KR101437449B1 - Method for constructing laminate with graphene - Google Patents

Method for constructing laminate with graphene Download PDF

Info

Publication number
KR101437449B1
KR101437449B1 KR1020130033778A KR20130033778A KR101437449B1 KR 101437449 B1 KR101437449 B1 KR 101437449B1 KR 1020130033778 A KR1020130033778 A KR 1020130033778A KR 20130033778 A KR20130033778 A KR 20130033778A KR 101437449 B1 KR101437449 B1 KR 101437449B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
graphene
transparent conductive
substrate
conductive layer
Prior art date
Application number
KR1020130033778A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
양우석
한승호
김형근
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR1020130033778A priority Critical patent/KR101437449B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101437449B1 publication Critical patent/KR101437449B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/26Printing on other surfaces than ordinary paper
    • B41M1/28Printing on other surfaces than ordinary paper on metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1606Graphene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Disclosed is a manufacturing method of a graphene-based laminate using direct transfer. According to an embodiment of the present invention, the manufacturing method includes a first step of forming a graphene layer by growing graphene on an upper side of a metal substrate; a second step of forming a transparent conductive layer on the graphene layer; a third step of forming a cured layer by applying a resin capable of being cured by heat or UV rays on a first substrate; a fourth step of curing the cured layer with heat or UV rays after bonding the transparent conductive layer and the cured layer; and a fifth step of removing the metal substrate.

Description

직접 전사를 이용한 그래핀 기반 적층체 제조방법 {METHOD FOR CONSTRUCTING LAMINATE WITH GRAPHENE}[0001] METHOD FOR CONSTRUCTION LAMINATE WITH GRAPHENE [0002]

본 발명은 적층체 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그래핀 기반 적층체 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laminate manufacturing method, and more particularly, to a graphene-based laminate manufacturing method.

초경량, 저전력, 저가격, 휴대성, 고기능성을 목표로 하는 플렉서블 소자 기술은 유비쿼터스 시대의 핵심 기술로 부상하고 있으며, 관련된 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. Flexible device technology aiming at ultra-light, low power, low cost, portability and high functionality is emerging as a core technology in the ubiquitous era, and related researches are actively conducted.

상기 플렉서블 소자를 구성하는 다양한 기술요소들 중에서 투명전극 소재와 관련된 기술요소들은 핵심기술로 분류되고 있는데, 이러한 투명전극 소재는 투명하면서도 낮은 저항을 가져야 하고, 소자를 휘거나 접었을 때에도 기계적으로 안정한 정도의 높은 강도를 가져야만 할 뿐더러, 플라스틱 기판의 열팽창계수와 유사한 정도의 물성을 가지고 있어 기기가 과열되는 경우에도 단락되거나 면저항의 변화가 크지 않아야 한다는 기술적 과제를 갖는다. Among the various technical elements constituting the flexible element, the technical elements related to the transparent electrode material are classified as core technologies. The transparent electrode material must have a transparent and low resistance, and even when the element is bent or folded, It has a technical problem that it must have a high strength and a physical property similar to a thermal expansion coefficient of a plastic substrate so that a short circuit or a change in sheet resistance should not be large even when the device is overheated.

대표적인 투명전극 소재로는 ITO(Indium Tin Oxide)가 이용되고 있는데, 이러한 ITO의 경우에는 두께를 증가시킬 때 저항 및 투과도가 함께 저하되므로 80% 이상의 투과도 및 30 Ω/sq 이하의 면저항을 얻기가 어렵다는 문제가 있으며, 낮은 저항을 얻기 위하여 200℃ 정도에서 열처리를 할 경우(ITO 스퍼터링시)에는 플라스틱 기판의 변형을 가져오므로 대면적의 플렉시블 투명전극을 구현하기에는 제약이 있었다. 또한, 인듐 고갈 등의 문제로 소재 자체의 단가가 상승하고 있는 것 역시 문제로 지적되고 있는 실정이다. ITO (Indium Tin Oxide) is used as a typical transparent electrode material. In the case of ITO, the resistance and the transmittance are decreased when the thickness is increased. Therefore, it is difficult to obtain a transparency of 80% or more and a sheet resistance of 30 Ω / sq or less And there is a limitation in realizing a flexible transparent electrode having a large area since the plastic substrate is deformed when heat treatment is performed at about 200 DEG C (ITO sputtering) to obtain a low resistance. In addition, it is pointed out that the unit price of the material itself is rising due to problems such as depletion of indium.

이러한 상황에서 그래핀(graphene)은 ITO의 대체물질로 관심을 집중시켜 왔다. 탄소동소체인 그래핀은 육각형의 허니콤 모양을 갖는 탄소 단원자 층으로 이루어져 있는데, 페르미 준위 부군에서 선형적인 에너지-운동량 분산 관계를 가지고 밴드갭이 없는 전도체이다. 최근 실험에서는 그래핀을 이용하여 투명전극을 제조하는 경우 97%의 투과도 및 30 Ω/sq 이하의 면저항을 달성할 수 있음이 밝혀졌는 바, 상기 그래핀을 기반으로 하는 적층체, 투명전극 등에 대한 연구는 보다 활발하게 진행될 것으로 예측된다. In this situation, graphene has focused attention as an alternative to ITO. Graphene, a carbon isotope, is composed of a hexagonal honeycomb-shaped carbon monolayer, which is a bandgap-free conductor with linear energy-momentum dispersion relationships in the Fermi level group. In recent experiments, it has been found that when a transparent electrode is manufactured using graphene, a transmittance of 97% and a sheet resistance of 30 Ω / sq or less can be achieved. As a result, it is found that the graphene-based laminate, Research is expected to be more active.

현재 그래핀을 제조하기 위한 방법은 다양하게 알려져 있으며, 그 중 화학기상증착법(CVD)를 이용하여 제조되는 그래핀이 특성적으로 가장 우수하고 대량 생산에도 제일 적합한 것으로 알려져 있다. 그런데, 상기 화학기상증착법을 이용하는 경우에는 금속 위에 성장된 그래핀을 원하는 기판으로 옮겨야 하는 전사 공정을 필요로 하게 된다. 그러나 이와 같은 전사 공정은 공정이 복잡하다는 문제, 공정 도중에 그래핀의 특성을 저하시키는 문제 및 오염물질(고분자 잔여물 등)의 완전한 제거가 어렵다는 문제 등을 야기하게 되었다.At present, methods for manufacturing graphene are variously known, and among them, graphene produced by chemical vapor deposition (CVD) is the most excellent in characteristics and most suitable for mass production. However, in the case of using the chemical vapor deposition method, a transfer process in which graphenes grown on a metal are transferred to a desired substrate is required. However, such a transfer process causes problems such as a complicated process, a problem of degrading graphene properties during the process, and a difficulty of complete removal of contaminants (such as polymer residues).

본 발명의 실시예들에서는 그래핀을 기판에 직접 전사하여 간접 전사시의 문제점이 발생하지 않는 그래핀 기반 적층체의 제조방법을 제공하고자 한다.The embodiments of the present invention provide a method of manufacturing a graphene-based laminate in which graphene is directly transferred to a substrate and no problem occurs during indirect transfer.

