カーボンナノチューブインク組成物およびカーボンナノチューブインク組成物の噴霧方法
【課題】
カーボンナノチューブを含有する分散液において、分散性が良く、印刷装置からの印刷性にもすぐれたカーボンナノチューブインク組成物を提供する。
【解決手段】
カーボンナノチューブインクにペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物を添加する。
カーボンナノチューブを含有する分散液において、分散性が良く、印刷装置からの印刷性にもすぐれたカーボンナノチューブインク組成物を提供する。
【解決手段】
カーボンナノチューブインクにペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物を添加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブを分散質とするカーボンナノチューブインク組成物およびカーボンナノチューブインク組成物の噴霧方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、グラフェンシートを円筒状に丸めた構造を有しており、一般的には、ストロー状もしくは麦わら状の構造を有している。ＣＮＴは、単一のチューブからなるシングルウォールカーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、直径の異なる２本のチューブが積層した構造のダブルウォールカーボンナノチューブ（ＤＷＣＮＴ）、直径の異なる多数のチューブが積層した構造のマルチウォールカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）に分類され、それぞれの構造の特徴を活かした応用研究が進められている。例えば、ＳＷＣＮＴは、半導体性を示すものがあるため、半導体材料としての応用が期待され研究が進められている。また、ＤＷＣＮＴやＭＷＣＮＴは、高い電気伝導性を示すため、電極材料や配線材料、帯電防止膜、透明電極への応用が期待され研究が進められている。
【０００３】
特許文献１では、ＣＮＴ、有機溶剤、バインダ、分散剤を含むインクを開示している。分散剤としては、ポリアルキロールアミン塩もしくはポリエーテル変成ポリアルキルシロキサンを用いることを開示している。バインダの化合物に限定を加えていないものの、エチルセルロースが最適であると記載されている。
【０００４】
特許文献２、特許文献３では、ＣＮＴ、溶媒、分散剤を含むインクを開示している。分散剤として、特許文献２ではグリコールエステル類を、特許文献３ではヘプタフルオロイソプロピル基をもつフッ素含有化合物を用いることを開示している。
【０００５】
一般に、分散安定性に優れたＣＮＴの分散液を作製することは、イオン性の界面活性剤や、特殊な構造を有する分散剤を用いる必要があり、非常に困難であった。これらの界面活性剤や分散剤は、ＣＮＴの分散液の分散安定性を向上させることはできるが、この分散液を用いたインクを印刷に用いると印刷性が低下したり、印刷装置に影響を及ぼしたりすることが多かった。
【０００６】
ＳＷＣＮＴは、グラフェンシートの巻き方により半導体特性を有する構造が存在し、高い移動度が期待されることから、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）への応用が期待され活発に研究が進められている。例えば、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４には、ＣＮＴを用いたＴＦＴがシリコンもしくはシリコン以上の性能を有することが開示されている。
【０００７】
ＣＮＴをチャネルの半導体材料として用いる場合、１本もしくは数本、あるいは多数本のＣＮＴを分散させてＴＦＴを製造する。なお、ＣＮＴでチャネルを形成する際、ＣＮＴが１次元的に電極を橋渡しする必要がある場合を少数本と定義し、ＣＮＴが２次元的に電極を橋渡しすることができる場合を多数本と定義する。
【０００８】
ＣＮＴを少数本用いる場合、個々のＣＮＴが電極を橋渡しする構造となる。一般に、ＣＮＴの長さは１μｍ程度もしくはそれ以下のものが多いため、ＣＮＴを少数本用いてＴＦＴを作る際にはチャネル間距離を小さくする必要があり、微細加工が必要となる。そのため、ソース電極とドレイン電極間距離にあたるチャネル長をサブミクロンスケールで製造する必要がある。
【０００９】
これに対して、ＣＮＴを多数本用いる場合、複数のＣＮＴ同士が形成したネットワーク構造が電極を橋渡しすることが可能となる。すなわち、ＣＮＴを多数本用いる場合、ＣＮＴのネットワークをチャネルとして利用できるため、チャネル長を大きくすることが可能となる。そのため、チャネル長をミクロンスケール以上に設定でき、簡便にＴＦＴを製造することができるようになる。非特許文献５には、多数本のＣＮＴを分散させてＴＦＴを製造する技術が開示されている。
【００１０】
ＣＮＴを多数本分散させて薄膜を形成させるためには、ＣＮＴの溶液や分散液を用いると容易に薄膜を形成させることができる。ＣＮＴの薄膜を溶液、分散液から形成する方法は、非特許文献６、非特許文献７、非特許文献８、非特許文献９に開示されている。
【００１１】
