本公开涉及一种用于石墨烯的电解铜箔以及用于生产该电解铜箔的方法。更具体地，本公开涉及这样一种用于石墨烯的电解铜箔以及用于生产该电解铜箔的方法，其可通过在电解铜箔形成期间阻止表面变形来促进石墨烯的形成。
背景技术
石墨烯(graphene)是通过将用作铅笔芯的石墨(graphite)和表示具有碳双键的分子的后缀“-ene”结合而形成的术语。石墨具有六边形蜂窝状的碳层堆叠在其中的结构。石墨烯可被认为是从石墨移除的最薄的一层。石墨烯(碳的同位素)是由碳原子构成的纳米材料，诸如碳纳米管和富勒烯(fullerene)。石墨烯具有二维平面形状。石墨烯的厚度为0.2nm(1nm是一米的十亿分之一)，这是极薄的。也就是说，石墨烯的厚度极薄，即，约为一米的十亿分之二。此外，石墨烯的物理和化学稳定性高。
此外，石墨烯具有比铜多100倍以上的电性能。石墨烯使电子运动的速度可比主要用作半导体的单晶硅快100倍以上。石墨烯的强度比钢大200倍。石墨烯的热导率比具有最高热导率的金刚石的热导率高两倍。此外，石墨烯的弹性优秀，使得即使在它被拉伸或弯曲时也不会失去它的电学特性。
由于这些特性，石墨烯被视作超越作为下一代新材料而受到关注的碳纳米管的材料，并且石墨烯被称作梦想纳米材料。石墨烯和碳纳米管具有非常相似的化学特性。在这些材料中，可通过后处理将金属特性和半导体特性彼此分开。然而，因为石墨烯具有比碳纳米管更均匀的金属性，所以石墨烯更有可能在工业上应用。此外，石墨烯作为在电子信息工业中定位于未来的新材料而受到关注，石墨烯可允许生产可弯曲的显示器、电子纸和可穿戴计算机。
在2004年，曼彻斯特大学的海姆(geim)和诺沃肖洛夫(novoselov)团队首次成功地利用透明胶带从石墨分离出原子层。结果，发现了石墨烯。他们被授予了2010年诺贝尔物理学奖。在2010年，开发出了转移30英寸的大面积石墨烯的卷到卷(roll-to-roll)技术。在2013年，已经公开了超越理想水平的特定的卷到卷石墨烯合成技术。此后，石墨烯的开发继续被商业化。
然而，为了在工业上利用石墨烯，均匀地实现单层石墨烯薄膜是重要的。通过利用胶带剥离石墨烯的方法获得的石墨烯片的层数不是恒定的。在这种情况下，不易获得大面积石墨烯片。该方法具有不适用于大规模生产的问题。
此外，在现有技术中，存在铜箔上的多层石墨烯以岛状分布且生长不均匀以及无定形碳与石墨烯共存的问题。因此，难以获得干净的单层石墨烯，因此导电性劣化。
技术实现要素：
技术目的
本公开提供一种用于石墨烯的电解铜箔以及用于生产该电解铜箔的方法，其中，在电解铜箔上合成石墨烯中，在200℃下处理1小时之后的电解铜箔的s面的rz粗糙度是基于以下关系式1的：
关系式1：0.05≤(电解铜箔的m面的rz粗糙度/在200℃下处理1小时之后的s面的rz粗糙度)/电解铜箔的厚度≤0.2。
此外，本公开提供一种用于石墨烯的电解铜箔以及用于生产该电解铜箔的方法，其中，生产这样一种电解铜箔，在电解铜箔上合成石墨烯之后该电解铜箔具有小于300欧姆/平方的电阻值，从而促进石墨烯形成在电解铜箔上。
技术方案
在本公开的一个实施例中，提供一种用于石墨烯的电解铜箔，其中，热处理后的电解铜箔的s面的rz粗糙度基于以下关系式1限定：
关系式1：0.05≤(电解铜箔的m面的rz粗糙度/热处理后的s面的rz粗糙度)/电解铜箔的厚度≤0.2。
此外，所述热处理可以是在180摄氏度至220摄氏度的温度下执行持续50分钟至80分钟。
此外，在关系式1中，电解铜箔的m面的rz粗糙度可以是0.3μm至3.0μm。
此外，在关系式1中，电解铜箔的厚度可以为4μm至70μm。
此外，在用于石墨烯的电解铜箔上合成石墨烯之后，铜箔的电阻为300欧姆/平方(ω/square)或更小。
在本公开的另一实施例中，提供一种用于生产用于石墨烯的电解铜箔的方法，
