KR101168259B1 - 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치 - Google Patents

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최현주
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Abstract

본 발명은 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부와 밀폐되도록 형성되는 챔버, 상기 챔버의 일측에 형성되어 그래핀 형성에 필요한 각종 가스를 공급하는 가스공급부 및 가스배출부, 상기 챔버의 내부를 통과하도록 금속부재의 양단이 연결되는 공급롤과 회수롤 및 상기 금속부재를 가열하기 위한 상기 챔버 내부에 형성되는 가열수단을 포함하여 이루어지며, 상기 공급롤 및 회수롤은 가열되는 금속부재를 냉각시킬 수 있는 냉각수단이 형성되어, 롤투롤 방식으로 금속부재를 이송하며 밀폐된 챔버 내부를 통과시키면서 금속부재를 가열 및 가스를 공급하고 냉각시킴으로써 금속부재에 그래핀을 연속적으로 합성할 수 있는 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치에 관한 것이다.

Description

롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치 {Apparatus for composing graphene continuously using roll-to-roll process}
본 발명은 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속부재(기판)를 롤투롤 방식으로 이송하며 밀폐된 챔버 내부를 통과시키면서 금속부재를 가열 및 가스를 공급하고 냉각시킴으로써 금속부재에 그래핀을 연속적으로 합성할 수 있는 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치에 관한 것이다.
탄소 원자 한 층의 그래핀은 2차원 평면 형태를 가지고 있으며, 두께는 0.335nm 정도로 매우 얇으면서 물리적, 화학적 안정성도 높다. 또한, 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 반도체로 주로 쓰이는 단결정 실리콘보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있다. 게다가 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높으며, 투광성이 우수한 특징이 있다. 또 휨 특성(flexibility) 이 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않는다.
이런 특성으로 인해 그래핀은 차세대 신소재로 각광받는 탄소나노튜브를 뛰어넘는 소재로 평가받으며 '꿈의 나노물질'이라 불린다. 그리하여 그래핀은 구부릴 수 있는 디스플레이나 전자종이, 착용식 컴퓨터(wearable computer), 초고속 트랜지스터 등을 만들 수 있는 전자정보 산업분야의 미래 신소재로 주목받고 있다.
이러한 그래핀은 기판에 기계적 박리, 화학기상증착(CVD; Chemical Vapor Deposition), 에피택셜성장(epitaxial growth), 플라즈마 CVD 등을 종래에 알려진 다양한 방법으로 합성될 수 있다. 그리고 나노박막이 성장된 금속 촉매를 용액을 이용하여 에칭한 후 원하는 기판에 전사하는 습식전사 또는 나노박막을 열박리 테잎 등을 이용하여 원하는 기판에 전사하는 건식전사 방법을 이용하여 10nm 이하 두께의 나노박막을 원하는 기판위에 전사할 수 있다.
또한, 액상 분산기술을 이용한 코팅방법(딥코팅, 프린팅, 스크린프린팅, 스프레이코팅, 그라비아코팅, 스핀코팅, 롤코팅, 롤-투-롤 코팅) 등을 이용할 수도 있다.
이와 같이 반도체 및 디스플레이 산업 등에 그래핀을 사용하고자 하는 다양한 연구가 진행되고 있지만, 가장 큰 문제는 그래핀의 가격과 품질이다. 그런데 현재 CVD를 이용하여 응용 가능한 수준의 품질을 지닌 그래핀이 합성되고 있지만 1000℃에 이르는 온도 조건으로 인하여 30인치 면적의 그래핀을 합성하는데 5 내지 6시간 정도의 오랜 시간이 소요되며, 이는 그래핀의 가격을 크게 상승시키는 요인이 된다.
또한, 그래핀을 합성하기 위한 종래기술로 "그래핀 롤투롤 코팅 장치 및 이를 이용한 그래핀 롤투롤 코팅 방법"(한국공개특허 10-2011-0042023)이 있다. 이는 도 1과 같이 금속부재(기판,50)를 롤투롤 방식으로 공급하기 위한 제1롤러(30), 상기 제1롤러(30)를 통해 공급된 금속부재(50)의 표면처리를 위한 전처리부(10), 상기 전처리된 금속부재(50)의 표면에 그래핀의 합성과 동시에 코팅하기 위한 그래핀 합성부(20) 및 상기 그래핀 합성부(20)를 통과한 그래핀이 코팅된 금속부재를 롤투롤 방식으로 회수하기 위한 제2롤러(40)를 포함하여 이루어진다. 그리하여 롤투롤 방식으로 금속부재를 연속으로 이동시키면서 그래핀을 합성하도록 하고 있다. 그러나 이는 플라즈마(11) 및 레이져(12)를 이용하여 금속부재(50)를 전처리 하는 전처리부(10)가 구성되므로 장치가 복잡하며, 열원(21)이 금속부재(50)와 멀리 떨어져 있어 빠르게 금속부재(50)를 가열할 수 없어 고속으로 그래핀을 합성할 수 없는 단점이 있다.
