(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にコールタール及びコールタールピッチのうち一つ以上を含んだ前駆体膜を形成する段階と、
前記基板と前記前駆体膜との間の触媒膜、及び前記前駆体膜上の保護膜のうち一つ以上を形成する段階であって、触媒膜がＣｕ触媒膜であるか、保護膜がＮｉ保護膜である段階と、
前記基板を熱処理し、前記基板上にグラフェンシートを形成する段階とを含み、
前記熱処理遂行前、前記触媒膜及び保護膜のうち一つ以上を所定パターンに沿ってパターニングする段階、及び前記熱処理遂行後、熱処理の結果として収得した前記グラフェンシートを所定パターンに沿ってパターニングする段階のうち一つ以上をさらに含むことを特徴とするグラフェンシートの製造方法。
【請求項２】
前記前駆体膜上に保護膜を形成する段階を含み、前記保護膜形成段階を、前記前駆体膜の形成段階後に遂行することを特徴とする請求項１に記載のグラフェンシートの製造方法。
【請求項３】
前記基板と前記前駆体膜との間の触媒膜を形成する段階を含み、前記触媒膜形成段階を、前記前駆体膜の形成段階前に遂行することを特徴とする請求項１または２に記載のグラフェンシートの製造方法。
【請求項４】
前記基板と前記前駆体膜との間に触媒膜を形成する段階、及び前駆体膜上に保護膜を形成する段階を含み、前記触媒膜形成段階を、前記前駆体膜形成段階前に遂行し、前記保護膜形成段階を、前記前駆体膜形成段階後に遂行する請求項１〜３のいずれか１項に記載のグラフェンシートの製造方法。
【請求項５】
前記基板が、シリコン、シリコン酸化物、シリコン窒化物、金属ホイル、金属酸化物、高配向性熱分解グラファイト（ＨＯＰＧ：ｈｉｇｈｌｙ  ｏｒｄｅｒｅｄ  ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ  ｇｒａｐｈｉｔｅ）、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）、ｃ面（ｃ−ｐｌａｎｅ）サファイアウェーハ、ＺｎＳ及び高分子基板よりなる群から選ばれたいずれか１種、またはそれらのうち２種以上の組み合わせを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のグラフェンシートの製造方法。
【請求項６】
前記Ｃｕ触媒膜が形成されるときに、前記保護膜が、金属、無機酸化物及び無機窒化物からなる群から選択された一つ以上の物質を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のグラフェンシートの製造方法。
【請求項７】
前記保護膜が、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅酸化物、ニッケル酸化物、パラジウム酸化物、アルミニウム酸化物、モリブデン酸化物、シリコン酸化物、ゲルマニウム酸化物、シリコン窒化物、ボロン窒化物、リチウム窒化物（Ｌｉ３Ｎ）、銅窒化物（Ｃｕ３Ｎ）、Ｍｇ３Ｎ２、Ｂｅ３Ｎ２、Ｃａ３Ｎ２、Ｓｒ３Ｎ２及びＢａ３Ｎ２よりなる群から選ばれたいずれか１種、またはそれらのうち２種以上の組み合わせを含むことを特徴とする請求項６に記載のグラフェンシートの製造方法。
【請求項８】
前記保護膜の厚みが、２ｎｍないし２０００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のグラフェンシートの製造方法。
【請求項９】
前記Ｎｉ保護膜が形成されるときに、前記触媒膜が、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｈ）、シリコン（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ウラン、バナジウム（Ｖ）及びジルコニウム（Ｚｒ）よりなる群から選ばれたいずれか１種、またはそれらのうち２種以上の組み合わせを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のグラフェンシートの製造方法。
【請求項１０】
前記触媒膜の厚みが、１００ｎｍないし１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のグラフェンシートの製造方法。
【請求項１１】
前記熱処理を、前記前駆体膜に含まれたコールタール及びコールタールピッチのうち一つ以上が炭化される条件下で行うことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のグラフェンシートの製造方法。
【請求項１２】
前記熱処理を、不活性雰囲気または真空雰囲気下で、前記前駆体膜に含まれたコールタール及びコールタールピッチのうち一つ以上の熱分解温度以上であって、２０００℃以下の温度範囲、及び１秒ないし５日の時間範囲で行うことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のグラフェンシートの製造方法。
【請求項１３】
前記基板上にグラフェンシートを形成する段階完了後、前記グラフェンシートの上部に、前記保護膜の一部以上が残留し、前記グラフェンシートの上部に残留した保護膜を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２〜１２のいずれか１項に記載のグラフェンシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素薄膜の製造方法、炭素薄膜を含んだ電子素子及び炭素薄膜を含んだ電気化学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素系材料は、一般的に、ダイアモンド、グラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）、グラフェン及び非晶質炭素に分類される。そのうち、ダイアモンドは、炭素原子間がｓｐ３結合で連結されているために、電気伝導性を全く帯びないが、グラファイトは、ｓｐ２のみからなっており、伝導性に優れる。一方、非晶質炭素は、ｓｐ３結合とｓｐ２結合とをいずれも有するので、グラファイトよりは低い電気伝導性を有する。グラファイトの場合、金属と類似したレベルの伝導性によって、半導体産業では、グラファイトを使用するのに限界がある。これを解決する物質として、最近脚光を浴びているグラフェンは、電気伝導度、電子移動度の側面で、高い値を有するために、半導体産業でも応用性が高く、多くの研究がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
伝導性を有する炭素系材料の製造方法として、２０００℃以上の高温で、熱分解（ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ）を介して、カーボンナノファイバを利用する方法があるが、薄膜に形成することができないという短所があり、セロテープ（登録商標）を利用して黒鉛塊からグラフェンを分離する方法があるが、数μｍの小薄片（ｆｌａｋｅ）しか形成できないという短所があり、化学気相蒸着法（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）で薄膜を形成する方法があるが、メタン、プロパンのような爆発性ガスを使用しなければならず、触媒金属をエッチングした後、物理的に転写する工程を経るために、膜の特性が損傷される恐れがある。また、黒鉛から化学的に炭素系材料薄膜を分離する方法（例えば、小薄片（ｆｌａｋｅ）を溶液上に分散させる方法など）があるが、満足すべきレベルの伝導度を有する薄膜を得られていないという短所がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国特許公開第１０−２００３−４７８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、経済的で安定しており、安全であって、廃資源を利用して環境にやさしい大面積の二次元炭素薄膜を製造する方法を提供するものである。
【０００６】
本発明はまた、伝導度に優れる炭素薄膜を含んだ電子素子及び電気化学素子を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面は、基板上に、コールタール（ｃｏａｌ  ｔａｒ）及びコールタールピッチ（ｃｏａｌ  ｔａｒ  ｐｉｔｃｈ）のうち一つ以上を含んだ前駆体膜を形成する段階と、前記基板と前記前駆体膜との間の触媒膜、及び前記前駆体膜上の保護膜のうち一つ以上を形成する段階と、前記基板を熱処理し、前記基板上に炭素薄膜を形成する段階と、を含む炭素薄膜の製造方法を提供する。
【０００８】
前記炭素薄膜の製造方法において、前記前駆体膜の形成段階後、前記前駆体膜上に保護膜を形成する段階を遂行することができる。
【０００９】
前記炭素薄膜の製造方法において、前記前駆体膜の形成段階前、前記基板上に触媒膜を形成する段階を遂行することができる。
【００１０】
