KR101851314B1 - Multi-layer graghene composite sheet manufacturing method - Google Patents

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Abstract

Provided is a multi-layered graphene composite sheet manufacturing method with excellent thermal conductivity in horizontal and vertical directions. According to the present invention, the multi-layered graphene composite sheet manufacturing method comprises the following steps of: forming a graphene layer by growing graphene in an upper portion of a metal base material; and growing a metal layer on the graphene layer with an electroplating method.

Description

다층 그래핀 복합시트의 제조 방법{Multi-layer graghene composite sheet manufacturing method}[0001] The present invention relates to a multi-layer graphene composite sheet manufacturing method,

본 발명은 그래핀 복합시트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전도도 향상을 위하여 메탈 층을 포함하는 그래핀 복합시트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a graphene composite sheet, and more particularly, to a method for producing a graphene composite sheet including a metal layer for improving conductivity.

그라파이트(graphite)는 탄소 원자가 6각형 모양으로 형성된 판상의 2차원 시트인 그래핀이 적층된 구조를 갖는다. 그라파이트는 전기 전도성 및 열전도성이 매우 뛰어나 기계적 강도가 우수하고 탄성이 높으며 투명도가 높다는 장점 등이 있는 바, 2차 전지, 연료 전지, 슈퍼 캐패시터와 같은 에너지 저장소재, 여과막, 화학검출기, 투명전극 등과 같은 다양한 응용분야에서 사용될 수 있다.Graphite has a structure in which graphenes, which are plate-like two-dimensional sheets in which carbon atoms are formed into hexagonal shapes, are laminated. Graphite is excellent in electrical conductivity and thermal conductivity, and has an advantage of high mechanical strength, high elasticity and high transparency. It is also useful as an energy storage material such as a secondary battery, a fuel cell, a supercapacitor, a filter film, a chemical detector, And can be used in a variety of applications.

이러한 그라파이트를 산화시킨 후 여러층으로 분리한 후 다시 환원시켜 제조되는 그래핀(grephene) 역시 높은 열전도도, 높은 전류 이송 능력, 우수한 강성 등의 뛰어난 물성을 지니고 있으므로 나노 스케일의 전기전자 디바이스, 나노센서, 광전자 디바이스, 고기능 복합재 등 다양한 분야에서 응용될 것으로 평가되고 있다.Since grephene, which is obtained by oxidizing graphite and separating it into several layers and then reducing it again, has excellent physical properties such as high thermal conductivity, high current transfer ability and excellent rigidity, , Optoelectronic devices, and high performance composites.

그래핀은 일반적으로 화학기상증착법(CVD법), 화학적 합성법(흑연의 산화법) 등을 통해 제조될 수 있다. 소위 스카치 테이프법으로 알려져 있는 기계적 박리 방법에 의해 그래핀을 생산 가능하다는 발표 이후, 많은 기술들이 연구 개발되고 분류된 결과다.Graphene can generally be produced by chemical vapor deposition (CVD), chemical synthesis (graphite oxidation), or the like. Since the announcement that graphene can be produced by a mechanical stripping method known as the so-called Scotch tape method, many technologies have been researched and classified.

그래핀 기반의 시트의 대량 생산을 위해서는 그래핀을 합성함에 있어 온도, 합성 속도, 대면적 합성 가능 여부 등과 같은 기준들이 고려되어야 한다. 이와 관련하여, 종래 그래핀을 합성하는 방법은 다양할 수 있으나, 통상적으로는 박리법(일명 스카치 테치프법) 또는 금속 촉매상에 그래핀을 직접 성장시키는 방법이 이용되고 있다.For mass-production of graphene-based sheets, criteria such as temperature, synthesis rate, and ability to synthesize large areas must be taken into account when synthesizing graphene. Conventionally, a method of directly growing graphene on a metal catalyst or a peeling method (aka Scotch Techeff method) is used in the related art.