본 발명의 일 측면에 따르면, 금속 기재 상부에 그래핀을 성장시켜 그래핀층을 형성하는 1단계; 상기 그래핀층 상에 투명 전도성층을 형성하는 2단계; 제1 기판 상에 열 또는 자외선에 의해 경화되는 수지를 도포하여 경화층을 형성하는 3단계; 상기 투명 전도성층 및 경화층을 접합한 후, 상기 경화층을 열 또는 자외선 조사를 통해 경화시키는 4단계; 및 상기 금속 기재를 제거하는 5단계를 포함하는 그래핀 기반 적층체 제조방법이 제공될 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, including: a first step of growing a graphene layer on a metal substrate to form a graphene layer; Forming a transparent conductive layer on the graphene layer; A third step of applying a resin cured by heat or ultraviolet rays onto the first substrate to form a cured layer; (C) bonding the transparent conductive layer and the cured layer to each other, and then curing the cured layer through heat or ultraviolet irradiation; And a fifth step of removing the metal substrate, may be provided.

이 때, 상기 투명 전도성층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), FTO(F-doped tin oxide), ATO(antimony tin oxide), AZO(ZnO:Al), GZO(ZnO:Ga), a-IGZO(In2O3:Ga2O3:ZnO), MgIn2O4, Zn2SnO4, ZnSnO3, (Ga,In)2O3, Zn2In2O5, InSn3O12, In2O3, SnO2, Cd2SnO4, CdSnO3 및 CdIn2O4 중에서 선택되는 1 이상의 금속산화물이거나, Cu, Al, Sn, Ni, W, Ti, Cr, Co, Zn, Ta, V, Au, Ag, TiN 및 Pt 중에서 선택되는 1 이상의 금속이거나, Cu 나노와이어 또는 Ag 나노와이어로 형성될 수 있다. At this time, the transparent conductive layer may be formed of one selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), F-doped tin oxide (FTO), antimony tin oxide (ATO), AZO ), a-IGZO (In2O3: Ga2O3: ZnO), MgIn 2 O 4, Zn 2 SnO 4, ZnSnO 3, (Ga, In) 2 O 3, Zn 2 In 2 O 5, InSn 3 O 12, In 2 O 3, SnO 2, Cd 2 SnO 4, CdSnO 3 and CdIn 2 O 4, or one or more metal oxides selected from, Cu, Al, Sn, Ni , W, Ti, Cr, Co, Zn, Ta, V, Au, Ag, TiN, and Pt, or may be formed of Cu nanowires or Ag nanowires.

이 때, 상기 경화층은 열가소성 수지 및 열경화제를 포함하는 열경화층이거나, 아크릴레이트 모노머, 아크릴레이트 올리고머 및 자외선 경화제를 포함할 수 있다. At this time, the cured layer may be a thermosetting layer containing a thermoplastic resin and a thermosetting agent, or may include an acrylate monomer, an acrylate oligomer and an ultraviolet curing agent.

또한, 상기 1단계 및 2단계 사이에, 상기 그래핀층 상에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, a step of forming a protective layer on the graphene layer may be further included between the first and second steps.

한편, 롤투롤(Roll to Roll) 공정을 이용하여 상기 제1 기판을 제거함과 동시에 상기 그래핀층을 제2 기판 상에 전사시키는 6단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include a sixth step of removing the first substrate using a roll-to-roll process and transferring the graphene layer onto a second substrate.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 그래핀층; 투명 전도성층; 경화층 및 기재가 순차적으로 적층된 구조를 가지고, 상기 경화층은 열가소성 수지 및 열경화제를 포함하는 열경화층이거나, 아크릴레이트 모노머, 아크릴레이트 올리고머 및 자외선 경화제를 포함하는 자외선 경화층인 그래핀 기반 적층체가 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a graphene layer; Transparent conductive layer; Wherein the cured layer is a thermosetting layer comprising a thermoplastic resin and a thermosetting agent or a graphene-based layer that is an ultraviolet-cured layer containing an acrylate monomer, an acrylate oligomer and an ultraviolet curing agent, A laminate may be provided.

이 때, 상기 그래핀층 및 투명 전도성층 사이에 형성되는 보호층을 더 포함할 수 있다.At this time, a protective layer may be formed between the graphene layer and the transparent conductive layer.

본 발명의 실시예들은 기판 상에 열 또는 자외선에 의해 경화되는 경화층을 구비하여 그래핀을 상기 기판으로 직접 전사 가능케 함으로써, 보다 간단한 공정으로 그래핀의 특성 저하 및 오염물질 없이 그래핀 기반의 적층체를 제조 가능하다. Embodiments of the present invention include a cured layer that is cured by heat or ultraviolet light on a substrate to enable direct transfer of the graphene to the substrate so that graphene- It is possible to manufacture sieves.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 방법으로 제조되는 그래핀 기반 적층체는 그래핀과 투명 전도성 물질이 복합 레이어를 형성함으로써 높은 투과도 및 낮은 면저항을 달성하면서도 대면적 생산이 가능하다.In addition, the graphene-based laminate manufactured by the method according to the embodiments of the present invention can form a composite layer of graphene and a transparent conductive material, thereby achieving a high transmittance and a low sheet resistance while enabling large area production.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 기반 적층체 제조방법을 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 7은 도 6에 도시된 그래핀 기반 적층체를 다른 기판에 전사시킨 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
1 to 6 are schematic views illustrating a method of manufacturing a graphene-based laminate according to an embodiment of the present invention.
7 is a view schematically showing a form in which the graphene-based laminate shown in Fig. 6 is transferred to another substrate.

본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 기반 적층체 제조방법은 금속 기재 상부에 그래핀을 성장시켜 그래핀층을 형성하는 1단계와, 상기 그래핀층 상에 투명 전도성층을 형성하는 2단계와, 제1 기판 상에 열 또는 자외선에 의해 경화되는 수지를 도포하여 경화층을 형성하는 3단계와, 상기 투명 전도성층 및 경화층을 접한한 후에 상기 경화층을 열 또는 자외선 조사를 통해 경화시키는 4단계와, 그리고 상기 금속 기재를 제거하는 5단계를 포함한다.A method for fabricating a graphene-based laminate according to an embodiment of the present invention includes a first step of growing a graphene layer on a metal substrate to form a graphene layer, a second step of forming a transparent conductive layer on the graphene layer, A step of applying a resin cured by heat or ultraviolet rays onto a substrate to form a cured layer; and a step of curing the cured layer by heating or ultraviolet irradiation after the transparent conductive layer and the cured layer are contacted with each other; , And removing the metal substrate (5).

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 방법의 각 공정단계에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다. 본 명세서에서 그래핀 기반 적층체의 각 층(layer)은 첨부된 도면을 기준으로 제시된 것일 뿐임을 밝혀둔다. 즉, 본 명세서에서는 언급되는 층(layer)만으로 구성되는 경우뿐만 아니라, 상기 층들 사이에 다른 층이 개재되거나 존재하는 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. The process steps of the method according to embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that each layer of the graphene-based laminate is presented herein only with reference to the accompanying drawings. That is, not only the case where only the layer referred to in this specification is made, but also the case where another layer intervenes or exists between the layers can be included in the scope of the present invention.

