KR101434092B1 - 패턴 형성 장치 - Google Patents

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황원태
최수정
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 전기 분무 및 전기 방사를 이용한 패턴 형성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기 분무 방사법에 내재된 불안정성을 극복하기 위해, 전기 분무 방사 시스템에서 전자장을 조절해 줌으로써, 원하는 방향으로 하전된 액적 및 하전된 나노 섬유를 원하는 방향으로 패턴을 형성하게 하는 패턴 형성 장치에 관한 것이다.

Description

패턴 형성 장치{APPARATUS FOR FORMING PATTERNS}
본 발명은 전기 분무 및 전기 방사를 이용한 패턴 형성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기 분무 방사법에 내재된 불안정성을 극복하기 위해, 전기 분무 방사 시스템에서 전자장을 조절해 줌으로써, 원하는 방향으로 하전된 액적 및 하전된 나노 섬유를 원하는 방향으로 패턴을 형성하게 하는 패턴 형성 장치에 관한 것이다.
나노섬유를 제조하는 방법에는 드로윙(drawing), 주형 합성(template synthesis), 상전이(phase separation), 자기조립(self assembly), 전기방사(electrospinning) 등이 알려져 있다. 이들 방법 중 나노섬유를 연속적으로 제조할 수 있는 방법으로는 전기방사 방식이 일반적으로 적용되고 있다.
전기방사 방법은 방사 용액을 방사하는 노즐과 기판이 배치되는 스테이지 사이에 고전압을 인가하여 방사 용액의 표면장력보다 큰 전기장을 형성하여, 방사용액이 나노섬유 형태로 방사되도록 한다. 전기방사 방법으로 제조되는 나노섬유는 방사 용액의 점도, 탄성, 전도성, 유전성, 극성 및 표면장력 등의 소재 물성과 전기장의 세기, 노즐과 집적 전극 사이의 거리 등에 영향을 받는다.
전기방사법에 의한 나노섬유 형성방법은 널리 알려져 있는 기술이다. 한편, 이렇게 형성된 나노섬유를 원하는 방향으로 배열하려는 시도들이 있었으며, 그 대표적인 방법으로는 인접하게 형성된 전극에 전기방사를 하여 정렬된 나노섬유를 얻는 방법과 노즐과 기판사이의 거리를 매우 근접하게 유지하여, 나노섬유를 원하는 위치에 배열시키는 방법이 있다. 그러나, 이 방법들은 실용화 측면에서 문제점을 가지고 있다.
또한, 전기분무법에서 하전된 액적이 형성되는 패턴 모양은 원형인데, 이는 넓은 영역에 균일한 나노스케일의 유기박막을 형성하기 어렵다.
본 발명의 목적은 나노섬유를 원하는 방향으로 정확한 위치에 배열시킬 수 있는 패턴 형성 장치를 제공함으로써 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것이다.
또한, 하전된 액적이 도포되는 패턴을 선형(line shape)으로 변형시킴으로써, 종래의 문제점을 해결하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성 장치는, 용액 방사부; 스테이지부; 및 가이드 전극부를 포함하고, 상기 용액 방사부는, 방사 용액을 수용하는 시린지; 상기 시린지에 연결되며 상기 방사 용액을 방사하는 노즐; 및 상기 노즐에 제 1 전압을 인가하는 제 1 전압발생장치를 포함하며, 상기 스테이지부는 상기 노즐의 끝부분으로부터 일정 간격만큼 이격되어 배치된 스테이지; 및 상기 스테이지에 제 2 전압을 인가하는 제 2 전압발생장치를 포함하고, 상기 가이드 전극부는, 상기 노즐 및 상기 스테이지부 사이에 배치되며 상기 노즐의 축방향 주위로 서로 마주보고 이격되게 배치된 제 1 및 제 2 가이드 전극을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 가이드 전극부는 자성 재료로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 제 1 및 제 2 가이드 전극을 자성 재료로 함으로써, 노즐에서 부터 방사되는 용액이 전자기력을 받아서 나노 섬유로 기판에 증착되도록 하며, 이때 가이드 전극 사이의 간격을 조절하고 가이드 전극을 회전시킴으로써 다양한 형태의 나노 섬유 사이즈를 조절할 수 있으며 또한 방향을 조절할 수 있다.