그런데, 박리법(exfolidation)의 경우에는, 기본적으로 우연에 기대하는 공정으로 스카치 테이프로 기판 위에 증착하는 과정에서 그래핀과 여러층의 그래파이트가 쉽게 부셔지면서 그래핀과 그래파이트 조각들이 기판위에 무질서하게 섞이는 문제점이 있었다.However, in the case of exfoliating, graphene and various layers of graphite are easily broken in the process of depositing on a substrate with scotch tape, which is basically expected to happen by chance, and graphene and graphite pieces are mixed randomly on the substrate There was a problem.

또한, 금속 촉매상에 그래핀을 직접 성장시키는 방법의 경우에는 금속 촉매 상에 탄소 소스를 포함하는 반응소스를 공급하고 상압에서 열처리 함으로써 그래핀을 성장시키게 되는데, 1000℃ 이상의 고온이 요구된다는 문제점이 있었으며, 그래핀 성장 후에 금속 촉매를 에칭 등의 방법을 이용하여 제거하는 과정에서 금속 촉매 상부에 형성된 그래핀에 존재하는 오염물질의 완벽한 제거가 어렵다는 문제점이 있었다.Further, in the case of a method of directly growing graphene on a metal catalyst, graphene is grown by supplying a reaction source containing a carbon source onto a metal catalyst and heat-treating it at normal pressure. However, And there is a problem in that it is difficult to completely remove contaminants present in the graphene formed on the metal catalyst in the process of removing the metal catalyst after the graphen growth using a method such as etching.

일반적으로 방열시트는 각종 전자기기 내지 전자소자에서 열을 확산시키기 위한 히트싱크로 활용되는 소재이다. 이러한 방열시트는 종래 두께방향에 비해 면방향의 열전도율이 큰 재료(열이방성 재료)를 사용하여 제조하는 것이 일반적이었으며, 이러한 재료의 대표적인 예로는 팽창흑연이 있다.Generally, a heat-radiating sheet is used as a heat sink for diffusing heat in various electronic devices or electronic devices. Such a heat-radiating sheet is generally manufactured using a material (thermally-anisotropic material) having a larger thermal conductivity in the planar direction than the conventional thickness direction, and a representative example of such a material is expanded graphite.

예를 들어, 섬유형상의 흑연이 서로 얽혀 이루어진 팽창흑연을 가압 압축함으로써 방열시트를 제조할 수 있으며, 이러한 방열시트의 경우 시트의 두께방향의 열전도율에 비해 면방향의 열전도율이 상대적으로 크기 때문에 열의 확산이동에 적합하다.For example, a heat-radiating sheet can be produced by compressing an expanded graphite composed of fiber-shaped graphite entangled with each other. In the case of such a heat-radiating sheet, since the thermal conductivity in the plane direction is relatively larger than the thermal conductivity in the thickness direction of the sheet, Suitable for movement.

그런데 최근 밀폐형 전자기기(예컨대 스마트폰, 태블릿피씨 등)에 적용되는 방열시트의 경우에는 면방향의 열전도율뿐만 아니라 수직방향의 열전도율도 향상시키기를 요구받고 있으므로, 수평 및 수직 방향의 열전도율이 우수한 방열시트를 제조하고자 하는 시도가 많이 이루어지고 있다.However, recently, in the case of a heat-radiating sheet applied to a hermetically-sealed electronic device (for example, a smart phone or a tablet PC), it is required to improve not only the thermal conductivity in the plane direction but also the thermal conductivity in the vertical direction. There have been a lot of attempts to fabricate a semiconductor device.

