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촉매 사용 없이 패턴화된 탄소 재료를 연속하여 제조하는 장치로서, 소자용 기판을 연속적으로 이송하는 이송 장치; 연속적으로 이송되는 소자용 기판 상에 고분자 액 또는 고분자 및 용매를 포함하는 고분자 용액을 패턴을 가지도록 코팅하거나 또는 상기 고분자 액 또는 고분자 용액을 소자용 기판 상에 코팅한 후 패터닝하는 고분자 층 패턴부; 고분자층 패턴부를 거친 소자용 기판 상의 고분자층의 탄소 원자가 고리화되도록 하는 안정화부; 및 안정화부를 거친 소자용 기판 상의 고분자층을 탄화시켜 소자용 기판 상에 패턴화된 탄소 재료를 형성하는 탄소 재료 형성부;를 포함하고, 상기 고분자는 탄소 원자를 포함하며, 상기 탄소 재료는 탄소 원자가 고리 구조로 배열된 그래핀 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 안정화 부는 고분자층을 열처리하여 탄소 원자를 고리화하는 열처리 수단을 구비하며, 상기 열처리는 고분자 층의 탄소 원자가 고리화될 수 있는 온도 이상 및 고분자층이 탄화되어 탄소 재료를 형성하기 전의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 안정화 부는 고분자층을 녹여 탄소 원자를 고리화하는 것으로서, 고분자층을 녹일 수 있는 용액 저장조를 구비하며, 소자용 기판 상의 고분자층이 상기 용액 저장조를 통과하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 안정화부는 고분자를 물리적 처리하여 탄소 원자를 고리화하는 물리적 처리 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 안정화부는 고분자를 공단량체와 반응하도록 하여 탄소 원자를 고리화하는 공단량체 제공 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이송 장치는 롤러 및 컨베이어벨트를 포함하는 롤 투 롤 방식의 이송 장치이고, 고분자 패턴부, 안정화부 및 탄소 재료 형성부는 각각 하나 이상의 챔버로 이루어지며, 각각의 챔버에는 각각의 컨베이어 벨트가 장착되어 롤 투 롤 방식의 이송을 수행하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 6 항에 있어서, 상기 고분자층 패턴부는, 고분자 액 또는 고분자 용액의 코팅 장치를 포함하는 코팅 챔버; 코팅 시 패턴을 가지도록 할 수 있는 패터닝 수단 또는 코팅 후 패터닝할 수있는 패터닝 수단을 제공하는 패터닝 수단 제공부; 및 코팅 후 고분자 용액을 건조하는 건조 챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴화된탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 7 항에 있어서, 상기 패터닝 수단 제공부는 이송 장치 상의 소자용 기판에 마스크를 제공하는 마스크 제공부이고, 코팅 챔버 전 또는 코팅 챔버 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 7 항에 있어서, 상기 패터닝 수단 제공부는 소자용 기판에 형성된 고분자층을 패턴에 따라 식각하는 식각 챔버이고, 코팅 챔버 후에 존재하는 것이며, 상기 코팅 챔버 및 식각 챔버 사이에 코팅 후 고분자 용액을 건조하는 건조 챔버가 포함되는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 6 항에 있어서,안정화부의 하나 이상의 챔버는 공기, 산소 또는 진공 분위기인 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 6 항에 있어서,안정화부의 하나 이상의 챔버에서는 고분자층이 형성된 소자용 기판의 이송 속도 또는 이송 경로를 조절하여 안정화 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 12 항에 있어서,안정화부의 하나 이상의 챔버의 이송 수단은 롤 및 컨베이어 벨트를 포함하고, 컨베이어 벨트는 지그 재그 형상으로 배치된 롤러를 따라서 지그 재그 형상의 경로를 거치는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 10 항에 있어서,안정화부의 하나 이상의 챔버는 챔버 내부에 가스 순환 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 4 항에 있어서,상기 물리적 처리 수단은 플라즈마, 이온빔, 방사선, 자외선 및 마이크로 웨이브 중에서 선택된 하나 이상을 제공하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 6 항에 있어서, 상기 탄소 재료 형성부는 탄화를 위한 가열 장치; 및 탄화 후 냉각을 위한 냉각 장치;를 포함하는 탄화 챔버인 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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17
제 16 항에 있어서, 탄소 재료 형성부는 탄화 챔버 후단에 탄화 후 고분자층에 추가로 열을 가하는 흑연화 챔버를 더 포함하고, 상기 흑연화 챔버는 흑연화를 위한 가열 장치; 흑연화 후 냉각을 위한 냉각 장치; 및 고분자층이 형성된 기판을 이송하는 이송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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18
제 17 항에 있어서, 탄화 챔버 또는 흑연화 챔버는 오픈 형 또는 밀폐 형 챔버인 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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19
제 17 항에 있어서, 탄화 챔버 또는 흑연화 챔버의 분위기는 불활성 분위기 또는 진공 분위기인 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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제 17 항에 있어서, 탄화 챔버 또는 흑연화 챔버는 가스를 흡입 또는 배출할 수 있는 가스 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 장치
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촉매 사용 없이 패턴화된 탄소 재료를 연속하여 제조하는 방법으로서, 연속적으로 제공되는 소자용 기판 상에 고분자 액 또는 고분자 및 용매를 포함하는 고분자 용액을 패턴을 가지도록 코팅하거나 또는 상기 고분자 용액을 소자용 기판 상에 코팅한 후 패터닝하는 고분자층 패턴화 단계; 패턴화를 거친 소자용 기판 상의 고분자층의 탄소 원자가 고리화되도록 하는 안정화 단계; 및 안정화를 거친 소자용 기판 상의 고분자층을 탄화시켜 소자용 기판 상에 패턴화된 탄소 재료를 형성하는 탄소 재료 형성 단계;를 포함하고, 상기 고분자는 탄소 원자를 포함하고, 상기 탄소 재료는 탄소 원자가 고리 구조로 배열된 그래핀 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 탄소 재료의 무촉매 연속 제조 방법
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