KR 10-2011-0042023 A (2011.08.17.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 롤투롤 방식을 이용하여 연속적으로 대면적의 그래핀을 일정한 성질을 갖도록 합성시키며, 그래핀의 합성에 필요한 열 에너지를 신속하게 가하거나 제거할 수 있도록 하여 고속으로 그래핀을 합성할 수 있는 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치는, 외부와 밀폐되게 형성되는 챔버(100); 상기 챔버(100)의 내부에 구비되며 기판(700)의 양단이 연결되어 권취되는 공급롤(200) 및 회수롤(300); 상기 챔버(100)의 내부에 구비되며 상기 기판(700)을 가열하는 가열부(400); 상기 챔버(100)의 일측에 형성되어 챔버(100) 내부로 탄소를 포함한 가스를 공급하는 가스 공급부(500); 및 상기 챔버(100)의 일측에 형성되어 챔버(100) 내부의 가스를 배출하는 가스 배출부(600); 를 포함하여 이루어지며, 상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)은 상기 기판(700)을 냉각할 수 있도록 각각 냉각수단이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가열부(400)는 상기 기판(700)에 일측이 접하도록 형성되는 히팅 롤러(410)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가열부(400)는 상기 기판(700)의 양측으로 일정거리 이격되게 형성되는 히팅 플레이트(420)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)은 상기 챔버(100) 외부의 양측에 형성되고, 상기 챔버(100)는 양측에 상기 기판(700)이 투입 및 배출될 수 있도록 투입부(110) 및 배출부(120)가 형성되며, 상기 투입부(110) 및 배출부(120)는 상기 챔버(100) 내부의 가스를 밀폐하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투입부(110) 및 배출부(120)는 상기 기판(700)은 통과되나 상기 챔버(100) 내부의 가스는 밀폐되도록 하는 롤러 씰(130)인 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치는, 외부와 밀폐되게 형성되는 챔버(100); 상기 챔버(100)의 내부에 구비되고, 기판(700)의 양단이 연결되어 권취되며 일정거리 이격되어 대칭으로 형성되는 각각 한 쌍의 공급롤(200) 및 회수롤(300); 상기 챔버(100)의 내부에 구비되며 상기 기판(700)을 가열하는 가열부(400); 상기 챔버(100)의 일측에 형성되어 챔버(100) 내부로 탄소를 포함한 가스를 공급하는 가스 공급부(500); 및 상기 챔버(100)의 일측에 형성되어 챔버(100) 내부의 가스를 배출하는 가스 배출부(600); 를 포함하여 이루어지되, 상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)은 상기 기판(700)을 냉각할 수 있도록 각각 냉각수단이 형성되고, 상기 가열부(400)는 상기 기판(700)의 양측으로 일정거리 이격되게 형성되는 한 쌍의 히팅 플레이트(420)로 형성되며, 상기 가스 공급부(500) 및 가스 배출부(600)는 상기 기판(700)이 상기 한 쌍의 히팅 플레이트(420) 사이를 통과하는 방향으로 가스가 공급 및 배출 되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 히팅 플레이트(420)는 수직 방향으로 형성되고, 상기 가스 공급부(500)는 상기 챔버(100)의 상측에 형성되고 상기 가스 배출부(600)는 상기 챔버(100)의 하측에 형성되며, 상기 히팅 플레이트(420)의 상부 양측의 공급롤(200)에서 기판(700)이 공급되고 상기 히팅 플레이트(420) 하부 양측의 회수롤(300)에서 기판이 회수되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치는, 공급롤 및 회수롤을 이용하여 밀폐된 챔버 내부에서 기판이 이송되도록 하면서 기판을 가열 및 탄소를 포함한 가스를 공급함으로써, 기판에 빠르고 연속적으로 그래핀을 합성할 수 있어 그래핀의 합성 단가를 크게 낮출 수 있는 장점이 있다.