이 경우 제1 및 제2 가이드 전극 각각은 단면이 사각형 또는 원형인 막대 형상을 갖거나 상기 노즐을 사이에 두고 서로 마주보는 판 형상을 갖는 것을 특징으로 한다. 또한, 용액 방사부는 상기 시린지의 높이를 조절하기 위한 높이 조절부를 추가로 포함하고, 제 1 및 제 2 가이드 전극 사이의 간격을 조절하는 간격 조절부를 추가로 포함하며, 제 1 및 제 2 가이드 전극을 회전시킬 수 있는 가이드 전극 회전부를 추가로 포함한다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 패턴 형성 장치는, 용액 방사부; 스테이지부; 가이드 전극부를 포함하고, 상기 용액 방사부는 방사 용액을 수용하는 시린지; 상기 시린지에 연결되며 상기 방사 용액을 방사하는 노즐; 및 상기 노즐에 제 1 전압을 인가하는 제 1 전압발생장치를 포함하며, 상기 스테이지부는 상기 노즐의 끝부분으로부터 일정 간격만큼 이격되어 배치된 스테이지; 및 상기 스테이지에 제 2 전압을 인가하는 제 2 전압발생장치를 포함하고, 상기 가이드 전극부는, 상기 노즐 및 상기 스테이지부 사이에 배치되며 상기 노즐의 축방향 주위로 서로 마주보고 이격되게 배치된 제 1 및 제 2 가이드 전극을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 가이드 전극부는 자성 재료로 이루어져 있고, 상기 마스크부는, 상기 제 1 및 제 2 가이드 전극과 상기 스테이지 사이에 위치하고 선형 개구부를 구비한 전도성 마스크; 및 상기 마스크에 제 3 전압을 인가하는 제 3 전압발생장치를 포함한다.
이때 제 3 전압은 상기 제 1 전압과 동일한 극성을 갖는 전압이고, 선형 개구부는 상기 제 1 및 제 2 가이드 전극과 교차 방향 또는 평행 방향으로 연장된 것을 특징으로 하며, 용액 방사부는 상기 시린지의 높이를 조절하기 위한 높이 조절부를 추가로 포함하고, 제 1 및 제 2 가이드 전극 사이의 간격을 조절하는 간격 조절부를 추가로 포함하며, 제 1 및 제 2 가이드 전극을 회전시킬 수 있는 가이드 전극 회전부를 추가로 포함한다.
본 발명에 따르면 기존의 전기 분무 방사 방식에 가이드 자석을 적용함으로써, 하전된 액적 및 나노섬유를 원하는 방향으로 배열 및 위치시킬 수 있고, 이에 의해 나노 섬유를 원하는 방향으로 정확한 위치에 배열시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성 장치의 모습을 도시한다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 가이드 전극부의 실시예들을 설명하기 위한 사시도들이다.
도 3은 도 1에 도시된 마스크부를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성 장치의 구성도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성 장치의 실제 모습을 도시한다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성 장치에서 노즐로 부터 방사된 용액이 받는 힘의 방향을 나타내는 평면도이다.
도 6a, 6b 및 7은 본 발명의 패턴 형성 장치를 이용해 형성된 패턴의 실제 모습을 도시한다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다.