前記炭素薄膜の製造方法において、前記前駆体膜の形成段階前、前記基板上に触媒膜を形成する段階を遂行し、前記前駆体膜の形成段階後、前記前駆体膜上に保護膜を形成する段階を遂行することができる。
【００１１】
前記炭素薄膜の製造方法において、基板は、シリコン、シリコン酸化物、シリコン窒化物、素金属ホイル、金属酸化物（例えば、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）など）、高配向性熱分解グラファイト（ＨＯＰＧ：ｈｉｇｈｌｙ  ｏｒｄｅｒｅｄ  ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ  ｇｒａｐｈｉｔｅ）、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ：ｈｅｘａｇｏｎａｌ  ｂｏｒｏｎ  ｎｉｔｒｉｄｅ）、ｃ面（ｃ−ｐｌａｎｅ）サファイアウェーハ（ｃ−ｐｌａｎｅ  ｓａｐｐｈｉｒｅ  ｗａｆｅｒ）、ＺｎＳ（ｚｉｎｃ  ｓｕｌｆｉｄｅ）及び高分子基板よりなる群から選ばれたいずれか１種、またはそれらのうち２種以上の組み合わせを含んでもよい。また前述の基板以外に、結晶構造を有しているいかなる基板も可能である。例えば、Ｎｉホイル、Ｃｕホイル、Ｐｄホイル、ＭｇＯ、ＺｎＳ、ｃ−ｐｌａｎｅサファイア、ｈ−ＢＮなどの基板を使用する場合には、触媒膜または保護膜を除去しても、炭素薄膜が形成される。
【００１２】
前記炭素薄膜の製造方法において、前記保護膜は、金属、無機酸化物（例えば、金属酸化物、シリコン酸化物）及び無機窒化物のうち１種以上を含んでもよい。
【００１３】
前記炭素薄膜の製造方法において、前記保護膜は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）及びモリブデン（Ｍｏ）のような金属；銅酸化物、ニッケル酸化物、パラジウム酸化物、アルミニウム酸化物及びモリブデン酸化物のような金属酸化物；シリコン酸化物及びゲルマニウム酸化物のようなその他無機酸化物；及びシリコン窒化物、ボロン窒化物、リチウム窒化物（Ｌｉ３Ｎ）、銅窒化物（Ｃｕ３Ｎ）、Ｍｇ３Ｎ２、Ｂｅ３Ｎ２、Ｃａ３Ｎ２、Ｓｒ３Ｎ２及びＢａ３Ｎ２のような無機窒化物うち、少なくとも１種以上を含んでもよい。
【００１４】
前記炭素薄膜の製造方法において、保護膜の厚みは、２ｎｍないし２０００ｎｍであってもよい。
【００１５】
前記炭素薄膜の製造方法において、前記触媒膜は、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｈ）、シリコン（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ウラン、バナジウム（Ｖ）及びジルコニウム（Ｚｒ）よりなる群から選ばれたいずれか１種、またはそれらのうち２種以上の組み合わせを含んでもよい。
【００１６】
前記炭素薄膜の製造方法において、前記触媒膜の厚みは、１００ｎｍないし１，０００ｎｍであってもよい。
【００１７】
前記炭素薄膜の製造方法において、前記熱処理を、前記前駆体膜に含まれたコールタール及びコールタールピッチのうち一つ以上が、炭化（ｃａｒｂｏｎｉｚｅｄ）される条件下で、遂行することができる。ここで、前記熱処理を、不活性雰囲気または真空雰囲気下で、前記前駆体膜に含まれたコールタール及びコールタールピッチのうち、一つ以上の熱分解温度以上であって２０００℃以下の温度範囲、並びに１秒ないし５日（１２０時間）の時間範囲で遂行することができる。
【００１８】
前記炭素薄膜の製造方法は、前記基板上に炭素薄膜を形成する段階完了後、前記炭素薄膜の上部に前記保護膜の一部以上が残留し、前記炭素薄膜の上部に残留した保護膜を除去する段階をさらに含んでもよい。
【００１９】
前記炭素薄膜の製造方法は、前記熱処理遂行前、前記前駆体膜、前記触媒膜及び保護膜のうち一つ以上を所定パターンに沿ってパターニングする段階、及び前記熱処理遂行後、熱処理の結果として収得した前記炭素薄膜を所定パターンに沿ってパターニングする段階のうち一つ以上をさらに含んでもよい。
【００２０】
前記炭素薄膜の製造方法において、前記炭素薄膜は、グラファイトシート、グラフェンシート及び非晶質炭素シートからなる群から選択されてもよい。
【００２１】
本発明の他の側面は、前記炭素薄膜の製造方法によって製造された炭素薄膜を含んだ電子素子を提供する。前記炭素薄膜は、各種電子素子の電極及び／または配線、活性層（例えば、半導体素子の活性層（ａｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ））として使われる。
【００２２】
本発明のさらに他の側面は、前記炭素薄膜の製造方法によって製造された炭素薄膜を含んだ電気化学素子を提供する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の炭素薄膜の製造方法を利用すれば、安定しており、安全であって、経済的に大面積の二次元炭素薄膜を容易に製造することができる。また、前記炭素薄膜の製造方法は、鉄鋼産業または石油化学産業の副産物であるコールタール及びコールタールピッチを利用するので、資源リサイクル側面で環境にやさしく、製造された炭素薄膜を他の基板に転写させる工程なしに、基板上に成長した炭素薄膜の上部に直ちに素子形成が可能であるという側面で、素子製作工程の単純化に寄与することができる。さらに、前記炭素薄膜の製造方法によれば、優秀な伝導度を有する炭素薄膜を収得でき、これを、伝導性が要求される各種電極または配線などに応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の炭素薄膜の製造方法の一実施形態（具現例）を説明した図面である。
【図２】本発明の炭素薄膜の製造方法の他の実施形態（具現例）を説明した図面である。
【図３】本発明の炭素薄膜の製造方法のさらに他の実施形態（具現例）を説明した図面である。
【図４】本発明の炭素薄膜を含んだ有機発光素子の一具現例を概略的に示した断面図である。
【図５】本発明の炭素薄膜を含んだ有機太陽電池素子の一実施形態（具現例）を概略的に示した断面図である。
【図６】本発明の炭素薄膜を含んだ有機薄膜トランジスタの一実施形態（具現例）を概略的に示した断面図である。
【図７】実施例１の炭素薄膜のラマン・スペクトルである。
【図８】実施例１の炭素薄膜のラマン・マッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）データである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の炭素薄膜の製造方法は、基板上にコールタール（ｃｏａｌ  ｔａｒ）及びコールタールピッチ（ｃｏａｌ  ｔａｒ  ｐｉｔｃｈ）のうち一つ以上を含んだ前駆体膜を形成する段階、前記基板と前記前駆体膜との間の触媒膜、及び前記前駆体膜上の保護膜のうち一つ以上を形成する段階、及び前記基板を熱処理し、前記基板上に炭素薄膜を形成する段階を含む。
【００２６】
本明細書において、「基板上に前駆体膜が形成される」とは、基板表面に前駆体膜が直ちに（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成される場合と、基板と前駆体膜との間に、他の膜（例えば、触媒膜など）が形成された後、前駆体膜が形成される場合とをいずれも含むのである。
【００２７】
前記保護膜は、前駆体膜上（すなわち、前駆体膜の両面のうち、基板に対向する面の上部）に存在するので、前記炭素薄膜の製造方法が、前駆体膜上の保護膜形成段階を含む場合、前記保護膜の形成段階は、前記前駆体膜の形成段階後に遂行される。
【００２８】
前記触媒膜は、前記基板と前駆体膜との間に存在するので、前記炭素薄膜の製造方法が、前記基板と前記前駆体膜との間の触媒膜形成段階を含む場合、前記触媒膜形成段階は、前記前駆体膜の形成段階前に遂行される。
【００２９】
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態（実施例）について詳細に説明すれば、次の通りである。
【００３０】
図１は、本発明の炭素（カーボン）薄膜の製造方法の一実施形態（具現例）を順に図示した断面図である。図１を参照して、本発明の炭素（カーボン）薄膜の製造方法の一実施形態（具現例）について説明すれば下記の通りである。
【００３１】
まず、基板１１を準備する。前記基板１１は、その上部に形成される前駆体膜１３に含まれる物質（例えば、コールタール及び／またはコールタールピッチ）と実質的に反応せず、高温下に露出されても、変形、劣化などが起こらない物質を含んでいる。
【００３２】
