KR20170003808A - 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름, 및 그 제조 방법 - Google Patents

그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름, 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 제조 방법이 제공된다. 상기 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 제조 방법은, 그래핀 산화물 및 폴리머를 준비하는 단계, 상기 그래핀 산화물 및 상기 폴리머를 동시에 용해하는 용매에, 상기 그래핀 산화물 및 상기 폴리머를 혼합하여, 소스 용액을 제조하는 단계, 및 상기 소스 용액을 열 처리하여, 상기 그래핀 산화물을 환원 및 연소되어 그래핀 및 반응 가스 가 생성되고, 상기 반응 가스에 의해 발포되어 제조된 다공성 폴리머 매트릭스 내에 상기 그래핀이 분산된 전자파 차폐 필름을 제조하는 단계를 포함한다.

Description

그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름, 및 그 제조 방법{Graphene polymer composite film for shielding electromagnetic wave, and method of fabricating the same}
본 발명은 전자파 차폐 필름, 및 그 제조 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름, 및 그 제조 방법에 관련된 것이다.
최근 PC, 휴대용 단말기, 휴대용 미디어 플레이어 등 다양한 디지털 전자 기기가 널리 보급되고 있다. 이에 따라, 전자 기기에서 발생하는 전자파가, 공간을 통해 다른 전자 기기에 영향을 미치거나, 또는 전선 또는 PCB 등을 통해 다른 전자 기기에 영향을 미쳐, 오작동을 유발하는 문제가 있다.
이러한 전자파 장해는, 컴퓨터의 오작동에서부터 공장의 전소 사고에 이르기까지 다양하게 나타나고 있으며, 나아가 전자파가 인체에 부정적인 영향을 미치는 연구 결과가 속속 발표되면서, 건강에 대한 우려와 관심도 높아지고 있다. 또한, 선진국을 중심으로 전자파 장해에 대한 규제 강화와 대책 마련에 부심하면서, 다양한 전자 전기 제품에 대한 전자파 차폐 기술이 전자 산업의 핵심 기술 분야로 떠오르고 있다.
이에 따라, 전자파 차폐를 위한 다양한 기술들이 개발되고 있다. 예를 들어, 대한민국 특허 등록 공보 10-0995563(출원번호 10-2010-0041847, 출원인 주식회사 이녹스)에는, 접착력, 내열성, 전기 전도성, 굴곡성 등이 오수하고, 연성 인쇄회로 기판에 적용 가능한 전자파 차폐용 전기 전도성 접착 필름이 개시되어 있다.
대한민국 특허 등록 공보 10-0995563
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 고신뢰성의 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 전자파 차폐율이 향상된 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 공정이 간소화된 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 단가가 감소된 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 경량화 및 소형화되어 휴대성이 우수한 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 제조 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 제조 방법은, 그래핀 산화물 및 폴리머를 준비하는 단계, 상기 그래핀 산화물 및 상기 폴리머를 동시에 용해하는 용매에, 상기 그래핀 산화물 및 상기 폴리머를 혼합하여, 소스 용액을 제조하는 단계, 및 상기 소스 용액을 열 처리하여, 상기 그래핀 산화물을 환원 및 연소되어 그래핀 및 반응 가스 가 생성되고, 상기 반응 가스에 의해 발포되어 제조된 다공성 폴리머 매트릭스 내에 상기 그래핀이 분산된 전자파 차폐 필름을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액 내의 상기 그래핀 산화물의 분산도에 따라서, 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내의 상기 그래핀의 분산도가 조절될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액 내의 상기 그래핀 산화물의 분산도가 낮을수록, 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내의 상기 그래핀의 분산도가 증가될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액은, 금속, 금속 산화물, 고분자, 또는 카본계 물질 중에서 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액 내의 상기 그래핀 산화물은 30wt% 미만일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액 내의 상기 그래핀 산화물의 함량이 증가할수록, 상기 전자파 차폐 필름의 강도가 감소될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액 내의 상기 그래핀 산화물이 함량이 감소될수록, 상기 전자파 차폐 필름의 면 저항이 증가될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 반응 가스는 이산화탄소, 또는 일산화탄소를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름은, 발포 공정으로 형성된 다공성 폴리머 매트릭스, 및 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내에 분산된 그래핀을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 그래핀은 그래핀 산화물로부터 제조되고, 상기 그래핀 산화물은 상기 발포 공정의 발포제로 작용할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 그래핀 산화물 및 폴리머를 용해하여 소스 용액을 제조하고, 소스 용액을 열처리하여, 다공성 폴리머 매트릭스 내에 그래핀이 분산된 전자파 차폐 필름이 제조될 수 있다. 이에 따라, 제조 공정이 간소화되어 제조 비용이 감소되고, 경량화 및 소형화된 고신뢰성의 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 폴리 복합 전자파 차폐 필름의 전자파 차폐율을 측정한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 그래핀 산화물의 함량을 달리하여 제조된 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 그래핀 산화물의 함량을 달리하여 제조된 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 SEM 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 그래핀 산화물의 함량을 달리하여 제조된 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름 면 저항 측정 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 용매의 종류를 달리하여 제조된 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 SEM 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 일 활용 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 다른 활용 예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 그래핀 산화물 및 폴리머가 준비된다(S110). 일 실시 예에 따르면, 상기 폴리머는 PDMS(Polydimethylsiloxane)일 수 있다. 또는, 상기 폴리머는 PE(Polyethylene), PMMA(Poly(methyl methacrylate)), PS(polystyrene), PET(Polyethylene terephthalate) 등을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 폴리머는 점착 성질을 가질 수 있다.
