KR20140059070A - Apparatus for manufacturing graphene sheet and method for manufacturing graphene sheet - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a graphene sheet manufacturing apparatus comprising: a stage where a graphene laminate formed with a graphene layer on at least one surface is disposed; a dispenser for spraying an etching solution to the graphene laminate; a friction member formed to enable the friction with the graphene laminate; and a driving unit disposed to move the dispenser and the friction member, and a method for manufacturing a graphene sheet.

Description

그래핀 시트 제조 장치 및 그래핀 시트 제조 방법{Apparatus for manufacturing graphene sheet and method for manufacturing graphene sheet} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a graphene sheet manufacturing apparatus and a graphene sheet manufacturing method,

본 발명은 그래핀 시트 제조 장치 및 그래핀 시트 제조 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 공정 편의성 및 그래핀 시트의 특성을 용이하게 향상할 수 있는 그래핀 시트 제조 장치 및 그래핀 시트 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a graphene sheet production apparatus and a graphene sheet production method, and more particularly, to a graphene sheet production apparatus and a graphene sheet production method which can easily improve process convenience and properties of a graphene sheet .

그래핀(graphene)은 탄소 원자들이 2차원 상에서 벌집 모양의 배열을 이루면서 원자 한 층의 두께를 가지는 전도성 물질이다. 탄소 원자들이 3차원으로 쌓이면 흑연, 1차원적으로 말려서 기둥 형태이면 탄소 나노 튜브, 공 모양이 되면 0차원 구조인 풀러렌(fullerene)을 이루게 된다. 그래핀은 탄소만으로 이루어져 구조적, 화학적으로도 매우 안정하다. Graphene is a conductive material with a thickness of one layer of atoms, with the carbon atoms forming a honeycomb arrangement in a two-dimensional fashion. When carbon atoms accumulate in three dimensions, they become graphite. When they are dried one-dimensionally, they form carbon nanotubes. When they are spherical, they form a zero-dimensional structure, fullerene. Graphene consists of only carbon, which is very stable both structurally and chemically.

또한 그래핀은 페르미 수준(Fermi level) 근처에 있는 전자의 유효 질량(effective mass)이 매우 작기 때문에 그래핀 내에서의 전자의 이동 속도는 빛의 속도와 거의 동일하다. 따라서 그 전기적 성질이 매우 우수하므로, 차세대 소자의 재료로 각광받고 있다. 또한, 그래핀의 두께는 탄소 원자 하나의 두께이므로 초고속, 초박형의 전자 소자로의 응용이 기대된다. Also, because graphene has a very small effective mass of electrons in the vicinity of the Fermi level, the rate of electron movement in graphene is nearly equal to the speed of light. Therefore, it has excellent electric properties and is attracting attention as a material of next generation devices. Further, since the thickness of graphene is one thickness of carbon atoms, it is expected to be applied to ultra-fast and ultra-thin electronic devices.

특히 최근 디스플레이 장치는 평판 디스플레이 장치로 대체되고 있는데 평판 디스플레이 장치는 통상적으로 투명전극을 많이 사용한다. 대표적인 투명전극인 ITO(Indium Tin Oxide)는 고가이고 공정의 곤란성으로 인하여 이용의 제약이 있고 특히 플렉시블 디스플레이 장치에 적용하는 것이 용이하지 않다. 이에 반해, 그래핀은 뛰어난 신축성, 유연성 및 투명도를 동시에 가지면서도 상대적으로 간단한 방법으로 합성 및 패터닝이 가능하다는 장점을 가질 것으로 예측되어 이를 생산하는 방법이 연구되고 있다.In particular, recently, display devices have been replaced by flat panel display devices, and flat panel display devices usually use transparent electrodes. Indium Tin Oxide (ITO), which is a representative transparent electrode, is expensive and difficult to process due to its difficulty in use, and is not particularly easy to apply to a flexible display device. In contrast, graphene is expected to have the advantage of being able to synthesize and pattern in a relatively simple manner while having excellent stretchability, flexibility and transparency, and a method of producing the graphene is being studied.

그러나 그래핀의 뛰어난 전기적/기계적/화학적 성질에도 불구하고 제조 공정의 곤란성 및 이로 인한 대량 생산이 어려워 산업적 이용에 한계가 있다. 또한 대량 생산이 가능한 화학적 환원법에 의하여 그래핀을 제조하는 경우 그래핀의 품질이 현저하게 낮다.However, despite the excellent electrical / mechanical / chemical properties of graphene, it is difficult to manufacture in large quantities due to the difficulty of the manufacturing process, which limits the industrial application. The quality of graphene is remarkably low when the graphene is produced by a chemical reduction method capable of mass production.

