KR102226474B1 - 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 그래핀이 증착된 촉매금속필름에 그래핀을 보호함과 아울러 그래핀을 전사하기 위한 전사필름음 진공상태에서 합착하기 위한 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치에 관한 것으로서,
그래핀 전사를 위한 진공 합착장치에 있어서, 내부에 공간이 형성되는 상부챔버몸체와, 상기 상부챔버몸체의 상부외측으로 돌출되도록 장착되어 그래핀이 증착된 촉매금속필름을 상부챔버 내부로 공급하기 위해 모터로 구동되는 공급롤러와, 상기 공급롤러와 접촉 구동될 수 있도록 상부챔버몸체에 장착되어 상기 촉매금속필름을 상부챔버 내부로 공급하며 진공을 유지하는 진공이송롤러로 구성되는 상부챔버; 전환챔버몸체와, 진공이송롤러에서 공급된 촉매금속필름과 함께 진공챔버로 공기가 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 전환챔버몸체의 내측에 장착되어 일정간격을 유지하는 실링 플레이트로 구성되는 전환챔버; 및 상기 전환챔버를 통해 공급되는 촉매금속필름과 전사필름을 합착하는 한 쌍의 합착구동롤러와, 상기 합착구동롤러의 일측에 장착되어 상기 촉매금속필름과 합착되는 전사필름을 공급하는 전사공급롤러와, 상기 합착구동롤러의 타측에서 상기 합착구동롤러에서 합착된 촉매금속필름과 전사필름을 권취하도록 모터로 구동되는 권취롤러와, 상기 합착구동롤러, 상기 전사공급롤러 및 상기 권취롤러가 장착되고 내부에 공간이 형성되는 진공챔버몸체로 구성되는 진공챔버;를 포함하는 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치를 제공한다.

Description

그래핀 전사를 위한 진공 합착장치{The bonding device for transfering graphene film}
본 발명은 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 그래핀이 증착된 촉매금속필름에 그래핀을 보호함과 아울러 그래핀을 전사하기 위한 전사필름음 진공상태에서 합착하기 위한 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치에 관한 것이다.
일반적으로 그래핀(Graphene)은 탄소가 육각형의 형태로 서로 연결되어 벌집 모양의 2차원 평면 구조를 이루는 물질이며, 그 두께가 매우 얇고 투명하며, 전기전도성이 매우 큰 특징이 있다. 이러한 특징을 이용하여 그래핀은 다양한 용도로 사용되고 있다. 대표적으로 투명 디스플레이 또는 플렉시블(flexible) 디스플레이에 적용하려는 시도가 이루어지고 있으며, 또한 열전도성이 좋아 히터로도 사용되고 있으며, 최근에는 화장품에 첨가물로도 사용되고 있다.
그래핀은 두께가 0.2nm로 얇아서 투명성이 높고, 상온에서 구리보다 100배 많은 전류를, 실리콘보다 100배 빨리 전달할 수 있다. 그래핀은 이뿐만 아니라 열전도성이 최고라는 다이아몬드보다 2배 이상 높다.
그래핀은 기계적 강도도 강철보다 200배 이상 강하지만 신축성이 좋아 늘리거나 접어도 전기 전도성을 잃지 않는다. 이러한 우수한 특성 때문에 미래 기술로 각광받고 있는 휘어지는 디스플레이(Flexible Display)와 투명 (Transparent Display)는 물론 입는 컴퓨터(Wearable Computer)에 적용할 수 있는 차세대 소재이다.
또한 가장 주목할 특징으로는 그래핀 상에 전자가 이동할 경우 마치 전자의 질량이 제로인 것처럼 흐른다는 것이며, 이는 전자가 진공 중의 빛이 이동하는 속도, 즉 광속으로 흐른다는 것을 의미한다. 그래핀은 전자와 정공에 대하여 비정상적인 반정수 양자 홀 효과(half-integer quantum hall effect)를 갖는다.
