이중층 구조를 가지며 형성된 나노 섬유(50)가 집적되는 기판이다. 상기 집적 기판(20)은 평판 형상을 가지는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 판형, 드럼형, 평행한 로드형, 교차한 로드형 또는 그리드형으로 이루어지는 경우도 가능하다. 상기 집적 기판(20)은, 상기 방사 노즐(10)의 하측에 위치되고, 비전도성 기판이다. 본 실시예에서는, 상기 집적 기판(20)은 판형 기판인 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 집적 대상의 하측을 지지하지 않는 프리 스탠딩(free standing)기판이 사용될 수 있으며, 상기 프리 스탠딩 기판의 경우 중앙 부분이 관통된 프레임 형상이거나 중앙 부분이 뚫려 있고 외곽 테두리가 연결되지 않은 편자(horseshoe)형상으로 이루어진 것도 가능하다. 또한 중앙 부분이 뚫려 있고 외곽 테두리가 연결된 다각형 형상을 가지거나, 중앙 부분이 뚫려 있고 외곽 테두리가 연결되지 않은 다각형 형상을 가질 수 있다. 상기 프리 스탠딩 기판의 사용시 상기 집적 기판에 방사되어 정렬된 나노 섬유들은 집적 기판으로부터 분리하여 별도의 기판에 전사하는 공정을 더 포함한다.

상기 집적 기판(20)의 하부에는 집적 전극(21)이 설치된다. 상기 집적 전극(21)은, 상기 방사 노즐(10)과의 사이에 전압차를 발생시켜 전기장을 형성하도록 상기 방사 노즐(10)과 반대의 전압을 갖거나 접지된다.

상기 전원 공급부(70)는, 상기 방사 노즐(10)에 전압을 인가한다. 상기 전원 공급부(70)에 의하여 상기 방사 노즐(10)에 전압이 인가되면. 상기 집적 전극(21)은 상기 방사 노즐(10)과의 전압 차이가 발생하도록 접지된다. 본 실시예에서는, 상기 방사 노즐(10)에는 약 11.8kV가 인가되고, 상기 집적 전극(21)은 접지 전압, 예를 들어 0V의 전압을 갖는 것으로 예를 들어 설명한다. 본 실시예에서는, 상기 전압이 직류(DC)인 것으로 예를 들어 설명하나, 교류(AC)를 사용하는 것도 물론 가능하다. 상기 교류를 사용하는 경우, 상기 방사 노즐(10)과 상기 접지 전극(21)은 서로 반대의 전압을 갖도록 제어된다. 상기 교류를 사용시, 상기 집적 기판(20)에 집적되는 나노 섬유의 두께를 증가시켜 보다 두꺼운 투명 전극의 제조가 가능하다.

상기 전기장 생성 모듈은, 상기 방사 노즐(10)과 상기 집적 기판(20) 사이에 배치되어 전기장을 발생시키는 복수의 보조 전극들(60)과, 상기 복수의 보조 전극들(60)에 전압을 인가하는 보조전극 전원공급부를 포함한다.

상기 복수의 보조 전극들(60)은, 하나의 링 형상을 이루도록 형성된다. 본 실시예에서는, 상기 복수의 보조 전극들(60)은 4개의 보조전극들로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 복수의 보조 전극들(60)의 개수는 상기 나노 섬유의 정렬 방향에 비례하게 설정될 수 있다. 상기 4개의 보조 전극들(60)은 하나의 링 형상을 이루되, 서로 소정간격 이격되게 배치되어, 상기 4개의 보조 전극들(60)에 각각 서로 다른 전압이 인가될 수 있다.