상기 그래핀 산화물 및 폴리머를 동시에 용해하는 용매에, 상기 그래핀 산화물 및 상기 폴리머를 혼합하여, 소스 용액이 제조될 수 있다(S120). 상기 폴리머 대비 상기 그래핀 산화물의 함량이 증가될수록, 상기 소스 용액을 이용하여 제조되는 전자파 차폐 필름의 기계적 물성이 저하될 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 용액 내에 상기 그래핀 산화물의 비율이 30wt% 이상인 경우, 상기 소스 용액을 이용하여 제조되는 전자파 차폐 필름의 기계적 물성이 현저하게 저하될 수 있다.
또한, 상기 폴리머 대비 상기 그래핀 산화물의 함량이 감소될수록, 상기 소스 용액을 이용하여 제조되는 상기 전자파 차폐 필름의 면 저항이 증가될 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 용액 내에 상기 그래핀 산화물의 비율이 5wt% 이하인 경우, 상기 소스 용액을 이용하여 제조되는 상기 전자파 차폐 필름의 전기 전도도가 현저하게 감소될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액 내에 상기 그래핀 산화물의 비율은 5wt% 초과 30wt% 미만일 수 있다.
상술된 바와 같이, 상기 용매는, 상기 그래핀 산화물 및 상기 폴리머에 대한 용해도(solubility)가 높은 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는, perfluorotributylamine, perfluorodecalin, pentane, diisopropylamine, hexanes, n-heptane, triethylamine, ether, cyclohexane, trichloroethylene, dimethoxyethane, xylenes, toluene, ethyl acetate, benzene, chloroform, 2-butanone, tetrahydrofuran, dimethyl carbonate, chlorobenzene, methylene chloride, acetone, dioxane, pyridine, N-methylpyrrolidone, tert-butyl alcohol, acetonitrile, 1-propanol, phenol, dimethylformamide, nitromethane, ethyl alcohol, dimethyl sulfoxide, propylene carbonate, methanol, ethylene glycol, 또는 glycerol　중에서 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 용매에, 상기 그래핀 산화물 및 상기 폴리머 외에, 금속, 금속 산화물, 고분자, 또는 카본계 물질 중에서 적어도 어느 하나가 더 첨가될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속은, 구리(Cu), 철(Fe), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 은(Ag), 또는 금(Au) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 금속 산화물은, 아연 산화물(ZnO), 주석 산화물(SnO2), 철 산화물(Fe2O3), 지르코늄 산화물(ZrO2), 또는 티타늄 산화물(TiO2) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 고분자는 폴리피롤(Polypyrrole), 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리아닐린(Polyaniline) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 카본계 물질은 카본 블랙(carbon black), 카보 파이버(carbon fiber), 또는 탄소나노튜브(CNT) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 소스 용액을 열 처리하여, 다공성 폴리머 매트릭스 내에 그래핀이 분산된 전자파 차폐 필름이 제조될 수 있다(S130). 예를 들어, 상기 소스 용액은, 80~400℃로 열 처리될 수 있다.