또한, 롤투롤 방식을 이용하므로 기판에 연속적으로 대면적의 그래핀을 일정한 성질을 가지도록 합성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 그래핀의 합성을 위해 필요한 열 에너지를 신속하게 가하거나 제거할 수 있어 그래핀 합성의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 그래핀 합성 장치 및 방법을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치의 제1실시예를 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치의 제2실시예를 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치의 제3실시예를 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 롤러 씰을 나타낸 단면 개략도.
도 6은 도 5의 우측 단면도.
도 7은 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치의 제4실시예를 나타낸 구성도.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치의 제1실시예를 나타낸 구성도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치(1000)는, 외부와 밀폐되게 형성되는 챔버(100); 상기 챔버(100)의 내부에 구비되며 기판(700)의 양단이 연결되어 권취되는 공급롤(200) 및 회수롤(300); 상기 챔버(100)의 내부에 구비되며 상기 기판(700)을 가열하는 가열부(400); 상기 챔버(100)의 일측에 형성되어 챔버(100) 내부로 탄소를 포함한 가스를 공급하는 가스 공급부(500); 및 상기 챔버(100)의 일측에 형성되어 챔버(100) 내부의 가스를 배출하는 가스 배출부(600); 를 포함하여 이루어지며, 상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)은 상기 기판(700)을 냉각할 수 있도록 각각 냉각수단이 형성된다.
우선, 상기 챔버(100)는 내부가 중공되게 형성되며, 외부와 밀폐되도록 형성된다.
상기 챔버(100)의 내부에 상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)이 구비된다. 이때, 상기 공급롤(200)과 회수롤(300)은 일정거리 이격되어 상기 챔버(100)의 양측에 구성되며, 기판(700)의 양측이 각각 권취되어 연속으로 이송될 수 있도록 형성된다. 그리고 상기 기판(700)은 그래핀이 성장하는 부분으로 구리(Cu)와 같은 금속 호일(foil)로 형성되어 상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)에 권취될 수 있도록 형성된다.
상기 가열부(400)는 그래핀의 합성에 필요한 열 에너지를 공급하는 역할을 하며, 챔버(100)의 내부에 구비되어 상기 기판(700)을 가열할 수 있도록 배치된다. 이때, 상기 가열부(400)는 도시된 바와 같이 히팅 롤러(410)로 형성되어 상기 기판(700)에 상기 히팅 롤러(410)의 일면이 접하도록 형성될 수 있으며, 상기 히팅 롤러(410)의 양측에 구성되는 보조롤(800)의 위치를 조절하면 상기 기판(700)과 히팅 롤러(410)의 접촉면적을 조절할 수 있다. 또한, 상기 가열부(400)는 그래핀의 합성에 필요한 200℃ 내지 1100℃ 온도로 가열할 수 있어야 하고, 이를 위해 상기 히팅 롤러(410)는 SiC(실리콘 카바이드) 히터 등이 사용될 수 있으며, 상기 히터들은 1000℃ 이상으로도 가열이 가능하고 급속 가열 및 온도 조절이 용이한 장점이 있다.
그리고 상기 챔버(100)에는 가스 공급부(500)가 형성되어, 상기 챔버(100)의 내부로 그래핀 합성에 필요한 H2, CH4, Ar 등의 가스를 공급할 수 있도록 구성되며, 상기 가스 배출부(600)는 챔버(100)의 내부를 진공 분위기로 만들거나 가스를 배출할 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 가스 공급부(500)는 챔버(100)의 일측에 연결되는 가스 공급밸브 및 가스 공급장치로 이루어질 수 있으며, 상기 가스 배출부(600)는 가스 배출밸브 및 진공 펌프(진공 발생기)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)은 상기 가열부(400)에 의해 가열된 기판(700)을 냉각할 수 있도록 각각 냉각수단이 형성되며, 상기 냉각수단은 상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)의 내부에 냉각수 유로를 형성하고 이 유로에 냉각수 배관을 연결하여 상기 챔버(100)의 외부에 별도의 냉각장치와 연결하여 냉각수를 순환시켜 롤(200,300)들을 냉각시킬 수 있으며, 상기 공급롤(200) 및 회수롤(300) 내부에 냉각장치가 구성되어 챔버(100)의 외부에 별도의 냉각장치를 설치하지 않을 수도 있다. 이 외에도 다양한 방법으로 상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)을 냉각시키도록 구성할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치(1000)를 이용한 그래핀의 합성 방법에 대해 설명하면, 우선 가스 배출부(600)를 통해 대기압 이하의 진공상태를 형성하고 상기 가스 공급부(500)를 통해 상기 챔버(100) 내부로 H2, CH4, Ar과 같은 탄소를 포함한 가스를 공급한다. 그리고 상기 히팅 롤러(410)를 이용하여 기판(700)을 가열하면서 공급롤(200), 회수롤(300) 및 상기 히팅 롤러(410)를 회전시켜 기판(700)을 연속적으로 이동시키게 된다. 이때, 상기 기판(700)이 히팅 롤러(410)에 접촉되는 부분과 그 근처에서 그래핀(710)의 성장이 일어나 기판(700)의 양면에 그래핀이 합성되게 된다. 그 후 그래핀(710)이 합성된 기판(700)은 회수롤(300)에 감기면서 냉각되어 그래핀의 합성이 완료된다. 여기에서 상기 공급롤(200)도 주변의 열로 인해 가열될 수 있으므로 함께 냉각되도록 하는 것이 바람직하다.