열전도율을 향상시키기 위해서는 고품질의 인조흑연(예를 들면, 키시 흑연)을 이용할 수 있으나, 인조흑연의 경우 가격이 높을 뿐만 아니라 수직 방향의 열전도율은 취약하다는 문제가 있다. 한편, 많이 이용되는 팽창흑연의 경우에는 인조흑연에 비해 가격 경쟁력을 가지고 있으나 열전도율이 다소 떨어지는 문제가 있다. 따라서 가격경쟁력을 가지면서도 수평 및 수직 방향으로의 열전도율이 우수한 방열시트 및 제조방법이 요구되고 있다In order to improve the thermal conductivity, high-quality artificial graphite (e.g., Kishi graphite) can be used, but artificial graphite is not only high in price, but also has a problem of low thermal conductivity in the vertical direction. On the other hand, expanded graphite, which is widely used, has cost competitiveness compared with artificial graphite, but has a problem that the thermal conductivity is somewhat lower. Accordingly, there is a demand for a heat-radiating sheet and a manufacturing method which are excellent in cost competitiveness and excellent in thermal conductivity in horizontal and vertical directions

위와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 수평 및 수직 방향으로의 열전도율이 우수한 다층 그래핀 복합시트의 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing a multi-layered graphene composite sheet excellent in horizontal and vertical thermal conductivity.

본 발명에 따른 다층 그래핀 복합시트는 기존 시트의 문제점을 해결하여 수평 및 수직방향으로의 열전도율이 우수하여 효과적인 방열이 가능하다.The multi-layered graphene composite sheet according to the present invention solves the problems of conventional sheets and is excellent in heat conductivity in the horizontal and vertical directions, thereby enabling effective heat dissipation.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 다층 그래핀 복합시트의 제조방법은 금속 기재 상부에 그래핀을 성장시켜 그래핀층을 형성하는 단계; 및 상기 그래핀층 상에 전기도금법을 이용하여 금속층을 성장시키는 단계;를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, a method for producing a multi-layered graphene composite sheet includes the steps of: growing graphene on a metal substrate to form a graphene layer; And growing a metal layer on the graphene layer using an electroplating method.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 금속 기재는 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Ru, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동, 청동, 백동, 스테인리스 스틸 및 Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 금속 또는 합금인 것이다.According to another preferred embodiment of the present invention, the metal substrate is made of Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Ru, Si, Ta, Ti, V, Zr, brass, bronze, white copper, stainless steel and Ge.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 금속층은 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Ru, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동, 청동, 백동, 스테인리스 스틸 및 Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 금속 또는 합금인 것이다.According to another preferred embodiment of the present invention, the metal layer is made of at least one of Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Ru, Si, Ta, Ti, V, Zr, brass, bronze, white copper, stainless steel and Ge.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 그래핀층은 화학기상증착법에 의해 형성된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the graphene layer is formed by chemical vapor deposition.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 금속층 위에 제2의 그래핀층을 더 형성하는 단계; 를 더 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, a second graphene layer is further formed on the metal layer. .

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 금속층 위에 제2의 그래핀층을 형성하는 단계; 및 상기 제2의 그래핀층 위에 전기도금법을 이용하여 제2의 금속층을 형성하는 단계; 를 더 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a second graphene layer on the metal layer; And forming a second metal layer on the second graphene layer using an electroplating method; .

본 발명의 다층 그래핀 복합시트는 금속 기재상에 그래핀층을 형성하고 그래핀층 위에 금속도금층을 형성함으로써, 방열층의 열전도도를 향상시킬 수 있다.The multi-layered graphene composite sheet of the present invention can improve the thermal conductivity of the heat dissipation layer by forming a graphene layer on the metal substrate and forming a metal plating layer on the graphene layer.

아울러, 본 발명에 따른 다층 그래핀 복합시트는 방열 이외에 금속층의 장점을 살릴 수 있는 전기 전자 소자 등으로 사용할 수 있다.In addition, the multi-layered graphene composite sheet according to the present invention can be used as an electric and electronic device that can take advantage of the metal layer in addition to heat radiation.