본 발명은 공정 편의성 및 그래핀 시트의 특성을 용이하게 향상할 수 있는 그래핀 시트 제조 장치 및 그래핀 시트 제조 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a graphene sheet manufacturing apparatus and a graphene sheet manufacturing method which can easily improve process convenience and characteristics of a graphene sheet.

본 발명은 적어도 일면에 그래핀층이 형성된 그래핀 적층체가 배치되는 스테이지, 상기 그래핀 적층체로 식각 용액을 분사하는 디스펜서, 상기 그래핀 적층체와 마찰이 가능하도록 형성된 마찰 부재 및 상기 디스펜서 및 마찰 부재를 이동하도록 배치된 구동부를 포함하는 그래핀 시트 제조 장치를 개시한다.The present invention relates to a method of manufacturing a graphene laminate, which comprises a stage on which a graphene laminate having at least one surface is formed, a dispenser for spraying the etching solution onto the graphene laminate, a friction member formed to be able to friction with the graphene laminate, A graphene sheet manufacturing apparatus comprising a driving part arranged to move.

본 발명에 있어서 상기 구동부는 상기 디스펜서에 연결되어 상기 디스펜서가 일 방향 또는 이와 반대 방향으로 이동하면서 상기 그래핀 적층체로 식각 용액을 분사하도록 제어할 수 있다.In the present invention, the driving unit may be connected to the dispenser to control the dispensing of the etching solution into the graphene laminate while the dispenser moves in one direction or the opposite direction.

본 발명에 있어서 상기 구동부는 상기 마찰 부재에 연결되어 상기 마찰 부재가 상기 그래핀 적층체에 가하는 압력의 크기를 조절할 수 있도록 상기 마찰 부재를 일 방향 또는 이와 반대 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.In the present invention, the driving unit may be controlled to move the friction member in one direction or in the opposite direction so as to adjust the magnitude of pressure applied to the graphene laminate by the friction member.

본 발명에 있어서 상기 구동부는 상기 마찰 부재가 회전 운동하도록 제어할수 있다.In the present invention, the driving unit may control the friction member to rotate.

본 발명에 있어서 상기 스테이지는 상기 그래핀 적층체를 흡착하도록 형성된 하나 이상의 흡착홀을 구비할 수 있다.In the present invention, the stage may include at least one adsorption hole formed to adsorb the graphene laminate.

본 발명에 있어서 상기 스테이지는 상기 디스펜서에서 분사된 식각 용액을 배출하는 하나 이상의 배출홀을 구비할 수 있다.In the present invention, the stage may include at least one discharge hole for discharging the etchant sprayed from the dispenser.

본 발명에 있어서 상기 그래핀 적층체는 촉매 기판, 상기 촉매 기판의 마주보는 양면에 형성된 제1 그래핀층 및 제2 그래핀층을 포함할 수 있다.In the present invention, the graphene laminate may include a catalyst substrate, a first graphene layer and a second graphene layer formed on opposite sides of the catalyst substrate.

본 발명에 있어서 상기 그래핀 적층체는 캐리어 필름에 접합된 채 스테이지에 배치될 수 있다.In the present invention, the graphene laminate may be disposed on the stage while being bonded to the carrier film.

본 발명의 다른 측면에 따르면 촉매 기판의 양면에 제1 그래핀층 및 제2 그래핀층이 각각 형성된 그래핀 적층체를 준비하는 단계, 상기 그래핀 적층체를 캐리어 필름과 접합하는 단계, 상기 그래핀 적층체가 접합된 캐리어 필름을 스테이지에 배치하는 단계 및 디스펜서를 이동하면서 상기 디스펜서로부터 상기 제2 그래핀층 방향으로 식각 용액을 분사하고, 마찰 부재를 이동하면서 상기 제2 그래핀층과 마찰시키면서 상기 제2 그래핀층을 식각하는 단계를 포함하는 그래핀 시트 제조 방법을 개시한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: preparing a graphene laminate having a first graphene layer and a second graphene layer formed on both sides of a catalyst substrate; bonding the graphene laminate to a carrier film; A step of disposing a carrier film having a sieve bonded thereto on the stage and spraying an etching solution from the dispenser in the direction of the second graphene layer while moving the dispenser while frictionally moving the friction member with the second graphene layer, The method comprising the steps of:

본 발명에 관한 그래핀 시트 제조 장치 및 그래핀 시트 제조 방법은 공정 편의성 및 그래핀 시트의 특성을 용이하게 형성할 수 있다.The graphene sheet producing apparatus and the graphene sheet producing method according to the present invention can easily form process convenience and graphene sheet characteristics.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 그래핀 시트 제조 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 그래핀 시트 제조 장치를 도시한 정면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 4는 도 3의 캐리어 필름 및 그래핀 적층체를 확대한 도면이다.
도 5a는 도 1의 그래핀 시트 제조 장치를 이용하여 일면의 그래핀층을 식각한 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 5b는 도 5a의 변형예를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 그래핀 시트 제조 방법에 따라 제조된 그래핀 시트이다.
도 7a 및 도 7b는 도 6의 그래핀 시트를 이용하여 그래핀층을 기판에 전사하는 예를 도시한 도면들이다.1 is a perspective view schematically showing a graphene sheet producing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a front view showing the graphene sheet producing apparatus of Fig. 1;
3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in Fig.
Fig. 4 is an enlarged view of the carrier film and the graphene laminate of Fig. 3;
FIG. 5A is a schematic cross-sectional view showing a state in which a graphene layer on one side is etched using the apparatus for producing graphene sheets of FIG. 1; FIG.
Fig. 5B is a schematic cross-sectional view showing a modification of Fig. 5A.
Fig. 6 is a graphene sheet produced according to the method of manufacturing a graphene sheet according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 7A and 7B are views showing examples of transferring a graphene layer onto a substrate using the graphene sheet of FIG. 6;

이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 그래핀 시트 제조 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 그래핀 시트 제조 장치를 도시한 정면도이고, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절취한 단면도이고, 도 4는 도 3의 캐리어 필름 및 그래핀 적층체를 확대한 도면이다.FIG. 1 is a perspective view schematically showing a graphene sheet producing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view showing the graphene sheet producing apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross- FIG. 4 is an enlarged view of the carrier film and the graphene laminate of FIG. 3. FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면 그래핀 시트 제조 장치(100)는 스테이지(130), 디스펜서(140), 마찰 부재(150) 및 구동부(160)를 포함한다.1 to 3, the graphene sheet manufacturing apparatus 100 includes a stage 130, a dispenser 140, a friction member 150, and a driving unit 160.

스테이지(130)에는 그래핀 적층체(110)를 배치한다. 스테이지(130)에 그래핀 적층체(110)가 배치된 채 공정이 진행되므로 스테이지(130)는 그래핀 적층체(110)를 손상하지 않으면서 그래핀 적층체(110)를 안정적으로 지지하도록 형성된다. The graphene laminate 110 is disposed on the stage 130. The process proceeds with the graphene laminate 110 disposed on the stage 130 so that the stage 130 is formed to stably support the graphene laminate 110 without damaging the graphene laminate 110 do.

그래핀 적층체(110)는 구체적으로 캐리어 필름(120)과 접합된 채 스테이지(130)에 배치된다. The graphene laminate 110 is placed on the stage 130, specifically bonded to the carrier film 120.

도 3에 도시된 것과 같이 스테이지(130)는 하나 이상의 흡착홀(135)을 구비한다. 흡착홀(135)은 압력 조절 부재(미도시)에 연결되어 그래핀 적층체(110)가 접합된 캐리어 필름(120)을 흡착하여 그래핀 적층체(110)가 접합된 캐리어 필름(120)이 스테이지(130)의 표면에서 움직이지 않고 안정적으로 배치되도록 한다.As shown in Fig. 3, the stage 130 has one or more adsorption holes 135. As shown in Fig. The adsorption hole 135 is connected to a pressure regulating member (not shown) to adsorb the carrier film 120 to which the graphene laminate 110 is bonded to form a carrier film 120 to which the graphene laminate 110 is bonded And stably arranged on the surface of the stage 130 without moving.

그래핀 적층체(110)는 도 4에 도시된 것과 같이 제1 그래핀층(111), 촉매 기판(113) 및 제2 그래핀층(112)을 포함한다. The graphene laminate 110 includes a first graphene layer 111, a catalyst substrate 113, and a second graphene layer 112 as shown in FIG.