其中，在铜电解液中的总有机碳(toc)浓度保持在3ppm或更低且铜电解液中的氯浓度保持在1ppm或更低的条件下，在铜电解液中执行铜箔的镀覆。
此外，当镀覆铜箔时，电解液的温度可以为30摄氏度至70摄氏度并且电流密度为30asd至150asd。
此外，当镀覆铜箔时，电解液中的铜浓度可以是60g/l至140g/l，并且电解液中的硫酸浓度可以是70g/l至200g/l。
技术效果
根据本公开，在电解铜箔上合成石墨烯中，在200℃下处理1小时之后的电解铜箔的s面的rz粗糙度基于上面的关系式1限定。这也可使在高温下的电解铜箔的表面的变形最小化。
此外，本公开可提供用于石墨烯的电解铜箔以及用于生产该电解铜箔的方法，其中，生产这样一种电解铜箔，在电解铜箔上合成石墨烯之后该电解铜箔具有小于300欧姆/平方的电阻值，从而促进石墨烯形成在电解铜箔上。
具体实施方式
在具体的描述和附图中包括其他实施例的细节。
参照下面参照附图详细描述的实施例，本公开的优点和特征以及如何实现它们将会变得明显。然而，本公开不限于下面所公开的实施例，本公开可以以各种其他形式实施。在以下描述中，当某个部分连接到另一部分时，这不仅包括它们直接连接的情况，也包括它们通过它们之间的另一媒介连接的情况。此外，附图中的不涉及本公开的部分已被省略以使本公开的描述清楚。在整个说明书，相同的部分以相同的标号表示。
在下文中，将详细地描述本公开。
本公开涉及一种用于石墨烯的电解铜箔以及用于生产该电解铜箔的方法。更具体地，本公开涉及这样一种用于石墨烯的电解铜箔以及用于生产该电解铜箔的方法，其可通过在电解铜箔形成期间阻止表面变形来促进石墨烯的形成。
一个实施例提供一种用于石墨烯的电解铜箔，其中，在电解铜箔上合成石墨烯中，在200℃下处理1小时之后的电解铜箔的s面的rz粗糙度基于以下关系式1：
关系式1：0.05≤(电解铜箔的m面的rz粗糙度/在200℃下处理1小时之后的s面的rz粗糙度)/电解铜箔的厚度≤0.2。
在关系式1中，电解铜箔的m面的rz粗糙度可以是0.3μm至3.0μm。当在关系式1中电解铜箔的m面的rz粗糙度小于0.3μm时，表面粗糙度太低，使得不平整部(irregularities)不能很好地形成在铜箔的表面上。结果，电解铜箔的附着力降低，这是不期望的。相反，当在关系式1中电解铜箔的m面的rz粗糙度大于3.0μm时，在电解铜箔的表面粗糙度大的部位或存在划痕的部位处物理吸附迅速发生。这抑制了均匀的催化反应，会导致多层石墨烯的不均匀和过多形成。此外，在石墨烯合成之后的工艺中涂覆保护膜树脂时，树脂以不均匀的厚度涂覆，并且在移除保护膜树脂之后出现残余部分。由此，可能发生降低透射率和电导率的问题。因此，根据本公开，在关系式1中，电解铜箔的m面的rz粗糙度可以是0.3μm至3.0μm。
此外，在关系式1中，电解铜箔的厚度可以是4μm至70μm。当在关系式1中电解铜箔的厚度小于4μm时，电解铜箔易于破裂，因此，在后续工艺中的使用性能降低，这是不期望的。此外，当电解铜箔的厚度超过70μm时，在电解铜箔上合成石墨烯之后，当通过蚀刻移除铜箔时，通过蚀刻的移除可能较差。
此外，在用于石墨烯的电解铜箔上合成石墨烯之后铜箔的电阻可以是300欧姆/平方或更小。否则，当在用于石墨烯的电解铜箔上合成石墨烯之后铜箔的电阻超过300欧姆/平方时，存在石墨烯不能恰当地合成在电解铜箔上的问题。
此外，在本公开的一个实施例中的用于生产用于石墨烯的电解铜箔的方法中，可在铜电解液中的总有机碳(toc)浓度保持在3ppm或更低且铜电解液中的氯浓度保持在1ppm或更低的条件下，在铜电解液中执行铜箔的镀覆。在本说明书中，toc表示总有机碳(totalorganiccarbon)。toc是液体中含有的有机成分中的碳的量的术语。当toc浓度高于3ppm时，铜箔中存在大量杂质，这极大地影响再结晶。因此，优选地，用于电解铜箔的镀槽中的toc值具有3ppm或更小的值。