또한, 본 명세서에서 "상부", "상에" 또는 "위에"라는 표현은 첨부된 도면을 기준으로 상대적인 위치 개념을 언급하기 위한 것이고, 상기 표현들은 언급된 층에 다른 구성요소 또는 층이 직접적으로 존재하는 경우뿐만 아니라, 그 사이에 다른 층 또는 구성요소가 개재되거나 존재할 수 있으며, 또한 언급된 층과의 관계에서 상부에 존재하기는 하지만 언급된 층의 표면(특히, 입체적 형상을 갖는 표면)을 완전히 덮지 않은 경우도 포함할 수 있음을 밝혀둔다. 마찬가지로 "하부", "하측에" 또는 "아래에"라는 표현 역시 특정 층(구성요소)과 다른 층(구성요소) 사이의 위치에 대한 상대적 개념으로 이해될 수 있을 것이다.It is also to be understood that the expressions "above "," on ", or "on" in this specification are intended to refer to the relative positional concept relative to the attached drawings, (Particularly a surface having a three-dimensional shape), although not exclusively, that other layers or components may be intervening or present in the intervening layers, It should be noted that it may include cases that are not completely covered. Likewise, the expression "lower," " under, "or" under "may also be understood as a relative concept of the position between a particular layer (component)

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 기반 적층체 제조방법을 개략적으로 도시한 공정도이다. 1 to 6 are schematic views illustrating a method of manufacturing a graphene-based laminate according to an embodiment of the present invention.

(1) 1단계(1) Step 1

도 1을 참조하면, 1단계는 금속 기재(M) 상부에 그래핀(grapheme)을 성장시켜 그래핀층(110)을 형성하는 단계이다. Referring to FIG. 1, step 1 is a step of growing a grapheme on the metal substrate M to form a graphene layer 110.

금속 기재(M)는 그래핀을 성장시키기 위한 베이스(seed layer)로 기능하는 것으로, 특정 재료로 한정되지 않는다. 예를 들어 금속 기재(M)는 실리콘, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동, 청동, 백동, 스테인리스 스틸 및 Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 금속 또는 합금을 포함할 수 있다.The metal substrate M functions as a seed layer for growing graphene, and is not limited to a specific material. For example, the metal substrate M may be made of a metal such as silicon, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, , Bronze, white copper, stainless steel, and Ge.

금속 기재(M)는 그래핀의 성장을 용이하게 하기 위하여 탄소를 잘 흡착하는 촉매층(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 촉매층은 특정 재료로 한정되지 않으며, 금속 기재(M)와 동일 또는 상이한 재료에 의해 형성될 수 있다. 한편, 상기 촉매층의 두께 역시 제한되지 않으며, 형태 역시 박막이나 후막일 수 있다.The metal substrate M may include a catalyst layer (not shown) that adsorbs carbon well to facilitate the growth of graphene. The catalyst layer is not limited to a specific material and may be formed of the same or different material as the metal base M. [ On the other hand, the thickness of the catalyst layer is not limited and may be a thin film or a thick film.

그래핀층(110)은 그래핀이 층(layer) 또는 시트(sheet) 형태로 형성된다. 이 때, 그래핀층(110)은 단일층 또는 2 이상의 층으로 형성될 수 있다. 또한 그래핀층(110)은 대면적일 수 있다. The graphene layer 110 is formed in the form of a layer or a sheet. At this time, the graphene layer 110 may be formed as a single layer or two or more layers. Also, the graphene layer 110 may be large.

금속 기재(M) 상에 그래핀층(110)을 형성시키는 방법으로는 화학기상증착법(CVD, Chemical Vapor Deposition)이 이용될 수 있다. 여기에서 상기 화학기상증착법은 고온화학기상증착(RTCVD), 유도결합플라즈마 화학기상증착(ICP-CVD), 저압 화학기상증착(LPCVD), 상압화학기상증착(APCVD), 금속 유기화학기상증착(MOCVD) 또는 화학기상증착(PECVD)등을 포함하는 개념으로 기재되었음을 밝혀둔다. As a method of forming the graphene layer 110 on the metal substrate M, CVD (Chemical Vapor Deposition) may be used. Herein, the chemical vapor deposition may be performed by a variety of methods including high temperature chemical vapor deposition (RTCVD), inductively coupled plasma chemical vapor deposition (ICP-CVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD), metal organic chemical vapor deposition ) Or chemical vapor deposition (PECVD), and the like.

구체적으로 설명하면 금속 기재(M)를 로(furnace)에 넣은 후에, 금속 기재(M)에 탄소 소스(carbon source)를 포함하는 반응가스를 공급하고 상압에서 열처리하여 그래핀을 성장시킴으로써 그래핀층(110)을 형성할 수 있다. 여기에서 상기 열처리 온도는 300℃ 내지 2,000℃ 일 수 있다. 이와 같이 금속 기재(M)를 고온 및 상압에서 탄소 소스와 반응시켜 적절한 양의 탄소가 금속 기재(M)에 녹아들어가거나 흡착되도록 하고, 이후 금속 기재(M)에 포함되던 탄소원자들이 표면에서 결정화됨으로써 그래핀 결정 구조를 형성하게 된다. Specifically, after a metal substrate M is placed in a furnace, a reaction gas containing a carbon source is supplied to the metal substrate M and the graphene is grown by heat treatment at a normal pressure to form a graphene layer 110 may be formed. Here, the heat treatment temperature may be 300 ° C to 2,000 ° C. As described above, the metal substrate M is reacted with the carbon source at a high temperature and a normal pressure so that an appropriate amount of carbon is melted or adsorbed in the metal substrate M, and then the carbon atoms contained in the metal substrate M are crystallized Thereby forming a graphene crystal structure.

한편, 상술한 공정에 있어 금속 기재(M)의 종류 및 두께(촉매층을 포함함), 반응시간, 냉각속도, 반응 가스 농도 등을 조절함으로써 그래핀층(110)의 층수를 조절할 수 있다. Meanwhile, the number of layers of the graphene layer 110 can be controlled by controlling the type and thickness of the metal substrate M (including the catalyst layer), the reaction time, the cooling rate, and the concentration of the reaction gas in the above-

상기 탄소 소스의 예로는 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 에탄올, 아세틸렌, 프로판, 부탄, 부타디엔, 펜탄, 펜텐, 사이클로펜타디엔, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔 등이 있으며, 상기에서 나열한 것들로 한정되는 것은 아니다(이상 1단계).Examples of the carbon source include carbon monoxide, carbon dioxide, methane, ethane, ethylene, ethanol, acetylene, propane, butane, butadiene, pentane, pentene, cyclopentadiene, hexane, cyclohexane, benzene, toluene, (Step 1 above).

(2) 2단계(2) Step 2

도 2를 참조하면, 2단계는 그래핀층(110) 상에 투명 전도성층(120)을 형성하는 단계이다.Referring to FIG. 2, step 2 is a step of forming a transparent conductive layer 120 on the graphene layer 110.