이러한 그래핀은 주로 화학 기상 증착 방법을 사용하여 제작될 수 있다. 즉 화학 기상 증착 방법에 의해서 고품질의 그래핀이 대량 생산될 수 있다. 그래핀은 금속 촉매층이 형성된 실리콘 웨이퍼 기판이나 금속 기판 상에 증착될 수 있다. 이처럼 기판 상에 증착된 그래핀은 원하는 재질의 기판 상으로 전사되어 사용될 수 있다.
일반적인 그래핀의 전사 공정은 대기 중에서 전사 필름(또는 열분리 필름:thermal release film)을 사용하여 금속 기판상의 그래핀을 원하는 기판 상에 전사시키는 방식이 사용되고 있다. 이때 전사 필름에 전사된 그래핀의 이면에 있는 금속 기판 즉 금속 층은 습식 에칭 공정에 의해 제거된다. 이후에 전사 필름에 전사된 그래핀은 전사 필름에 열을 가함으로써 목적 대상의 기판 상에 전사될 수 있다.
그러나 이처럼 전사 필름을 이용한 일련의 전사 공정은 대기 중에서 수행되게 되면, 전사 필름과 그래핀 사이와 그래핀과 목적 대상 사이에 기포를 발생시키게 된다. 이때 전사 필름과 그래핀 사이의 기포는 금속 기판의 에칭 시에 그래핀이 함께 떨어져 나가는 현상을 발생시키고, 그래핀과 목적 대상 사이에 기포는 그래핀과 목적 기판 사이의 접착을 방해하여 온전하게 그래핀이 목적 기판으로 전사되지 못하게 하는 원인이 된다. 이와 같이 그래핀과 전사 필름 사이 또는 그래핀과 목적 기판 사이에 기포나 이물질이 개재되면 전사에 의한 접착력이 저하되어 그래핀의 품질의 떨어졌다.
이러한 그래핀의 용도가 증가함에 따라 그래핀의 사용도 차츰 증가하고 있다. 그에 따라 그래핀의 제조장치와 더불어 촉매금속필름에 증착된 그래핀을 전사하되 진공에서 전사를 하고, 에칭공정에서 촉매금속필름을 제거하더라도 그래핀의 전사를 보장할 수 있는 진공에서의 합착장치가 요구되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 그래핀 전사 시에 기포나 이물질을 제거하여 접착력을 높일 수 있으며, 금속 기판의 에칭 시에 그래핀의 이탈 현상을 방지할 수 있으며, 목적 기판에 대한 그래핀의 접착 품질 상태를 높일 수 있는 그래핀의 전사를 위한 진공 합착장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치에 있어서, 내부에 공간이 형성되는 상부챔버몸체와, 상기 상부챔버몸체의 상부외측으로 돌출되도록 장착되어 그래핀이 증착된 촉매금속필름을 상부챔버 내부로 공급하기 위해 모터로 구동되는 공급롤러와, 상기 공급롤러와 접촉 구동될 수 있도록 상부챔버몸체에 장착되어 상기 촉매금속필름을 상부챔버 내부로 공급하며 진공을 유지하는 진공이송롤러로 구성되는 상부챔버; 내부에 공간이 형성되는 전환챔버몸체와, 진공이송롤러에서 공급된 촉매금속필름과 함께 진공챔버로 공기가 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 전환챔버몸체의 내측에 장착되어 일정간격을 유지하는 실링 플레이트로 구성되는 전환챔버; 및 상기 전환챔버를 통해 공급되는 촉매금속필름과 전사필름을 합착하는 한 쌍의 합착구동롤러와, 상기 합착구동롤러의 일측에 장착되어 상기 촉매금속필름과 합착되는 전사필름을 공급하는 전사공급롤러와, 상기 합착구동롤러의 타측에서 상기 합착구동롤러에서 합착된 촉매금속필름과 전사필름을 권취하도록 모터로 구동되는 권취롤러와, 상기 합착구동롤러, 상기 전사공급롤러 및 상기 권취롤러가 장착되고 내부에 공간이 형성되는 진공챔버몸체로 구성되는 진공챔버;를 포함하는 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치에 있어서, 내부에 공간이 형성되는 상부챔버몸체와, 상기 상부챔버몸체의 상부 외측에 장착되어 그래핀이 증착된 촉매금속필름을 상부챔버 내부로 이송하는 이송롤러와, 상기 이송롤러를 통해 이송되는 촉매금속필름은 통과하되 공기의 유입을 차단하기 위해 상부챔버몸체의 