前記基板１１としては、一般的な半導体工程で使われる基板が使われてもよいなど、多様な材料が使われる。例えば、前記基板１１は、シリコン、シリコン酸化物、シリコン窒化物、金属ホイル（ｍｅｔａｌ  ｆｏｉｌ、例えば、銅ホイル、アルミニウムホイル、ニッケルホイル、パラジウムホイル、ステンレススチールなど）、金属酸化物、高配向性熱分解グラファイト（ＨＯＰＧ：ｈｉｇｈｌｙ  ｏｒｄｅｒｅｄ  ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ  ｇｒａｐｈｉｔｅ）、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ：ｈｅｘａｇｏｎａｌ  ｂｏｒｏｎ  ｎｉｔｒｉｄｅ）、ｃ面（ｃ−ｐｌａｎｅ）サファイアウェーハ（ｃ−ｐｌａｎｅ  ｓａｐｐｈｉｒｅ  ｗａｆｅｒ）、ＺｎＳ（ｚｉｎｃ  ｓｕｌｆｉｄｅ）及び高分子基板（ｐｏｌｙｍｅｒ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）よりなる群から選ばれたいずれか１種、またはそれらのうち２以上の組み合わせを含んでいるのが望ましい。前記金属ホイルは、アルミニウムホイルのように、融点（ｍｅｌｔｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）が高く、炭素薄膜を形成させることができるが、炭素薄膜形成触媒には作用しない物質からなったり、銅ホイル及びニッケルホイルのように、炭素薄膜形成触媒としても作用することができる物質からなってもよい。前記金属酸化物の例としては、アルミニウム酸化物、モリブデン酸化物、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などを挙げることができ、前記高分子基板の例としては、カプトンホイル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、三酢酸セルロース（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）などを挙げることができるが、それらに限定されるものではない。
【００３３】
前記基板として、前駆体膜１３の炭化促進のために、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄなどのように、炭素薄膜形成の触媒にも作用しうる物質からなる金属ホイルを使用する場合、前記基板上に、触媒膜を形成する段階を省略することができる。
【００３４】
一方、ＨＯＰＧ（ｈｉｇｈｌｙ  ｏｒｄｅｒｅｄ  ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ  ｇｒａｐｈｉｔｅ）、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）、ｃ−ｐｌａｎｅサファイアウェーハ及びＺｎＳを基板材料として選択する場合にも、前記基板上部に触媒膜を形成せずとも、炭素薄膜が形成される。
【００３５】
一方、基板１１は、互いに異なる１以上の物質の混合物からなる単一層であってもよく、互いに異なる２以上の物質からなる個別層が積層された多層構造でもあってもよい。例えば、前記基板１１は、シリコン層及びシリコン酸化物層からなる２層構造を有することができる。
【００３６】
その後、前記基板１１上に、コールタール及びコールタールピッチのうち一つ以上を含んだ前駆体膜１３を形成する段階１Ａを遂行する。前記段階１Ａは、コーティング工程を利用して遂行することができる。
【００３７】
コールタールとは、石炭を９００℃ないし１２００℃で乾溜したときの副産物として生成される茶褐色または黒色の高粘性の液状物質であり、その組成は、非常に多様であって複雑である。
【００３８】
コールタールピッチとは、コールタールを蒸留（ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）または熱処理（ｈｅａｔ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）して生成された残留物（ｒｅｓｉｄｕｅ）の総称である。
【００３９】
コールタールに含まれた成分は、ほとんど炭化水素類、酸類、塩基類のうちいずれか一つに属する。前記炭化水素類は、芳香族炭化水素を含むことができ、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、アセナフテン、フルオレン、フェナントレン、アントラセン、ピレン、クリセンなどを含むが、それらに限定されるものではない。前記酸類は、フェノール、クレゾール、クリセノール、ナフトールのようなフェノール類を含んでもよい。前記塩基類には、アニリン、ピリジン、ピロリン、ルチジン、キノリン、イソキノリン、アクリジンなどを含んでもよい。それ以外に、前記コールタールは、ジフェニレンオキシドまたはカルバゾールのような非塩基性窒素化合物以外に、メルカプタンまたはチオフェノールのような有機硫黄化合物なども含んでもよい。このようなコールタールの蒸留時、約１８０℃までの油分は軽油に、約２３０℃までの油分は中油に、約２７０℃までの油分は重油に、約３５０℃までの油分はアントラセン油にそれぞれ分離されるが、残りの残留物がコールタールピッチになるのである。
【００４０】
前記コールタールピッチは、１．２ないし１．４の比重及び４０℃ないし９０℃範囲の融点を有することができる。前記コールタールピッチは、コールタールの蒸留程度により、軟質（液体）、中質、硬質（固体）に分けることができる。
【００４１】
前記コールタール蒸留過程では、前述のように、複雑な組成を有するコールタールに含まれた多様な成分間で多様な反応が起こるので、前記コールタールピッチは、非常に複雑な組成を有する。例えば、多様な芳香族炭化水素化合物及びヘテロ環化合物の混合物であってもよい。
【００４２】
例えば、前記コールタールピッチは、ペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、インダセン、アセナフチレン、アセナフテン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、トリフェニレン、ピレン、ベンゾアントラセン、クリセン、ナフタセン、ピセン、ペリレン、ペンタフェン、ヘキサセン、ベンゾフルオランテン、ベンゾピレン、インデノピレン、ジベンゾアントラセン、ベンゾペリレン、キノリン、フラン、インドール、クロメン、ベンゾチオフェン、ベンゾキノリン、キサンテン、ピロール、チオフェン、イミダゾール、ピラゾール、イソチアゾール、イソベンゾフラン、イソキサゾール、ピラン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、フタラジン、キノキサリン、キナゾリン、インダゾール、フェナジン、フェノキサジン、アクリジン；それらのうち２以上が縮合（ｆｕｓｅｄ）された環構造体；それらのうち２以上が連結基（例えば、単結合（単一結合）、Ｃ１−Ｃ２０アルキレン基など）を介して連結された環構造体；水素原子によるそれらの飽和誘導体；及び／またはハロゲン原子、ニトロ基、カルボン酸（カルボキシル基）及びその塩、Ｃ１−Ｃ２０アルキル基、Ｃ２−Ｃ２０アルキレン基またはＣ１−Ｃ２０アルコキシ基である置換基で一つ以上の水素原子が置換されたそれらの誘導体；を含むことができるが、それらに限定されるものではない。
【００４３】
例えば、前記コールタールピッチは、下記化学式を有する物質を含むことができるが、それらに限定されるものではない：
【００４４】
【化１】
0005985888.tif 000002
【００４５】
前記コールタールピッチとしては、市販中の製品を利用することができる。
【００４６】
前記前駆体膜１３に含まれるコールタール及び／またはコールタールピッチは、比重、軟化点などの制限はないが、溶媒に溶けて薄膜形成が可能な物質のうちから選択されるのが望ましい。
【００４７】
前記段階１Ａは、前記基板１１上に、コールタール及びコールタールピッチのうち一つ以上を含んだ混合物を提供する段階を含む。前記混合物は、必要な場合、溶媒、酸触媒、金属フィラー、セラミックフィラー及びナノ粒子からなる群から選択された１種以上の物質をさらに含んでもよい。
【００４８】
前記溶媒は、前記混合物に適切な粘性、流れ性などを提供できる物質であり、コールタール及びコールタールピッチと混和性があり、コールタール及びコールタールピッチとは実質的に化学反応しない物質であるのが望ましい。前記溶媒の非制限的な例としては、テトラヒドロフラン、キノリン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、シクロヘキサノン、クロロホルム及びジクロロエタンなどを挙げることができるが、それらに限定されるものではない。
【００４９】
前記混合物は、公知のコーティング工程を利用し、前記基板１１上に提供される。前記コーティング工程は、例えば、スピンコーティング法、インクジェット・プリンティング法、ノズル・プリンティング法、ディップコーティング法、電気泳動蒸着法、テープキャスティング法、スクリーン・プリンティング法、ドクターブレード・コーティング法、グラビア・プリンティング法、グラビア・オフセット・プリンティング法、ＬＢ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）法または多層薄膜自己組立（ｌａｙｅｒ−ｂｙ−ｌａｙｅｒ  ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ）法であるが、それらに限定されるものではない。好ましくは、例えば、前記コーティング工程は、スピンコーティング法を利用することができる。
