KR102182199B1 - 다층배리어박막필름 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

그래핀의 결함이 치유된 고품질의 그래핀을 포함하는 다층배리어박막필름 및 그의 제조방법이 제안된다. 본 발명에 따른 다층배리어박막필름은 그래핀층;그래핀층 상에 위치하는 그래핀층의 결함을 치유하는 제1무기배리어층; 제1무기배리어층 상에 위치하는 유기배리어층; 및 유기배리어층 상에 위치하는 제2무기배리어층;을 포함한다.

Description

다층배리어박막필름 및 그의 제조방법{Multi-layered barrier thin film and manufacturing method thereof}
본 발명은 다층배리어박막필름 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그래핀의 결함이 치유된 고품질의 그래핀을 포함하는 다층배리어박막필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
배리어 필름(barrier film)은 태양전지, 디스플레이, 각종 전자기기, 의약품, 식음료 포장 분야 등에 활용되는 것으로, 전자소자(전자기기), 의약품, 식음료 등이 산소와 수분에 노출될 경우에는 제품의 성능이 저하되는 등의 악영향이 있으므로 이들이 산소나 수분과 접촉하는 것을 방지하기 위한 목적으로 다양하게 적용되고 있다.
이러한 배리어 필름은 일반적으로 플라스틱 기판 상에 다층구조의 기능성 코팅층을 형성시킴으로써 제조되어 왔다. 예를 들면, 산소 및 수증기 등의 가스 차단을 위한 무기 배리어층과, 플라스틱 기판 표면의 결함을 줄이고 평탄성을 부여하기 위한 유기 배리어층의 조합으로 구성되는 다층 구조를 갖는 배리어 필름이 그것이다. 그러나, 이와 같은 구조의 종래 배리어 필름은 여전히 고성능의 배리어 특성을 만족시키지 못하고 있으므로, 고성능 배리어 특성에 부합하는 배리어 필름을 개발하려는 노력이 이어지고 있는 실정이다.
한편, 탄소동소체인 그래핀(graphene)은 육각형의 허니콤 모양을 갖는 단원자 층으로 이루어지는 신소재인데, 그래핀의 경우 화학적, 열적 안정성이 매우 높다고 알려져 있다. 따라서 그래핀을 응용하여 배리어 소재, 내열/내화학 소재 등에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다.
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. 그러나, 성장기판 상에서 임의의 여러 지점에서 성장된 그래핀 조각들이 성장하다 합쳐져 하나의 그래핀층을 형성하다보니, 그래핀 성장지점이 임의로 선택되므로 각각 성장된 그래핀 영역, 즉 그래핀의 도메인의 크기가 일정하지 않고, 다른 그래핀 도메인과 겹치는 부분에서 결함이 발생하여 그래핀을 배리어필름에 응용할 때 신뢰성면에서 문제가 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 그래핀의 결함이 치유된 고품질의 그래핀을 포함하는 다층배리어박막필름 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다층배리어박막필름은 그래핀층; 그래핀층 상에 위치하는 그래핀층의 결함을 치유하는 제1무기배리어층; 제1무기배리어층 상에 위치하는 유기배리어층; 및 유기배리어층 상에 위치하는 제2무기배리어층;을 포함한다.
제1무기배리어층은, 그래핀층 상에 존재하는 결함영역에 원자들이 배열되어 형성된 것일 수 있다.
제1무기배리어층 및 제2무기배리어층은 금속 또는 금속산화물의 원자의 층일 수 있다.
유기배리어층은 전도성고분자를 포함할 수 있다.
그래핀층의 두께는 0.1nm 내지 1.0nm이고, 제1무기배리어층의 두께는 1.0nm 내지 5.0nm이고, 유기배리어층의 두께는 10 내지 50nm이며, 제2무기배리어층의 두께는 30 내지 50nm일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 금속기판 상에 화학기상증착공정으로 그래핀층을 형성하는 단계; 그래핀층 상에 원자층증착공정으로 제1무기배리어층을 형성하는 단계; 제1무기배리어층 상에 화학기상증착공정으로 유기배리어층을 형성하는 단계; 및 유기배리어층 상에 제2무기배리어층을 형성하는 단계;를 포함하는 다층배리어박막필름 제조방법이 제공된다.