상기 소스 용액이 열 처리되어, 상기 그래핀 산화물이 환원 및 연소될 수 있다. 이에 따라, 상기 그래핀 및 반응 가스가 생성될 수 있다. 상기 반응 가스는, 이산화탄소(CO2) 또는 일산화탄소(CO)일 수 있다. 상기 그래핀 산화물의 연소에 따라 생성된 상기 반응 가스에 의해, 상기 소스 용액 내의 상기 폴리머가 발포되어 상기 다공성 폴리머 매트릭스가 생성되고, 상기 그래핀 산화물이 환원된 상기 그래핀이 발포 과정에서 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내에 분산될 수 있다. 다시 말하면, 상술된 바와 같이, 상기 다공성 폴리머 매트릭스가 발포 공정으로 형성되는 경우, 상기 그래핀 산화물이 발포제로 작용할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액 내의 그래핀 산화물의 분산도에 따라서, 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내의 상기 그래핀의 분산도가 조절될 수 있다. 구체적으로, 상기 소스 용액 내의 상기 그래핀 산화물의 분산도가 낮을수록, 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내의 상기 그래핀의 분사도가 증가될 수 있다. 다시 말하면, 상기 그래핀 산화물이 상기 소스 용액 내에 상대적으로 높은 분산도로 분산되는 경우, 상기 그래핀 산화물이 폭발 연소되지 않아, 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내에 상기 그래핀의 분산도가 저하될 수 있다. 반면, 상기 그래핀 산화물이 상기 소스 용액 내에 상대적으로 낮은 분산도로 분산된 경우, 상기 그래핀 산화물이 환원되는 동시에 폭발 연소되어, 상기 그래핀이 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내에 상대적으로 고르게 분산될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내에 분산된 복수의 상기 그래핀은 서로 연결되어, 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내에서 전도성 경로를 구성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 소스 용액은, 몰드(mold) 내에 주입된 후 열 처리될 수 있다. 이에 따라, 상기 전자파 차폐 필름은, 상기 몰드에 대응하는 다양한 형태를 가질 수 있다.
또한, 상술된 바와 같이, 상기 폴리머가 점착 성질을 갖는 경우, 상기 다공성 폴리머 매트릭스 또한 점착 성질을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내에 그래핀이 분산된 상기 전자파 차폐 필름은, 전자 기기의 외면에 부착되는 패치 타입으로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 그래핀 산화물 및 상기 폴리머를 용해하여 상기 소스 용액을 제조하고, 상기 소스 용액을 열처리하여, 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내에 상기 그래핀이 분산된 상기 전자파 차폐 필름이 제조될 수 있다. 이에 따라, 제조 공정이 간소화되어 제조 비용이 감소되고, 경량화 및 소형화된 고신뢰성의 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상술된 바와 같이, 본 발명이 실시 예에 따르면, 상기 그래핀 산화물 및 상기 폴리머가 상기 용매에 용해되어, 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내의 기공의 크기가 작아지고, 기공의 개수가 증가될 수 있다. 또한, 상술된 바와 같이, 상기 그래핀 산화물의 폭발 연소에 의해 상기 그래핀이 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내에 고르게 분산될 수 있다. 이에 따라, 입사되는 전자파의 다중 반사 손실(multi-reflection loss)로, 전자파 차폐율이 향상된 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.
이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 특성 평가 결과가 설명된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 SEM 사진이다.
도 2를 참조하면, 폴리머로 PDMS를 준비하고, 용매로 THF(tetrahydrofuran)을 준비하였다. PDMS와 그래핀 산화물을 용매에 분산시켜, 소스 용액을 제조하였다. 상기 소스 용액을 열 처리하여, 상기 그래핀 산화물을 환원시키는 동시에 폭발 연소시켜, PDMS 매트릭스 내에 그래핀이 분산된 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
도 2에서 확인 할 수 있듯이, 상기 PDMS 매트릭스가 다수의 기공을 갖고, 상기 PDMS 매트릭스 내에 그래핀이 분산된 것을 확인할 수 있다. 다시 말하면, 폴리머와 그래핀 산화물을 포함하는 상기 소스 용액을 열 처리하는 방법으로, 다공성 폴리머 매트릭스 내에 그래핀이 분산된 전자파 차폐 필름을 용이하게 제조할 수 있음을 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 전자파 차폐율을 측정한 그래프이다.
도 3을 참조하면, PDMS, 그래핀 산화물, 및 CNT를 THF(tetrahydrofuran)에 혼합하여 소스 용액을 제조하고, 상기 소스 용액을 열 처리하여 PDMS 매트릭스 내에 그래핀 및 CNT가 분산된 100μm의 전자파 차폐 필름을 제조하였다. 제조된 상기 전자파 차폐 필름, 및 그래핀 및 CNT를 포함하지 않는 일반 PDMS 필름에 대해서 전자파 차폐율을 측정하였다.