【００５０】
一方、前記混合物において、コールタール及び／またはコールタールピッチの濃度を制御することによって、前記前駆体膜１３の単位体積当たりに含まれるコールタール及び／またはコールタールピッチの含有量が制御され、その結果、前記前駆体膜１３の厚みが制御される。それにより、図１において、炭素薄膜１７の厚みもまた制御される。従って、前記炭素薄膜の製造方法では、前記混合物において、コールタール及び／またはコールタールピッチの濃度を調節することによって、炭素薄膜１７の厚みを容易に制御することができる。
【００５１】
前記混合物を前記基板１１に提供した後、選択的に、前記混合物に含まれた溶媒などを除去するためのソフトベーキングなどを行い、前駆体膜１３を基板１１に形成する。
【００５２】
前記ソフトベーキングの温度範囲及び時間範囲は、選択された溶媒、混合物において、コールタール及び／またはコールタールピッチの濃度などによって調節される。
【００５３】
前記前駆体膜１３の厚みは、前記混合物において、コールタール及び／またはコールタールピッチの濃度を調節することによって制御され、２ｎｍないし５０μｍの範囲を有することができる。前記前駆体膜１３の厚みが、前述のような範囲を満足する場合、グラフェン単一層以上の厚みを有する炭素（カーボン）薄膜を形成することができ、均一な膜質の前駆体膜１３を形成することができる。ただし、前駆体膜１３の厚みは、上記範囲に何ら制限されるものではない。
【００５４】
例えば、前記前駆体膜１３の厚みは、１ｎｍないし５０μｍの範囲を有することもでき、前記範囲を満足する場合、製造された炭素（カーボン）薄膜１７は、グラフェン単層厚である０．３４ｎｍないし５０ｎｍの厚みを有することができ、可視光領域の波長の光の透過度に優れ、各種ディスプレイなどの透明電極として使われてもよい（好適に活用することができる）。または、例えば、前記前駆体膜１３の厚みを約５０μｍ以上に調整すれば、それから製造された炭素薄膜１７は、一般配線電極としても活用することができる。
【００５５】
次に、前記前駆体膜１３の上部に、保護膜１５を形成する段階１Ｂを遂行する。
【００５６】
前記保護膜１５は、前駆体膜１３を炭素薄膜１７に変換させる熱処理の間、前駆体膜１３に含まれたコールタール及び／またはコールタールピッチの焼成消失を防止する役割を行うできる。
【００５７】
前記保護膜１５は、金属、無機酸化物（例えば、金属酸化物、シリコン酸化物など）、無機窒化物よりなる群から選ばれたいずれか１種、またはそれらのうち２種以上の組み合わせを含んでもよい。例えば、前記保護膜１５は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅酸化物、ニッケル酸化物、パラジウム酸化物、アルミニウム酸化物、モリブデン酸化物、シリコン酸化物、ゲルマニウム酸化物、シリコン窒化物、ボロン窒化物、リチウム窒化物（Ｌｉ３Ｎ）、銅窒化物（Ｃｕ３Ｎ）、Ｍｇ３Ｎ２、Ｂｅ３Ｎ２、Ｃａ３Ｎ２、Ｓｒ３Ｎ２及びＢａ３Ｎ２よりなる群から選ばれたいずれか１種、またはそれらのうち２種以上の組み合わせを含むことができるが、それらに限定されるものではない。
【００５８】
前記保護膜１５の厚みは、２ｎｍないし２０００ｎｍ、好ましくは、例えば、３００ｎｍないし６００ｎｍであればよい。前記保護膜１５の厚みが前記範囲を満足する場合、均一な膜特性を有する炭素薄膜１７を形成することができる。
【００５９】
前記保護膜１５は、通常の金属膜及び／または金属酸化物膜の形成方法（例えば、蒸着法など）を利用して形成することができる。
【００６０】
その後、熱処理段階の段階１Ｃを遂行し、前駆体膜１３を炭素薄膜１７に変化させる。
【００６１】
前記熱処理段階は、前駆体膜１３に含まれたコールタール及びコールタールピッチのうち少なくとも一つが炭化される条件下で遂行される。
【００６２】
このために、前記熱処理は、不活性雰囲気（好ましくは、例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気など）または真空雰囲気で行われる。また、選択的に、炭化反応を促進させたり、炭素薄膜１７内欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）を誘導して炭素薄膜１７の仕事関数を改質するために、前記熱処理遂行中、水素、メタン、ＣＦ４ガスなどを不純物ガスとして注入してもよい。
【００６３】
例えば、前記熱処理は、前記前駆体膜１３に含まれたコールタール及び／またはコールタールピッチの熱分解温度（ｔｈｅｒｍａｌ  ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）以上であって、２０００℃以下の温度範囲（好ましくは、例えば、６００℃から１５００℃）で、１秒ないし５日（好ましくは、例えば、１秒ないし２０時間）の時間範囲で行われる。かような熱処理遂行の雰囲気、温度及び熱処理時間は、前記前駆体膜１３に含まれたコールタール及び／またはコールタールピッチの含有量などによって選択されてもよい。
【００６４】
前記熱処理段階１Ｃを介して、前駆体膜１３が炭化されつつ、炭素薄膜１７が形成されるが、このとき、前記炭素薄膜１７にグラフェン構造を含んだドメインが形成される。
【００６５】
一方、前記熱処理段階１Ｃの温度を、保護膜１５に含まれた物質の融点以上の温度に調節することによって、炭素薄膜１７の形成と同時に、保護膜１５を除去することもできる。
【００６６】
または、前記熱処理段階１Ｃの熱処理条件が、保護膜１５の除去に不十分である場合、図１には図示されていないが、形成された炭素薄膜１７の上部には、保護膜１５の一部以上が残留しうる。従って、前記炭素薄膜の製造方法は、形成された炭素薄膜１７に残留した保護膜１５を除去する段階をさらに含んでもよい。炭素薄膜１７の上部に残留した保護膜１５は、公知の金属膜及び／または金属酸化物膜の除去方法を利用して除去されるが、例えば、金属用または金属酸化物用エッチング液で炭素薄膜１７の表面を洗浄し、炭素薄膜１７の上部に残留しうる保護膜１５を除去することができる。
【００６７】
前記炭素薄膜の製造方法は、コーティング工程及び熱処理工程に基づくので、前記炭素薄膜の製造方法によれば、経済的であって、安定して大面積の二次元炭素薄膜１７を得ることができる。
【００６８】
また、前駆体膜１３形成のために準備されるコールタール及び／またはコールタールピッチを含んだ混合物において、コールタール及び／またはコールタールピッチの濃度を制御することによって、炭素薄膜１７の厚みを簡便に制御することができるので、多様なサイズ及び構造を有する炭素薄膜１７を容易に製造することができる。
【００６９】
さらに、前記炭素薄膜の製造方法は、炭素薄膜１７形成のための出発物質として、鉄鋼産業、石油化学産業などでの副産物であるコールタール及び／またはコールタールピッチを使用するので、資源リサイクルの観点から環境にやさしく、炭素薄膜１７形成のために、ＣＨ４ガス、Ｃ２Ｈ４ガスのような爆発性ガスを利用しないので、安定性が高い。
【００７０】
一方、前記段階１Ｃの遂行前、保護膜１５及び前駆体膜１３をパターニングするか、あるいは前記段階１Ｃの遂行後、炭素薄膜１７を基板１１から分離する前に、炭素薄膜１７をパターニングすることにより、炭素薄膜１７に対するパターニング工程を容易に実施することができる。このように、パターニングされた炭素薄膜１７上に、各種素子構造体を直ちに形成することができるので、前記炭素薄膜１７は、多様なパターンを有した電極または配線などとして容易に活用される。
【００７１】
前記パターニング方法としては、フォトリソグラフィ、電子ビームリソグラフィ、ナノインプリント・リソグラフィ、モールド・アシスティッド（ｍｏｌｄ−ａｓｓｉｓｔｅｄ）・リソグラフィ、ステップ・アンド・フラッシュインプリント・リソグラフィ、ディップペン・リソグラフィ、マイクロコンタクト・プリンティング（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔａｃｔ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）及びインクジェット・プリンティングからなる群から選択された一つ以上を使用することができる。または、感光剤とマスクとを利用するパターニング及び／または酸素プラズマまたはＲＩＥ（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｉｏｎ  ｅｔｃｈｉｎｇ）を利用したパターニングが使われてもよい。
【００７２】