촉매 기판(113)은 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 철(Fe), 백금(Pt), 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 로듐(Rh), 규소(Si), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 텅스텐(W) 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 함유할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고 촉매 기판(113)은 다양한 금속, 금속 합금 또는 그래핀과 유사한 격자 간격을 갖는 세라믹 물질 또는 육방정계 질화붕소(h-BN)으로 형성할 수도 있다. The catalyst substrate 113 is made of a metal such as copper, nickel, cobalt, iron, platinum, gold, aluminum, chromium, (Mn), molybdenum (Mo), rhodium (Rh), silicon (Si), tantalum (Ta), titanium (Ti), tungsten (W) and the like. However, the present invention is not limited to this, and the catalyst substrate 113 may be formed of a ceramic material having a lattice spacing similar to that of various metals, metal alloys or graphenes or hexagonal boron nitride (h-BN).

촉매 기판(113)의 서로 마주보는 양면에 제1 그래핀층(111) 및 제2 그래핀층(112)이 각각 배치된다. 촉매 기판(113)을 이용하여 양면에 제1 그래핀층(111) 및 제2 그래핀층(112)을 형성하는 방법은 다양할 수 있는데, 구체적인 예로서 CVD(chemical vapor deposition)를 이용할 수 있다.The first graphene layer 111 and the second graphene layer 112 are disposed on both sides of the catalyst substrate 113 facing each other. The method of forming the first graphene layer 111 and the second graphene layer 112 on both sides using the catalyst substrate 113 may be various. For example, chemical vapor deposition (CVD) may be used.

그리고 나서 그래핀 적층체(110)의 일면에 캐리어 필름(120)을 결합한다. 캐리어 필름(120)은 접착성 물질을 함유하여 그래핀 적층체(110)와 용이하게 접합할 수 있다. 구체적으로 그래핀 적층체(110)의 제1 그래핀층(111)과 캐리어 필름(120)이 접합될 수 있다. 캐리어 필름(120)은 필요에 따라 후속 공정 중 원하는 때에 제1 그래핀층(111)으로부터 박리될 수 있는데 예를들면 열을 가하여 박리될 수 있다.Then, the carrier film 120 is bonded to one surface of the graphene laminate 110. The carrier film 120 contains an adhesive material and can be easily bonded to the graphene laminate 110. Specifically, the first graphene layer 111 of the graphene laminate 110 and the carrier film 120 may be bonded. If desired, the carrier film 120 may be peeled off from the first graphene layer 111 at a desired time in the subsequent process, for example, by applying heat.

그래핀 적층체(110)이 접합된 캐리어 필름(120)을 스테이지(130)에 배치할 때 구체적으로 캐리어 필름(120)이 스테이지(130)를 향하도록 하여 제2 그래핀층(112)이 스테이지(130)의 반대 방향을 향하도록 배치된다.When the carrier film 120 to which the graphene laminate 110 is bonded is placed on the stage 130, specifically, the carrier film 120 is directed to the stage 130, and the second graphene layer 112 is placed on the stage 130 130, respectively.

디스펜서(140)가 스테이지(130)상부에 배치된다. 디스펜서(140)는 하나 이상의 노즐(미도시)을 구비하여 식각 용액(S)을 스테이지(130)방향, 구체적으로 스테이지(130)에 배치된 그래핀 적층체(110)의 제2 그래핀층(112)방향으로 분사한다.A dispenser 140 is disposed above the stage 130. The dispenser 140 is provided with one or more nozzles (not shown) to move the etching solution S toward the stage 130, specifically to the second graphene layer 112 of the graphene laminate 110 disposed on the stage 130 ) Direction.

디스펜서(140)가 원활하게 식각 용액(S)을 분사하도록 디스펜서(140)는 저장부(145)에 연결된다. 저장부(145)는 식각 용액(S)을 수용하여 원하는 때에 디스펜서(140)로 식각 용액(S)을 공급한다. 디스펜서(140)와 저장부(145)는 연결 부재(143)에 의하여 연결된다. 즉 저장부(145)에 수용된 식각 용액(S)은 관과 같은 형태를 갖는 연결 부재(143)를 통하여 디스펜서(140)에 전달된다.The dispenser 140 is connected to the storage part 145 so that the dispenser 140 smoothly ejects the etching solution S. [ The storage unit 145 receives the etching solution S and supplies the etching solution S to the dispenser 140 at a desired time. The dispenser 140 and the storage part 145 are connected by a connecting member 143. That is, the etching solution S stored in the storage part 145 is transferred to the dispenser 140 through the connecting member 143 having the shape of a tube.