상기 복수의 전극들(60)은, 상기 보조전극 전원공급부로부터 미리 설정된 전압이 인가되면 상기 나노 섬유를 직선 형태로 집중시키는 집중 전극으로 사용되고, 상기 보조전극 전원공급부로부터 전압이 주기적으로 변화되어 인가되면 상기 나노 섬유를 미리 설정된 정렬 방향으로 정렬시키는 조종 전극으로 사용될 수 있다. 상기 집중 전극으로 사용시 상기 복수의 전극들(60)에 인가되는 전압은 상기 방사 노즐(10)에 인가되는 전압과 비슷한 크기의 전압이 인가될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 방사 노즐(10)에 약 11.8kV 전압이 인가되는 것으로 예를 들어 설명하므로 상기 집중 전극으로 사용시 상기 복수의 전극들(60)에도 약 11kV가 인가되는 것으로 예를 들어 설명한다. 한편, 상기 조종 전극으로 사용시 상기 복수의 전극들(60) 중 적어도 일부에는 상기 방사 노즐(10)에 인가되는 전압과 반대의 전압이 인가되거나 접지된다. 본 실시예에서는, 상기 조종 전극으로 사용시 상기 복수의 전극들(60) 중 적어도 일부에는 접지 전압, 예를 들어 0V의 전압이 인가되는 것으로 예를 들어 설명한다.

상기와 같이 본 실시예에서는 상기 복수의 전극들(60)이 상기 집중 전극과 상기 조종 전극 역할을 모두 수행하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 상기 복수의 전극들(60)은, 상기 집중 전극과 상기 조종 전극 중 어느 하나만을 포함하는 것도 가능하고, 상기 집중 전극과 상기 조종 전극이 별도로 구비되는 것도 가능하다. 상기 복수의 전극들(60)이 상기 집중 전극 역할만 하는 경우, 상기 집적 기판(20)을 상기 정렬 방향으로 이동시키는 이동 기구가 설치될 수 있다.

상기 복수의 전극들(60)은, 상기 나노 섬유(50)의 미리 설정된 제1정렬방향(X)으로 서로 소정간격 이격되게 배치된 한 쌍의 제1,2조종 보조전극(61)(62)과, 상기 제1정렬방향(X)과 설정 각도로 교차되는 제2정렬방향(Z)으로 서로 소정간격 이격되게 배치된 한 쌍의 제3,4조종 보조전극(63)(64)을 포함한다. 상기 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)은 서로 인접하는 전극끼리 서로 소정간격 이격되게 배치되어, 하나의 링 형상을 이룬다. 본 실시예에서는, 상기 설정 각도는 90도인 것으로 예를 들어 설명한다.

상기 보조전극 전원공급부는, 상기 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)에 각각 전압을 인가하는 4개의 제1,2,3,4전원공급부(71)(72)(73)(74)를 포함하는 것으로 예를 들어 설명한다. 즉, 상기 제1조종 보조전극(61)에 전압을 인가하는 제1전원공급부(71)와, 상기 제2조종 보조전극(62)에 전압을 인가하는 제2전원공급부(72)와, 상기 제3조종 보조전극(63)에 전압을 인가하는 제3전원공급부(73)와, 상기 제4조종 보조전극(64)에 전압을 인가하는 제4전원공급부(74)를 포함한다. 상기 보조전극 전원공급부로부터 인가되는 전압은 교류(AC)인 것으로 예를 들어 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 방사 장치를 이용한 투명 전극의 제조방법을 도시한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 방사 장치를 이용한 투명 전극의 제조방법을 설명하면, 다음과 같다.

상기 집적 기판(20)과 상기 방사 노즐(10)사이에 복수의 보조 전극들(60)을 배치한다.(S11)

본 실시예에서는, 상기 4개의 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)을 배치하는 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)은 서로 소정간격 이격되어 하나의 링 형상을 이루도록 배치한다. 상기 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)이 이루는 형상이 원형 또는 타원형의 링 형상일 경우, 상기 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)에 의해 발생된 전기장에 의해 상기 나노 섬유가 상기 링 형상의 중심부로 집중될 수 있다. 다만, 상기 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)이 이루는 형상은 링 형상에 한정되지 않고, 상기 방사 노즐(10)로부터 방사되는 나노 섬유를 둘러싸는 다각형 형상 등도 물론 가능하다. 또한, 상기 보조 전극들(60)의 개수는 4개로 한정되지 않고, 상기 나노 섬유(50)의 정렬 방향에 비례하게 설정될 수 있다.