도 1은 본 발명에 따른 다층 그래핀 복합시트의 제조 과정 중 화학기상증착법을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다층 그래핀 복합시트의 제조 과정 중 금속 기재상 그래핀층 형성을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다층 그래핀 복합시트의 제조 과정 중 전기도금법을 이용한 금속층 형성을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다층 그래핀 복합시트의 제조 과정 중 제2의 그래핀층 형성을 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다층 그래핀 복합시트의 제조 과정 중 제2의 금속층 형성을 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 다층 그래핀 복합시트의 모식도이다.FIG. 1 is a schematic view showing a chemical vapor deposition method during the production of the multi-layered graphene composite sheet according to the present invention.
2 is a schematic view showing formation of a graphene layer on a metal substrate in the course of manufacturing the multi-layered graphene composite sheet according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing the formation of a metal layer by electroplating during the manufacturing process of the multi-layered graphene composite sheet according to the present invention.
4 is a schematic view showing formation of a second graphene layer in a process of producing a multi-layered graphene composite sheet according to the present invention.
5 is a schematic view showing formation of a second metal layer in a process of manufacturing a multi-layered graphene composite sheet according to the present invention.
6 is a schematic view of a multi-layered graphene composite sheet produced according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. It should be understood that while the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein, The present invention is not limited thereto.

본 발명의 일실시예에 따른 다층 그래핀 복합시트의 제조방법은 금속 기재 상부에 그래핀을 성장시켜 그래핀층을 형성하는 단계; 및 상기 그래핀층 상에 전기도금법을 이용하여 금속층을 성장시키는 단계;를 포함한다.A method of fabricating a multi-layered graphene composite sheet according to an embodiment of the present invention includes: forming a graphene layer on a metal substrate to form a graphene layer; And growing a metal layer on the graphene layer using an electroplating method.

금속 기재는 그래핀을 성장시키기 위한 베이스(seed layer)로 기능하는 것으로, 특정 재료로 한정되지 않는다. 예를 들어 금속 기재는 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Ru, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동, 청동, 백동, 스테인리스 스틸 및 Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 금속 또는 합금일 수 있다.The metal substrate functions as a seed layer for growing graphene, and is not limited to a specific material. For example, the metal substrate may be at least one selected from the group consisting of Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Ru, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, And one or more metals or alloys selected from the group consisting of copper, copper, stainless steel, and Ge.

금속 기재는 그래핀의 성장을 용이하게 하기 위하여 탄소를 잘 흡착하는 촉매층을 포함할 수 있다. 상기 촉매층은 특정 재료로 한정되지 않으며, 금속 기재와 동일 또는 상이한 재료에 의해 형성될 수 있다. 한편, 상기 촉매층의 두께 역시 제한되지 않으며, 형태 역시 박막이나 후막일 수 있다.The metal substrate may include a catalyst layer 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. On the other hand, the thickness of the catalyst layer is not limited and may be a thin film or a thick film.

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

금속 기재 상에 그래핀층을 형성시키는 방법으로는 화학기상증착법(CVD, Chemical Vapor Deposition)이 이용된다. 여기에서 상기 화학기상증착법은 고온화학기상증착(RTCVD), 유도결합플라즈마 화학기상증착(ICP-CVD), 저압 화학기상증착(LPCVD), 상압화학기상증착(APCVD), 금속 유기화학기상증착(MOCVD) 또는 화학기상증착(PECVD)등을 포함하는 개념이다.As a method of forming a graphene layer on a metal substrate, a chemical vapor deposition (CVD) method is 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).

도 1을 참고하여 구체적으로 설명하면 금속 기재를 노(furnace)에 넣은 후에, 금속 기재에 탄소 소스(carbon source)를 포함하는 반응가스를 공급하고 상압에서 열처리하여 그래핀을 성장시킴으로써 그래핀층을 형성할 수 있다. 여기에서 상기 열처리 온도는 300℃ 내지 2,000℃ 일 수 있다. 이와 같이 금속 기재를 고온 및 상압에서 탄소 소스와 반응시켜 적절한 양의 탄소가 금속 기재에 녹아들어가거나 흡착되도록 하고, 이후 금속 기재에 포함되던 탄소원자들이 표면에서 결정화됨으로써 그래핀 결정 구조를 형성하게 된다.1, a metal substrate is placed in a furnace, a reaction gas containing a carbon source is supplied to the metal substrate, and the graphene layer is grown by heat treatment at atmospheric pressure to form a graphene layer can do. Here, the heat treatment temperature may be 300 ° C to 2,000 ° C. The metal substrate is reacted with a carbon source at a high temperature and a normal pressure to allow an appropriate amount of carbon to be dissolved or adsorbed to the metal substrate and then the carbon atoms contained in the metal substrate are crystallized on the surface to form a graphene crystal structure .