금속기판은 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 선택된 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
제1무기배리어층을 형성하는 단계는 오존기반 원자층증착공정일 수 있다.
그래핀층은 단층그래핀 및 다층그래핀을 포함하는 것일 수 있다.
제1무기배리어층을 형성하는 단계는 70 내지 100℃에서 수행되고, 유기배리어층을 형성하는 단계는 상온에서 수행될 수 있다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 그래핀층; 그래핀층 상에 위치하는 그래핀층의 결함을 치유하는 산화아연층; 산화아연층 상에 위치하는 PEDOT층; 및 PEDOT층 상에 위치하는 산화알루미늄층;을 포함하는 다층배리어박막필름이 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 금속기판 상에 화학기상증착공정으로 그래핀층을 형성하는 단계; 그래핀층 상에 원자층증착공정으로 제1무기배리어층을 형성하는 단계; 제1무기배리어층 상에 화학기상증착공정으로 유기배리어층을 형성하는 단계; 및 유기배리어층 상에 제2무기배리어층을 형성하는 단계; 제2무기배리어층 상에 접착층을 형성하는 단계; 및 금속기판을 제거하는 단계;를 포함하는 다층배리어접착필름 제조방법이 제공된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 그래핀층 상에 무기배리어층을 형성하여 그래핀층의 결함이 치유되어 우수한 배리어성능과 기계적 유연성을 갖는 다층배리어박막필름을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다층배리어박막필름의 단면도이고, 도 2는 그래핀층 상에 형성된 결함을 제1무기배리어층이 치유하는 것을 나타내는 모식도이다.
도 3은 오존기반 원자층증착공정에 의해 제조된 다층배리어박막필름의 광학표면이미지이고, 도 4는 산소기반 원자층증착공정에 의해 제조된 다층배리어박막필름의 광학표면이미지이고, 도 5는 H2O기반 원자층증착공정에 의해 제조된 다층배리어박막필름의 광학표면이미지이다.
도 6은 각각 오존기반 원자층증착공정, 산소기반 원자층증착공정 및 H2O기반 원자층증착공정에 의해 증착공정이 수행된 후의 라만 스펙트럼 측정결과 및 평면이미지들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 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.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다층배리어박막필름의 단면도이고, 도 2는 그래핀층 상에 형성된 결함을 제1무기배리어층이 치유하는 것을 나타내는 모식도이다. 본 실시예에 따른 다층배리어박막필름(100)은 그래핀층(120); 그래핀층(120) 상에 위치하는 그래핀층(120)의 결함을 치유하는 제1무기배리어층(130); 제1무기배리어층(130) 상에 위치하는 유기배리어층(140); 및 유기배리어층(140) 상에 위치하는 제2무기배리어층(150);을 포함한다.
본 발명의 다층배리어박막필름(100)은 그래핀층(120)을 포함한다. 그래핀은 복수개의 탄소원자들이 서로 공유결합으로 연결되어 폴리시클릭 방향족 분자를 형성하여 층 또는 시트 형태를 형성한 것이다. 그래핀은 화학적, 열적 안정성이 매우 높고 층상구조로 전도성, 방열성이 높다. 따라서 본 발명의 다층배리어박막필름(100)은 그래핀을 포함하여 우수한 배리어특성을 나타내는 필름을 초박형으로 제조할 수 있다.
그래핀은 다양한 방법으로 제조될 수 있는데, 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD)공정을 이용하면 그래핀 특성이 우수하고 대량생산가능하다. 화학기상증착법은 고온화학기상증착(RTCVD), 유도결합플라즈마 화학기상증착(ICP-CVD), 저압 화학기상증착(LPCVD), 상압화학기상증착(APCVD), 금속 유기화학기상증착(MOCVD) 또는 화학기상증착(PECVD) 등으로 세분될 수 있다.
성장기판 상의 임의의 지점에서 성장한 그래핀을 구성하는 공유결합으로 연결된 탄소원자들은 기본 반복단위로서 6원환을 형성하나, 5 원환 또는 7 원환을 더 포함할 수 있다. 특히, 그래핀의 도메인 경계에서 그래핀의 성장방향이 다른 경우, 각각의 도메인이 충돌하여 5 원환이나 7 원환을 형성하기도 하고 이러한 비규칙적 결정배열은 그래핀의 품질저하의 원인이 된다.