상기 방사 노즐(10)에 전압을 인가하면, 상기 방사 노즐(10)로부터 상기 나노 물질과 상기 고분자 물질이 함께 방사된다. 상기 전압은 상기 방사 용액의 종류와 상기 집적 기판(20)의 종류 및 공정 환경 등에 따라 달라질 수 있으며, 약 100V 내지 30000V 범위일 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 방사 노즐(10)에 약 11.8kV 전압이 인가되는 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 나노 물질과 상기 고분자 물질은 동시에 방사될 수 있고, 동일한 방사 길이를 가질 수 있다. 상기 방사 노즐(10)의 외부 노즐(12)내의 상기 고분자 물질은 중공의 실린더 형상으로 방사되고, 상기 내부 노즐(11)내의 상기 나노 물질은 상기 고분자 물질의 내부에 채워진 채로 토출되며, 토출되면서 동축 이중층 구조를 갖는 상기 나노 섬유(50)로 고형화된다. 즉, 도 4a를 참조하면, 상기 방사 노즐(10)에서 방사된 상기 나노 섬유(50)는, 상기 고분자 물질층(52)과 상기 나노 물질층(51)으로 이루어진 동축 이중층 구조로 이루어진다. 이 때, 상기 나노 물질과 상기 고분자 물질은 서로 섞이지 않는다. 상기 고분자 물질의 방사 속도가 상기 나노 물질의 방사 속도에 비하여 같거나 큰 것이 바람직하다. 상기 고분자 물질과 상기 나노 물질은 증기압이 동일하거나 유사한 수준이어야 한다. 또한, 상기 고분자 물질의 점성은 상기 나노 물질의 점성과 동일하거나 더 커야 한다.(S12)

상기 방사 노즐(10)에 전압이 인가되면, 상기 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)에도 미리 설정된 설정 전압을 인가한다. 이 때, 상기 설정 전압은 상기 방사 노즐(10)에 인가되는 전압과 유사한 크기의 전압이고, 상기 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)에 인가되는 전압은 서로 크기가 동일하게 설정된다. 상기 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)에 일정한 크기의 상기 설정 전압이 인가되면, 상기 방사 노즐(10)로부터 방사되는 상기 나노 섬유(50)가 상기 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)사이의 중심부로 집중되어 고정될 수 있다. 상기 나노 섬유(50)가 상기 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)의 중심부로 집중됨으로써, 상기 나노 섬유(50)는 휘핑되거나 분산되지 않고 직선 형태로 방사될 수 있다.(S13)

상기 나노 섬유(50)가 직선 형태로 집중되면, 상기 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)에 인가되는 전압을 주기적으로 변화시켜, 상기 나노 섬유(50)를 상기 정렬 방향으로 정렬시킨다. 상기 전압의 변화 주기는 상기 나노 섬유(50)의 정렬 방향이나 길이 등을 고려하여 설정될 수 있다. (S14) 상기 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)에 인가되는 전압의 차이가 클수록 상기 나노 섬유(50)가 상기 정렬방향으로 보다 잘 이동할 수 있다. 또한, 상기 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)사이의 거리가 가까울수록 상기 나노 섬유(50)가 상기 정렬방향으로 보다 잘 이동할 수 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 나노 섬유(50)를 상기 제1정렬방향(X)으로 정렬시키고자 할 경우, 상기 제1조종 보조전극(61)과 상기 제2조종 보조전극(62)의 전압을 주기적으로 변화시킨다. 즉, 서로 대향되게 배치된 상기 제1조종 보조전극(61)과 상기 제2조종 보조전극(62)에 전압차가 발생하도록 서로 반대의 전압을 인가하거나 서로 다른 크기의 전압을 인가하면, 전압차에 의해 발생된 전기장에 의해 상기 나노 섬유(50)가 상기 제1정렬방향(X)으로 이동되어 정렬될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 제1조종 보조전극(61)과 상기 제2조종 보조전극(62) 중 어느 하나에는 상기 방사 노즐(10)과 유사한 크기의 전압을 인가하고, 나머지 하나에는 접지 전압, 예를 들어 0V의 전압을 인가하면, 상기 나노 섬유(50)가 상기 접지 전압이 인가된 쪽으로 이동하게 된다.