前記炭素薄膜１７は、グラファイトシート、グラフェンシート（あるいはフィルム）、または非晶質炭素フィルムであってもよい。前記グラフェンシートは、０．３４ｎｍ厚を有するグラフェン単一層、２ないし１０層のグラフェン単一層が積層された構造を有する数層グラフェン、または前記数層グラフェンよりは多層のグラフェン単一層が積層された構造を有するグラフェン多重層であってもよい。例えば、前記炭素薄膜１７は、グラフェンシートであってもよい。一実施形態（具現例）によれば、前記炭素薄膜１７は、数層グラフェンであるが、それに限定されるものではない。前記炭素薄膜１７は、可視光線領域の光に対して、５０％以上の透過度を有することができる。一方、前記炭素薄膜１７は、優秀な伝導度を有することができる。例えば、１０Ｓ／ｃｍ以上の伝導度を有することができる。
【００７３】
図１は、前駆体膜１３の形成段階（段階１Ａ）後、前駆体膜１３上に保護膜１５を形成する段階（段階１Ｂ）を含んだ炭素薄膜の製造方法の一実施形態（具現例）である。
【００７４】
図２は、前記炭素薄膜の製造方法の他の実施形態（具現例）である。図２は、基板２１上部に、触媒膜２２を形成した後、触媒膜２２上部に、前駆体膜２３を形成した後、前記前駆体膜２３上に保護膜を形成せずに、炭素薄膜２７を形成したという点を除いては、前記図１によって説明される炭素薄膜の製造方法と同一である。図２において、基板２１、前駆体膜２３、炭素薄膜２７、段階２Ａ及び段階２Ｂは、それぞれ図１の基板１１、前駆体膜１３、炭素薄膜１７、段階１Ａ及び段階１Ｃに係わる説明を参照する。
【００７５】
前記触媒膜２２は、前記熱処理による炭素薄膜２７の形成時、グラフェン構造形成のための触媒として作用し、炭素薄膜２７のグラフェン構造ドメインを増加させる役割を行うできる。
【００７６】
前記触媒膜２２は、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｈ）、シリコン（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ウラン、バナジウム（Ｖ）及びジルコニウム（Ｚｒ）よりなる群から選ばれたいずれか１種、またはそれらのうち２種以上の組み合わせを含んでもよい。
【００７７】
前記触媒膜２２の厚みは、１００ｎｍないし１０００ｎｍ（好ましくは、例えば、４００ｎｍないし６００ｎｍ）であってもよい。前記触媒膜２２の範囲が前述のような範囲を満足する場合、優秀な結晶性を有する炭素薄膜２７を製造することができる。
【００７８】
図２は、前駆体膜２３の形成段階（段階２Ａ）前、基板２１上に触媒膜２２を形成する段階を含んだ炭素薄膜の製造方法の一例である。
【００７９】
図３は、前記炭素薄膜の製造方法のさらに他の実施形態（具現例）である。図３は、基板３１上部に触媒膜３２をさらに形成した後、触媒膜３２上部に、前駆体膜３３を形成したという点を除いては、前記図１によって説明される炭素薄膜の製造方法と同一である。図３において、基板３１、前駆体膜３３、保護膜３５、炭素薄膜３７、段階３Ａ、段階３Ｂ及び段階３Ｃは、それぞれ図１の基板１１、前駆体膜１３、保護膜１５、炭素薄膜１７、段階１Ａ、段階１Ｂ及び段階１Ｃに係わる説明を参照し、図３において、触媒膜２２に係わる詳細な説明は、図２に係わる説明を参照する。
【００８０】
前記炭素薄膜は、伝導性が要求される各種層に使われてもよい。例えば、各種電子素子及び電気化学素子の電極、配線、チャンネル層などに応用される。前記電子素子は、例えば、無機発光素子（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）、有機発光素子（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）、無機太陽電池（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、有機太陽電池素子（ＯＰＶ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  ｄｉｏｄｅ）、または無機薄膜トランジスタ（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、メモリ、電気化学／バイオセンサ、ＲＦ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）素子、レクチファイア（ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）、ＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）素子または有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ：ｏｒｇａｎｉｃ  ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であって、前記電気化学素子は、リチウムバッテリまたは燃料電池であるが、それらに限定されるものではない。
【００８１】
前記有機発光素子の一実施形態（具現例）の概略的な構造は、図４を参照する。図４の有機発光素子１００は、第１電極１１０、正孔注入層１２０、正孔輸送層１３０、発光層１４０、電子輸送層１５０、電子注入層１６０及び第２電極１７０を含む。前記有機発光素子１００の第１電極１１０及び第２電極１７０間に電圧を印加すれば、第１電極１１０から注入された正孔は、正孔注入層１２０及び正孔輸送層１３０を経由して、発光層１４０に移動し、第２電極１７０から注入された電子は、電子輸送層１５０及び電子注入層１６０を経由して発光層１４０に移動する。前記正孔及び電子のようなキャリアは、発光層１４０で再結合して励起子（ｅｘｉｔｏｎ）を生成するが、この励起子が励起状態から基底状態に変わりつつ光が生成される。
【００８２】
前記第１電極１１０は、前述のような製造方法によって製造された炭素薄膜であってもよい。
【００８３】
正孔注入層１２０は、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような公知の多様な方法のうちから任意に選択された方法によって、形成することができる。このとき、真空蒸着法を選択する場合、蒸着条件は、目的化合物、目的とする層の構造及び熱的特性などによって異なるが、例えば、１００ないし５００℃の蒸着温度範囲、１３３．３２×１０−１０ないし１３３．３２×１０−３Ｐａ（１０−１０ないし１０−３ｔｏｒｒ）の真空度範囲、０．０１ないし１００Å／ｓｅｃの蒸着速度範囲内で選択されてもよい。一方、スピンコーティング法を選択する場合、コーティング条件は、目的化合物、目的とする層の構造及び熱的特性によって異なるが、２０００ｒｐｍないし５０００ｒｐｍのコーティング速度範囲、８０℃ないし２００℃の熱処理温度（コーティング後の溶媒除去のための熱処理温度）範囲内で選択されてもよい。
【００８４】
前記正孔注入層１２０の材料としては、公知の正孔注入材料を使用することができるが、例えば、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（下記化学式参照）、ＴＤＡＴＡ（下記化学式参照）、２Ｔ−ＮＡＴＡ（下記化学式参照）、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）またはポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）などを使用することができるが、それらに限定されるものではない。
【００８５】
【化２】
0005985888.tif 000003
【００８６】
前記正孔注入層１２０の厚みは、約１０Åないし１００００Å、好ましくは、例えば、１００Åないし１０００Åであってもよい。前記正孔注入層１２０の厚みが前記範囲を満足する場合、駆動電圧の上昇なしに、優秀な正孔注入特性を得ることができる。
【００８７】
前記正孔輸送層１３０は、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような公知の多様な方法のうちから任意に選択された方法によって形成される。このとき、蒸着条件及びコーティング条件は、目的化合物、目的とする層の構造及び熱的特性などによって異なるが、前述のような正孔注入層１２０形成のための条件と類似した範囲内で選択される。
【００８８】
正孔輸送層１３０の材料は、公知の正孔輸送材料を利用して形成されるが、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、Ｎ−フェニルカルバゾール、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）などの芳香族縮合環を有するアミン誘導体；４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）のようなトリフェニルアミン系物質のような公知の正孔輸送物質を使用することができる。そのうち、例えば、ＴＣＴＡの場合、正孔輸送の役割以外にも、発光層１４０からの励起子拡散を防止する役割も行うことができる。
【００８９】