그리하여 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치는, 공급롤 및 회수롤을 이용하여 밀폐된 챔버 내부에서 기판이 이송되도록 하고 탄소를 포함한 가스를 공급하면서 히팅 롤러에 기판이 접촉되도록 하여 열전도를 통해 기판을 가열함으로써, 기판에 빠르고 연속적으로 그래핀을 합성할 수 있어 그래핀의 합성 단가를 크게 낮출 수 있는 장점이 있다.
또한, 롤투롤 방식을 이용하고 기판의 부분적인 가열 및 냉각이 일어나므로 기판에 연속적으로 대면적의 그래핀을 일정한 성질을 가지도록 합성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 그래핀을 0.1m/min 내지 3.0m/min의 고속으로 합성할 수 있어 생산성이 향상되는 장점이 있다.
그리고 상기 히팅 롤러(410)로는 할로겐 히터 또는 SiC 히터 등이 사용될 수 있으며, 상기 SiC 히터(실리콘카바이드 히터)는 SiC를 주 원료로 제조된 비금속 발열체이며, 팽창 계수가 낮고 변형이 거의 일어나지 않으며 화학적 안정성을 가지고 있고, 수명이 길며, 설치와 보수가 용이한 점 등의 특성을 지니고 있다. 또한 상기 할로겐 히터는 투입 전력의 85%이상을 적외선으로 전환, 방사하는 고효율 열원이며, 전력밀도가 높으며 열 용량이작은 필라멘트가 열원이므로 스위치 ON/OFF와 거의 동시에 에너지의 기동과 차단이 가능해 신속한 합성 공정을 진행 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치의 제2실시예를 나타낸 구성도이다.
도시된 바와 같이 상기 가열부(400)는 상기 기판(700)의 양측으로 일정거리 이격되게 형성되는 히팅 플레이트(420)로 구성될 수 있다. 즉, 상기 기판(700)의 상면과 하면에 일정한 간극을 두고 한 쌍의 히팅 플레이트(420)가 형성되어 기판(700)과 접촉되지 않은 상태로 기판(700)을 가열하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 히팅 플레이트(420)의 양측에는 상기 기판(700)의 하면을 지지할 수 있도록 보조롤(800)을 설치하여 기판(700)의 처짐을 방지할 수 있다.
그리고 상기 히팅 플레이트(420)는 열 에너지를 가하거나 제거할 수 있으며 온도조절이 용이하도록 할로겐 히터 등이 사용될 수 있다. 할로겐 히터는 할로겐 전구의 열을 이용한 것으로 효율이 좋고 수명이 길다. 또한, 온도가 급속도로 가열되므로 온도조절이 용이하며, 1000℃ 이상 가열이 가능한 특징이 있다.
도 4는 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치의 제3실시예를 나타낸 구성도이다.
도시된 바와 같이 상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)은 상기 챔버(100) 외부의 양측에 형성되고, 상기 챔버(100)는 양측에 상기 기판(700)이 투입 및 배출될 수 있도록 투입부(110) 및 배출부(120)가 형성되며, 상기 투입부(110) 및 배출부(120)는 상기 챔버(100) 내부의 가스를 밀폐하도록 형성될 수 있다.
이는 상기 챔버(100)의 외부에 상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)이 배치된 상태에서, 상기 기판(700)이 챔버(100) 내부를 통과하도록 구성되는 것이다.