내부 공간에 장착되는 실링 플레이트로 구성되는 상부챔버; 내부에 공간이 형성되는 전환챔버몸체와, 상기 상부챔버의 내부 공간측으로 노출되도록 상기 전환챔버몸체에 장착되며 상부챔버로부터 이송된 촉매금속필름을 진공챔버로 공급하도록 모터로 구동되는 공급롤러와, 상기 공급롤러와 접촉 구동되도록 상기 전환챔버몸체에 장착되어 상기 촉매금속필름을 진공챔버로 공급하며 진공을 유지하는 진공이송롤러로 구성되는 전환챔버; 및 상기 전환챔버를 통해 공급되는 촉매금속필름과 전사필름을 합착하는 한 쌍의 합착구동롤러와, 상기 합착구동롤러의 일측에 장착되어 상기 촉매금속필름과 합착되는 전사필름을 공급하는 전사공급롤러와, 상기 합착구동롤러의 타측에서 상기 합착구동롤러에서 합착된 촉매금속필름과 전사필름을 권취하도록 모터로 구동되는 권취롤러와, 상기 합착구동롤러, 상기 전사공급롤러 및 상기 권취롤러가 장착되고 내부에 공간이 형성되는 진공챔버몸체로 구성되는 진공챔버;를 포함하는 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치를제공한다.
본 발명에서 상부챔버에는, 공급롤러와 접촉 구동되면서 상부챔버 내부의 진공 유지를 위한 아이들롤러가 상기 상부챔버몸체에 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 공급롤러와 접촉되지 않는 진공이송롤러의 상부 일측에는, 상기 상부챔버몸체 내부 공간의 진공 유지를 위한 일측 실링부재가 더 장착되고, 상기 공급롤러와 접촉되지 않는 아이들롤러의 상부 타측에는, 상기 상부챔버몸체 내부 공간의 진공 유지를 위한 타측 실링부재가 더 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전환챔버몸체의 내측면과 실링 플레이트의 간격은 상기 촉매금속필름이 통과되면서 진공이 유지될 수 있는 미세간격을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전환챔버에는, 공급롤러와 접촉 구동되면서 전환챔버 내부의 진공 유지를 위한 아이들롤러가 전환챔버몸체에 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 공급롤러와 접촉되지 않는 진공이송롤러의 상부 일측에는, 전환챔버몸체 내부 공간의 진공 유지를 위한 일측 실링부재가 더 장착되고, 공급롤러와 접촉되지 않는 아이들롤러의 상부 타측에는, 상기 전환챔버몸체 내부 공간의 진공 유지를 위한 타측 실링부재가 더 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상부챔버몸체의 내측면과 실링 플레이트의 간격은 촉매금속필름이 통과되면서 진공이 유지될 수 있는 미세간격을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 공급되는 촉매금속필름이 진공챔버 내부에서 진공을 유지한채 전사필름과 합착되기 때문에 기포, 이물질이나 수분 기타 파티클이 필름에 포함되지 않아서 에칭공정을 통한 전사공정의 효율을 극대화할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 상부챔버와 전환챔버 및 진공챔버의 챔버 내부의 진공 유지를 위한 실링부재가 가미되어 진공도를 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치의 일실시예의 전체 사시도.
도 2는 도 1의 실시예의 일부 절단 사시도.
도 3은 도 2의 사시도를 다른 측면에서 본 사시도.
도 4는 도 1의 실시예에 따른 합착 과정을 도시한 측면도.
도 5는 도 1의 실시예의 배면측 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치의 다른 실시예의 전체 사시도.
도 7은 도 6의 실시예의 일부 절단 사시도.
도 8은 도 6의 실시예에 따른 합착 과정을 도시한 측면도.