디스펜서(140)로부터 전달된 식각 용액(S)은 제2 그래핀층(112)을 식각할 수 있는 다양한 종류일 수 있다. 이를 통하여 제2 그래핀층(112)은 식각되고 제거될 수 있다.The etchant solution S delivered from the dispenser 140 may be of various types capable of etching the second graphene layer 112. Through which the second graphene layer 112 can be etched and removed.

마찰 부재(150)는 그래핀 적층체(110)의 제2 그래핀층(112)을 향하도록 배치되고 디스펜서(140)와 인접하도록 배치된다. 바람직하게는 마찰 부재(150)는 디스펜서(140)와 이격되는 범위에서 최대한 가깝게 배치된다. The friction member 150 is disposed facing the second graphene layer 112 of the graphene laminate 110 and disposed adjacent the dispenser 140. Preferably, the friction member 150 is disposed as close as possible to the extent that it is spaced apart from the dispenser 140.

마찰 부재(150)는 식각 용액(S)이 디스펜서(140)로부터 제2 그래핀층(112)방향으로 분사되어 제2 그래핀층(112)을 식각 시 제2 그래핀층(112)과 마찰하여 제2 그래핀층(112)을 보다 효과적으로 식각하도록 한다. 이를 위하여 마찰 부재(150)는 소정의 마찰력을 제공할 수 있는 섬유 소재, 예를들면 융을 이용하여 형성될 수 있다. 이 때 공정 조건에 따라 마찰 부재(150)가 제2 그래핀층(112)에 가해지는 압력을 다르게 할 수 있다. 이는 후술한 구동부(160)를 통하여 제어할 수 있다.The friction member 150 is formed by spraying the etching solution S from the dispenser 140 in the direction of the second graphene layer 112 to rub against the second graphene layer 112 during the etching of the second graphene layer 112, Thereby etching the graphene layer 112 more effectively. For this purpose, the friction member 150 may be formed using a fiber material, for example, Jung, which can provide a predetermined frictional force. At this time, the pressure applied to the second graphene layer 112 by the friction member 150 can be made different according to the process conditions. This can be controlled through the driving unit 160 described later.

구동부(160)는 디스펜서(140) 및 마찰 부재(150)를 구동하도록 배치된다. The driving unit 160 is arranged to drive the dispenser 140 and the friction member 150.

구체적으로 구동부(160)는 디스펜서(140)에 연결되어 디스펜서(140)의 이동을 가능케한다. 즉, 도 2에 도시된 대로 구동부(160)는 일 방향(화살표 M1방향) 및 이와 반대 방향으로 이동이 가능하므로 이에 연결된 디스펜서(140)를 구동하여 그래핀 적층체(110)에 연속적으로 식각 용액(S)을 분사하여 제2 그래핀층(112)을 연속적으로 식각하는 것이 가능하다. 또한 구동부(160)에 연결된 마찰 부재(150)도 연속적으로 제2 그래핀층(112)과 마찰하면서 식각 공정의 효율성을 향상한다.More specifically, the driving unit 160 is connected to the dispenser 140 to enable the dispenser 140 to move. 2, since the driving unit 160 can move in one direction (the direction of the arrow M1) and in the opposite direction, the dispenser 140 connected thereto is driven to continuously supply the etching solution to the graphene laminate 110 It is possible to successively etch the second graphene layer 112 by spraying the first graphene layer (S). The friction member 150 connected to the driving unit 160 also continuously rubs against the second graphene layer 112 to improve the efficiency of the etching process.

구동부(160)는 도 2에 도시된 일 방향(화살표 M2 방향) 및 이와 반대 방향으로 이동이 가능하므로 이와 연결된 디스펜서(140) 및 마찰 부재(150)와 제2 그래핀층(112)간의 간격을 용이하게 제어할 수 있다. 특히 마찰 부재(150)로 인하여 제2 그래핀층(112)에 가해지는 압력이 공정 조건에 따라 중요한 데 구동부(160)를 이용하여 마찰 부재(150)의 상, 하 이동을 제어하여 마찰 부재(150)로 인하여 제2 그래핀층(112)에 가해지는 압력을 용이하게 조절할 수 있다.Since the driving unit 160 can move in one direction (arrow M2 direction) and the opposite direction shown in FIG. 2, the gap between the dispenser 140 and the friction member 150 and the second graphene layer 112 connected thereto can be easily . Particularly, the pressure applied to the second graphene layer 112 due to the friction member 150 is important depending on the process conditions. The driving unit 160 controls the upward and downward movement of the friction member 150, The pressure applied to the second graphene layer 112 can be easily controlled.