半導体層の材料としてＣＮＴを使用し、ＣＮＴの薄膜を溶液、分散液を用いた工程で形成することにより、素子・デバイス、製品の基板、材料もガラスなどの硬い材料はもちろんのこと、樹脂やプラスチックを適用することで素子、デバイス、製品全体にフレキシブル性を持たせることが可能となる。さらに、塗布プロセスを採用することができるため、塗布プロセス、印刷プロセスを適用した製造方法により素子・デバイス、製品の低コスト化を実現できる可能性を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−１７４０８４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８０２６３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３２８１２号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Ｓ．Ｊ．Ｔａｎｓら、ＮＡＴＵＲＥ、３９３、ｐ．４９−５２（１９９８）
【非特許文献２】Ｒ．Ｍａｒｔｅｌら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、７３（１７）、ｐ．２４４７−２４４９（１９９８）
【非特許文献３】Ｓ．ｗｉｎｄら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、８０（２０）、ｐ．３８１７−３８１９（２００２）
【非特許文献４】Ｋ．Ｘｉａｏら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、８３（１）、ｐ．１５０（２００３）
【非特許文献５】Ｓ．Ｋｕｍａｒら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、８９、ｐ．１４３５０１（１）−１４３５０１（３）（２００６）
【非特許文献６】Ｎ．Ｓａｒａｎら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、１２６（１４）、ｐ．４４６２−４４６３（２００４）
【非特許文献７】Ｚ．Ｗｕら、ＳＣＩＥＮＣＥ、３０５、ｐ．１２７３−１２７６（２００４）
【非特許文献８】Ｍ．Ｚｈａｎｇら、ＳＣＩＥＮＣＥ、３０９、ｐ．１２１５−１２１９（２００５）
【非特許文献９】Ｙ．Ｚｈｏｕら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、８８、ｐ．１２３１０９（１）−１２３１０９（３）（２００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ＣＮＴの溶液や分散液を作製することは非常に困難であり、分散安定性に優れたＣＮＴの分散液を作製するためには、イオン性の界面活性剤や、特殊な構造を有する分散剤を用いる必要があった。
【００１５】
これらの界面活性剤や、分散剤によって分散安定性を向上させることはできるが、この分散液を用いてインクを印刷に用いると印刷性が低下したり、印刷装置に影響を及ぼしたりすることが多かった。
【００１６】
本発明は、上記に鑑み、分散安定性に優れ、かつ印刷装置を用いた印刷性にも優れたカーボンナノチューブインク組成物を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、カーボンナノチューブと、溶媒と、ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物を含有することを特徴とするカーボンナノチューブインク組成物に関する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のカーボンナノチューブインク組成物によると、分散安定性に優れ、印刷特性にも優れたカーボンナノチューブインク組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態の例について詳細に説明する。
【００２０】
本実施形態においては、ＳＷＣＮＴ、ＤＷＣＮＴ、ＭＷＣＮＴのいずれのＣＮＴも使用でき、形状に限定されない。半導体材料として用いる場合にはＳＷＣＮＴを、導電性材料として用いる場合にはＳＷＣＮＴ、ＤＷＣＮＴ、ＭＷＣＮＴを用いる。また、ＣＮＴの製造方法もＣＶＤ法やレーザーアブレーション法等種々存在するが、いずれの製造方法で製造したＣＮＴでも利用できる。
【００２１】
本実施形態において、溶媒としては、水または有機溶媒を用いる。有機溶媒としては、デカンやウンデカンなどの脂肪族炭化水素、トルエンやキシレンなどの芳香族炭化水素、メチルエチルケトンやシクロヘキサノンなどのケトン類、ジエチルエーテルやエチルメチルエーテルなどのエーテル類、酢酸エチルやプロピオン酸メチルなどのカルボン酸アルキルエステル類、ジクロロエタン、ジメチルホルムアルデヒドなどが好ましいものとして挙げられる。これらは、１種類または２種類以上で用いることができる。
【００２２】
本実施形態において、カーボンナノチューブインク組成物は、ＣＮＴと溶媒とペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物とを含有することを特徴とする。ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物を添加することによって、分散安定性に優れ、印刷特性にも優れたカーボンナノチューブインク組成物を得ることができる。
【００２３】
本実施形態において、ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物に含有されるグリコール基は、どのような形態でもある程度の分散安定性を得ることができるが、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）構造もしくは、トリエチレングリコール（ＴＥＧ）構造をもつ置換基であることが望ましい。