도 9는 도 6의 실시예의 배면측 사시도.
이하, 본 발명인 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치의 일실시예의 전체 사시도이고, 도 2는 도 1의 실시예의 일부 절단 사시도이고, 도 3은 도 2의 사시도를 다른 측면에서 본 사시도이고, 도 4는 도 1의 실시예에 따른 합착 과정을 도시한 측면도이고, 도 5는 도 1의 실시예의 배면측 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치의 다른 실시예의 전체 사시도이고, 도 7은 도 6의 실시예의 일부 절단 사시도이고, 도 8은 도 6의 실시예에 따른 합착 과정을 도시한 측면도이고, 도 9는 도 6의 실시예의 배면측 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치를 설명하기로 한다.
도 1은 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치의 일실시예의 전체 사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 진공 합착장치(1)는 상부챔버(10)와, 전환챔버(20) 및 진공챔버(30)로 구성된다.
도 2와 도 3은 진공 합착장치(1)의 일부 절단 사시도이다. 상부챔버(10)는, 내부에 공간(15)이 형성되는 상부챔버몸체(11)와, 상부챔버몸체(11)의 상부외측으로 돌출되도록 장착되어 그래핀이 증착된 촉매금속필름(100)을 상부챔버 내부로 공급하기 위해 모터(17)로 구동되는 공급롤러(12)와, 공급롤러(12)와 접촉 구동될 수 있도록 상부챔버몸체(11)에 장착되어 촉매금속필름(100)을 상부챔버 내부로 공급하며 진공을 유지하는 진공이송롤러(13a)와, 진공이송롤러(13a)의 일측에서 공급롤러(12)와 접촉 구동되면서 상부챔버 내부의 진공을 유지하기 위한 아이들롤러(13b)로 구성된다. 모터(17)는 상부챔버몸체(11)의 외부측 배면에 장착되어 공급롤러(12)를 구동시킨다. 공급롤러(12)와 진공이송롤러(13a)는 서로 접촉하여 구동하면서 촉매금속필름(100)을 합착을 위해 진공챔버(30) 내로 이송한다. 공급롤러(12)와 진공이송롤러(13a)는 서로 접촉 구동되기 때문에 어느 정도 진공을 유지할 수 있으며, 공급롤러(12)와 접촉하지 않는 진공이송롤러(13a)의 일측에는 실링부재(14a)를 장착하여 진공이송롤러(13a)와 접촉될 수 있도록 한다. 진공이송롤러(13a)와 실링부재(14a)가 서로 접촉되어 있기 때문에 상부챔버 내의 진공을 유지할 수 있다. 또한 공급롤러(12)의 타측에는 아이들롤러(13b)가 장착되고, 아이들롤러(13b)는 공급롤러(12)와 접촉 구동되기 때문에 상부챔버 내로 공기가 주입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 진공이송롤러(13a)와 마찬가지로 아이들롤러(13b)의 타측에도 실링부재(14b)를 장착하고, 아이들롤러(13b)와 접촉될 수 있도록 함으로써 상부챔버(10)를 진공으로 유지할 수 있도록 한다. 진공이송롤러(13a)를 통해서 촉매금속필름(100)은 배출구(16)로 진입하고, 배출구(16)를 통해서 전환챔버(20)로 진입한다.