측정 결과, 도 3에서도 알 수 있듯이, 일반 PDMS 필름은 전자파 차폐 효과가 실질적으로 없지만, 본 발명의 실시 예에 따라 상기 PDMS 매트릭스 내에 그래핀 및 CNT가 분산된 상기 전자파 차폐 필름은 최소 10dB 이상의 차폐 효과를 보이는 것을 확인할 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 실시 예에 따라, 폴리머 매트릭스 내에 그래핀 및 CNT를 분산시키는 경우, 전자파 차폐율이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 그래핀 산화물의 함량을 달리하여 제조된 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 사진이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 그래핀 산화물의 함량을 달리하여 제조된 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 SEM 사진이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 그래핀 산화물의 함량을 달리하여 제조된 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름 면 저항 측정 그래프이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 그래핀 산화물의 함량을 달리하면서, PDMS를 THF(tetrahydrofuran)에 용해하여 소스 용액들을 제조하였다. 그래핀 산화물의 함량이 다른 상기 소스 용액들을 열 처리하여, 상기 그래핀 산화물을 환원시키는 동시에 폭발 연소시켜, PDMS 매트릭스 내에 그래핀이 분산된 전자파 차폐 필름들을 제조하였다.
도 4에서 알 수 있듯이, 그래핀 산화물의 함량이 증가될수록 기계적 물성이 저하되고, 특히, 그래핀 산화물의 함량이 30wt% 이상인 경우, 기계적 물성이 급격히 저하되어, 전자파 차폐 필름을 제조하기에 용이하지 않은 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 6에서 알 수 있듯이, 그래핀 산화물의 함량이 감소될수록, PDMS 매트릭스 내에서 그래핀에 의한 전도성 네트워크(conductive network)의 형성이 용이하지 않아, 전자파 차폐 필름의 면 저항이 증가되는 것을 확인할 수 있다. 다시 말하면, 소스 용액 내의 폴리머의 함량과 그래핀 산화물의 함량을 조절하여, 전자파 차폐 필름의 기계적 물성 및 전도성을 조절할 수 있음을 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 용매의 종류를 달리하여 제조된 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 SEM 사진이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 그래핀 산화물 및 PDMS를 모두 용해하는 THF(tetrahydrofuran)에 그래핀 산화물 및 PDMS를 용해하여 본 발명의 실시 예에 따른 소스 용액을 제조하였다. 상기 소스 용액을 열 처리하여, 본 발명의 실시 예에 따른 전자파 차폐 필름을 제조하고, 도 7의 (a)와 같이, SEM 사진을 촬영하였다.
또한, 본 발명의 실시 예에 대한 제1 비교 예에 따라, 그래핀 산화물 및 PDMS를 용해하지 않는 용매에 그래핀 산화물 및 PDMS를 혼합하여 본 발명의 제1 비교 예에 따른 소스 용액을 제조하였다. 상기 소스 용액을 열 처리하여, 본 발명의 제1 비교 예에 따른 전자파 차폐 필름을 제조하고, 도 7의 (b)와 같이, SEM 사진을 촬영하였다.
또한, 본 발명의 실시 예에 대한 제2 비교 예에 따라, 용매를 사용하지 않고 그래핀 산화물 및 PDMS를 혼합하여 본 발명의 제2 비교 예에 따른 소스 용액을 제조하였다. 상기 소스 용액을 열 처리하여, 본 발명의 제2 비교 예에 따른 전자파 차폐 필름을 제조하고, 도 7의 (c)와 같이, SEM 사진을 촬영하였다.
도 7의 (a) 내지 (c)에서 알 수 있듯이, 용매에 그래핀 산화물 및 PDMS가 용해된 본 발명의 실시 예에 따른 소스 용액을 이용한 경우, 크기가 작은 다수의 기공이 PDMS 매트릭스 내에 분포되는 것을 확인할 수 있다. 반면, 본 발명의 제1 및 제2 비교 예들과 같이, 그래핀 산화물 및 PDMS를 용해하지 않는 용매를 이용하거나, 용매를 이용하지 않는 경우, 상대적으로 큰 사이즈를 갖는 기공이 형성되고, 기공의 개수가 상대적으로 적은 것을 확인할 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 실시 예에 따라, 그래핀 산화물 및 폴리머를 모두 용해하는 용매를 이용하여 소스 용액을 제조하는 것이, 작은 크기의 복수의 기공을 갖는 폴리머 매트릭스를 형성하는 효율적인 방법임을 확인할 수 있다.