【００２４】
ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物は、ペンタフルオロプロピオン酸基にフッ素が含有しているため、ＣＮＴとの親和性を得ることができる。
【００２５】
また、ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物は、グリコールエステル基を含有するため、親溶媒性をもたせることができる。グリコールエステル基の分子量が小さいと、十分な親溶媒性を得ることができず、インクの分散安定性は低下する。一方、グリコールエステル基の分子量が大きいと、溶媒への溶解性が低下してしまうため、こちらもインクの分散安定性が低下してしまう。
【００２６】
グリコールエステル構造中のグリコール基は、鎖式脂肪族炭化水素または
環式脂肪族炭化水素からなる炭化水素構造において、２つの炭素原子に１つずつヒドロキシ基が置換している構造を
持ちさえすればよい。例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコールなどのようなポリエチレングリコール、さらにはより高分子量のポリエチレングリコールをあげることができる。特に、ジエチレングリコールやトリエチレングリコールが好適である。また、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオールなどのようなアルカンジオールをあげることができる。ただし、グリコール基の親溶媒性によって溶媒への分散性が増大するのであれば、ここにあげたものに限らない。
【００２７】
このペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物は、カーボンナノチューブインクの分散安定性を向上させる効果のほかに、インク自体の表面張力を低下させる効果を有する。その結果、印刷装置へのインク充填性、印刷装置からのインク脱離性に優れ、特にインクジェット印刷装置へのインク充填、インクジェット印刷装置からのインク吐出性が向上する。印刷装置からの印刷性を考慮した場合に、グリコールエステルの分子量が小さいと表面張力は十分に低くならないため、印刷性が低下してしまう。
【００２８】
ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、ジエチレングリコール構造もしくはトリエチレングリコール構造を有する場合に、インクの分散安定性、印刷装置からの印刷性の両立において十分な効果が発現される。
【００２９】
ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステルの製造方法は、一般的に知られた化学反応を応用することができる。例えば、ペンタフルオロプロピオン酸と対応するグリコールを酸触媒による縮合反応をさせることにより、目的とするペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物を得ることができる。
【００３０】
本実施形態のカーボンナノチューブインク組成物において、ＣＮＴの含有量は特に限定されない。ＣＮＴの含有量が１０％を超えると、インク組成物そのものが粘稠性を増し、ペースト状になってくる。印刷による利用を考慮した場合、１％程度までの濃度が扱いやすい。
【００３１】
本実施形態のカーボンナノチューブインク組成物において、ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物の含有量は特に限定されない。しかしながら、重量比でＣＮＴに対する比率が著しく小さい場合、例えば１％以下になると分散安定性が低下し、ＣＮＴの析出や沈殿現象が起こる。また、重量比で１０％を著しく超えるような場合、ＣＮＴの分散性は保たれるものの、カーボンナノチューブインク組成物中のＣＮＴ濃度が小さくなるため、カーボンナノチューブインク組成物を塗布した際にチャネル形成が難しくなる。そのため、ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物の含有量は、ＣＮＴ量に対して重量比で１〜１０％になることが望ましい。ただし、ここで示した数値範囲は目安であり、限定を加えるわけではない。
【００３２】
本実施形態において、ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物に加えて、炭素数が１０以上のアルコキシ基を置換基として含有するポリエチレングリコール化合物をさらに含有させることにより、より高濃度での分散安定性を付与することができる。炭素数が１０以上のアルコキシ基としては、飽和アルコキシ基でも不飽和アルコキシ基でもどちらでもよい。また、直鎖アルコキシ基でも分岐アルコキシ基でも高い分散安定性を得ることができるが、炭素数が１８〜２０の直鎖飽和アルコキシ基を用いた場合に特に高い分散安定性を有する。この炭素数が１０以上のアルコキシ基を置換基として含有するポリエチレングリコール化合物を添加することにより、ＣＮＴの濃度が１０％まで安定に分散させることができる。また、炭素数が１０以上のアルコキシ基を置換基として含有するポリエチレングリコール化合物の添加量に特に限定はないが、重量比でＣＮＴの添加量と同量添加することで高い分散安定性を保持できる。