전환챔버(20)는, 내부에 공간(23)이 형성되는 전환챔버몸체(21)와, 진공이송롤러(13a)에서 공급된 촉매금속필름(100)과 함께 진공챔버(30)로 공기가 유입되는 것을 방지하기 위해 전환챔버몸체(21)의 내측에 장착되어 일정간격을 유지하는 실링 플레이트(22)로 구성된다. 전환챔버(20)에서 진공도를 높이기 위해 전환챔버몸체(21)의 내측면과 일정간격을 가지도록 설치되는 실링 플레이트(22)가 구비된다. 전환챔버몸체(21)의 내측면과 실링 플레이트(22)의 간격은 미세하게 형성되어, 촉매금속필름(100)이 지나면서 진공이 유지될 정도의 미세한 간격을 가진다. 그에 따라 촉매금속필름(100)이 실링 플레이트(22)와 전환챔버몸체의 내측면 사이를 지나면서 공기가 유입될 수 있는 공간이 형성되지 않기 때문에 진공이 유지될 수 있다. 또한, 전환챔버(20)의 배면측에는 전환챔버몸체의 내부공간(23)을 진공으로 만들기 위한 진공펌프(미도시)와 연결되는 진공펌프 연결관(26)이 더 형성된다. 진공펌프와 연결되어 내부공간(23)은 일정한 진공도를 유지할 수 있다. 진공이 유지된 상태로 촉매금속필름(100)은 실링 플레이트(22)를 전환챔버 배출구(24)를 통해 진공챔버(30)로 진입한다. 전환챔버(20)는 연결플랜지(25)를 통해 진공챔버(30)에 장착된다.
진공챔버(30)는, 전환챔버(20)를 통해 공급되는 촉매금속필름(100)과 전사필름(200)을 합착하는 한 쌍의 합착구동롤러(33:33a, 33b)와, 합착구동롤러(33)의 일측에 장착되어 촉매금속필름(100)과 합착되는 전사필름(200)을 공급하는 전사공급롤러(34)와, 합착구동롤러(33)의 타측에서 합착구동롤러(33)에서 합착된 촉매금속필름(100)과 전사필름(200)을 권취하도록 모터(36)로 구동되는 권취롤러(35)와, 합착구동롤러(33), 전사공급롤러(34) 및 권취롤러(35)가 장착되고 내부에 공간(38)이 형성되는 진공챔버몸체(31)로 구성된다. 진공챔버몸체(31)의 상부 일측에는 전사공급롤러(34)에 전사필름을 공급하기 위한 일측 도어(32a)가 형성되고, 진공챔버몸체(31)의 상부 타측에는 권취롤러(35)에 권취된 합착필름을 수거하기 위한 타측 도어(32b)가 형성된다. 또한 진공챔버몸체(31)의 어느 일측에는 진공펌프(미도시)와 연결하기 위한 진공펌프 연결관(37)이 더 형성되어, 진공챔버의 내부 공간(38)이 진공으로 유지될 수 있도록 한다. 따라서, 전사필름(200)과 촉매금속필름(100)이 합착구동롤러(33)에 의해 합착되는 경우, 공기나 수분 또는 이물질 등의 파티클(particle)이 합착필름에 유입되지 않아서 그래핀의 전사효율이 극대화될 수 있다.
도 4는 촉매금속필름(100)이 전사필름(200)과 합착되는 과정을 도시하고 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 공급롤러(12)와 진공이송롤러(13a)를 통해서 전환챔버를 지나 진공챔버의 합착구동롤러(33)에 의해 전사필름(200)과 촉매금속필름(100)이 합착되어 권취롤러(35)에서 권취된다.
도 5는 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치(1)의 배면측 사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 모터(26)가 장착되는 상부챔버(10)와, 진공 연결관(26)이 부착되는 전환챔버(20)와, 모터(36)가 장착되는 진공챔버(30)로 구성된다. 진공챔버(30)의 일측에는 진공 연결관(37)이 더 설치된다.