그래핀의 도메인은 어느 한 지점에서부터 그래핀이 성장함에 따라 결정이 증가되고 이로 인한 수평팽창이 일어나는 영역을 지칭한다. 즉, 어느 한 지점에서부터 형성된 그래핀의 영역과 이와 다른 지점에서 형성된 그래핀의 영역이 만나는 지점에서 형성되는 경계 내의 그래핀을 도메인이라고 한다. 그래핀 도메인의 경계면에서는 서로 다른 도메인의 성장방향의 차이로 인하여 도메인 간의 접촉 시, 전술한 바와 같이 비규칙적 결정배열이 발생하게 되고, 이러한 비규칙성은 그래핀의 결함(defect)으로 작용할 수 있다.
그래핀은 서로 공유 결합된 탄소원자들(통상 sp2 결합)의 단일층이다. 그래핀은 다양한 구조를 가질 수 있으며, 이와 같은 구조는 그래핀 내에 포함될 수 있는 5 원환 및/또는 7 원환의 함량에 따라 달라질 수 있다. 또한, 그래핀은 단층 그래핀이 여러개 서로 적층되어 복수개의 층을 갖는 다층그래핀을 형성할 수 있다.
그래핀의 우수한 특성이 배리어필름 내에서 발현되기 위해서는 전술한 그래핀의 결함을 최소화할 필요가 있다. 본 발명에서는 그래핀층(120) 상에 제1무기배리어층(130)을 형성하여 그래핀층(120)의 결함을 치유한다. 도 2를 참조하면, 다층배리어박막필름(100)의 일부가 도시되어 있는데, 그래핀층(120)의 중앙부분에 결함이 형성되어 있고, 그래핀층(120)만을 배리어필름으로 사용하는 경우, 결함부분으로 수분이나 불순물 침투가 가능하게 된다. 따라서, 그래핀층(120)의 결함정도에 따라 배리어필름의 배리어성능이 달라지게 된다.
그래핀층(120)의 상부에 제1무기배리어층(130)이 형성되는데, 제1무기배리어층(130)은 그래핀층(120) 상에 존재하는 결함영역에 원자들이 배열되어 형성된 것일 수 있다. 그래핀층(120) 상에 원자들이 배열하게 되면, 원자들은 먼저 그래핀층(120)의 결함영역에 배열되어 적층된다. 따라서, 그래핀층(120)은 제1무기배리어층(130)에 의해 결함영역이 채워지게 되어 배리어성능이 높아진다.
제1무기배리어층(130)은 원자단위로 증착되어야 하므로 화학기상증착공정으로 형성되는 그래핀층(120)과 달리 원자층증착공정으로 형성될 수 있다. 원자층증착(atomic layer deposition: ALD) 공정은 원자단위의 증착공정으로서, 증착하고자 하는 원자의 전구체 가스를 주입하고 반응가스를 함께 주입하여 증착대상기판에 원자를 층으로 적층하여 박막을 형성시키는 공정이다. 원자층증착공정에서는 복수 회(약 5회)의 원자층증착공정을 통하여 그래핀층(120) 상에 1층의 원자층박막층(130)이 형성된다. 따라서, 원자층증착공정에 따라 그래핀층(120) 상에 박막층을 형성하면, 그래핀층(120)에 형성된 결함이 치유될 수 있다. 그래핀층(120) 상에 제1무기배리어층(130)이 형성되어 그래핀층(120)의 표면에 생성된 공극 또는 채널 등이 채워지므로 외부로부터의 수분침투가 불가능하여 배리어필름으로서의 최적의 효과를 나타낼 수 있다.
제1무기배리어층(130)은 금속 또는 금속산화물의 원자의 층일 수 있다. 제1무기배리어층(130)에 사용될 수 있는 금속산화물로는 규소 산화물, 규소 질화물, 규소 질화산화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물 또는 알루미늄 질화산화물 등이 있다.