즉, 도 2a를 참조하면, 상기 제1조종 보조전극(61)에 접지 전압을 인가하면, 양전하를 띠는 상기 나노 섬유(50)는 상기 제1조종 보조전극(61)을 향한 방향으로 이동하게 된다. 따라서, 상기 나노 섬유(50)는 상기 제1조종 보조전극(61)을 향한 방향(-X)으로 이동되면서 정렬된다. 이 때, 상기 제3조종 보조전극(63)과 상기 제4조종 보조전극(64)사이의 전압의 차이를 제어하면, 상기 제1정렬 방향(X)으로 정렬되는 상기 나노 섬유가 상기 제2정렬방향(Z)으로 이동되면서 상기 제2정렬방향(Z)으로 복수의 열로 형성될 수 있다. 한편, 도 2b를 참조하면, 상기 제2조종 보조전극(62)에 접지 전압을 인가하면, 양전하를 띠는 상기 나노 섬유(50)는 상기 제2조종 보조전극(62)을 향한 방향으로 이동하게 된다. 따라서, 상기 나노 섬유(50)는 상기 제2조종 보조전극(62)을 향한 방향(X)으로 이동되면서 정렬된다. 이 때, 상기 제3조종 보조전극(63)과 상기 제4조종 보조전극(64)사이의 전압의 차이를 제어하여, 상기 제2정렬 방향(Z)으로도 이동시킬 수 있다.

도 2c를 참조하면, 상기 나노 섬유(50)를 상기 제2정렬방향(Z)으로 정렬시켜 그리드 구조를 형성하고자 할 경우, 상기 제3조종 보조전극(63)과 상기 제4조종 보조전극(64)의 전압을 주기적으로 변화시킨다. 즉, 상기 제2정렬방향(Z)으로 서로 대향되게 배치된 상기 제3조종 보조전극(63)과 상기 제4조종 보조전극(64)사이에 전압차가 발생하도록 서로 반대의 전압을 인가하거나 서로 다른 크기의 전압을 인가하면, 전압차에 의해 발생된 전기장에 의해 상기 나노 섬유(50)가 상기 제2정렬방향(Z)으로 이동하면서 정렬될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 제3조종 보조전극(63)과 상기 제4조종 보조전극(64) 중 어느 하나에는 상기 방사 노즐(10)과 유사한 크기의 전압을 인가하고, 나머지 하나는 접지 전압, 예를 들어 0V의 전압을 인가하면, 상기 나노 섬유(50)가 상기 접지 전압 측으로 이동하게 된다.

즉, 도 2c를 참조하면, 상기 제3조종 보조전극(63)을 접지 전압을 인가하면, 양전하를 띠는 상기 나노 섬유(50)는 상기 제3조종 보조전극(63)을 향한 방향으로이동할 수 있다. 따라서, 상기 나노 섬유(50)가 상기 제3조종 보조전극(63)을 향한 방향(-Z)으로 이동하면서 정렬될 수 있다. 이 때, 상기 제1조종 보조전극(61)과 상기 제2조종 보조전극(62)사이의 전압의 차이를 제어하면, 상기 제2정렬방향(Z)으로 정렬되는 상기 나노 섬유(50)가 상기 제1정렬 방향(X)으로도 소정 거리만큼씩 이동하면서 상기 제1정렬방향(X)으로 복수의 열로 형성될 수 있다. 한편, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 제4조종 보조전극(64)에 접지 전압을 인가하면, 양전하를 띠는 상기 나노 섬유(50)는 상기 제4조종 보조전극(64)을 향한 방향으로 이동한다. 따라서, 상기 나노 섬유(50)는 상기 제4조종 보조전극(64)을 향한 방향(Z)으로 이동하면서 정렬될 수 있다. 이 때, 상기 제1조종 보조전극(61)과 상기 제2조종 보조전극(62)사이의 전압의 차이를 제어하면, 상기 제2정렬방향(Z)으로 정렬되는 상기 나노 섬유(50)가 상기 제1정렬 방향(X)으로도 소정 거리만큼씩 이동하면서 상기 제1정렬방향(X)으로 복수의 열로 형성될 수 있다.