한편, 상술한 공정에 있어 금속 기재의 종류 및 두께(촉매층을 포함함), 반응시간, 냉각속도, 반응 가스 농도 등을 조절함으로써 그래핀층의 층수를 조절할 수 있다.On the other hand, the number of layers of the graphene layer can be controlled by adjusting the type and thickness of the metal substrate (including the catalyst layer), the reaction time, the cooling rate, and the concentration of the reaction gas in the above-described process.

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.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, The present invention is not limited thereto.

도 2와 같이 그래핀층이 형성되면 그 위에 전기도금법을 이용하여 금속층을 성장시킨다. 상기 금속층은 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Ru, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동, 청동, 백동, 스테인리스 스틸 및 Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 금속 또는 합금일 수 있다.When a graphene layer is formed as shown in FIG. 2, a metal layer is grown thereon by an electroplating method. The metal layer may be at least one of Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Ru, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, Brass, And one or more metals or alloys selected from the group consisting of iron, steel, and Ge.

도 3과 같이 금속층이 형성되는 공정은 다음과 같다. 그래핀층을 전해액이 담긴 도금조에 통과시킴으로써 그래핀층 상부에 금속을 전기도금시킨다. 그래핀층을 도금조에 통과시키는 방법은 롤투롤(Roll-to-Roll) 공정을 이용할 수 있으며, 복수개의 와인더(winder) 및 드럼(drum)을 배열하여 그래핀층이 와인더 및 드럼들에 의해 이동되면서 도금조에 디핑(dipping)되도록 할 수 있다. 전해액(과염소산의 알코올 용액, 황산, 염산, 질산, 인산, 옥살산 수용액 등을 사용 가능함)에는 그래핀층 표면에 도금될 금속이 분산되어 있다.The process of forming the metal layer as shown in FIG. 3 is as follows. The graphene layer is electroplated with metal by passing the graphene layer through a plating bath containing an electrolyte. A method of passing the graphene layer through a plating bath can be a roll-to-roll process, and a plurality of winders and drums are arranged so that the graphene layer is moved by winders and drums And then dipped in the plating bath. The metal to be plated is dispersed on the surface of the graphene layer in the electrolytic solution (alcoholic solution of perchloric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, oxalic acid aqueous solution, etc. can be used).

전기도금(electro plating)은 전해액에 침지된 음극과 양극 사이에 전류를 가할 때, 전해액의 전기 분해에 의하여 도금을 수행하는 공정으로 전기도금은 일반적인 도금 공정인 바, 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 즉, 그래핀층이 전해액을 통과하면서 전기도금이 실시되고(예컨대 도금조의 저면에 양극이 부착되고, 드럼이 음극으로 기능할 수 있음), 그 결과 그래핀층의 표면에는 금속이 도금된다.Electroplating is a process in which plating is performed by electrolysis of an electrolytic solution when an electric current is applied between a cathode and an anode immersed in an electrolytic solution. The electroplating is a general plating process, and a detailed description thereof will be omitted. That is, electroplating is performed while the graphene layer passes through the electrolytic solution (for example, the anode is attached to the bottom surface of the plating bath and the drum can function as the cathode), so that the surface of the graphene layer is plated with metal.