이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 활용 예가 설명된다. 다만, 후술되는 활용 예는 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 일 활용 예를 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 권리범위 및/또는 활용 예가 후술되는 것에 제한되는 것은 아니다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 일 활용 예를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 휴대용 단말기가 제공된다. 상기 휴대용 단말기는 전자파 차폐 필름(100), 디스플레이 패널(200), 및 구동 회로부(300)를 포함할 수 있다. 상기 전자파 차폐 필름(100)은 도 1을 참조하여 설명된 방법으로 제조된 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름일 수 있다. 상기 디스플레이 패널(200)은 박막 트랜지스터를 포함하는 게이트 라인 및 데이터 라인을 포함할 수 있고, 상기 구동 회로부(300)는 상기 디스플레이 패널(200)을 구동하거나, 또는 상기 휴대용 단말기의 통신에 필요한 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.
상기 전자파 차폐 필름(100)은 상기 디스플레이 패널(200) 및 상기 구동 회로부(300) 사이에 배치되어, 상기 디스플레이 패널(200)에서 방출된 전자파가 상기 구동 회로부(300)로 입사되는 것을 방지하거나, 또는 상기 구동 회로부(300)에서 방출된 전자파가 상기 디스플레이 패널(200)로 입사되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 전자파 차폐 필름(100)에 의해 상기 구동 회로부(300)와 상기 디스플레이 패널(200)의 전자파 오작동이 방지되어, 고신뢰성의 휴대용 단말기가 제공될 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 것 외에, 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름은 상기 휴대용 단말기의 다양한 부분에 활용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 다른 활용 예를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자파 차폐 필름(120)이 점착 성질을 갖는 폴리머를 이용하여 제조될 수 있다. 이 경우, 상기 전자파 차폐 필름(120)은 점착 성질을 가지 수 있고, 도 9에 도시된 것과 같이, 휴대용 단말기와 같은 전자 기기의 외면에 탈착 가능하도록 부착될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 전자파 차폐 필름
200: 디스플레이 패널
300: 구동 회로부

Claims (10)

  1. 그래핀 산화물 및 폴리머를 준비하는 단계;
    상기 그래핀 산화물 및 상기 폴리머를 동시에 용해하는 용매에, 상기 그래핀 산화물 및 상기 폴리머를 혼합하여, 소스 용액을 제조하는 단계; 및
    상기 소스 용액을 열 처리하여, 상기 그래핀 산화물을 환원 및 연소되어 그래핀 및 반응 가스 가 생성되고, 상기 반응 가스에 의해 발포되어 제조된 다공성 폴리머 매트릭스 내에 상기 그래핀이 분산된 전자파 차폐 필름을 제조하는 단계를 포함하는 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 소스 용액 내의 상기 그래핀 산화물의 분산도에 따라서, 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내의 상기 그래핀의 분산도가 조절되는 것을 포함하는 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 제조 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 소스 용액 내의 상기 그래핀 산화물의 분산도가 낮을수록, 상기 다공성 폴리머 매트릭스 내의 상기 그래핀의 분산도가 증가되는 것을 포함하는 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 제조 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 소스 용액은, 금속, 금속 산화물, 고분자, 또는 카본계 물질 중에서 적어도 어느 하나를 더 포함하는 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 제조 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 소스 용액 내의 상기 그래핀 산화물은 30wt% 미만인 것을 포함하는 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 제조 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 소스 용액 내의 상기 그래핀 산화물의 함량이 증가할수록, 상기 전자파 차폐 필름의 강도가 감소되는 것을 포함하는 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 제조 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 소스 용액 내의 상기 그래핀 산화물이 함량이 감소될수록, 상기 전자파 차폐 필름의 면 저항이 증가 되는 것을 포함하는 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 제조 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 반응 가스는 이산화탄소, 또는 일산화탄소인 것을 포함하는 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름의 제조 방법.
  9. 발포 공정으로 형성된 다공성 폴리머 매트릭스; 및
    상기 다공성 폴리머 매트릭스 내에 분산된 그래핀을 포함하는 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 그래핀은 그래핀 산화물로부터 제조되고,
    상기 그래핀 산화물은 상기 발포 공정의 발포제로 작용하는 것을 포함하는 그래핀 폴리머 복합 전자파 차폐 필름.
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