또한, 구동부(160)는 마찰 부재(150)의 회전 운동을 가능케한다. 즉 도 2에 도시된 대로 구동부(160)는 적어도 일 방향(화살표 C 방향)으로 마찰 부재(150)가 회전하도록 한다. 이를 통하여 디스펜서(140)로부터 식각 용액(S)이 분사 시 마찰 부재(150)를 통한 제2 그래핀층(112)의 식각 공정의 효율성이 증대된다.In addition, the driving unit 160 enables rotational movement of the friction member 150. That is, as shown in FIG. 2, the driving unit 160 causes the friction member 150 to rotate in at least one direction (the direction of the arrow C). This increases the efficiency of the etching process of the second graphene layer 112 through the friction member 150 when the etching solution S is injected from the dispenser 140.

구동부(160)를 통하여 디스펜서(140)가 이동하므로 디스펜서(140)에 연결된 연결 부재(143) 및 저장부(145)도 디스펜서(140)와 함께 이동할 수 있다. 또한 다른 예로서, 연결 부재(143)를 유연한 재질로 형성하여 저장부(145)는 이동하지 않고 고정될 수도 있다.The dispenser 140 moves through the driving unit 160 so that the connecting member 143 and the storage unit 145 connected to the dispenser 140 can move together with the dispenser 140. As another example, the connection member 143 may be formed of a flexible material so that the storage unit 145 may be fixed without moving.

스테이지(130)의 측면에는 가이드 부재(131)가 배치될 수 있다. 가이드 부재(131)는 구체적으로 구동부(160)의 이동 방향, 즉 화살표 M1 방향과 나란하게 배치될 수 있다. 가이드 부재(131)는 그래핀 적층체(110) 및 캐리어 필름(120)이 스테이지(130)에서 벗어나는 것을 방지하고, 디스펜서(140)에서 분사된 식각 용액(S)이 퍼지는 것을 차단한다.A guide member 131 may be disposed on a side surface of the stage 130. Specifically, the guide member 131 may be disposed in parallel to the moving direction of the driving unit 160, that is, the direction of the arrow M1. The guide member 131 prevents the graphene laminate 110 and the carrier film 120 from deviating from the stage 130 and blocks the spread of the etching solution S injected from the dispenser 140. [

또한, 디스펜서(140)에서 분사되어 제2 그래핀층(112)의 식각 공정에 사용되고 남은 식각 용액(S) 또는 식각 공정 후 발생한 부산물을 포함하는 잔여물(W)을 수집하도록 수집부(180)가 배치될 수 있다. 수집부(180)는 스테이지(130)의 하부에 배치된다.The collecting unit 180 collects the residual W that is sprayed from the dispenser 140 and used in the etching process of the second graphene layer 112 and includes the remaining etching solution S or the by- . The collecting unit 180 is disposed below the stage 130.

이 때 잔여물(W)의 효과적인 수집을 위하여 스테이지(130)에는 하나 이상의 배출홀이 구비될 수 있는데, 전술한 스테이지(130)의 흡착홀(135)이 배출홀 기능을 겸할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고 흡착홀(135)과 배출홀을 별도로 형성할 수 있음은 물론이다.At this time, the stage 130 may be provided with one or more discharge holes for effectively collecting the residue W, and the suction holes 135 of the above-described stage 130 may also serve as a discharge hole function. However, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the suction holes 135 and the discharge holes may be formed separately.

배출홀을 통하여 수집부(180)에 수집된 잔여물(W)을 그대로 또는 소정의 추가 불순물 제거 공정을 진행하여 식각 용액(S)등으로 재활용 할 수 있다.The residue W collected in the collecting unit 180 through the discharge holes can be directly used as the etching solution S or the like by proceeding with a predetermined additional impurity removing process.

또한 도시하지 않았으나 공정의 전체적인 조건을 표시 및 제어하도록 디스플레이부(미도시)를 추가적으로 배치할 수 있다.Although not shown, a display unit (not shown) may be additionally disposed to display and control the overall conditions of the process.

본 실시예의 그래핀 시트 제조 장치(100)를 이용한 공정을 개략적으로 설명한다.A process using the graphene sheet manufacturing apparatus 100 of this embodiment will be schematically described.

촉매 기판(113)의 양면에 제1, 2 그래핀층(111, 112)이 형성된 그래핀 적층체(110)을 준비한 후, 그래핀 적층체(110)에 캐리어 필름(120)을 접합한다. 그리고 나서 캐리어 필름(120)을 스테이지(130)에 배치한다.The graphene laminate 110 having the first and second graphene layers 111 and 112 formed on both sides of the catalyst substrate 113 is prepared and then the carrier film 120 is bonded to the graphene laminate 110. [ Then, the carrier film 120 is placed on the stage 130.