제1무기배리어층(130) 상에는 유기배리어층(140)이 위치한다. 유기배리어층(140)은 고분자를 포함한다. 유기배리어층(140)은 고분자 중, 전도성 고분자를 포함할 수 있다. 전도성 고분자를 포함하는 유기배리어층(140)이 다층배리어박막필름(100)에 포함되면, 다층배리어박막필름(100)의 유연성 증가 및 배리어 성능개선효과가 있고, 유기배리어층(140)은 버퍼층으로서 작용하여 후공정에서의 플라즈마공정 또는 이온빔 공정과 같은 고에너지 공정적용시 그래핀층(120)의 손상없이 수행가능하다.
전도성 고분자는 예를 들면, PEDOT(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)), PVK(폴리(9-비닐카바졸)), PTPD(폴리(N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)-벤지딘)), PANI(폴리아닐린), P3HT(폴리(3-헥실티오펜)) 및 이들의 혼합물 중 어느 하나일 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
전도성고분자를 포함하는 유기배리어층(140)은 화학기상증착공정으로 형성될 수 있다. 화학기상증착공정을 이용하면, 단량체를 이용하여 고분자를 50nm이하의 두께로 유기배리어층(140)을 형성할 수 있어, 다층배리어박막필름(100)의 배리어성능은 개선하면서도 전체 필름두께를 최소화할 수 있다. 유기배리어층(140)은 화학기상증착공정을 이용하여 전도성 고분자를 중합하기 위한 단량체를 증착시켜 형성된다.
본 발명의 유기배리어층(140)으로 사용될 수 있는 전도성 고분자 화합물은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT)일 수 있다. 이 경우, EDOT 단량체를 이용하여 화학기상증착공정을 적용시켜 PEDOT 고분자를 유기배리어층(140)으로 형성할 수 있다. EDOT 단량체를 사용하는 경우, 다층배리어박막필름(100)의 전도성이 향상되고, 폴리디비닐벤진(Poly Divinyl Benzene, PDVB)을 단량체로 사용하는 경우에는 배리어 성능이 향상된다.
유기배리어층(140) 상에는 제2무기배리어층(150)에 형성된다. 제2무기배리어층(150)은 다층배리어박막필름(100)의 배리어 성능을 향상시키기 위한 것으로서, 제1무기배리어층(130)과 같이 금속 또는 금속산화물의 원자의 층일 수 있다. 제2무기배리어층(150)에 사용될 수 있는 금속산화물로는 규소 산화물, 규소 질화물, 규소 질화산화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물 또는 알루미늄 질화산화물 등이 있다.
본 발명에 따른 다층배리어박막필름(100)에서, 그래핀층(120)의 두께는 0.1nm 내지 1.0nm이고, 제1무기배리어층(130)의 두께는 1.0nm 내지 5.0nm이고, 유기배리어층(140)의 두께는 10 내지 50nm이며, 제2무기배리어층(150)의 두께는 30 내지 50nm일 수 있다.
본 발명에 따른 다층배리어박막필름(100)은 금속기판(110) 상에 화학기상증착공정으로 그래핀층(120)을 형성하는 단계; 그래핀층(120) 상에 원자층증착공정으로 제1무기배리어층(130)을 형성하는 단계; 제1무기배리어층(130) 상에 화학기상증착공정으로 유기배리어층(140)을 형성하는 단계; 및 유기배리어층(140) 상에 제1무기배리어층(130)을 형성하는 단계;를 수행하여 제조될 수 있다.
금속기판(110)은 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 선택된 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 금속기판(110)을 사용하는 경우, 형성되는 그래핀층(120)의 특성이 우수하나, 금속의 특성상 후공정에서 금속기판(110)에 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 제1무기배리어층(130), 유기배리어층(140) 및 제2무기배리어층(150)을 형성하는 공정에서 금속기판(110)이 불리한 영향을 미치지 않는 것이 바람직하다. 제1무기배리어층(130) 및 제2무기배리어층(150)의 박막층 형성시에는 원자층증착공정이 이용되는데, 원자층증착공정은 오존기반 원자층증착공정, 산소기반 원자층증착공정 또는 H2O기반 원자층증착공정으로 세분화될 수 있다.