도 6은 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치(1')의 다른 실시예이다. 도면에 도시된 바와 같이, 진공 합착장치(1')는, 상부챔버(10')와, 전환챔버(20') 및 진공챔버(30')로 구성된다. 본 실시예에서는 상부챔버(10')의 구성과 전환챔버(20')의 구성이 일실시예(1)의 구성과는 서로 바뀌어서 설치된 점이 서로 다르다. 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상부챔버(10')는, 내부에 공간(15')이 형성되는 상부챔버몸체(11')와, 상부챔버몸체(11')의 상부 외측에 장착되어 그래핀이 증착된 촉매금속필름(100)을 상부챔버 내부로 이송하는 이송롤러(12':12a', 12b')와, 이송롤러(12')를 통해 이송되는 촉매금속필름(100)은 통과하되 공기의 유입을 차단하기 위해 상부챔버몸체(11')의 내부 공간(15')에 장착되는 실링 플레이트(14')로 구성된다. 촉매금속필름(100)은 일측 이송롤러(12a') 또는 타측 이송롤러(12b') 측으로 공급되어 상부챔버 내부로 유입된다. 상부챔버(10')의 내부공간(15')의 진공유지를 위해 실링 플레이트(14')는 상부챔버몸체(11')의 내측면과 미세한 간격을 형성한다. 실링 플레이트(14')가 상부챔버몸체의 내측면과 이루는 간격은 촉매금속필름(100)만 통과하고 공기의 통과는 막을 수 있는 미세한 틈으로 형성되며, 또한 상부챔버의 내부 공간(15')이 진공으로 유지될 수 있도록 배면측 외부에는 진공펌프 연결관(16')이 더 형성되어 진공펌프(미도시)와 연결된다. 진공펌프를 통해 상부챔버의 내부 공간(15')이 진공을 유지할 수 있다.
전환챔버(20')는, 내부에 공간(25')이 형성되는 전환챔버몸체(21')와, 상부챔버(10')의 내부 공간(15')측으로 노출되도록 전환챔버몸체(11')에 장착되며 상부챔버로부터 이송된 촉매금속필름(100)을 진공챔버(30')로 공급하도록 모터(26')로 구동되는 공급롤러(22')와, 공급롤러(22')와 접촉 구동되도록 전환챔버몸체(21')에 장착되어 촉매금속필름(100)을 진공챔버(30')로 공급하며 진공을 유지하는 진공이송롤러(24a')로 구성된다. 모터(26')는 전환챔버몸체(21')의 외부측 배면에 장착되어 공급롤러(22')를 구동시킨다. 공급롤러(22')와 진공이송롤러(24a')는 서로 접촉하여 구동하면서 촉매금속필름(100)을 합착을 위해 진공챔버(30') 내로 이송한다. 공급롤러(22')와 진공이송롤러(24a')는 서로 접촉 구동되기 때문에 어느 정도 진공을 유지할 수 있으며, 공급롤러(22')와 접촉하지 않는 진공이송롤러(24a')의 일측에는 실링부재(23a')를 장착하여 진공이송롤러(24a')와 접촉될 수 있도록 한다. 진공이송롤러(24a')와 실링부재(23a')가 서로 접촉되어 있기 때문에 전환챔버 내의 진공을 유지할 수 있다. 또한 공급롤러(22')의 타측에는 아이들롤러(24b')가 장착되고, 아이들롤러(24b')는 공급롤러(22')와 접촉 구동되기 때문에 상부챔버 내로 공기가 주입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 진공이송롤러(24a')와 마찬가지로 아이들롤러(24b')의 타측에도 실링부재(23b')를 장착하고, 아이들롤러(24b')와 접촉될 수 있도록 함으로써 전환챔버(20')를 진공으로 유지할 수 있도록 한다. 공급롤러(22')와 진공이송롤러(24a')를 통해서 촉매금속필름(100)은 진공챔버(30')로 진입한다.
진공챔버(30')는, 전환챔버(20')를 통해 공급되는 촉매금속필름(100)과 전사필름(200)을 합착하는 한 쌍의 합착구동롤러(33':33a', 33b')와, 합착구동롤러(33')의 일측에 장착되어 촉매금속필름(100)과 합착되는 전사필름(200)을 공급하는 전사공급롤러(34')와, 합착구동롤러(33')의 타측에서 합착구동롤러(33')에서 합착된 촉매금속필름(100)과 전사필름(200)을 권취하도록 모터(36')로 구동되는 권취롤러(35')와, 합착구동롤러(33'), 전사공급롤러(34') 및 권취롤러(35')가 장착되고 내부에 공간(38')이 형성되는 진공챔버몸체(31')로 구성된다. 진공챔버몸체(31')의 상부 일측에는 전사공급롤러(34')에 전사필름(200)을 공급하기 위한 일측 도어(32a')가 형성되고, 진공챔버몸체(31')의 상부 타측에는 권취롤러(35')에 권취된 합착필름을 수거하기 위한 타측 도어(32b')가 형성된다. 또한 진공챔버몸체(31')의 어느 일측에는 진공펌프(미도시)와 연결하기 위한 진공펌프 연결관(37')이 더 형성되어, 진공챔버의 내부 공간(38')이 진공으로 유지될 수 있도록 한다. 따라서, 전사필름(200)과 촉매금속필름(100)이 합착구동롤러(33')에 의해 합착되는 경우, 공기나 수분 또는 이물질 등의 파티클(particle)이 합착필름에 유입되지 않아서 그래핀의 전사효율이 극대화될 수 있다.