그리고 나서, 디스펜서(140)에서 식각 용액(S)을 제2 그래핀층(112)로 분사하고 이와 동시에 또는 순차적으로 마찰 부재(150)를 제2 그래핀층(112)과 마찰시켜 제2 그래핀층(112)을 식각한다.The etching solution S is then sprayed onto the second graphene layer 112 in the dispenser 140 and simultaneously or sequentially rubbed against the second graphene layer 112 to form the second graphene layer 112 112 are etched.

도 5a는 도 1의 그래핀 시트 제조 장치를 이용하여 일면의 그래핀층을 식각한 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.FIG. 5A is a schematic cross-sectional view showing a state in which a graphene layer on one side is etched using the apparatus for producing graphene sheets of FIG. 1; FIG.

즉, 캐리어 필름(120)상에 제1 그래핀층(111) 및 촉매 기판(113)이 잔존한다. 또한 선택적 실시예로서, 도 5b에 도시된 대로 제1 그래핀층(111)뿐만 아니라 촉매 기판(113)의 일부층도 식각되어 제거된 식각 촉매 기판(113a)이 잔존할 수도 있음은 물론이다.That is, the first graphene layer 111 and the catalyst substrate 113 remain on the carrier film 120. 5B, it is also possible that not only the first graphene layer 111 but also a part of the catalyst substrate 113 is etched to remove the etching catalyst substrate 113a.

본 실시예에서는 구동부(160)를 이용하여 디스펜서(140) 및 마찰 부재(150)를 이동하면서 식각 공정을 진행하므로 제2 그래핀층(112)을 효과적으로 식각할 수 있다. 특히, 그래핀 적층체(110)전체를 식각 용액(S)이 담긴 용기에 넣을 필요가 없으므로 불필요한 식각 용액의 낭비를 막고, 원하는 부분만 효과적으로 식각하므로 식각이 되어서는 안되는 층, 즉 제1 그래핀층(111)이 식각되는 것을 효과적으로 차단한다. In this embodiment, the second graphene layer 112 can be effectively etched because the etching process is performed while moving the dispenser 140 and the friction member 150 using the driving unit 160. In particular, since it is not necessary to place the entire graphene laminate 110 in a container containing the etching solution S, it is possible to prevent unnecessary waste of the etching solution and efficiently etch only the desired portion, Thereby effectively preventing the substrate 111 from being etched.

그리고 나서 도 6에 도시된 대로 다양한 방법을 이용하여 촉매 기판(113)을 제거하여 캐리어 필름(120)에 제1 그래핀층(111)이 형성된 그래핀 시트(190)를 최종적으로 완성한다.6, the catalyst substrate 113 is removed using various methods to finally complete the graphene sheet 190 having the first graphene layer 111 formed on the carrier film 120.

이러한 그래핀 시트(190)는 다양한 용도에 적용된다. 예를들면 디스플레이 장치와 같은 다양한 전자 소자의 도전층으로 사용될 수 있다. This graphene sheet 190 is applied to various applications. For example, as a conductive layer of various electronic devices such as a display device.

도 7a 및 도 7b는 도 6의 그래핀 시트를 이용하여 제1 그래핀층(111)을 기판(101)에 전사하는 예를 도시한 도면들이다.FIGS. 7A and 7B are views showing an example of transferring the first graphene layer 111 to the substrate 101 using the graphene sheet of FIG.

그래핀 시트(190)와 대향하도록 기판(101)을 준비하고, 전사 공정을 이용하여 기판(101)에 제1 그래핀층(111)을 전사하고 캐리어 필름(120)은 제거한다. 선택적으로 후속 공정으로 패터닝 공정을 진행하여 제1 그래핀층(111)을 원하는 패턴을 갖도록 형성하는 것도 물론가능하다 할 것이다.The substrate 101 is prepared so as to face the graphen sheet 190 and the first graphene layer 111 is transferred to the substrate 101 using a transfer process and the carrier film 120 is removed. Alternatively, it is of course possible to form the first graphene layer 111 to have a desired pattern by performing a patterning process in a subsequent process.