투명 전도성층(120)은 ITO(indium tin oxide, In2O3:Sn, 0≤Sn≤15%), IZO(indium zinc oxide, In2O3:Zn, 0≤Zn≤5% ), FTO(F-doped tin oxide), ATO(antimony tin oxide), AZO(ZnO:Al), GZO(ZnO:Ga), a-IGZO(In2O3:Ga2O3:ZnO), MgIn2O4, Zn2SnO4, ZnSnO3, (Ga,In)2O3, Zn2In2O5, InSn3O12, In2O3, SnO2, Cd2SnO4, CdSnO3 및 CdIn2O4 중에서 선택되는 1 이상의 금속산화물이거나, Cu, Al, Sn, Ni, W, Ti, Cr, Co, Zn, Ta, V, Au, Ag, TiN 및 Pt 중에서 선택되는 1 이상의 금속이거나, Cu 나노와이어 또는 Ag 나노와이어로 형성될 수 있으며, 상기 열거된 물질에 한정되지 않고 투명성과 전도성을 모두 갖는 공지의 물질은 모두 투명 전도성층(120)을 형성할 수 있다.The transparent conductive layer 120 may be formed of ITO (indium tin oxide, In 2 O 3 : Sn, 0? Sn? 15%), IZO (indium zinc oxide, In 2 O 3 : Zn, 0? Zn? 5% (F-doped tin oxide), ATO (antimony tin oxide), AZO (ZnO: Al), GZO (ZnO: Ga), a-IGZO (In2O3: Ga2O3: ZnO), MgIn 2 O 4, Zn 2 SnO 4, At least one metal selected from ZnSnO 3 , (Ga, In) 2 O 3 , Zn 2 In 2 O 5 , InSn 3 O 12 , In 2 O 3 , SnO 2 , Cd 2 SnO 4 , CdSnO 3 and CdIn 2 O 4 Oxide or at least one metal selected from Cu, Al, Sn, Ni, W, Ti, Cr, Co, Zn, Ta, V, Au, Ag, TiN and Pt, And any known material having both transparency and conductivity, without being limited to the above listed materials, can form the transparent conductive layer 120.

투명 전도성층(120)은 상기 열거된 물질들을 이용하여 박막, 나노로드(nano rod), 나노닷(nano dot) 및 나노와이어(nanowire) 중의 어느 하나의 형태로 형성될 수 있다.The transparent conductive layer 120 may be formed using any of the above listed materials in the form of a thin film, a nano rod, a nano dot, and a nanowire.

투명 전도성층(120)의 두께는 요구되는 전도도 및 투과도에 따라 적정한 두께를 가질 수 있고 특정 수치로 특정되지 않으며, 예를 들면 투명 전도성층(120)이 금속으로 형성되는 경우에는 15nm 이하의 두께를 가지도록 형성될 수 있고, 투명 전도성층(120)이 금속산화물로 형성되는 경우에는 150nm 이하의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. The thickness of the transparent conductive layer 120 may have an appropriate thickness depending on the required conductivity and transparency and is not specified by a specific value. For example, when the transparent conductive layer 120 is formed of a metal, And when the transparent conductive layer 120 is formed of a metal oxide, it may be formed to have a thickness of 150 nm or less.

투명 전도성층(120)은 그래핀층(110) 상에 열증착(Thermal Deposition), CVD, 스퍼터링 등의 물리적 또는 화학적 증착 공정을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 나열된 증착 공정들은 공지의 것인 바, 구체적인 설명은 생략하도록 한다. The transparent conductive layer 120 may be formed on the graphene layer 110 using a physical or chemical deposition process such as thermal deposition, CVD, sputtering, or the like. The deposition processes listed above are well known, and a detailed description thereof will be omitted.

투명 전도성층(120)은 그래핀층(110)과 더불어 복합 레이어를 형성함으로써 높은 투과도 및 낮은 면저항을 달성하는데에 기여한다. 예컨대, 투명 전도성층(120)이 ITO 박막으로 형성될 경우, ITO의 경우에는 두께를 증가시킬수록 저항이 낮아지지만 투과도 역시 함께 저하되는 바, 그래핀층(110)은 투명 전도성층(120)의 상기 단점을 보완하는 기능을 할 수 있다(즉, 투명 전도성층의 두께를 증가시키지 않고서도 그래핀층을 통해 면저항을 낮출 수 있음). The transparent conductive layer 120 contributes to achieving high transmittance and low sheet resistance by forming a composite layer with the graphene layer 110. For example, when the transparent conductive layer 120 is formed of an ITO thin film, the resistance decreases as the thickness of ITO increases, but the transmittance decreases as well. The graphene layer 110 is formed on the transparent conductive layer 120, (I.e., the sheet resistance can be lowered through the graphene layer without increasing the thickness of the transparent conductive layer).

한편, 투명 전도성층(120)의 형성시에 스퍼터링(sputtering)과 같이 고온 조건 하에서는 그래핀층(110)에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 투명 전도성층(120)을 형성하기 이전에 그래핀층(110) 상에 보호층(111)을 형성하는 단계를 먼저 거칠 수도 있다.On the other hand, when the transparent conductive layer 120 is formed, it may affect the graphene layer 110 under high temperature conditions such as sputtering. Therefore, the step of forming the protective layer 111 on the graphene layer 110 before forming the transparent conductive layer 120 may be performed first.

보호층(111)은 투명 전도성층(120) 형성시에 그래핀층(110)을 보호하는 기능을 하며, 이러한 보호층(111)의 종류로는 PET(polyethyleneterephthalate), PMMA(Poly methyl methacrylate), PVDF(Polyvinylidenefluoride)코폴리머, PS(Polystyrene)-co-PMMA-co-PS, PR(Photoresist), ER(Electronresist), TFSA(CF3SO2)2NH), 수용성 폴리우레탄 수지, 수용성 에폭시 수지, 수용성 아크릴 수지, 수용성 천연 고분자 수지, 수계 접착제, 알코올 박리 테이프, 초산 비닐 에멀젼 접착제, 핫멜트 접착제, 가시광 경화형 접착제, 적외선 경화형 접착제, 전자빔 경화형 접착제, PBI(polybenizimidazole) 접착제, 폴리 이미드 접착제, 실리콘 접착제,이미드 접착제, BMI(Bismaleimide) 접착제, 변성 에폭시 수지, 풀(glue), PVB(Polyvinylalcohol) 테이프, 일반 접착 테이프, SiOx 또는 AlOx 와 같은 산화막 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. The protective layer 111 protects the graphene layer 110 when the transparent conductive layer 120 is formed. Examples of the protective layer 111 include polyethyleneterephthalate (PET), poly methyl methacrylate (PMMA), polyvinylidene fluoride (Polystyrene) -co-PMMA-co-PS, PR (Photoresist), ER (Electron Resist), TFSA (CF 3 SO 2 ) 2 NH), water-soluble polyurethane resin, water-soluble epoxy resin, Acrylic adhesives, acrylic adhesives, water-soluble natural polymer resins, water-based adhesives, alcohol peeling tapes, vinyl acetate emulsion adhesives, hot melt adhesives, visible light curing adhesives, infrared curing adhesives, electron beam curing adhesives, polybenizimidazole A bismaleimide (BMI) adhesive, a modified epoxy resin, a glue, a polyvinylalcohol (PVB) tape, a general adhesive tape, and an oxide film such as SiO x or AlO x .

보호층(111)은 경우에 따라 선택 가능한 층(layer)에 해당되고, 이와 관련하여 도 2a에서는 보호층(111)이 존재하지 않는 경우를 도시하고 도 2b에서는 보호층(111)이 존재하는 경우를 도시하였음을 밝혀둔다. 그리고 이하에서는 보호층(111)이 존재하는 경우를 중심으로 설명하도록 한다(이상 2단계).The protective layer 111 corresponds to a selectable layer in some cases. Referring to FIG. 2A, the protective layer 111 is absent. In FIG. 2B, when the protective layer 111 is present As shown in Fig. Hereinafter, the case where the protective layer 111 is present will be mainly described (step 2 above).

(3) 3단계 및 4단계(3) Step 3 and Step 4

도 3 및 도 4를 참조하면, 3단계는 제1 기판(130) 경화층(140)을 형성하는 단계이고, 4단계는 투명 전도성층(120)과 경화층(140)을 접합한 후에 경화층(140)을 열 또는 자외선 조사를 통해 경화시키는 단계이다. 3 and 4, step 3 is a step of forming a cured layer 140 of a first substrate 130, step 4 is a step of bonding a transparent conductive layer 120 and a cured layer 140, (140) is cured by heating or ultraviolet irradiation.