도 3은 오존기반 원자층증착공정에 의해 제조된 다층배리어박막필름의 광학표면이미지이고, 도 4는 산소기반 원자층증착공정에 의해 제조된 다층배리어박막필름의 광학표면이미지이고, 도 5는 H2O기반 원자층증착공정에 의해 제조된 다층배리어박막필름의 광학표면이미지이다.
도 3a 내지 도 3c는 각각 그래핀층 상에 Al2O3층을 오존기반 원자층증착공정에 의해 5회, 20회 및 100회 증착한 후의 광학이미지들이다. 오존기반 원자층증착공정이 5회 수행된 이미지에서는 그래핀층의 결함등이 확인되나, 20회 수행된 도 3b에서는 그래핀의 결함이 치유되기 시작하였고, 100회 수행된 도 3c에서는 그래핀의 결함이 거의 치유되었음을 확인할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 각각 그래핀층 상에 Al2O3층을 산소기반 원자층증착공정에 의해 5회, 20회 및 100회 증착한 후의 광학이미지들이다. 도 4에서는 산소기반 원자층증착공정이 수행되었는데, 오존기반 원자층증착공정과 같이 100회 증착한 후의 도 4c로부터 그래핀의 결함이 치유되었음을 확인할 수 있었다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 그래핀층 상에 Al2O3층을 H2O기반 원자층증착공정에 의해 5회, 20회 및 100회 증착한 후의 광학이미지들이다. 도 5에서는 H2O기반 원자층증착공정이 수행되었는데, 오존기반 원자층증착공정이나 산소기반 원자층증착공정과 달리 100회 증착한 이후에도 도 5c와 같이 그래핀의 결함이 치유되지 않은 영역이 잔존함을 확인할 수 있었다. 도 5c의 그래핀 결함이 치유되지 않은 영역의 경우, 다층그래핀 영역으로서 다층그래핀은 H2O의 젖음성이 문제되어 H2O기반 원자층증착공정 수행이 불가능하기 때문이다.
따라서, 그래핀층이 다층그래핀을 포함하는 경우, 오존기반 원자층증착공정이나 산소기반 원자층증착공정을 이용하여 제1무기배리어층을 형성하는 것이 바람직하다.
도 6은 각각 오존기반 원자층증착공정, 산소기반 원자층증착공정 및 H2O기반 원자층증착공정에 의해 증착공정이 수행된 후의 라만 스펙트럼 측정결과 및 평면이미지들이다. 오존기반 원자층증착공정은 약 80℃에서 수행되고, 산소기반 원자층증착공정은 약 100℃에서 수행되며, H2O기반 원자층증착공정은 약 120℃에서 수행된다.
오존기반 원자층증착공정이 수행된 이미지에서는 금속기판에는 영향을 미치지 않은 것으로 확인된다. 그러나, 산소기반 원자층증착공정이 수행된 이미지에서는 금속기판의 산화 및 산소플라즈마 형성시의 플라즈마 라디칼 부산물의 영향으로 그래핀 표면 및 경계부에 결함이 추가적으로 형성되는 문제가 있다. 또한, H2O기반 원자층증착공정이 수행된 도 6c의 경우, 약 120℃에서 수행되어야 하므로 가열에 의한 기판손상이 발생할 수 있다.
따라서, 금속기판 및 그래핀층에 영향이 없으면서도 다층그래핀에도 제1무기배리어층 형성이 가능한 오존기반 원자층증착공정에 의해 제1무기배리어층을 형성하는 것이 바람직하다. 아울러, 오존기반 원자층증착공정에서 사용되는 오존(O3)에 의해 제1무기배리어층(130) 상에는 표면에 산소를 포함하는 작용기가 추가되어 제1무기배리어층(130) 표면을 활성화시킬 수 있다. 이에 따라, 이후 수행되는 유기배리어층(140) 형성시 효과적으로 화학기상증착공정 수행이 가능한 장점이 있다.