此外，当镀覆铜箔时，电解液的温度可以是30摄氏度至70摄氏度并且电流密度是30asd至150asd。当镀覆铜箔时，电解液中的铜浓度可以是60g/l至140g/l，并且电解液中的硫酸浓度可以是70g/l至200g/l。
以下是对本公开的示例的详细描述。
(实验示例1)基于根据本公开的用于石墨烯的电解铜箔的表面粗糙度的石墨烯合成后的电阻测试。
在本公开的实验示例1中，测试了在电解铜箔上合成石墨烯之后的电阻。在该示例中，根据本公开的一个实施例的用于石墨烯的电解铜箔的表面粗糙度可基于以下关系式1限定。下面的表1是当toc浓度是表1中限定的且粗糙度比值是在关系式1中限定的时在电解铜箔上合成石墨烯之后测量电阻的表，关系式1为：
关系式1：0.05≤(电解铜箔的m面的rz粗糙度/在200℃下处理1小时之后的s面的rz粗糙度)/电解铜箔的厚度≤0.2。
在下面的表1中的本示例1至本示例8中，电解液中的toc浓度将是3ppm或更低。室温处理下的m面粗糙度、在200摄氏度下处理1小时之后的s面的粗糙度与电解铜箔的厚度之间的比值满足0.05或更大且0.2或更小，这是上面的关系式1的范围值。在这个条件下，测量石墨烯合成后的电阻值。此外，在下面的表1中的对比示例1至对比示例5中，电解液中的toc浓度被设定为超过3ppm。室温处理下的m面粗糙度、在200摄氏度下处理1小时之后的s面的粗糙度与电解铜箔的厚度之间的比值不满足0.05或更大且0.2或更小(上面的关系式1的范围值)。在这个条件下，测量在石墨烯合成之后的电阻值。
如下面的表1所示，在本公开的本示例1中，toc浓度是1ppm。室温处理下的m面粗糙度、在200摄氏度下处理1小时之后的s面的粗糙度与电解铜箔的厚度之间的比值是0.11，这在上面的关系式1的范围值内。在这种情况下，石墨烯合成之后的电阻值为180欧姆/平方。此外，在本示例4和本示例7中，toc浓度分别是0.9ppm和2ppm。室温处理下的m面粗糙度、在200摄氏度下处理1小时之后的s面的粗糙度与电解铜箔的厚度之间的比值分别是0.11和0.12，这在上面的关系式1的范围值内。在这种情况下，在石墨烯合成之后的电阻值分别是230欧姆/平方和280欧姆/平方，它们都小于300欧姆/平方。
另一方面，如下面的表1所示，在本公开的对比示例1中，toc浓度为100ppm。室温处理下的m面粗糙度、在200摄氏度下处理1小时之后的s面的粗糙度与电解铜箔的厚度之间的比值是0.02，这在上面的关系式1的范围值之外。在这种情况下，在石墨烯合成之后的电阻值为400欧姆/平方。此外，在对比示例3中，toc浓度为80ppm。室温处理下的m面粗糙度、在200摄氏度下处理1小时之后的s面的粗糙度与电解铜箔的厚度之间的比值是0.23，这在上面的关系式1的范围值之外。在这种情况下，石墨烯合成不能恰当地发生。在对比示例1和对比示例3的情况中，toc浓度超过3ppm。因此，铜箔中存在大量杂质。这对再结晶等具有极大影响，使得电解铜箔的表面粗糙度受到负面影响。结果，石墨烯合成不能恰当地执行。
因此，优选地，当生产用于石墨烯的电解铜箔时，电解液中的toc浓度被保持在3ppm以下(包括3ppm)，并且根据本公开的用于石墨烯的电解铜箔具有如上面的关系式1中限定的比值范围。
【表1】
本公开所属领域的普通技术人员可以理解的是，在不脱离本公开的精神或本质特征的情况下，本公开可以以其他具体形式实现。因此，应理解的是，以上所描述的实施例在所有方面都是说明性的而非限制性的。本公开的范围由所阐述的权利要求书限定，而不是由以上具体实施方式限定。落在权利要求书的含义和范围内的所有变化或变型及其等同物应被解释为包括在本公开的范围内。