前記正孔輸送層１３０の厚みは、５０Åないし１０００Å、好ましくは、例えば、１００Åないし６００Åであってもよい。前記正孔輸送層１３０の厚みが前述のような範囲を満足する場合、駆動電圧の上昇なしに、優秀な正孔輸送特性を得ることができる。
【００９０】
前記発光層１４０は、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような公知の多様な方法のうちから任意に選択された方法によって形成される。このとき、蒸着条件及びコーティング条件は、目的化合物、目的とする層の構造及び熱的特性などによって異なるが、前述のような正孔注入層１２０形成のための条件と類似した範囲内で選択される。
【００９１】
前記発光層１４０は、単一発光材料からなり、ホスト及びドーパントを含んでもよい。
【００９２】
前記ホストの例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ＡＤＮ（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン）、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、Ｅ３（下記化学式参照）、ＢｅＢｑ２（下記化学式参照）などを使用することができるが、それらに限定されるものではない。
【００９３】
【化３】
0005985888.tif 000004
【００９４】
一方、公知の赤色ドーパントとして、ＰｔＯＥＰ（下記化学式参照）、Ｉｒ（ｐｉｑ）３（下記化学式参照）、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）（下記化学式参照）などを利用することができるが、それらに限定されるものではない。
【００９５】
【化４】
0005985888.tif 000005
【００９６】
また、公知の緑色ドーパントとして、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）（下記化学式参照）、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）（下記化学式参照）、Ｉｒ（ｍｐｙｐ）３（下記化学式参照）、Ｃ５４５Ｔ（下記化学式参照）などを利用することができるが、それらに限定されるものではない。
【００９７】
【化５】
0005985888.tif 000006
【００９８】
一方、公知の青色ドーパントとして、Ｆ２Ｉｒｐｉｃ（下記化学式参照）、（Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒ（ｔｍｄ）（下記化学式参照）、Ｉｒ（ｄｆｐｐｚ）３（下記化学式参照）、ｔｅｒ−フルオレン、４，４’−ビス［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）などを利用することができるが、それらに限定されるものではない。
【００９９】
【化６】
0005985888.tif 000007
【０１００】
前記発光層１４０の厚みは、１００Åないし１０００Å、好ましくは、例えば、１００Åないし６００Åであってもよい。前記発光層１４０の厚みが前記範囲を満足する場合、駆動電圧の上昇なしに、優秀な発光特性を得ることができる。
【０１０１】
正孔阻止層（図４には図示せず）は、発光層１４０（例えば、発光層１４０がリン光化合物を含む場合）の三重項励起子または正孔のカソードなどへの拡散現象を防止する役割を行うものであり、発光層１４０上部に追加して形成され、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような公知の多様な方法のうちから任意に選択された方法によって形成される。このとき、蒸着条件及びコーティング条件は、目的化合物、目的とする層の構造及び熱的特性などによって異なるが、前述のような正孔注入層１２０形成のための条件と類似した範囲内で選択される。
【０１０２】
前記正孔阻止材料は、公知の正孔阻止材料のうちから任意に選択されてもよい。例えば、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体などを使用することができる。
【０１０３】
前記正孔阻止層の厚みは、約５０Åないし１０００Å、好ましくは、例えば、１００Åないし３００Åであってもよい。前記正孔阻止層の厚みが前記範囲を満足する場合、駆動電圧の上昇なしに、優秀な正孔阻止特性を得ることができる。
【０１０４】
前記電子輸送層１５０は、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような公知の多様な方法のうちから任意に選択された方法によって、発光層１４０または正孔阻止層の上部に形成される。このとき、蒸着条件及びコーティング条件は、目的化合物、目的とする層の構造及び熱的特性などによって異なるが、前述のような正孔注入層１２０形成のための条件と類似した範囲内で選択される。
【０１０５】
前記電子輸送層１５０の物質としては、公知の電子輸送材料を使用することができるが、例えば、Ａｌｑ３、１，２，４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）（下記化学式参照）、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）（下記化学式参照）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）−ベリリウム（ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（ｐ−フェニルフェノラート）−アルミニウム（ＢＡｌｑ）（下記化学式参照）のような公知の材料を使用することもできるが、それらに限定されるものではない。
【０１０６】
【化７】
0005985888.tif 000008
【０１０７】
前記電子輸送層１５０の厚みは、約１００Åないし１０００Å、好ましくは、例えば、２００Åないし５００Åであってもよい。前記電子輸送層１５０の厚みが前述のような範囲を満足する場合、駆動電圧の上昇なしに、優秀な電子輸送特性を得ることができる。
【０１０８】
前記電子輸送層１５０の上部には、電子注入層１６０が形成される。前記電子注入層１６０の形成材料としては、公知の電子注入材料であるＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯ、ＢａＦ２などが使われ、前記電子注入層１６０の蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層１２０の形成とほぼ同じ条件範囲で選択される。
【０１０９】
前記電子注入層１６０の厚みは、約１Åないし１００Å、好ましくは、例えば、５Åないし５０Åであってもよい。前記電子注入層１６０の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき電子注入特性を得ることができる。
【０１１０】
前記第２電極１７０は、カソード（電子注入電極）であって、相対的に小さい仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物及びそれらの組み合わせを使用することができる。具体的な例としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などを挙げることができる。また前面発光素子を得るために、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などを使用することもできる。
【０１１１】
前記有機発光素子の構造は、図４に図示された有機発光素子１００に限定されるものではなく、例えば、正孔注入層１２０が省略されるなど、必要によって公知の多様な構造に変形可能である。
【０１１２】
例えば、前記薄膜炭素を含んだ有機発光素子は、第１電極（前述のような炭素薄膜）／正孔輸送層（ＮＰＢ、厚さ２０ｎｍ）／発光層（ＢｅＢｑ２：Ｃ５４５Ｔ、厚さ２０ｎｍ）／電子輸送層（ＢｅＢｑ２、厚さ２０ｎｍ）／電子注入層（ＬｉＦ、厚さ１ｎｍ）／第２電極（Ａｌ、厚さ１３０ｎｍ）の構造を有することができるが、それに限定されるものではない。
【０１１３】
前記有機発光素子は、前述のような炭素薄膜の製造方法を利用して、第１電極を形成するが、優秀な電気的特性の第１電極を含むことができ、製造コストが節減される。
【０１１４】
図５は、前記炭素薄膜を含んだ有機太陽電池素子の一実施形態（具現例）を概略的に図示したものである。
【０１１５】
図５の有機太陽電池素子２００は、第１電極２１０、バッファ層２２０、ヘテロ接合層２３０、電子受容層２４０及び第２電極２５０を含んでもよい。有機太陽電池素子２００に照射された光は、ヘテロ接合層２３０で正孔と電子とに分離され、電子は、電子受容層２４０を経て第２電極２５０に移動し、正孔は、バッファ層２２０を経て第１電極２１０に移動することができる。
【０１１６】
前記第１電極２１０は、前述のような炭素薄膜であってもよい。
【０１１７】