도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 그래핀 시트 제조 장치
110: 그래핀 적층체
120: 캐리어 필름
130: 스테이지
140: 디스펜서
150: 마찰 부재
160: 구동부100: Grain sheet manufacturing apparatus
110: Graphene laminate
120: carrier film
130: stage
140: Dispenser
150: Friction member
160:

Claims (9)

적어도 일면에 그래핀층이 형성된 그래핀 적층체가 배치되는 스테이지;
상기 그래핀 적층체로 식각 용액을 분사하는 디스펜서;
상기 그래핀 적층체와 마찰이 가능하도록 형성된 마찰 부재; 및
상기 디스펜서 및 마찰 부재를 이동하도록 배치된 구동부;를 포함하는 그래핀 시트 제조 장치.A stage in which a graphene laminate having a graphene layer formed on at least one surface thereof is disposed;
A dispenser for spraying etching solution onto the graphene laminate;
A friction member formed to be able to friction with the graphene laminate; And
And a driving unit arranged to move the dispenser and the friction member. 제1 항에 있어서,
상기 구동부는 상기 디스펜서에 연결되어 상기 디스펜서가 일 방향 또는 이와 반대 방향으로 이동하면서 상기 그래핀 적층체로 식각 용액을 분사하도록 제어하는 그래핀 시트 제조 장치.The method according to claim 1,
Wherein the driving unit is connected to the dispenser and controls the dispenser to spray the etching solution into the graphene laminate while moving the dispenser in one direction or in the opposite direction. 제1 항에 있어서,
상기 구동부는 상기 마찰 부재에 연결되어 상기 마찰 부재가 상기 그래핀 적층체에 가하는 압력의 크기를 조절할 수 있도록 상기 마찰 부재를 일 방향 또는 이와 반대 방향으로 이동하도록 제어하는 그래핀 시트 제조 장치.The method according to claim 1,
Wherein the driving unit is connected to the friction member and controls the friction member to move in one direction or the opposite direction so as to adjust the magnitude of pressure applied to the graphene laminate by the friction member. 제1 항에 있어서,
상기 구동부는 상기 마찰 부재가 회전 운동하도록 제어하는 그래핀 시트 제조 장치.The method according to claim 1,
Wherein the driving unit controls the friction member to rotate. 제1 항에 있어서,
상기 스테이지는 상기 그래핀 적층체를 흡착하도록 형성된 하나 이상의 흡착홀을 구비하는 그래핀 시트 제조 장치.The method according to claim 1,
Wherein the stage has at least one adsorption hole formed to adsorb the graphene laminate. 제1 항에 있어서,
상기 스테이지는 상기 디스펜서에서 분사된 식각 용액을 배출하는 하나 이상의 배출홀을 구비하는 그래핀 시트 제조 장치.The method according to claim 1,
Wherein the stage has at least one discharge hole for discharging the etchant sprayed from the dispenser. 제1 항에 있어서,
상기 그래핀 적층체는 촉매 기판, 상기 촉매 기판의 마주보는 양면에 형성된 제1 그래핀층 및 제2 그래핀층을 포함하는 그래핀 시트 제조 장치.The method according to claim 1,
Wherein the graphene laminate comprises a catalyst substrate, a first graphene layer formed on opposite sides of the catalyst substrate, and a second graphene layer. 제1 항에 있어서,
상기 그래핀 적층체는 캐리어 필름에 접합된 채 스테이지에 배치되는 그래핀 시트 제조 장치.The method according to claim 1,
Wherein the graphene laminate is disposed on the stage while being bonded to the carrier film. 촉매 기판의 양면에 제1 그래핀층 및 제2 그래핀층이 각각 형성된 그래핀 적층체를 준비하는 단계;
상기 그래핀 적층체를 캐리어 필름과 접합하는 단계;
상기 그래핀 적층체가 접합된 캐리어 필름을 스테이지에 배치하는 단계; 및
디스펜서를 이동하면서 상기 디스펜서로부터 상기 제2 그래핀층 방향으로 식각 용액을 분사하고, 마찰 부재를 이동하면서 상기 제2 그래핀층과 마찰시키면서 상기 제2 그래핀층을 식각하는 단계를 포함하는 그래핀 시트 제조 방법.
Preparing a graphene laminate in which a first graphene layer and a second graphene layer are formed on both sides of a catalyst substrate, respectively;
Bonding the graphene laminate to a carrier film;
Disposing a carrier film to which the graphene laminate is bonded on a stage; And
And etching the second graphene layer while rubbing against the second graphene layer while moving the friction member while spraying an etching solution from the dispenser toward the second graphene layer while moving the dispenser .
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