상기 1,2단계에서 기재한 것과는 별도로 제1 기판(130)을 준비하고, 제1 기판(130)상에 경화층(140)을 형성한다. 제1 기판(130)은 투명성, 유연성, 연신가능성 또는 이들의 조합 특성을 가질 수 있다. The first substrate 130 is prepared separately from the one described in the first and second steps, and the cured layer 140 is formed on the first substrate 130. The first substrate 130 may have transparency, flexibility, stretchability, or a combination thereof.

제1 기판(130)은 올레핀기, 에스터기, 에테르기, 아크릴레이트기, 카보네이트기, 셀룰로오즈기, 스티렌기, 아마이드기, 이미드기 및 술폰기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 고분자로 제조될 수 있다.The first substrate 130 is made of a polymer containing at least one selected from the group consisting of an olefin group, an ester group, an ether group, an acrylate group, a carbonate group, a cellulose group, a styrene group, an amide group, an imide group and a sulfone group .

여기에서 상기 고분자는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 설폰(PES), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리이미드(PI), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 아몰포스폴리에틸렌테레프탈레이트(APET), 폴리프로필렌테레프탈레이트(PPT), 폴리에틸렌테레프탈레이트글리세롤(PETG), 폴리사이클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트(PCTG), 변성트리아세틸셀룰로스(TAC), 사이클로올레핀폴리머(COP), 사이클로올레핀코폴리머(COC), 디시클로펜타디엔폴리머(DCPD), 시클로펜타디엔폴리머(CPD), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리다이메틸실론세인(PDMS), 실리콘수지, 불소수지, 변성에폭시수지 등을 예로 들 수 있으며, 상기 나열된 것들로 한정되지는 않는다. Here, the polymer may be at least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene sulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyimide (PI), ethylene vinyl acetate EVA, amorphous polyethylene terephthalate (APET), polypropylene terephthalate (PPT), polyethylene terephthalate glycerol (PETG), polycyclohexylenedimethylene terephthalate (PCTG), modified triacetyl cellulose (TAC) (COP), cycloolefin copolymer (COC), dicyclopentadiene polymer (DCPD), cyclopentadiene polymer (CPD), polyarylate (PAR), polyetherimide (PEI), polydimethylsilonane PDMS), a silicone resin, a fluororesin, a modified epoxy resin, and the like, and are not limited to those listed above.

경화층(140)은 제1 기판(130) 상에 수지(resin) 형태로 형성되며, 투명 전도성층(120)과 제1 기판(130)을 상호 접합시키는 기능을 한다. 제1 기판(130) 상에 경화층(140)을 형성하는 방법으로는 닥터블레이딩(doctor blading), 바코팅(bar coating), 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(dip coating), 마이크로 그라비아 코팅(micro gravure), 임프린팅 (imprinting), 잉크젯 프린팅(injet pringting), 스프레이(spray) 등의 용액공정을 이용할 수 있다. The cured layer 140 is formed on the first substrate 130 in the form of a resin and functions to bond the transparent conductive layer 120 and the first substrate 130 to each other. Examples of the method of forming the cured layer 140 on the first substrate 130 include a doctor blading method, a bar coating method, a spin coating method, a dip coating method, a micro gravure coating method, A solution process such as micro gravure, imprinting, ink jet printing, spray, or the like may be used.

경화층(140)은 열 또는 자외선에 의해 경화될 수 있으며, 전자에 있어 경화층(140)은 열경화층일 수 있고, 후자에 있어 경화층(140)은 자외선 경화층일 수 있다. The cured layer 140 can be cured by heat or ultraviolet rays, and for electrons, the cured layer 140 can be a thermosetting layer, and in the latter, the cured layer 140 can be an ultraviolet cured layer.

경화층(140)이 열경화층인 경우에는, 열가소성 수지 및 열경화제를 포함할 수 있다. 열가소성 수지는 우레탄, 에폭시, 아크릴 또는 실리콘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 열경화제는 이소시아네이트, 아민 또는 이미다졸로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 경화층(140)이 열경화층일 경우에는 투명 전도성층(120)을 경화층(140)에 합지시킨 후에 열을 가하여 경화층(140)을 경화시킴으로써 투명 전도성층(120)과 경화층(140)을 접합할 수 있다. 여기에서 열 온도나 경화시간 등은 특정되지 않는다. When the cured layer 140 is a thermosetting layer, it may include a thermoplastic resin and a thermosetting agent. The thermoplastic resin may include at least one member selected from the group consisting of urethane, epoxy, acrylic, and silicone. The thermosetting agent may include at least one selected from the group consisting of isocyanates, amines, and imidazoles. When the cured layer 140 is a thermosetting layer, the transparent conductive layer 120 and the cured layer 140 are formed by laminating the transparent conductive layer 120 to the cured layer 140 and then curing the cured layer 140 by applying heat, Can be bonded. Here, the heat temperature, curing time and the like are not specified.

경화층(120)이 자외선 경화층인 경우에는, 아크릴레이트계 모노머, 아크릴레이트계 올리고머 및 광개시제를 포함할 수 있다. 아크릴레이트계 모노머 및 아크릴레이트계 올리고머는 우레탄, 에폭시, 실리콘, 에테르 또는 폴리에스터로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 관능기를 포함하는 지방족 혹은 방향족 구조로 이루어질 수 있다. 아크릴레이트계 모노머의 예로는 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트(Dipentaerythritol Pentaacrylate), 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(Pentaerythritol Triacrylate), 트리메틸올프로판트리아크릴레이트(Trimethylolpropane Triacrylate), 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(Polyethylene glycol Diacrylate), 에톡시에톡시에틸아크릴레이트(Ethoxyethoxy ethyl Acrylate) 또는 벤질아크릴레이트(Benzyl Acrylate)가 있다. 그리고 아크릴레이트계 올리고머의 예로는, 지방족 또는 방향족 우레탄 아크릴레이트(Aliphatic or Aromatic Urethane acrylate), 에폭시 아크릴레이트(Epoxy acrylate) 또는 폴리에스터 아크릴레이트(Polyester acrylate)가 있다. When the cured layer 120 is an ultraviolet curable layer, it may include an acrylate-based monomer, an acrylate-based oligomer, and a photoinitiator. The acrylate-based monomer and the acrylate-based oligomer may have an aliphatic or aromatic structure containing at least one functional group selected from the group consisting of urethane, epoxy, silicone, ether and polyester. Examples of the acrylate-based monomer include dipentaerythritol pentaacrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, polyethylene glycol diacrylate, ), Ethoxyethoxy ethyl acrylate, or benzyl acrylate. Examples of the acrylate oligomer include an aliphatic or aromatic urethane acrylate, an epoxy acrylate, and a polyester acrylate.