상기와 같이 그리드 구조의 나노 섬유가 형성되면, 어닐링(Annealing)을 수행한다. 상기 어닐링은 상기 나노 물질층(51)내의 나노 물질 사이의 결합력을 증가시킬 수 있다. 상기 어닐링은 상기 집적 기판(20)이 손상되지 않는 온도 범위에서 수행될 수 있다. 상기 어닐링은, 예를 들어 약 20 ℃ 내지 약 500 ℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있고, 예를 들어 약 20 ℃ 내지 약 300 ℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 어닐링은 공기 분위기, 아르곤 가스나 질소 가스를 포함하는 불활성 분위기 또는 수소 가스를 포함하는 환원성 분위기에서 수행될 수 있다. 상기 어닐링은 선택적이며 생략될 수 있다.(S15)

이후, 상기 고분자 물질층(52)을 제거하여, 상기 나노 물질층(51)으로만 이루어진 투명 전극을 형성한다.(S16)(S17) 상기 고분자 물질층(52)은, 유기 용매를 이용하여 제거할 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 고분자 물질층이 제거되기 이전과 제거된 이후를 비교하여 확인할 수 있다.

상기 유기 용매는 고분자 물질층(52)을 용해할 수 있는 모든 종류의 용매를 포함할 수 있다. 상기 유기 용매는 헥산(hexane)과 같은 알칸족(Alkanes), 톨루엔(toluene)과 같은 방향족(Aromatics), 디에틸 에테르(diethyl ether)와 같은 에테르족(Ethers), 클로로포름(chloroform)과 같은 알킬 할라이드족(Alkyl halides), 에스테르족(Esters), 알데히드족(Aldehydes), 케톤족(Ketones), 아민족(Amines), 알코올족(Alcohols), 아미드족(Amide), 카르복실산족(Carboxylic acids), 및 물 등 다양한 물질을 포함할 수 있다. 상기 유기 용매는, 예를 들어 아세톤(Acetone), 플로로알칸(Fluoroalkanes), 펜탄(Pentanes), 헥산(Hexane), 2,2,4-트리케틸펜탄(2,2,4-Trimethylpentane), 데칸(Decane), 시클로헥산(Cyclohexane), 시클로펜탄(Cyclopentane), 디이소부틸렌(Diisobutylene), 1-펜텐(1-Pentene), 카본디설파이드(Carbon dissulfide), 카본테트라클로라이드(Carbon tetrachloride), 1-클로로부탄(1-Chlorobutane), 1-클로로펜탄(1-Chloropentane), 실렌(Xylene), 디이소프로필 에테르(Diisopropyl ether), 1-클로로프로판(1-Chloropropane), 2-클로로프로판(2-Chloropropane), 톨루엔(Toluene), 틀로로벤젠(Chlorobenzene), 벤젠(Benzene), 브로모에탄(Bromoethane),디에틸 에테르(Diethyl ether), 디에틸 설파이드(Diethyl sulfide), 클로로포름(Chloroform), 디클로로메탄(Dichloromethane), 4-메틸-2-프로파논(4-Methyl-2-propanone), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran), 1,2-디클로로에탄(1,2-Dichloroethane), 2-부타논(2-Butanone), 1-니트로프로판(1-Nitropropane), 1,4-디옥산(1,4-Dioxane), 에틸 아세테이트(Ethyl actate), 메틸 아세테이트(Methyl acetate), 1-펜타놀(1-Pentanol), 디메틸 설폭사이드(Dimethyl sulfoxide), 아닐린(Aniline), 디에틸아민(Diethylamine), 니트로메탄(Nitromethane), 아세토니트릴(Acetonitrile), 피리딘(Pyridine), 2-부톡시에탄올(2-Butoxyethanol), 1-프로판올(1-Propanol), 2-프로판올 2-Propanol), 에탄올(Ethanol), 메탄올(Methanol), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol), 및 아세트 산(Acetic Acid)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

한편, 이에 한정되지 않고, 상기 고분자 물질층(52)은 반응성 이온 식각을 이용하여 제거하는 것도 가능하다.