도 8은 촉매금속필름(100)이 전사필름(200)과 합착되는 과정을 도시하고 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 이송롤러(12a', 12b')를 통해서 촉매금속필름(100)이 이송되며, 이송되는 촉매금속필름(100)을 진공챔버(30') 내부로 공급하기 위해 모터(36')로 구동되는 공급롤러(22')와 진공이송롤러(24a')를 통해서 진공챔버(30')로 공급되며, 진공챔버(30')의 합착구동롤러(33')에 의해 전사필름(200)과 촉매금속필름(100)이 합착되어 권취롤러(35')에서 권취된다.
도 9는 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치(1')의 배면측 사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 진공펌프 연결관(16')가 형성되는 상부챔버(10')와, 모터(26')가 장착되는 전환챔버(20')와, 모터(36')가 장착되는 진공챔버(30')로 구성된다. 진공챔버(30')의 일측에는 진공 연결관(37')이 더 설치된다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
1, 1' : 그래핀 전사를 위한 합착장치
10 : 상부챔버 11 : 상부챔버몸체
12 : 공급롤러 13a : 진공이송롤러
13b : 아이들롤러 14(14a, 14b) : 실링부재
15 : 내부 공간 16 : 배출구
17 : 모터
20 : 전환챔버 21 : 전환챔버몸체
22 : 실링 플레이트 23 : 내부 공간
24 : 배출구 25 : 연결 플랜지
26 : 진공펌프 연결관
30 : 진공챔버 31 : 진공챔버몸체
32(32a, 32b) : 도어 33(33a, 33b) : 합차구동롤러
34 : 전사공급롤러 35 : 권취롤러
36 : 모터 37 : 진공펌프 연결관
10' : 상부챔버 11' : 상부챔버몸체
12'(12a, 12b') : 이송롤러 13' : 유입구
14' : 실링 플레이트 15'; 내부 공간
16' : 진공펌프 연결관
20' : 전환챔버 21' : 전환챔버몸체
22' : 공급롤러 23'(23a', 23b') : 실링부재
24a' : 진공이송롤러 24b' : 아이들롤러
25' : 내부 공간 26' : 모터
30' : 진공챔버 31' : 진공챔버몸체
32'(32a', 32b') : 도어 33'(33a', 33b') : 합차구동롤러
34' : 전사공급롤러 35' : 권취롤러
36' : 모터 37' : 진공펌프 연결관

Claims (8)

  1. 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치에 있어서,
    내부에 공간이 형성되는 상부챔버몸체와, 상기 상부챔버몸체의 상부외측으로 돌출되도록 장착되어 그래핀이 증착된 촉매금속필름을 상부챔버 내부로 공급하기 위해 모터로 구동되는 공급롤러와, 상기 공급롤러와 접촉 구동될 수 있도록 상부챔버몸체에 장착되어 상기 촉매금속필름을 상부챔버 내부로 공급하며 진공을 유지하는 진공이송롤러와, 상기 공급롤러와 접촉 구동될 수 있도록 상기 진공이송롤러의 타측에 장착되어 상부챔버 내부의 진공 유지를 위한 아이들롤러로 구성되는 상부챔버;
    내부에 공간이 형성되는 전환챔버몸체와, 진공이송롤러에서 공급된 촉매금속필름과 함께 진공챔버로 공기가 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 전환챔버몸체의 내측에 장착되어 일정간격을 유지하는 실링 플레이트로 구성되는 전환챔버; 및
    상기 전환챔버를 통해 공급되는 촉매금속필름과 전사필름을 합착하는 한 쌍의 합착구동롤러와, 상기 합착구동롤러의 일측에 장착되어 상기 촉매금속필름과 합착되는 전사필름을 공급하는 전사공급롤러와, 상기 합착구동롤러의 타측에서 상기 합착구동롤러에서 합착된 촉매금속필름과 전사필름을 권취하도록 모터로 구동되는 권취롤러와, 상기 합착구동롤러, 상기 전사공급롤러 및 상기 권취롤러가 장착되고 내부에 공간이 형성되는 진공챔버몸체로 구성되는 진공챔버;를
    포함하는 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치.