경화층(140)이 자외선 조사층인 경우에는 광개시제를 더 포함하는 것도 가능하며, 광개시제의 예로는 2,4,6-트리메틸벤조익-디페닐-디페닐포스핀(2, 4, 6-Trimethylbenzoyl-diphenyl-diphenyl Phosphine), 히드록시 사이클로헥실 페닐케톤(Hydroxy cyclohexyl phenyl ketone), 히드록시 디메틸 아세토페논(Hydroxy dimethyl acetophenone), 벤질 디메틸 케탈(Benzil dimethyl ketal) 또는 에틸-4-디메틸라미노벤조에이트(Ethyl-4-dimethylaminobenzoate)이 있다.When the cured layer 140 is an ultraviolet irradiation layer, it may further include a photoinitiator. Examples of the photoinitiator include 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine -diphenyl-diphenyl phosphine, hydroxy cyclohexyl phenyl ketone, hydroxy dimethyl acetophenone, benzyl dimethyl ketal or ethyl-4-dimethylaminobenzoate Ethyl-4-dimethylaminobenzoate).

경화층(140)이 자외선 경화층일 경우에는 투명 전도성층(120)을 경화층(140)에 합지시킨 후에 자외선(UV)을 조사하여 경화층(140)을 경화시킴으로써 투명 전도성층(120)과 경화층(140)을 접합할 수 있다. 여기에서 자외선 강도나 경화시간 등은 특정되지 않는다(이상 3,4단계).When the cured layer 140 is an ultraviolet curable layer, the transparent conductive layer 120 is cured to the hardened layer 140 by curing the cured layer 140 by irradiating the transparent conductive layer 120 with ultraviolet (UV) The layer 140 can be bonded. Here, ultraviolet ray intensity and curing time are not specified (steps 3 and 4 above).

(4) 5단계(4) Step 5

도 5 및 도 6을 참조하면, 5단계는 금속 기재(M)를 제거하여 그래핀 기반 적층체(100)를 제조하는 단계이다.Referring to FIGS. 5 and 6, step 5 is a step of manufacturing the graphene-based laminate 100 by removing the metal base M. FIG.

금속 기재(M)의 제거는 도 5에 도시된 바와 같이 금속 기재(M)를 선택적으로 제거하는 에칭용액(1)이 담긴 챔버(2)를 포함하는 롤투롤(Roll to Roll) 장치를 이용하여 이루어질 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 구조를 갖는 적층체를 에칭용액(1)이 담긴 챔버(2)에 롤러(3)를 통해 통과시킴으로써 금속 기재(M)만이 선택적으로 제거될 수 있다. The removal of the metal substrate M is carried out by using a roll to roll apparatus including a chamber 2 containing an etching solution 1 for selectively removing the metal substrate M as shown in Fig. Lt; / RTI > That is, only the metal base M can be selectively removed by passing the laminate having the structure shown in Fig. 4 through the roller 3 into the chamber 2 containing the etching solution 1.

에칭 용액(1)은 금속 기재(M)의 종류에 따라 대응되어 선택될 수 있으며, 예로는 불화수소(HF), BOE(Buffered Oxide Etch), 염화 제2철(FeCl3) 용액, 질산 제2철(Fe(NO3)3) 용액이 있다. 한편, 금속 기재(M)가 제거된 그래핀 기반 적층체(100)의 구조는 도 6에 도시되어 있다. 그래핀 기반 적층체(100)는 아래에서부터 제1 기판(130)/경화층(140)/투명 전도성층(120)/보호층(111)/그래핀층(110) 순으로 적층된 구조를 갖는다. 여기에서 보호층(111)은 생략될 수 있다(이상 5단계). The etching solution 1 may be selected corresponding to the kind of the metal substrate M, and examples thereof include hydrogen fluoride (HF), BOE (Buffered Oxide Etch), ferric chloride (FeCl 3 ) iron (Fe (NO 3) 3) has a solution. On the other hand, the structure of the graphene-based laminate 100 from which the metal base M is removed is shown in Fig. The graphene-based laminate 100 has a structure in which the first substrate 130, the cured layer 140, the transparent conductive layer 120, the protective layer 111, and the graphene layer 110 are stacked in this order from the bottom. Here, the protective layer 111 may be omitted (step 5 above).

한편, 그래핀 기반 적층체(100)에서 제1 기판(130)을 제2 기판(150)으로 교체하는 것이 가능하다. 상기 기판 교체 공정을 상술한 5단계 이후에 수행될 수 있으므로, 이하에서는 6단계로 지칭하도록 한다. 6단계는 제1 기판(130)상의 투명 전도성층(120)/보호층(111)/그래핀층(110)을 제2 기판(150)으로 전사(transfer)시킴으로써 이루어질 수 있다. 여기에서 제2 기판(150)은 제1 기판(130)과 동일 또는 유사한 소재로 제조될 수 있다. 관련하여, 도 7은 도 6에 도시된 그래핀 기반 적층체(100)를 제2 기판(150)에 전사시킨 형태를 개략적으로 도시하였다. On the other hand, it is possible to replace the first substrate 130 with the second substrate 150 in the graphen-based laminate 100. Since the substrate replacement process can be performed after the above-described five steps, the process will be referred to as a six-step process. Step 6 may be performed by transferring the transparent conductive layer 120 / protective layer 111 / graphene layer 110 on the first substrate 130 to the second substrate 150. Here, the second substrate 150 may be made of the same or similar material as the first substrate 130. 7, the graphene-based laminate 100 shown in FIG. 6 is transferred onto the second substrate 150. As shown in FIG.

상기 전사는 도 5에 도시된 롤투롤(Roll to Roll) 공정을 이용하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 그래핀 기반 적층체(100)를 롤러를 통해 이송시키면서 제1 기판(130) 및 경화층(140)을 제거할 수 있다. 상기 제거는 에칭용액 등을 이용하여 이루어질 수 있으며, 제2 기판(150)을 공급하는 롤러를 추가 배치함으로써 제1 기판(130) 및 경화층(140)이 제거됨과 동시에 투명 전도성층(120)/보호층(111)/그래핀층(110)이 제2 기판(150) 상으로 전사되도록 할 수 있다(이상 6단계). The transfer may be performed using the roll-to-roll process shown in FIG. For example, the first substrate 130 and the cured layer 140 can be removed while the graphene-based laminate 100 shown in FIG. 6 is transferred through the rollers. The first substrate 130 and the cured layer 140 may be removed and the transparent conductive layer 120 and / or the second conductive layer may be removed, The protective layer 111 / graphene layer 110 may be transferred onto the second substrate 150 (step 6 above).

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들은 기판(130) 상에 열 또는 자외선에 의해 경화되는 경화층(140)을 구비하여 그래핀을 상기 기판으로 직접 전사 가능케 함으로써, 보다 간단한 공정으로 그래핀의 특성 저하 및 오염물질 없이 그래핀 기반의 적층체를 제조 가능하다. 또한, 상술한 방법으로 제조되는 그래핀 기반 적층체(100)는 그래핀층(110)과 투명 전도성층(120)이 복합 레이어를 형성함으로써 높은 투과도 및 낮은 면저항을 달성하면서도 대면적 생산이 가능하다.As described above, embodiments of the present invention include a cured layer 140 that is cured by heat or ultraviolet light on a substrate 130 to enable direct transfer of graphene to the substrate, It is possible to produce a graphene-based laminate without degradation and contaminants. In addition, the graphene-based laminate 100 manufactured by the above-described method can form a composite layer of the graphene layer 110 and the transparent conductive layer 120, thereby achieving a high transmittance and a low sheet resistance, while also enabling large-area production.