前記バッファ層２２０は、正孔を受容することができる材料からなるが、例えば、前述のような有機発光素子１００の正孔注入層１２０及び正孔輸送層１３０の材料を利用することができる。
【０１１８】
前記ヘテロ接合層２３０は、照射された光から正孔と電子とを分離させることができる物質を含んでいればよい。例えば、前記ヘテロ接合層２３０は、ｐ型有機半導体材料とｎ型有機半導体材料とを含んでもよい。例えば、前記ヘテロ接合層２３０は、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）及びフェニル−Ｃ６１−酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）を含むことができるが、それらに限定されるものではない。
【０１１９】
前記電子受容層２４０は、電子を受容することができる材料からなるが、例えば、前述のような有機発光素子１００の電子注入層１６０の材料を利用することができる。
【０１２０】
前記第２電極２５０は、カソード（電子注入電極）であって、相対的に小さい仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物及びそれらの組み合わせを使用することができる。具体的な例としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などを挙げることができる。
【０１２１】
例えば、前記炭素薄膜を含んだ有機太陽電池素子は、第１電極（前述のような炭素薄膜）／バッファ層（ＰＥＤＯＴ、厚さ３５ｎｍ）／ヘテロ接合層（ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）：ＰＣＢＭ、厚さ２１０ｎｍ）／電子受容層（ＢａＦ２、厚さ１ｎｍ）／第２電極（Ａｌ、厚さ１００ｎｍ）の構造を有することができるが、それに限定されるものではない。
【０１２２】
図６は、前記炭素薄膜を含んだ有機薄膜トランジスタの一実施形態（具現例）を概略的に図示したものである。
【０１２３】
図６の有機薄膜トランジスタ３００は、基板３１１、ゲート電極３１２、絶縁層３１３、有機半導体層３１５、並びにソース電極及びドレイン電極３１４ａ，３１４ｂを含む。前記ゲート電極３１２、有機半導体層３１５、並びにソース電極及びドレイン電極３１４ａ，３１４ｂのうち一つ以上が、前述のような炭素薄膜であってもよい。
【０１２４】
前記基板３１１は、一般的な電子素子で使われる基板を使用するが、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性などを考慮し、ガラス基板または透明プラスチック基板を使用することができる。
【０１２５】
前記基板３１１上には、所定パターンのゲート電極３１２が形成されている。前記ゲート電極３１２は、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｍｏ、またはＡｌ：Ｎｄ合金、Ｍｏ：Ｗ合金のような金属または金属の合金からなるが、それらに限定されるものではない。または、前記ゲート電極３１２は、前述のような炭素薄膜からなってもよい。
【０１２６】
前記ゲート電極３１２の上部には、前記ゲート電極３１２を覆うように、絶縁層３１３が備わっている。前記絶縁層３１３は、金属酸化物または金属窒化物のような無機物からなるか、絶縁性有機高分子のような有機物からなるなど、多様な物質によって具備可能である。
【０１２７】
絶縁層３１３の上部には、有機半導体層３１５が形成されている。前記有機半導体層３１５は、前述のような炭素薄膜であってもよい。または、前記有機半導体層３１５は、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、アントラセン（ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ）、ナフタレン（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、アルファ（α）−６−チオフェン、アルファ（α）−４−チオフェン、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）及びその誘導体、ルブレン（ｒｕｂｒｅｎｅ）及びその誘導体、コロネン（ｃｏｒｏｎｅｎｅ）及びその誘導体、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（ｐｅｒｙｌｅｎｅ  ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ｄｉｉｍｉｄｅ）及びその誘導体、ペリレンテトラカルボン酸二無水物（ｐｅｒｙｌｅｎｅ  ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリパラフェニレン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、ポリチオフェンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン−ヘテロ環芳香族共重合体及びその誘導体、ナフタレンのオリゴアセン及びそれらの誘導体、アルファ（α）−５−チオフェンのオリゴチオフェン及びそれらの誘導体、金属含有あるいは金属非含有のフタロシアニン及びそれらの誘導体、ピロメリット酸二無水物及びその誘導体、ピロメリット酸ジイミド及びそれらの誘導体などを含むことができるが、それらに限定されるものではない。
【０１２８】
前記有機半導体層３１５上には、ソース電極及びドレイン電極３１４ａ，３１４ｂがそれぞれ形成されている。前記ソース電極及びドレイン電極３１４ａ，３１４ｂは、図６から分かるように、一定部分ゲート電極３１２と重畳するように備わるが、必ずしもそれに限定されるものではない。前記ソース電極及びドレイン電極３１４ａ，３１４ｂは、前記炭素薄膜からなってもよい。または、前記ソース電極及びドレイン電極３１４ａ，３１４ｂは、有機半導体層をなす物質との仕事関数を考慮し、５．０ｅＶ以上の貴金属、例えば、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｏｓ、及びそれらのうち２以上の組み合わせを使用することができる。
【０１２９】
例えば、前記有機薄膜トランジスタは、基板／ゲート電極／絶縁層／有機半導体層（前述のような炭素薄膜）／ソース電極及びドレイン電極（Ａｕ、厚さ１０ｎｍ）の構造を有することができる。または、前記有機薄膜トランジスタは、基板／ゲート電極／絶縁層／有機半導体層（ペンタセン）／ソース電極及びドレイン電極（前述のような炭素薄膜）の構造を有することができる。
【０１３０】
以上、前記電子素子について、図４ないし図６を参照して説明したが、それらに限定されるものではない。例えば、前記図４の有機発光素子において、第１電極１１０の材料によって、第２電極１７０が前記炭素薄膜であってもよい。また、図６は、ボトムゲート型有機薄膜トランジスタを図示したものであるが、トップゲート型有機薄膜トランジスタなど、多様な構造の有機薄膜トランジスタへの変形も可能であることは、言うまでもない。
【０１３１】
本発明による炭素薄膜は、前記素子以外にも、メモリ、電気化学／バイオセンサ、ＲＦ素子、レクチファイア及びＣＭＯＳ素子などの電子素子を始めとして、リチウムバッテリ、燃料電池のような電気化学素子に、電極及び活性材料として適用されてもよい。また、応用素子は、それらに限定されるものではない。
【０１３２】
本発明は、図面に図示された実施形態（実施例）を参考にして説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、当技術分野で当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施形態（実施例）が可能であるという点を理解することが可能であろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるものである。
【実施例】
【０１３３】
実施例１：コールタールを利用した炭素薄膜
コールタールの準備
ポスコ光陽製鉄所化成部（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｐｌａｎｔ）からの副産物として、クルードコールタール（ｃｒｕｄｅ  ｃｏａｌ  ｔａｒ）の提供を受け、水分と微細粒子（石炭粉及びファーネス耐火物微細粒子など）を、スクリューデカンター（Ｓｃｒｅｗ  ｄｅｃａｎｔｅｒ）を利用して遠心分離によって除去した後、キノリン溶媒に溶かして濾過することによって、コールタールを準備した。
【０１３４】
コールタール膜の形成
前記コールタール及びトルエンを含んだ混合物（コールタールの濃度は、約１質量％である）を準備し、シリンジフィルタ０．４５μｍ（目開きサイズ）を利用して濾過した後、これを基板（シリコン基板（サイズは、２．０ｃｍ×２．０ｃｍである）上に形成された３００ｎｍ厚のシリコン酸化物膜）上部にスピンコーティングした後、溶媒であるトルエンを除去するために、１００℃で２０分間ベーキングし、前駆体膜として１００ｎｍ厚のコールタール膜を形成した。
