[发明专利]透明导电性碳膜的制造方法及透明导电性碳膜

说明书

技术领域

本发明涉及在透明导电膜等中利用的透明导电性碳膜的制造方法及透明导电性碳膜。

背景技术

由发生了SP2键合的碳原子形成的导电性的平面状晶体被称作“石墨烯膜”。关于石墨烯膜详述于非专利文献1中。石墨烯膜是各种形态的结晶性碳膜的基本单元。作为由石墨烯膜形成的结晶性碳膜的例子，有由一层的石墨烯膜形成的单层石墨烯、作为纳米尺寸的石墨烯膜的数层到十层左右的叠层体的纳米石墨烯、以及数层到数十层左右的石墨烯膜叠层体相对于基体材料面以接近垂直的角度取向的碳纳米墙(参照非专利文献2)等。

由石墨烯膜形成的结晶性碳膜由于其高透光率和导电性，而被期待作为透明导电膜或透明电极来利用。

对于石墨烯膜的制造方法，迄今为止，开发出从天然石墨中的剥离法、利用碳化硅的高温热处理的硅的脱离法、以及在各种金属表面的形成法等，而对使用了由石墨烯膜形成的结晶性碳膜的透明导电性碳膜而言，正在研究涉及多个方面的工业利用，因此，期望有高生产率且大面积的成膜法。

最近，开发了利用化学气相合成法(CVD)在铜箔表面形成石墨烯膜的方法(非专利文献3、4)。该以铜箔为基体材料的石墨烯膜成膜方法是利用热CVD法的方法，将作为原料气体的甲烷气体在约1000℃左右热分解，从而在铜箔表面形成1层到数层的石墨烯膜。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：山田久美、化学与工业(化学と工業)、61(2008)pp.1123-1127

非专利文献2：Y.Wu,P.Qiao,T.Chong,Z.Shen,Adv.Mater.14(2002)pp.64-67

非专利文献3：Xuesong Li,Weiwei Cai,Jinho An,Seyoung Kim,Junghyo Nah,Dongxing Yang,Richard Piner,Aruna Velamakanni,Inhwa Jung,Emanuel Tutuc,Sanjay K.Banerjee,Luigi Colombo,Rodney S.Ruoff，Science,Vol.324,2009,pp.1312-1314.

非专利文献4：Xuesong Li,Yanwu Zhu,Weiwei Cai,Mark Borysiak,Boyang Han,David Chen,Richard D.Piner,Luigi Colombo,Rodney S.Ruoff，Nano Letters,Vol.9,2009,pp.4359-4363.

非专利文献5：L.G.Cancado,M.A.Pimenta,B.R.A.Neves,M.S.S.Dantas,A.Jorio,Phys.Rev.Lett.93(2004)pp.247401_1-247401_4)

非专利文献6：L.M.Malard,M.A.Pimenta,G.Dresselhaus and M.S.Dresselhaus,Physics Reports 473(2009)51-87

非专利文献7：A.Reina,X.Jia,J.Ho,D.Nezich,H.Son,V.Bulovic,M.S.Dresselhaus and J.Kong,NanoLetters.vol9(2009)pp.30-35 & Supporting Information

发明内容

发明要解决的问题

所述以铜箔为基体材料的石墨烯膜的利用热CVD法的形成方法被认为有望作为使用了由石墨烯膜形成的结晶性碳膜的透明导电性碳膜的工业的制造方法。

但是，由于该方法是利用在接近铜的熔点1080℃的高温下的热CVD的工艺，因此判明会有产生由石墨烯膜成膜中的铜的蒸发或重结晶化造成的铜箔表面的形状变化的问题。

另外，作为上述的高生产率且大面积的成膜法之一，期望采用如下的方法：一边将放置于大气中的卷筒状的基体材料向成膜区域连续地送入一边成膜，并且一边将其用放置于大气中的卷取用辊卷取一边进行成膜，然而，由于利用热CVD法的方法中基体材料达到高温，因此难以应用该方法。

为了实现工业上的高生产率，期望开发出与现在的热CVD法相比低温且反应时间短的成膜方法。

本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于解决作为以往的利用热CVD法的石墨烯膜成膜的课题的高温工艺且工艺时间长的问题，提供在更低温度下以更短时间形成使用了由石墨烯膜形成的结晶性碳膜的透明导电性碳膜的方法。

解决问题的方法