하기 설명은 본 발명의 실시예에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해서 하나 이상의 실시예들의 간략화된 설명을 제공한다. 본 섹션은 모든 가능한 실시예들에 대한 포괄적인 개요는 아니며, 모든 엘리먼트들 중 핵심 엘리먼트를 식별하거나, 모든 실시예의 범위를 커버하고자 할 의도도 아니다. 그 유일한 목적은 후에 제시되는 상세한 설명에 대한 도입부로서 간략화된 형태로 하나 이상의 실시예들의 개념을 제공하기 위함이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패턴 형성 장치를 설명하기 위한 개념도이고, 도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 가이드 전극부의 실시예들을 설명하기 위한 사시도들이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성 장치의 구성도이다.
도 1 및 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 형성 장치(100)는 방사용액(10)을 전기방사하여 기판에 원하는 패턴을 직접 형성할 수 있다. 이를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 형성 장치는 용액 방사부(110), 스테이지부(120) 및 가이드 전극부(130)를 포함할 수 있다.
용액방사부(110)는 시린지(111), 노즐(113) 및 제1 전압발생장치(115)를 포함할 수 있다. 시린지(111)는 방사용액(10)을 수용할 수 있다. 방사용액(10)은 유기 재료 용액 또는 유기 및 무기 복합재료 용액일 수 있고, 약 1 내지 200 poise의 점도를 가질 수 있다. 노즐(113)은 시린지(111)에 연결되고, 시린지(111)에 수용된 방사용액(10)을 스테이지부(120) 방향으로 방사할 수 있다. 노즐(113)은 전도성 물질, 예를 들면 스테인레스 재질로 형성되고, 일정한 내경 및 외경을 가지는 미세관 형태를 가질 수 있다. 제1 전압발생장치(115)는 노즐(113)에 전기적으로 연결되고 노즐(113)에 제1 전압을 인가할 수 있다. 일례로, 제1 전압발생장치(115)는 노즐(113)에 양(positive)의 극성을 가진 직류 전압(DC voltage)을 생성하여 노즐(113)에 인가할 수 있다. 노즐(113)에 인가되는 제1 전압의 크기는 필요에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 용액방사부(110)는 시린지 펌프(117)를 더 포함할 수 있다. 시린지 펌프(117)는 시린지(111)에 수용된 방사용액(10)이 노즐(113)을 통하여 외부로 유출될 수 있도록, 시린지(111)에 수용된 방사 용액(10)에 압력을 인가할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 용액 방사부(110)는 시린지의 높이를 조절하기 위한 높이 조절부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다. 높이 조절부는 시린지 자체의 높이를 조절할 수 있는 구성이면 어떠한 구성이라도 무관하며, 이러한 높이 조절부에 의해 노즐과 스테이지부 사이의 간격이 조절될 수 있다.
스테이지부(120)는 스테이지(121) 및 제2 전압발생장치(123)를 구비할 수 있다. 스테이지(121)는 방사 용액(10)이 방사되는 노즐(113)의 끝 부분과 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다. 스테이지(121)는 전도성 재질로 형성될 수 있다. 스테이지(121) 상부에는 패턴이 형성될 기판(미도시)이 위치할 수 있다. 제2 전압발생장치(123)는 스테이지(121)와 전기적으로 연결되고, 노즐(113)에 인가된 제1 전압과 다른 제2 전압을 생성하여 스테이지(121)에 인가할 수 있다. 일례로, 제2 전압발생장치(123)는 접지 전압을 생성하여 스테이지(121)에 인가할 수 있다. 이와 달리, 제2 전압발생장치(123)는 제1 전압과 극성이 다른 음(negative)의 전압 또는 제1 전압과 세기가 다른 양(positive)의 전압을 생성하여 스테이지(121)에 인가할 수도 있다.