도 4a를 참조하면, 상기 나노 섬유(50)는 상기 고분자 물질층(52)이 외측을 둘러싸고 있다. 도 4b를 참조하면, 상기 고분자 물질층(52)이 제거되면 상기 나노 물질층(51)만이 남게 되어, 상기 투명 전극은 상기 나노 물질층(51)으로만 이루어진다. 상기 나노 물질층(51)은 로드 형상이다.

또한, 상기 투명 전극은, 상기 나노 물질층(51) 상에 형성된 투명 도전층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 투명 도전층은 투명한 물질을 포함할 수 있고 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 투명 도전층은 상기 투명 전극의 전기 저항을 감소시킬 수 있고, 더 많은 전류를 더 균일하게 인가하는 전극을 구현할 수 있다. 상기 투명 도전층은 상기 투명 전극을 덮을 수 있고, 상기 나노 물질층(51)을 외부공기와 차단시켜 산화를 방지할 수 있다. 상기 투명 도전층은 도전성을 가지는 2차원 나노 물질층을 포함할 수 있다. 상기 2차원 나노 물질층은, 2차원 나노 물질들로 구성될 수 있고, 예를 들어 그래핀, 그라파이트, 또는 탄소나노튜브와 같은 탄소 나노 물질을 포함할 수 있다. 2차원 나노 물질의 의미는 나노 물질이 평면적인 형상을 가짐을 의미하며, 예를 들어 시트(sheet) 등과 같은 형상을 가질 수 있다.

한편, 이에 한정되지 않고, 상기 나노 섬유(50)는 상기 나노 물질로부터 형성된 나노 물질층이 고분자 물질층의 외측에 둘러싸이도록 방사되는 것도 가능하며, 상기 고분자 물질층의 제거시 중공형상의 상기 나노 물질층으로 이루어진 투명 전극이 형성되는 것도 가능하다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 방사 장치가 도시된 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 방사 장치의 복수의 보조전극들은, 집중 보조전극(65)과 조종 보조전극(60)이 별도로 구비된 것이 상기 일 실시예와 상이하므로, 상이한 점을 중심으로 상세히 설명한다.

상기 집중 보조전극(65)은, 상기 방사 노즐(10)로부터 방사되는 상기 나노 섬유(50)를 둘러싸도록 배치되고, 집중 보조전극 전원공급부(75)로부터 미리 설정된 전압이 인가된다. 상기 집중 보조전극(65)은 링 형상으로 이루어진 한 개의 전극으로 이루어진다. 상기 집중 보조전극(65)은, 상기 방사 노즐(10)과 동일한 전압이 인가되어, 상기 나노 섬유(50)를 상기 링의 중심부로 집중시킨다.

상기 조종 보조전극(60)은, 상기 집중 보조전극(65)으로부터 상기 나노 섬유(50)의 방사방향(-Y)으로 소정간격 이격된 위치에 배치된다. 상기 조종 보조전극(60)은 4개의 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)로 이루어진 것으로 예를 들어 설명하며, 상기 4개의 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64)이 서로 소정간격 이격되어 하나의 링 형상을 이룬다. 상기 4개의 제1,2,3,4조종 보조전극(61)(62)(63)(64) 중에서 서로 대향되는 한 쌍의 전극들이 서로 전압차를 발생하도록 전압을 인가하면, 상기 나노 섬유(50)를 상기 제1정렬방향(X) 또는 상기 제2정렬방향(Z)으로 이동시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 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.