【０１３５】
炭素薄膜形成及び炭素薄膜の比抵抗評価
前記コールタール膜上にスパッタ（ｓｐｕｔｔｅｒ）でニッケル（Ｎｉ）を蒸着し、５０ｎｍ厚のＮｉ保護膜を形成した後、前記基板をクォーツ管に入れてファーネス内に装着した。アルゴン（Ａｒ）ガスを５０ｓｃｃｍ及び水素ガスを１０ｓｃｃｍの量で、４×１３３．３２Ｐａ（４．０Ｔｏｒｒ）以下で、前記クォーツ管に一定に投入しつつ、ハロゲンランプ熱源を使用し、前記基板を１０００℃で１分間熱処理した。熱処理終了後、前記基板が位置したクォーツ管をファーネスから分離して自然冷却し、炭素薄膜上に残留した一部以上のＮｉ保護膜を、ＦｅＣｌ３  １Ｍ水溶液をエッチング液として利用して除去し、炭素薄膜（サイズは、２．０ｃｍ×２．０ｃｍであり、厚みは約２０ｎｍである）を収得した。前記炭素薄膜の表面比抵抗（ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）を４探針プローブ（４−ｐｏｉｎｔ  ｐｒｏｂｅ）で測定した結果、３００Ω／ｓｑの比抵抗を有するということを確認した。
【０１３６】
実施例２：コールタールピッチを利用した炭素薄膜
コールタールピッチの準備
クルードコールタールの代わりに、コールタール蒸留後に残ったカス（残留物）であるクルードコールタールピッチ（軟化点１１０℃、ポスコ光陽製鉄所副産物）を利用したという点を除いては、前記実施例１のコールタールの準備方法と同じ方法を利用して、コールタールピッチを準備した。
【０１３７】
コールタールピッチ膜の形成
コールタールの代わりに、前述のように準備されたコールタールピッチを利用し、トルエンの代わりにキノリンを利用し、２０ｎｍ厚のコールタールピッチ膜を形成したという点を除いては、前記実施例１のコールタール膜形成方法と同じ方法を利用して、前駆体膜としてコールタールピッチ膜を形成した。
【０１３８】
炭素薄膜形成及び炭素薄膜の比抵抗評価
コールタール膜の代わりに、前述のように形成されたコールタールピッチ膜を利用したという点を除いては、実施例１の炭素薄膜形成方法と同じ方法を利用して、炭素薄膜（サイズは、２．０ｃｍ×２．０ｃｍであり、厚みは約２ｎｍである）を形成した。前記炭素薄膜の表面比抵抗（ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）を４探針プローブ（４−ｐｏｉｎｔ  ｐｒｏｂｅ）で測定した結果、５００Ω／ｓｑの比抵抗を有するということを確認した。
【０１３９】
実施例３：コールタールピッチを利用したグラフェン形成
基板として、３００ｎｍ厚のシリコン酸化物膜が形成されたシリコン基板（サイズは、５．０ｃｍ×５．０ｃｍである）を準備した。前記シリコン酸化物膜上部に、スパッタで銅（Ｃｕ）を蒸着し、５００ｎｍ厚のＣｕ触媒膜を形成した後、前記Ｃｕ触媒膜上部に、コールタールピッチ（軟化点１５０℃、ポスコ光陽製鉄所副産物）、及び溶媒としてキノリンを含んだ混合物（コールタールピッチの濃度は、約１質量％である）をスピンコーティングした後、溶媒であるキノリンを除去するために、真空で１００℃で１０分間ベーキングし、前駆体膜として、１００ｎｍ厚のコールタールピッチ膜を形成した。この後、前記基板を１インチのクォーツ管に入れてファーネス内に装着した。ファーネスは、１００×１３３．３２ｍＰａ（１００ｍＴｏｒｒ）の真空を１０００℃で維持していて、水素ガス（５０ｓｃｃｍ）、アルゴンガス（５００ｓｃｃｍ）を流しつつ、３０×１３３．３２Ｐａ（３０Ｔｏｒｒ）未満に変更して維持しつつ、コールタールピッチ膜を１５分ほど熱分解させた。アルゴン（Ａｒ）ガスを５０ｓｃｃｍの量で、前記クォーツ管に一定に投入しつつ、ハロゲンランプ熱源を使用し、前記基板を１０００℃で１分間熱処理し、前記コールタールピッチ膜をグラフェンに変換させた。熱処理終了後、前記基板を加熱しているファーネスの熱源をサンプルから遠く移動させ、水素とアルゴンガスとを流しつつ自然冷却させた。その後、基板をファーネスから取り出し、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）（３０００ｒｐｍ、１ｍｉｎ）溶液をグラフェン上部にスピンコーティングし、マーブル試薬（Ｍａｒｂｌｅ’ｓ  ｒｅａｇｅｎｔ）（ＣｕＳＯ４：ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ＝１０ｇ：５０ｍＬ：５０ｍＬ）をエッチング液として利用して、２時間前記グラフェン下部に位置したＣｕ触媒膜を除去した。そこから収得したＰＭＭＡ／グラフェンフィルムを１０分間３回エッチング液イオンをなくすために水で洗浄した。その後、２時間水を除去するために、７０℃の温度を維持したまま、真空状態でＰＭＭＡ／グラフェンフィルムを乾燥させた。その後、前記ＰＭＭＡ／グラフェンフィルムのグラフェンが、ＰＥＴ基板表面に接触するように、ＰＭＭＡ／グラフェンフィルムをＰＥＴ基板上に配した後、ＰＭＭＡ／グラフェンフィルムのＰＭＭＡをアセトンで２回洗浄してＰＭＭＡを除去し、ＰＭＭＡ／グラフェンフィルムのグラフェンをＰＥＴ基板上に転写させた。その後、窒素ガスを流し、ＰＥＴ基板上のグラフェンを乾燥させて収得したグラフェンフィルム（サイズは、５．０ｃｍ×５．０ｃｍであり、厚みは約２ｎｍである）の表面比抵抗（ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）を４探針プローブ（４−ｐｏｉｎｔ  ｐｒｏｂｅ）で測定した結果、５５０Ω／ｓｑの比抵抗を有するということを確認した。
【０１４０】
実施例４：グラフェン電極を利用した緑色発光ＯＬＥＤの製作
前記実施例３に記載された方法によって、ＰＥＴ基板上に４回グラフェン転写を行い、ＰＥＴ基板上に４層グラフェン（サイズは、５．０ｃｍ×５．０ｃｍであり、厚みは約８ｎｍである）を形成した。前記４層グラフェン（アノード）を、酸素プラズマを利用した反応性イオンエッチング法を利用してパターニングした後、その上部に、２０ｎｍ厚のＮＰＢ正孔輸送層、２０ｎｍ厚のＢｅｂｑ２：Ｃ５４５Ｔ（Ｃ５４５Ｔは、１．５質量％である）発光層、２０ｎｍ厚のＢｅｂｑ２電子輸送層、１ｎｍ厚のＬｉｑ電子輸送層及び１３０ｎｍ厚のＡｌカソードを順に形成し（以上、真空蒸着法を利用）、ＯＬＥＤ（発光領域は、２×３ｍｍ２である）を製作した。得られたＯＬＥＤ素子に対して、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ  ２３６  ｓｏｕｒｃｅ測定機器（キースリーインスツルメンツ社のモデル２３６電源−測定ユニット）及びＭｉｎｏｌｔａ  ＣＳ  ２０００スペクトロラジオメータ（ミノルタ  スペクトロラジオメーター  ＣＳ  ２０００）利用して発光効率を測定し、３０ｃｄ／Ａの効率を得た。
【０１４１】
評価例
前記実施例１の炭素薄膜に対して、ＷＩＴＥＣの共焦点ラマン分光システム（ＷＩＴＥＣ  Ｃｏｎｆｏｃａｌ  Ｒａｍａｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  Ｓｙｓｔｅｍ）機器を利用して、ラマン・スペクトル及びラマン・マッピングデータを評価し、その結果をそれぞれ図７及び図８に示した。ラマン・スペクトルは、常温で５０倍対物レンズを利用し、５３２ｎｍのレーザ波長を利用して測定した。
【０１４２】
図７から、実施例１の炭素薄膜のラマン・スペクトルは、約２７０５ｃｍ−１付近で２Ｄピークを有することから、実施例１の炭素薄膜は、グラフェンシートであることを確認することができる。また、１５８０ｃｍ−１付近のＧピーク強度（ＩＧ）と、２７０５ｃｍ−１付近の２Ｄピーク強度（Ｉ２Ｄ）との比であるＩＧ／ＩＤは約１．８２５であるということを確認した。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明の炭素薄膜の製造方法、炭素薄膜を含んだ電子素子及び炭素薄膜を含んだ電気化学素子は、例えば、多様な電子素子、電気化学素子関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【符号の説明】
【０１４４】
１１、２１、３１、３１１  基板、
１３、２３、３３  前駆体膜、
１５、３５  保護膜、
１７、２７、３７  炭素薄膜、
２２、３２  触媒膜、
１００  有機発光素子、
１１０、２１０  第１電極、
１２０  正孔注入層、
１３０  正孔輸送層、
１４０  発光層、
１５０  電子輸送層、
１６０  電子注入層、
１７０、２５０  第２電極、
２００  有機太陽電池素子、
２２０  バッファ層、
２３０  ヘテロ接合層、
２４０  電子受容層、
３００  有機薄膜トランジスタ、
３１２  ゲート電極、
３１３  絶縁層、
３１４ａ、３１４ｂ  ソース電極及びドレイン電極、
３１５  有機半導体層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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