노즐(113)과 스테이지(121)에는 서로 다른 전압이 인가되므로, 노즐(113)과 스테이지(121) 사이에는 전압 차이로 인한 전기장이 형성될 수 있다. 노즐(113)과 스테이지(121) 사이에 전기장이 형성되지 않는 경우, 노즐(113) 끝에 분포된 방사 용액(10)은 표면장력에 의하여 반구형 방울 형태로 노즐(113) 끝에 매달려 있게 된다. 하지만, 노즐(113)과 스테이지(121) 사이에 전기장이 형성되면, 방사 용액(10)의 방울 표면에 노즐(113)에 인가된 전압과 반대되는 극성의 전하가 유도되고, 방사 용액 방울 표면에 유도된 전하는 표면장력과 반대되는 힘인 제1 정전기력을 발생시킨다. 이러한 제1 정전기력의 작용으로 인하여 노즐(113) 끝에 매달려 있는 방사 용액(10) 방울은 테일러콘(Taylor cone)으로 알려진 원추형 모양으로 늘어나게 된다. 노즐(113)과 스테이지(121) 사이에 형성되는 전기장의 세기가 특정 임계 전기장의 세기보다 커지면, 방사 용액(10) 테일러콘의 끝으로부터 방사용액(10) 제트(Jet)가 방출되게 된다. 방사용액(10)의 점도가 낮은 경우, 이러한 방사용액(10) 제트는 미세 방울로 붕괴되나, 방사용액(10)의 점도가 높은 경우 표면장력 때문에 방사용액(10) 제트는 붕괴되지 않고 연속된 섬유 형태로 스테이지(121) 방향으로 방사된다. 본 발명에 있어서는 방사 용액(10)이 약 1 내지 200 poise의 점도를 가지므로 섬유 형태로 방사될 수 있다. 방사용액(10) 테일러콘으로부터 방출되는 방사용액(10) 섬유는 나노 스케일의 직경을 가질 수 있다. 이하에서는 ‘방사용액(10) 테일러콘으로부터 방출되는 방사용액(10) 섬유’를 ‘나노 섬유’라 칭한다.
가이드 전극부(130)는 노즐(113)로부터 방사된 나노 섬유의 진행방향을 가이드한다. 이를 위하여, 가이드 전극부(130)는 제1 가이드 전극(131) 및 제 2 가이드 전극(133)을 구비할 수 있다. 제1 및 제2 가이드 전극(131, 133)은 나노 섬유가 방사되는 노즐(113)의 끝부분에 인접하게 위치되고, 일 방향(Y방향)으로 연장되어 서로 평행하며, 노즐(113)의 단부를 사이에 두고 서로 소정 간격으로 이격되게 배치된다. 즉, 제1 및 제2 가이드 전극(131, 133)은 노즐 및 스테이지부 사이에 배치되며 노즐의 축방향 주위로 서로 마주보고 이격되게 배치된다.
본 발명에서 제1 및 제2 가이드 전극(131, 133)은 자성 재료로 이루어진다. 구체적으로, 자석 소재의 가이드 전극은 자장이 강한 네오듐 자석 또는 다양한 형태의 솔레노이드로 구성될 수 있다.
한편, 가이드 전극부는 제 1 및 제 2 가이드 전극 사이의 간격을 조절하는 간격 조절부를 추가로 포함할 수 있으며, 또한 제 1 및 제 2 가이드 전극을 회전시킬 수 있는 가이드 전극 회전부를 추가로 포함할 수 있다.
이러한 간격 조절부 및 회전부는 각각 간격을 조절할 수 있고 회전시킬 수 있는 어떠한 구성이라도 무관하며, 일예로는 모터 등이 이용될 수 있다.
가이드 전극 회전부를 통해 배열되는 나노 섬유의 방향을 원활하게 조절할 수 있게 된다.