10: 방사 노즐 20: 집적 기판
50: 나노 섬유 51: 나노 물질층
52: 고분자 물질층 60: 조종 보조전극
65: 집중 보조전극

Claims

전압이 인가되고, 금, 은, 구리, 구리 산화물 및 코발트로 구성된 군에서 선택한 하나 또는 복수로 형성되는 나노 물질과 용매를 혼합한 나노 물질 용액을 방사하는 내부 노즐과, 상기 내부 노즐을 둘러싸도록 형성되어 고분자 물질을 포함하는 고분자 용액을 방사하는 외부 노즐을 포함하여, 상기 나노 물질로 형성된 나노 물질층과 상기 고분자 물질로 형성된 고분자 물질층이 동축 이중층으로 이루어진 나노 섬유를 방사하는 방사 노즐과;
상기 나노 섬유가 집적되는 집적 기판과;
상기 방사 노즐과 상기 집적 기판 사이에 배치되고 전기장을 발생시켜, 상기 방사 노즐로부터 방사되는 상기 나노 섬유가 직선 형태로 집중 방사되도록 상기 나노 섬유의 분산을 방지하고, 상기 나노 섬유를 미리 설정된 정렬 방향으로 정렬시키는 전기장 생성 모듈을 포함하고,
상기 고분자 물질의 방사 속도가 상기 나노 물질의 방사 속도보다 크고,
상기 정렬된 상기 나노 섬유로부터 상기 고분자 물질층을 제거하는 전기 방사 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전기장 생성 모듈은,
상기 방사 노즐로부터 방사되는 상기 나노 섬유를 둘러싸도록 배치된 복수의 보조전극들과,
상기 복수의 보조전극들에 전압을 인가하는 전원 공급부를 포함하는 전기 방사 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 복수의 보조전극들은 서로 소정간격 이격되게 배치되어 하나의 링 형상을 이루는 전기 방사 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 복수의 보조전극들은,
상기 전원 공급부로부터 미리 설정된 크기의 전압이 인가되면, 상기 나노 섬유를 직선 형태로 집중시키고,
상기 전원 공급부로부터 전압이 주기적으로 변화되어 인가되면, 상기 나노 섬유를 상기 정렬 방향으로 이동시켜 정렬시키는 전기 방사 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 복수의 보조전극들은,
상기 나노 섬유의 미리 설정된 제1정렬방향으로 서로 대향되게 배치되어, 서로 동일한 전압이 인가되면 상기 나노 섬유를 직선 형태로 집중시키고, 서로 반대의 전압이나 서로 다른 크기의 전압이 주기적으로 변화되어 인가되면 상기 나노 섬유를 상기 제1정렬방향으로 이동시키는 한 쌍의 제1,2조종 보조전극과,
상기 제1정렬방향과 소정의 각도로 교차되는 제2정렬 방향으로 서로 대향되게 배치되어, 서로 동일한 전압이 인가되면 상기 나노 섬유를 직선 형태로 집중시키고, 서로 반대의 전압이나 서로 다른 크기의 전압이 주기적으로 변화되어 인가되면 상기 나노 섬유를 상기 제2정렬방향으로 이동시키는 한 쌍의 제3,4조종 보조전극을 포함하는 전기 방사 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 복수의 보조전극들은,
상기 전원 공급부로부터 미리 설정된 전압이 인가되어, 상기 나노 섬유를 직선 형태로 집중시키는 집중 보조전극을 포함하는 전기 방사 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 복수의 보조전극들은,
상기 전원 공급부로부터 전압이 주기적으로 변화되어 인가되어, 상기 전압의 변화에 따라 발생된 상기 전기장에 의해 상기 나노 섬유를 상기 정렬 방향으로 이동시켜 정렬시키는 조종 보조전극을 더 포함하는 전기 방사 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 복수의 보조전극들은,