  2. 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치에 있어서,
    내부에 공간이 형성되는 상부챔버몸체와, 상기 상부챔버몸체의 상부 외측에 장착되어 그래핀이 증착된 촉매금속필름을 상부챔버 내부로 이송하는 이송롤러와, 상기 이송롤러를 통해 이송되는 촉매금속필름은 통과하되 공기의 유입을 차단하기 위해 상부챔버몸체의 내부 공간에 장착되는 실링 플레이트로 구성되는 상부챔버;
    내부에 공간이 형성되는 전환챔버몸체와, 상기 상부챔버의 내부 공간측으로 노출되도록 상기 전환챔버몸체에 장착되며 상부챔버로부터 이송된 촉매금속필름을 진공챔버로 공급하도록 모터로 구동되는 공급롤러와, 상기 공급롤러와 접촉 구동되도록 상기 전환챔버몸체에 장착되어 상기 촉매금속필름을 진공챔버로 공급하며 진공을 유지하는 진공이송롤러로 구성되는 전환챔버; 및
    상기 전환챔버를 통해 공급되는 촉매금속필름과 전사필름을 합착하는 한 쌍의 합착구동롤러와, 상기 합착구동롤러의 일측에 장착되어 상기 촉매금속필름과 합착되는 전사필름을 공급하는 전사공급롤러와, 상기 합착구동롤러의 타측에서 상기 합착구동롤러에서 합착된 촉매금속필름과 전사필름을 권취하도록 모터로 구동되는 권취롤러와, 상기 합착구동롤러, 상기 전사공급롤러 및 상기 권취롤러가 장착되고 내부에 공간이 형성되는 진공챔버몸체로 구성되는 진공챔버;를
    포함하는 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공급롤러와 접촉되지 않는 진공이송롤러의 상부 일측에는, 상기 상부챔버몸체 내부 공간의 진공 유지를 위한 일측 실링부재가 더 장착되고,
    상기 공급롤러와 접촉되지 않는 아이들롤러의 상부 타측에는, 상기 상부챔버몸체 내부 공간의 진공 유지를 위한 타측 실링부재가 더 장착되는 것을 특징으로 하는 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전환챔버몸체의 내측면과 상기 실링 플레이트의 간격은 상기 촉매금속필름이 통과되면서 진공이 유지될 수 있는 미세간격을 가지는 것을 특징으로 하는 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 전환챔버에는,
    상기 공급롤러와 접촉 구동되면서 전환챔버 내부의 진공 유지를 위한 아이들롤러가 상기 전환챔버몸체에 장착되는 것을 특징으로 하는 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공급롤러와 접촉되지 않는 진공이송롤러의 상부 일측에는, 상기 전환챔버몸체 내부 공간의 진공 유지를 위한 일측 실링부재가 더 장착되고,
    상기 공급롤러와 접촉되지 않는 아이들롤러의 상부 타측에는, 상기 전환챔버몸체 내부 공간의 진공 유지를 위한 타측 실링부재가 더 장착되는 것을 특징으로 하는 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 상부챔버몸체의 내측면과 상기 실링 플레이트의 간격은 상기 촉매금속필름이 통과되면서 진공이 유지될 수 있는 미세간격을 가지는 것을 특징으로 하는 그래핀 전사를 위한 진공 합착장치.
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