본 발명은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 기반 적층체 제조방법에 의해 제조되는 그래핀 기반 적층체를 추가적으로 제공할 수 있다. The present invention can further provide a graphene-based laminate manufactured by the graphene-based laminate manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

상기 그래핀 기반 적층체는 유연성 및/또는 연신가능성이 요구되는 차세대 전계 효과 트랜지스터 또는 다이오드 등 각종 전자 전기 소자의 전극 제조(특히, 투명 전극), 또는 태양 전지, 터치 센서 및 관련된 유연성 전자 기술 분야에서 광전자기적 응용을 위한 그래핀 투명 전극으로 사용될 수 있다.The graphene-based laminate can be used in the manufacture of electrodes (particularly transparent electrodes) of various electronic and electrical devices such as next generation field effect transistors or diodes that are required to have flexibility and / or elongation potential, or solar cells, touch sensors and related flexible electronic technologies It can be used as a graphene transparent electrode for optoelectronic applications.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, many modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

100: 그래핀 기반 적층체 M: 금속 기재
110: 그래핀층 111: 보호층
120: 투명 전도성층 130: 제1 기판
140: 경화층 150: 제2 기판
100: graphene-based laminate M: metal substrate
110: Graphene layer 111: Protective layer
120: transparent conductive layer 130: first substrate
140: Cured layer 150: Second substrate

Claims (8)

금속 기재 상부에 그래핀을 성장시켜 그래핀층을 형성하는 1단계;
상기 그래핀층 상에 투명 전도성층을 형성하는 2단계;
제1 기판 상에 열 또는 자외선에 의해 경화되는 수지를 도포하여 경화층을 형성하는 3단계;
상기 투명 전도성층 및 경화층을 접합한 후, 상기 경화층을 열 또는 자외선 조사를 통해 경화시키는 4단계; 및
상기 금속 기재를 제거하는 5단계를 포함하고,
상기 투명 전도성층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), FTO(F-doped tin oxide), ATO(antimony tin oxide), AZO(ZnO:Al), GZO(ZnO:Ga), a-IGZO(In2O3:Ga2O3:ZnO), MgIn2O4, Zn2SnO4, ZnSnO3, (Ga,In)2O3, Zn2In2O5, InSn3O12, In2O3, SnO2, Cd2SnO4, CdSnO3 및 CdIn2O4 중에서 선택되는 1 이상의 금속산화물이거나, Cu, Al, Sn, Ni, W, Ti, Cr, Co, Zn, Ta, V, Au, Ag, TiN 및 Pt 중에서 선택되는 1 이상의 금속이거나, Cu 나노와이어 또는 Ag 나노와이어로 형성되는 그래핀 기반 적층체 제조방법.
A first step of growing a graphene layer on the metal substrate to form a graphene layer;
Forming a transparent conductive layer on the graphene layer;
A third step of applying a resin cured by heat or ultraviolet rays onto the first substrate to form a cured layer;
(C) bonding the transparent conductive layer and the cured layer to each other, and then curing the cured layer through heat or ultraviolet irradiation; And
And removing the metal substrate,
The transparent conductive layer may include at least one selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), F-doped tin oxide (FTO), antimony tin oxide (ATO), AZO -IGZO (In2O3: Ga2O3: ZnO) , MgIn 2 O 4, Zn 2 SnO 4, ZnSnO 3, (Ga, In) 2 O 3, Zn 2 In 2 O 5, InSn 3 O 12, In 2 O 3, SnO 2, Cd 2 SnO 4, CdSnO 3 and CdIn 2 O 4, or one or more metal oxides selected from, Cu, Al, Sn, Ni , W, Ti, Cr, Co, Zn, Ta, V, Au, Ag, TiN And Pt, or formed of a Cu nanowire or an Ag nanowire.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 경화층은 열가소성 수지 및 열경화제를 포함하는 열경화층이거나,
아크릴레이트 모노머, 아크릴레이트 올리고머 및 자외선 경화제를 포함하는 자외선 경화층인 그래핀 기반 적층체 제조방법.
The method according to claim 1,
The cured layer may be a thermosetting layer comprising a thermoplastic resin and a thermosetting agent,
Acrylate monomer, an acrylate oligomer, and an ultraviolet curing agent.
청구항 3에 있어서,
상기 1단계 및 2단계 사이에, 상기 그래핀층 상에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 그래핀 기반 적층체 제조방법.
The method of claim 3,
Further comprising forming a protective layer on the graphene layer between the first and second steps.
청구항 1, 청구항 3 및 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
롤투롤(Roll to Roll) 공정을 이용하여 상기 제1 기판을 제거함과 동시에 상기 그래핀층을 제2 기판 상에 전사시키는 6단계를 더 포함하는 그래핀 기반 적층체 제조방법.
The method of claim 1, 3, or 4,
And removing the first substrate using a roll-to-roll process and transferring the graphene layer onto a second substrate.
청구항 1, 청구항 3 및 청구항 4 중 어느 한 항에 따른 그래핀 기반 적층체 제조방법에 의해 제조되는 그래핀 기반 적층체.A graphene-based laminate produced by the graphene-based laminate manufacturing method according to any one of claims 1, 3 and 4. 그래핀층; 투명 전도성층; 경화층 및 기재가 순차적으로 적층된 구조를 가지고, 상기 투명 전도성층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), FTO(F-doped tin oxide), ATO(antimony tin oxide), AZO(ZnO:Al), GZO(ZnO:Ga), a-IGZO(In2O3:Ga2O3:ZnO), MgIn2O4, Zn2SnO4, ZnSnO3, (Ga,In)2O3, Zn2In2O5, InSn3O12, In2O3, SnO2, Cd2SnO4, CdSnO3 및 CdIn2O4 중에서 선택되는 1 이상의 금속산화물이거나, Cu, Al, Sn, Ni, W, Ti, Cr, Co, Zn, Ta, V, Au, Ag, TiN 및 Pt 중에서 선택되는 1 이상의 금속이거나, Cu 나노와이어 또는 Ag 나노와이어로 형성되고, 상기 경화층은 열가소성 수지 및 열경화제를 포함하는 열경화층이거나, 아크릴레이트 모노머, 아크릴레이트 올리고머 및 자외선 경화제를 포함하는 자외선 경화층인 그래핀 기반 적층체.Graphene layer; Transparent conductive layer; The transparent conductive layer is formed of a transparent conductive layer such as ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), FTO (F-doped tin oxide), ATO (antimony tin oxide), AZO ZnO: Al), GZO (ZnO : Ga), a-IGZO (In2O3: Ga2O3: ZnO), MgIn 2 O 4, Zn 2 SnO 4, ZnSnO 3, (Ga, In) 2 O 3, Zn 2 In 2 O 5, InSn 3 O 12, in 2 O 3, SnO 2, Cd 2 SnO 4, CdSnO 3 and CdIn 2 O 4, or one or more metal oxides selected from, Cu, Al, Sn, Ni , W, Ti, Cr, Wherein the hardened layer is at least one metal selected from the group consisting of Co, Zn, Ta, V, Au, Ag, TiN and Pt, or a Cu nanowire or an Ag nanowire and the hardened layer is a thermosetting layer comprising a thermoplastic resin and a thermosetting agent , An acrylate monomer, an acrylate oligomer, and an ultraviolet curing agent. 청구항 7에 있어서,
상기 그래핀층 및 투명 전도성층 사이에 형성되는 보호층을 더 포함하는 그래핀 기반 적층체.
The method of claim 7,
And a protective layer formed between the graphene layer and the transparent conductive layer.
KR1020130033778A 2013-03-28 2013-03-28 Method for constructing laminate with graphene KR101437449B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130033778A KR101437449B1 (en) 2013-03-28 2013-03-28 Method for constructing laminate with graphene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130033778A KR101437449B1 (en) 2013-03-28 2013-03-28 Method for constructing laminate with graphene