전기도금된 금속층은 다시 그래핀층의 형성을 위한 기재로 사용될 수 있다. 따라서 전기도금으로 형성된 금속층을 기재로 하여 그 위에 다시 화학기상증착법을 이용하여 제2의 그래핀층을 형성하는 것도 가능하다.(도 4) 또한 제2의 그래핀층 위에 다시 전기도금하여 제2의 금속층을 형성하는 것도 가능하다.(도 5)The electroplated metal layer may again be used as a substrate for the formation of the graphene layer. Therefore, it is also possible to form a second graphene layer on the metal layer formed by electroplating by using a chemical vapor deposition method (Fig. 4). Further, electroplating is again performed on the second graphene layer to form a second metal layer (Fig. 5)

한편, 금속층을 형성하기 이전에, 그래핀층의 표면에 요철을 형성하는 단계가 더 포함될 수 있다. 이 경우, 후속 단계에서 그래핀층의 일면에 형성되는 금속층은 그래핀층의 표면에 대응하여 마찬가지로 요철 형상을 구비하도록 형성되는 바, 그래핀층 및 금속층이 모두 요철 형상을 갖게 된다.On the other hand, before the metal layer is formed, a step of forming irregularities on the surface of the graphene layer may be further included. In this case, in the subsequent step, the metal layer formed on one surface of the graphene layer is formed so as to have the irregular shape corresponding to the surface of the graphene layer, so that both the graphene layer and the metal layer have irregularities.

그래핀층의 표면에 요철을 형성하는 방법은 기계적 가공 공정 또는 화학적 가공 공정을 사용할 수 있다. 이와 같은 공정의 예로는 마이크로샌드 블라스팅, 방전 가공, 레이저 가공, 에칭공정, 포토리소그래피 공정 등이 있다. 또는 표면에 요철이 형성된 롤러에 그래핀층을 통과시킴으로써 그래핀층의 표면에 요철을 형성할 수도 있다.As a method of forming the irregularities on the surface of the graphene layer, a mechanical machining process or a chemical machining process can be used. Examples of such processes include micro-sandblasting, discharge machining, laser machining, etching, photolithography, and the like. Alternatively, unevenness may be formed on the surface of the graphene layer by passing the graphene layer through a roller having irregularities on the surface thereof.

상기 그래핀 복합시트는 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 사용되는 것이 가능하다.The graphene composite sheet is widely used in the manufacture of electrodes (particularly, transparent electrodes) of various electronic and electric devices such as next generation field effect transistors or diodes which are required to have flexibility and / or elongation potential, or solar cells, touch sensors, It is possible to use it as a graphene transparent electrode for miracle 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.

Claims (6)

금속 기재 상부에 그래핀을 성장시켜 그래핀층을 형성하는 단계;
상기 그래핀층의 표면에 요철을 형성하는 단계;
상기 그래핀층 상에 전기도금법을 이용하여 금속층을 성장시키는 단계;
상기 금속층 위에 제2의 그래핀층을 형성하는 단계;
상기 그래핀층의 표면에 요철을 형성하는 단계; 및
상기 제2의 그래핀층 위에 전기도금법을 이용하여 제2의 금속층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 그래핀 복합시트의 제조방법.Growing graphene on the metal substrate to form a graphene layer;
Forming an uneven surface on the surface of the graphene layer;
Growing a metal layer on the graphene layer using an electroplating method;
Forming a second graphene layer on the metal layer;
Forming an uneven surface on the surface of the graphene layer; And
And forming a second metal layer on the second graphene layer using an electroplating method. 청구항 1에 있어서,
상기 금속 기재는 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Ru, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동, 청동, 백동, 스테인리스 스틸 및 Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 금속 또는 합금인 것을 특징으로 하는 다층 그래핀 복합시트의 제조방법.The method according to claim 1,
The metal substrate may be at least one selected from the group consisting of Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Ru, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, Wherein at least one of the metal and the alloy is one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel and Ge. 청구항 1에 있어서,
상기 금속층은 Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Ru, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동, 청동, 백동, 스테인리스 스틸 및 Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 금속 또는 합금인 것을 특징으로 하는 다층 그래핀 복합시트의 제조방법.The method according to claim 1,
The metal layer may be at least one of Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Ru, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, Brass, Steel, and Ge. The method for producing a multi-layered graphene composite sheet according to claim 1, 청구항 1에 있어서,
상기 그래핀층은 화학기상증착법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 그래핀 복합시트의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the graphene layer is formed by a chemical vapor deposition method. 삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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