본 발명에 따른 다층배리어박막필름 제조방법에서는 제1무기배리어층 형성단계는 70 내지 100℃(오존기반 원자층증착공정)에서 수행되고, 유기배리어층 형성단계는 상온(화학기상증착공정)에서 수행될 수 있어서, 금속기판에의 영향을 최소화할 수 있다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 그래핀층; 그래핀층 상에 위치하는 그래핀층의 결함을 치유하는 산화아연층; 산화아연층 상에 위치하는 PEDOT층; 및 PEDOT층 상에 위치하는 산화알루미늄층;을 포함하는 다층배리어박막필름이 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 금속기판 상에 화학기상증착공정으로 그래핀층을 형성하는 단계; 그래핀층 상에 원자층증착공정으로 제1무기배리어층을 형성하는 단계; 제1무기배리어층 상에 화학기상증착공정으로 유기배리어층을 형성하는 단계; 및 유기배리어층 상에 제2무기배리어층을 형성하는 단계; 제2무기배리어층 상에 접착층을 형성하는 단계; 및 금속기판을 제거하는 단계;를 포함하는 다층배리어접착필름 제조방법이 제공된다. 본 실시예에서는 금속기판 상에 다층배리어박막필름이 형성되고, 최외곽의 제2무기배리어층에 접착층을 형성한 후, 그래핀층을 형성하기 위한 금속기판을 제거하여 최종적으로 다층배리어접착필름 제조가 가능하다.
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.
100: 다층배리어박막필름
110: 금속기판
120: 그래핀층
130: 제1무기배리어층
140: 유기배리어층
150: 제2무기배리어층

Claims (12)

  1. 그래핀층;
    그래핀층 상에 위치하는 그래핀층의 결함을 치유하는 제1무기배리어층;
    제1무기배리어층 상에 위치하는 전도성고분자를 포함하는 유기배리어층; 및
    유기배리어층 상에 위치하는 제2무기배리어층;을 포함하는 다층배리어박막필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제1무기배리어층은,
    그래핀층 상에 존재하는 결함영역에 원자들이 배열되어 형성된 것을 특징으로 하는 다층배리어박막필름.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제1무기배리어층 및 제2무기배리어층은 금속 또는 금속산화물의 원자의 층인 것을 특징으로 하는 다층배리어박막필름.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    그래핀층의 두께는 0.1nm 내지 1.0nm이고,
    제1무기배리어층의 두께는 1.0nm 내지 5.0nm이고,
    유기배리어층의 두께는 10 내지 50nm이며,
    제2무기배리어층의 두께는 30 내지 50nm인 것을 특징으로 하는 다층배리어박막필름.
  6. 금속기판 상에 화학기상증착공정으로 그래핀층을 형성하는 단계;
    그래핀층 상에 원자층증착공정으로 제1무기배리어층을 형성하는 단계;
    제1무기배리어층 상에 화학기상증착공정으로 전도성고분자를 포함하는 유기배리어층을 형성하는 단계; 및
    유기배리어층 상에 제2무기배리어층을 형성하는 단계;를 포함하는 다층배리어박막필름 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    금속기판은 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 선택된 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층배리어박막필름 제조방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    제1무기배리어층을 형성하는 단계는 오존기반 원자층증착공정인 것을 특징으로 하는 다층배리어박막필름 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    그래핀층은 단층그래핀 및 다층그래핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층배리어박막필름 제조방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    제1무기배리어층을 형성하는 단계는 70 내지 100℃에서 수행되고,
    유기배리어층을 형성하는 단계는 상온에서 수행되는 것을 특징으로 하는 다층배리어박막필름 제조방법.
  11. 그래핀층;
    그래핀층 상에 위치하는 그래핀층의 결함을 치유하는 산화아연층;
    산화아연층 상에 위치하는 PEDOT층; 및
    PEDOT층 상에 위치하는 산화알루미늄층;을 포함하는 다층배리어박막필름.
  12. 금속기판 상에 화학기상증착공정으로 그래핀층을 형성하는 단계;
    그래핀층 상에 원자층증착공정으로 제1무기배리어층을 형성하는 단계;
    제1무기배리어층 상에 화학기상증착공정으로 전도성고분자를 포함하는 유기배리어층을 형성하는 단계; 및
    유기배리어층 상에 제2무기배리어층을 형성하는 단계;
    제2무기배리어층 상에 접착층을 형성하는 단계; 및
    금속기판을 제거하는 단계;를 포함하는 다층배리어접착필름 제조방법.
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