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101437449B1 true KR101437449B1 (en) 2014-09-11

Family

ID=51759282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130033778A KR101437449B1 (en) 2013-03-28 2013-03-28 Method for constructing laminate with graphene

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101437449B1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017217635A1 (en) * 2016-06-17 2017-12-21 전자부품연구원 Flexible electrochromic device using high-quality graphene composite electrode and method for manufacturing same
KR20170142365A (en) * 2016-06-17 2017-12-28 전자부품연구원 Flexible electrochromic device having two electrodes with high quality graphene complex and method of manufacturing the same
KR20170142364A (en) * 2016-06-17 2017-12-28 전자부품연구원 Flexible electrochromic device having an electrode with high quality graphene complex and method of manufacturing the same
KR20180066436A (en) * 2016-12-09 2018-06-19 경북대학교 산학협력단 Transparent hybrid electrode and manufacturing method thereof
KR20190021713A (en) * 2017-08-23 2019-03-06 국방과학연구소 Preparation method of active polymer actuator having boron nitride layer
CN110195203A (en) * 2019-06-18 2019-09-03 河海大学 A kind of high anti-corrosion Fe-based amorphous composite material and preparation method and application
KR102136397B1 (en) * 2019-12-23 2020-07-21 주식회사 도프 Method for preparing transparent electrode film with nano silver and the transparent electrode film with nano silver prepared thereby
KR20210111528A (en) * 2020-03-03 2021-09-13 성균관대학교산학협력단 Method of transferring graphene and flexible transparent electrode using the same
KR102456445B1 (en) * 2022-06-20 2022-10-19 주식회사 도프 Transparent electrode film manufacturing method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110084110A (en) * 2010-01-15 2011-07-21 성균관대학교산학협력단 Graphene protective film for preventing gas and water, method of forming the same and uses of the same
KR20120126197A (en) * 2011-05-11 2012-11-21 성균관대학교산학협력단 Ultraviolet detector with buffer layered metalic oxide nanostructures and fire monitoring apparatus using ultraviolet detector with buffer layered metalic oxide nanostructures
KR20130000786A (en) * 2011-06-24 2013-01-03 성균관대학교산학협력단 Stable graphene film and preparing method of the same
KR20130027089A (en) * 2011-08-30 2013-03-15 전자부품연구원 Graphene hybrid film comprising metal grid and method the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110084110A (en) * 2010-01-15 2011-07-21 성균관대학교산학협력단 Graphene protective film for preventing gas and water, method of forming the same and uses of the same
KR20120126197A (en) * 2011-05-11 2012-11-21 성균관대학교산학협력단 Ultraviolet detector with buffer layered metalic oxide nanostructures and fire monitoring apparatus using ultraviolet detector with buffer layered metalic oxide nanostructures
KR20130000786A (en) * 2011-06-24 2013-01-03 성균관대학교산학협력단 Stable graphene film and preparing method of the same
KR20130027089A (en) * 2011-08-30 2013-03-15 전자부품연구원 Graphene hybrid film comprising metal grid and method the same

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102179920B1 (en) * 2016-06-17 2020-11-17 한국전자기술연구원 Flexible electrochromic device having an electrode with high quality graphene complex and method of manufacturing the same
KR20170142365A (en) * 2016-06-17 2017-12-28 전자부품연구원 Flexible electrochromic device having two electrodes with high quality graphene complex and method of manufacturing the same
KR20170142364A (en) * 2016-06-17 2017-12-28 전자부품연구원 Flexible electrochromic device having an electrode with high quality graphene complex and method of manufacturing the same
WO2017217635A1 (en) * 2016-06-17 2017-12-21 전자부품연구원 Flexible electrochromic device using high-quality graphene composite electrode and method for manufacturing same
KR102181723B1 (en) * 2016-06-17 2020-11-24 한국전자기술연구원 Flexible electrochromic device having two electrodes with high quality graphene complex and method of manufacturing the same
KR20180066436A (en) * 2016-12-09 2018-06-19 경북대학교 산학협력단 Transparent hybrid electrode and manufacturing method thereof
KR101892919B1 (en) * 2016-12-09 2018-08-29 경북대학교 산학협력단 Transparent hybrid electrode and manufacturing method thereof
KR101974643B1 (en) * 2017-08-23 2019-05-02 국방과학연구소 Preparation method of active polymer actuator having boron nitride layer
KR20190021713A (en) * 2017-08-23 2019-03-06 국방과학연구소 Preparation method of active polymer actuator having boron nitride layer
CN110195203A (en) * 2019-06-18 2019-09-03 河海大学 A kind of high anti-corrosion Fe-based amorphous composite material and preparation method and application
CN110195203B (en) * 2019-06-18 2021-06-22 河海大学 High-corrosion-resistance iron-based amorphous composite material and preparation method and application thereof
KR102136397B1 (en) * 2019-12-23 2020-07-21 주식회사 도프 Method for preparing transparent electrode film with nano silver and the transparent electrode film with nano silver prepared thereby
KR20210111528A (en) * 2020-03-03 2021-09-13 성균관대학교산학협력단 Method of transferring graphene and flexible transparent electrode using the same
KR102307210B1 (en) * 2020-03-03 2021-10-01 성균관대학교산학협력단 Method of transferring graphene and flexible transparent electrode using the same
KR102456445B1 (en) * 2022-06-20 2022-10-19 주식회사 도프 Transparent electrode film manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101437449B1 (en) Method for constructing laminate with graphene
US8574393B2 (en) Method for making touch panel
EP2489520B1 (en) Roll-to-roll transfer method of graphene, graphene roll produced by the method, and roll-to-roll transfer equipment for graphene
JP5139367B2 (en) Thin film transistor manufacturing method
JP5255021B2 (en) Carbon nanotube structure having protective structure and method for producing the same
KR101284535B1 (en) Transferring method of graphene, and graphene transferred flexible substrate thereby
US7754526B2 (en) Method for making thin film transistor
US20120025427A1 (en) Method of making transparent conductive film
KR101716468B1 (en) Tranfering method for graphene using self-adhesive film
EP3013119A1 (en) Transparent heating device with graphene film
KR20110031864A (en) Method for manufacturing graphene, graphene manufactured by the method, conductive film comprising the graphene, transparent electrode comprising the graphene, radiating or heating device comprising the graphene
CN107635918B (en) Graphene doping method, graphene composite electrode manufacturing method, and graphene structure including same
JP4944167B2 (en) Manufacturing method of touch panel
JP2012156202A (en) Graphene/polymer laminate and application of the same
KR20130127689A (en) Method for manufacturing graphene using light and the graphene manufactured by the same
JP5437716B2 (en) Touch panel
KR102015912B1 (en) Method for manufacturing graphene and the graphene manufactured by the same
KR101446906B1 (en) Barrier film composites with graphene and method thereof
US20110005819A1 (en) Conductive plate and method for making the same
KR101275634B1 (en) Graphene hybrid film comprising metal grid and method the same
JP5572452B2 (en) Conductive plate and manufacturing method thereof
KR20140029779A (en) Method for manufacturing graphene and the graphene manufactured by the same
TWI358092B (en) Method for making thin film transistor
KR101613558B1 (en) Method for doping graphene layer
KR101675794B1 (en) Method of manufacturing touch panel

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180627

Year of fee payment: 5