상기 방사 노즐로부터 방사되는 상기 나노 섬유를 둘러싸도록 배치되고, 상기 전원 공급부로부터 미리 설정된 전압이 인가되어 상기 나노 섬유가 직선 형태로 집중시키는 집중 보조전극과;
상기 집중 보조전극으로부터 상기 나노 섬유의 방사 방향으로 소정간격 이격되게 배치되고, 상기 전원 공급부로부터 인가되는 전압이 주기적으로 변화되어 상기 나노 섬유를 상기 전압의 변화에 따라 발생된 전기장에 의해 상기 정렬 방향으로 이동시켜 정렬시키는 조종 보조전극을 포함하는 전기 방사 장치.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 조종 보조전극은,
상기 나노 섬유의 미리 설정된 제1정렬방향으로 서로 대향되게 배치되어, 서로 반대의 전압이나 서로 다른 크기의 전압이 주기적으로 변화되어 인가되면 상기 나노 섬유를 상기 제1정렬방향으로 이동시키는 한 쌍의 제1,2조종 보조전극과,
상기 제1정렬방향과 소정의 각도로 교차되는 제2정렬 방향으로 서로 대향되게 배치되어, 서로 반대의 전압이나 서로 다른 크기의 전압이 주기적으로 변화되어 인가되면 상기 나노 섬유를 상기 제2정렬방향으로 이동시키는 한 쌍의 제3,4조종 보조전극을 포함하는 전기 방사 장치.
집적 기판과 방사 노즐 사이에 상기 방사 노즐로부터 방사되는 나노 섬유를 둘러싸도록 복수의 보조전극들을 배치하는 단계와;
상기 방사 노즐에 전압을 인가하여, 상기 집적 기판 상에 상기 방사 노즐의 내부 노즐로부터 금, 은, 구리, 구리 산화물 및 코발트로 구성된 군에서 선택한 하나 또는 복수로 형성되는 나노 물질과 용매를 혼합한 나노 물질 용액을 방사하고, 상기 방사 노즐의 외부 노즐로부터 고분자 물질을 포함하는 고분자 용액을 방사하여, 상기 나노 물질로 형성된 나노 물질층과 상기 고분자 물질로 형성된 고분자 물질층이 동축 이중층으로 이루어진 나노 섬유를 방사하는 단계와;
상기 복수의 보조전극들에 미리 설정된 전압을 인가하여, 상기 복수의 보조전극들 사이에 발생된 전기장에 의해 상기 방사 노즐로부터 방사되는 상기 나노 섬유를 직선 형태로 집중시키는 단계와;
상기 복수의 보조전극들 중 서로 대향되는 일부의 보조전극들에 서로 반대의 전압이 인가되거나 서로 다른 크기의 전압이 인가되도록 주기적으로 전압을 변화시켜, 상기 전압의 변화에 따라 발생된 전기장에 의해 상기 나노 섬유를 미리 설정된 정렬 방향으로 이동시켜 정렬되게 형성하는 단계와;
상기 나노 섬유로부터 상기 고분자 물질을 제거하여, 상기 나노 물질로 구성된 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 고분자 물질의 방사 속도가 상기 나노 물질의 방사 속도보다 크게 설정되는 전기장을 이용한 전기 방사 장치를 이용한 투명 전극의 제조방법.
청구항 10에 있어서,
상기 나노 섬유를 형성하는 단계 이후, 상기 나노 섬유를 상기 집적 기판으로부터 분리하여 별도의 기판에 전사하는 단계를 더 포함하는 전기장을 이용한 전기 방사 장치를 이용한 투명 전극의 제조방법.
청구항 11에 있어서,
상기 집적 기판은, 프리 스탠딩(free standing) 기판인 전기장을 이용한 전기 방사 장치를 이용한 투명 전극의 제조방법.
청구항 10에 있어서,
상기 전극을 형성하는 단계는,
상기 고분자 물질을 제거시 유기 용매를 이용하거나 반응성 이온 식각을 이용하는 전기장을 이용한 전기 방사 장치를 이용한 투명 전극의 제조방법.
청구항 10에 있어서,
상기 전극을 형성하는 단계는,
상기 나노 물질 상에 투명 도전층을 형성하는 과정을 더 포함하는 전기장을 이용한 전기 방사 장치를 이용한 투명 전극의 제조방법.
청구항 14에 있어서,
상기 투명 도전층은 그래핀, 그라파이트 및 탄소나노튜브를 포함하는 전기장을 이용한 전기 방사 장치를 이용한 투명 전극의 제조방법.