그리하여 상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)의 냉각이 용이해져 열 손실을 줄일 수 있고, 상기 챔버(100) 내부의 온도를 유지하기 용이해져 그래핀의 안정적인 합성이 이루어질 수 있다.
이때, 상기 챔버(100)의 일측에는 기판(700)이 투입될 수 있도록 투입부(110)가 형성되며, 타측에는 기판(700)이 배출될 수 있도록 배출부(120)가 형성된다. 여기에서 상기 투입부(110) 및 배출부(120)는 기판(700)은 통과되나 상기 챔버(100)를 밀폐시켜 외부 공기와 차단되도록 구성된다. 그리하여 상기 챔버(100) 내부의 가스 환경을 일정하게 유지할 수 있어 보다 안정적인 그래핀의 합성이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 투입부(110) 및 배출부(120)는 상기 기판(700)은 통과되나 상기 챔버(100) 내부의 가스는 밀폐되도록 하는 롤러 씰(130)이 사용될 수 있다. 이는 도 5 및 도 6을 참조하면 상기 기판(700)은 롤러(131) 사이를 통과되되, 상기 롤러(131)는 원주면에 접촉되는 탄성 폴리머 씰(132)로 밀폐되고 측면은 탄성부재(134)에 의해 밀착되는 금속 씰(133)에 밀폐되도록 하여 챔버(100)를 외부 공기와 차단되도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치의 제4실시 예를 나타낸 구성도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치(1000)는, 외부와 밀폐되게 형성되는 챔버(100); 상기 챔버(100)의 내부에 구비되고, 기판(700)의 양단이 연결되어 권취되며 일정거리 이격되어 대칭으로 형성되는 각각 한 쌍의 공급롤(200) 및 회수롤(300); 상기 챔버(100)의 내부에 구비되며 상기 기판(700)을 가열하는 가열부(400); 상기 챔버(100)의 일측에 형성되어 챔버(100) 내부로 탄소를 포함한 가스를 공급하는 가스 공급부(500); 및 상기 챔버(100)의 일측에 형성되어 챔버(100) 내부의 가스를 배출하는 가스 배출부(600); 를 포함하여 이루어지되, 상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)은 상기 기판(700)을 냉각할 수 있도록 각각 냉각수단이 형성되고, 상기 가열부(400)는 상기 기판(700)의 양측으로 일정거리 이격되게 형성되는 한 쌍의 히팅 플레이트(420)로 형성되며, 상기 가스 공급부(500) 및 가스 배출부(600)는 상기 기판(700)이 상기 한 쌍의 히팅 플레이트(420) 사이를 통과하는 방향으로 가스가 공급 및 배출 되도록 형성될 수 있다.
이는, 상기 가스 공급부(500)와 가스 배출부(600)를 있는 선을 기준으로 양측에 일정거리 이격되도록 한 쌍의 기판(700)이 배치되어 각각 공급롤(200)과 회수롤(300)에 의해 권취되면서 이동되도록 구성되며, 이때 상기 히팅 플레이트(420)가 상기 기판(700)의 양측에 구비되어 기판(700)들을 가열할 수 있도록 구성되는 것이다.
그러므로 상기 가스 공급부(500)를 통해 공급되는 가스가 상기 한 쌍의 기판(700) 주변을 통과하면서 히팅 플레이트(420)에 의해 기판(700)과 함께 가열되어, 히팅 플레이트(420)와 마주보는 쪽의 기판(700)면에 그래핀(710)이 용이하게 합성될 수 있으며, 또한 대량으로 그래핀이 합성된 기판을 제조할 수 있다.
또한, 상기 히팅 플레이트(420)는 수직 방향으로 형성되고, 상기 가스 공급부(500)는 상기 챔버(100)의 상측에 형성되고 상기 가스 배출부(600)는 상기 챔버(100)의 하측에 형성되며, 상기 히팅 플레이트(420)의 상부 양측의 공급롤(200)에서 기판(700)이 공급되고 상기 히팅 플레이트(420) 하부 양측의 회수롤(300)에서 기판이 회수되도록 형성될 수 있다.