제1 및 제2 가이드 전극(131, 133) 각각의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 제1 및 제2 가이드 전극(131, 133) 각각은 다양한 형태, 예를 들면, 원형, 다각형, 반원, 타원 등의 단면을 갖는 막대 형상을 가질 수도 있고, 판(plate) 형상을 가질 수도 있다. 일례로, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 가이드 전극들(131, 133) 각각은 스테이지(121)에 수직한 단면이 사각형이고, 스테이지(121)에 평행한 방향(Y)으로 연장된 막대 형상을 가질 수 있다. 이와 달리, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 가이드 전극들(131, 133) 각각은 스테이지(121)에 수직한 단면이 원형이고, 스테이지(121)에 평행한 방향(Y)으로 연장된 막대 형상을 가질 수 있다. 이와 또 달리, 도 2c에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 가이드 전극들(131, 133)은 스테이지(121)에 수직하고 노즐(113)을 사이에 두고 서로 마주보는 판(plate) 형상을 가질 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 마스크부를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 형성 장치(100)는 마스크부(140)를 더 포함할 수 있다. 마스크부(140)는 노즐(113)로부터 전기방사된 나노 섬유들이 정확한 위치에 도착하도록 나노 섬유들의 진행방향을 가이드한다. 이를 위하여, 마스크부(140)는 마스크(141) 및 제3 전압발생장치(143)를 포함할 수 있다. 마스크(141)는 스테이지(121)와 가이드 전극들(131, 133) 사이에 위치하고, 전기 전도성 물질로 이루어질 수 있다.
마스크(121)는 제1 및 제2 가이드 전극들(131, 133)이 연장된 방향(Y)과 평행한 방향 또는 교차하는 방향으로 연장된 선형의 개구부(145)를 포함할 수 있다. 마스크(141)에 형성된 개구부(145)의 폭과 길이는 필요에 따라 적절히 조절될 수 있다. 제3 전압발생장치(143)는 마스크(141)에 전기적으로 연결되고, 제3 전압을 생성하여 마스크(141)에 인가할 수 있다. 일례로 제3 전압발생장치(143)는 양의 전압을 생성하여 마스크(141)에 인가할 수 있다. 제3 전압발생장치(143)에 의해 마스크(141)에 양의 전압이 인가되면, 마스크(141)에는 전기장이 형성되고, 이러한 전기장에 의하여 마스크(141)와 마스크(141)의 개구부(145)를 통과하는 나노 섬유 사이에는 척력(斥力)이 작용하게 된다. 그 결과, 마스크(141)의 개구부(145)를 통과한 나노 섬유들은 상기 개구부(145)보다 좁은 영역 안에서 배열될 수 있다. 제 3 전압은 제 1 전압과 동일한 극성을 갖는 전압일 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성 장치의 실제 모습을 도시한다. 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성 장치에서 노즐로 부터 분사된 용액이 받는 힘의 방향을 나타내는 평면도이다.
도 5b에서 처럼 노즐 및 스테이지 사이에 걸린 전기장과 자석으로 이루어진 가이드 전극부의 자기장의 힘을 받아서 노즐로 부터 분사된 용액이 일정한 패턴을 가지고 기판 등에 증착이 이루어지게 된다. 이렇게 힘을 받음에 의해 분사 용액이 부분적으로 선형 부착 패턴(line shape deposition pattern)을 가질 수 있다.
도 6a는 노즐과 기판 사이의 거리를 시린지의 높이를 조절하기 위한 높이 조절부에 의해 노즐의 높이가 높아짐에 따라 분사되는 하전된 액적의 보다 얇아진 선형 부착 패턴을 나타낸다.
도 6b는 가이드 전극들 사이의 간격을 조절하기 위한 간격 조절부에 의해 간격(gap)이 증가함에 따라 분사되는 하전된 액적의 부착 패턴의 두께가 굵어지는 모습을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 패턴 형성 장치를 이용해 형성된 패턴의 실제 모습을 도시한다. 도 7을 참조하면, 방사용액 섬유들을 서로 평행하게 배열되어 있음을 확인할 수 있다. 일반적으로, 전기 방사된 나노 섬유는 전기적 벤딩 불안정성(Electrical bending instability) 즉, 나노 섬유가 기판 방향으로 진행하는 동안 불안정하게 떨리면서 휘는 현상이 발생한다. 하지만, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 형성 장치(100)는 이러한 문제점을 해결하여 기판 상에 나노 섬유들을 서로 평행하게 배열시킬 수 있다. 도 7에서 도시된 나노 섬유의 두께는 대략 300nm의 크기이다.