이로 인해 상기 히팅 플레이트(420)에서 발생되는 열기가 상측으로 이동되어 상기 가스 공급부(500)로부터 공급되는 가스가 이 열기에 의해 어느 정도 가열될 수 있으므로, 열의 손실을 줄이면서 그래핀의 합성 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : (본 발명의) 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치
100 : 챔버
110 : 투입부 120 : 배출부
130 : 롤러 씰
131 : 롤러 132 : 탄성 폴리머 씰
133 : 금속 씰 134 : 탄성부재
200 : 공급롤
300 : 회수롤
400 : 가열부
410 : 히팅 롤러 420 : 히팅 플레이트
500 : 가스 공급부
600 : 가스 배출부
700 : 기판 710 : 그래핀
800 : 보조롤

Claims (7)

  1. 외부와 밀폐되게 형성되는 챔버(100);
    상기 챔버(100)의 내부에 구비되며 기판(700)의 양단이 연결되어 권취되는 공급롤(200) 및 회수롤(300);
    상기 챔버(100)의 내부에 구비되며 상기 기판(700)을 가열하는 가열부(400);
    상기 챔버(100)의 일측에 형성되어 챔버(100) 내부로 탄소를 포함한 가스를 공급하는 가스 공급부(500); 및
    상기 챔버(100)의 일측에 형성되어 챔버(100) 내부의 가스를 배출하는 가스 배출부(600); 를 포함하여 이루어지며,
    상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)은 상기 기판(700)을 냉각할 수 있도록 각각 냉각수단이 형성되고, 상기 가열부(400)는 상기 기판(700)에 일측이 접하도록 형성되는 히팅 롤러(410)인 것을 특징으로 하는 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 외부와 밀폐되게 형성되는 챔버(100);
    상기 챔버(100)의 외부 양측에 구비되며 기판(700)의 양단이 연결되어 권취되는 공급롤(200) 및 회수롤(300);
    상기 챔버(100)의 내부에 구비되며 상기 기판(700)을 가열하는 가열부(400);
    상기 챔버(100)의 일측에 형성되어 챔버(100) 내부로 탄소를 포함한 가스를 공급하는 가스 공급부(500); 및
    상기 챔버(100)의 일측에 형성되어 챔버(100) 내부의 가스를 배출하는 가스 배출부(600); 를 포함하여 이루어지며,
    상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)은 상기 기판(700)을 냉각할 수 있도록 각각 냉각수단이 형성되고, 상기 가열부(400)는 상기 기판(700)에 일측이 접하도록 형성되는 히팅 롤러(410)이며,
    상기 챔버(100)는 양측에 상기 기판(700)이 투입 및 배출될 수 있도록 투입부(110) 및 배출부(120)가 형성되며, 상기 투입부(110) 및 배출부(120)는 상기 챔버(100) 내부의 가스를 밀폐하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 투입부(110) 및 배출부(120)는 상기 기판(700)은 통과되나 상기 챔버(100) 내부의 가스는 밀폐되도록 하는 롤러 씰(130)인 것을 특징으로 하는 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치.
  6. 외부와 밀폐되게 형성되는 챔버(100);
    상기 챔버(100)의 내부에 구비되고, 기판(700)의 양단이 연결되어 권취되며 일정거리 이격되어 대칭으로 형성되는 각각 한 쌍의 공급롤(200) 및 회수롤(300);
    상기 챔버(100)의 내부에 구비되며 상기 기판(700)을 가열하는 가열부(400);
    상기 챔버(100)의 일측에 형성되어 챔버(100) 내부로 탄소를 포함한 가스를 공급하는 가스 공급부(500); 및
    상기 챔버(100)의 일측에 형성되어 챔버(100) 내부의 가스를 배출하는 가스 배출부(600); 를 포함하여 이루어지되,
    상기 공급롤(200) 및 회수롤(300)은 상기 기판(700)을 냉각할 수 있도록 각각 냉각수단이 형성되고, 상기 가열부(400)는 상기 기판(700)의 양측으로 일정거리 이격되게 형성되는 한 쌍의 히팅 플레이트(420)로 형성되며, 상기 가스 공급부(500) 및 가스 배출부(600)는 상기 기판(700)이 상기 한 쌍의 히팅 플레이트(420) 사이를 통과하는 방향으로 가스가 공급 및 배출 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 히팅 플레이트(420)는 수직 방향으로 형성되고, 상기 가스 공급부(500)는 상기 챔버(100)의 상측에 형성되고 상기 가스 배출부(600)는 상기 챔버(100)의 하측에 형성되며, 상기 히팅 플레이트(420)의 상부 양측의 공급롤(200)에서 기판(700)이 공급되고 상기 히팅 플레이트(420) 하부 양측의 회수롤(300)에서 기판이 회수되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 기반의 그래핀 연속 합성 장치.
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