즉, 본 발명에 따르면 기존의 전기 분무 방사 방식에 가이드 자석을 적용함으로써, 하전된 액적 및 나노섬유를 원하는 방향으로 배열 및 위치시킬 수 있고, 이에 의해 나노 섬유를 원하는 방향으로 정확한 위치에 배열시킬 수 있게 된다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 용액 방사부; 스테이지부; 및 가이드 전극부를 포함하고,
    상기 용액 방사부는, 방사 용액을 수용하는 시린지; 상기 시린지에 연결되며 상기 방사 용액을 방사하는 노즐; 및 상기 노즐에 제 1 전압을 인가하는 제 1 전압발생장치를 포함하며,
    상기 스테이지부는 상기 노즐의 끝부분으로부터 일정 간격만큼 이격되어 배치된 스테이지; 및 상기 스테이지에 제 2 전압을 인가하는 제 2 전압발생장치를 포함하고,
    상기 가이드 전극부는, 상기 노즐 및 상기 스테이지부 사이에 배치되며 상기 노즐의 축방향 주위로 서로 마주보고 이격되게 배치된 제 1 및 제 2 가이드 전극을 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 가이드 전극부는 자성 재료로 이루어진,
    패턴 형성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가이드 전극 각각은 단면이 사각형 또는 원형인 막대 형상을 갖거나 상기 노즐을 사이에 두고 서로 마주보는 판 형상을 갖는 것을 특징으로 하는,
    패턴 형성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 용액 방사부는 상기 시린지의 높이를 조절하기 위한 높이 조절부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    패턴 형성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 가이드 전극 사이의 간격을 조절하는 간격 조절부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    패턴 형성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 가이드 전극을 회전시킬 수 있는 가이드 전극 회전부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    패턴 형성 장치.
  6. 용액 방사부; 스테이지부; 가이드 전극부; 및 마스크부를 포함하고,
    상기 용액 방사부는, 방사 용액을 수용하는 시린지; 상기 시린지에 연결되며 상기 방사 용액을 방사하는 노즐; 및 상기 노즐에 제 1 전압을 인가하는 제 1 전압발생장치를 포함하며,
    상기 스테이지부는 상기 노즐의 끝부분으로부터 일정 간격만큼 이격되어 배치된 스테이지; 및 상기 스테이지에 제 2 전압을 인가하는 제 2 전압발생장치를 포함하고,
    상기 가이드 전극부는, 상기 노즐 및 상기 스테이지부 사이에 배치되며 상기 노즐의 축방향 주위로 서로 마주보고 이격되게 배치된 제 1 및 제 2 가이드 전극을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 가이드 전극부는 자성 재료로 이루어져 있고,
    상기 마스크부는, 상기 제 1 및 제 2 가이드 전극과 상기 스테이지 사이에 위치하고 선형 개구부를 구비한 전도성 마스크; 및 상기 마스크에 제 3 전압을 인가하는 제 3 전압발생장치를 포함하는,
    패턴 형성 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 3 전압은 상기 제 1 전압과 동일한 극성을 갖는 전압인 것을 특징으로 하는,
    패턴 형성 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 선형 개구부는 상기 제 1 및 제 2 가이드 전극과 교차 방향 또는 평행 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는,
    패턴 형성 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 용액 방사부는 상기 시린지의 높이를 조절하기 위한 높이 조절부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    패턴 형성 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 가이드 전극 사이의 간격을 조절하는 간격 조절부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    패턴 형성 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 가이드 전극을 회전시킬 수 있는 가이드 전극 회전부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    패턴 형성 장치.
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