【００３３】
本実施形態のカーボンナノチューブインク組成物は、インク組成物の表面張力を効果的に低減させることができるため、印刷装置に対する濡れ性が非常に良く、印刷装置を使用した場合に高い印刷特性を持たせることができる。特にインクジェットヘッド装置からの噴霧、吐出を行う場合に、表面張力が高いと、インクジェットヘッド内部へのインク充填、及び安定したインク噴霧、吐出が得られないが、本実施形態のカーボンナノチューブインク組成物を用いることによって、インクジェットヘッド内部へのインク充填が容易となり、かつ安定したインク噴霧、吐出を行うことができるようになる。
【００３４】
（実施例）
以下、実施例をもとに本実施形態を詳細に説明する。ただし、本実施形態はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
【００３５】
（実施例１）
実施例１では、まず、ガラス製の容器にＨｉｐｃｏ法で作成したＳＷＣＮＴを１０ｍｇ秤量し、ペンタフルオロプロピオン酸ジエチレングリコールエステルを１ｍｇ加えた。ついで、ガラス容器に水を１０ｇ添加し、超音波装置を用いて、１時間超音波処理を行った。超音波処理直後の分散液は均一な黒色形態を示し、残留物、沈殿物は見られなかった。また、この分散液を１０日後、３０日後に観察したところ、処理直後と同様に、残留物、沈殿物は見られなかった。
【００３６】
（実施例２）
実施例２では、まず、ガラス製の容器にＨｉｐｃｏ法で作成したＳＷＣＮＴを１０ｍｇ秤量し、ペンタフルオロプロピオン酸トリエチレングリコールエステルを１ｍｇ加えた。ついで、ガラス容器に水を１０ｇ添加し、超音波装置を用いて、１時間超音波処理を行った。超音波処理直後の分散液は均一な黒色形態を示し、残留物、沈殿物は見られなかった。また、この分散液を１０日後、３０日後に観察したところ、処理直後と同様に、残留物、沈殿物は見られなかった。
【００３７】
（実施例３）
実施例３では、まず、ガラス製の容器にＨｉｐｃｏ法で作成したＳＷＣＮＴを１００ｍｇ秤量し、ペンタフルオロプロピオン酸ジエチレングリコールエステルを１０ｍｇ加えた。さらに、末端にＣ18Ｈ37Ｏ（１−オクタデコキシ基）を導入したポリエチレングリコール（分子量１０００）を加えた。ついで、ガラス容器に水を１０ｇ添加し、超音波装置を用いて、１時間超音波処理を行った。超音波処理直後の分散液は均一な黒色形態を示し、残留物、沈殿物は見られなかった。また、この分散液を１０日後、３０日後に観察したところ、処理直後と同様に、残留物、沈殿物は見られなかった。実施例１、２と比較し、高濃度のカーボンナノチューブインク組成物を得ることができた。
【００３８】
（実施例４）
実施例４では、まず、ガラス製の容器にＨｉｐｃｏ法で作成したＳＷＣＮＴを１０ｍｇ秤量し、ペンタフルオロプロピオン酸ジエチレングリコールエステルを１ｍｇ加えた。ついで、ガラス容器にジクロロエタン（ＤＣＥ）を１０ｇ添加し、超音波装置を用いて、１時間超音波処理を行った。超音波処理直後の分散液は均一な黒色形態を示し、残留物、沈殿物は見られなかった。また、この分散液を１０日後、３０日後に観察したところ、処理直後と同様に、残留物、沈殿物は見られなかった。溶媒を有機溶媒に変更しても安定なインク組成物を得ることができた。
【００３９】
（実施例５）
実施例５では、ＳＷＣＮＴの代わりにＤＷＣＮＴを用いた以外は、実施例１と全く同様にカーボンナノチューブインク組成物を作製し、カーボンナノチューブインク組成物を得た。超音波処理直後の分散液は均一な黒色形態を示し、残留物、沈殿物は見られなかった。また、この分散液を１０日後、３０日後に観察したところ、処理直後と同様に、残留物、沈殿物は見られなかった。
【００４０】
（実施例６）
実施例６では、ＳＷＣＮＴの代わりにＭＷＣＮＴを用いた以外は、実施例１と全く同様にカーボンナノチューブインク組成物を作製し、カーボンナノチューブインク組成物を得た。超音波処理直後の分散液は均一な黒色形態を示し、残留物、沈殿物は見られなかった。また、この分散液を１０日後、３０日後に観察したところ、処理直後と同様に、残留物、沈殿物は見られなかった。
【００４１】
（比較例１）
比較例１では、ペンタフルオロプロピオン酸ジエチレングリコールエステルを用いない以外は、実施例１と全く同様にカーボンナノチューブインク組成物を作製し、カーボンナノチューブインク組成物を得た。作製したカーボンナノチューブインク組成物において、超音波処理直後は溶媒中にＣＮＴが浮遊していたが、しばらく静置すると、全てのＣＮＴが沈殿した。
【００４２】
（比較例２）
比較例２では、末端にＣ18Ｈ37Ｏ（１−オクタデコキシ基）を導入したポリエチレングリコールを加えていない以外は、実施例３と全く同様にカーボンナノチューブインク組成物を作製し、カーボンナノチューブインク組成物を得た。作製したカーボンナノチューブインク組成物において、ＣＮＴが飽和した黒色形態の上澄み液が得られたものの、分散しきれなかったＣＮＴの沈殿がみられた。この分散液を１０日後、３０日後に観察したところ、時間の経過に伴って沈殿物が増大し、インク中に凝集した浮遊物が目立つようになった。
【００４３】
（比較例３）
比較例３では、ペンタフルオロプロピオン酸ジエチレングリコールエステルを用いない以外は、実施例４と全く同様にカーボンナノチューブインク組成物を作製し、カーボンナノチューブインク組成物を得た。作製したカーボンナノチューブインク組成物において、残留物、沈殿物は見られなかった。しかし、この分散液を１０日後に観察したところ、ＣＮＴの沈殿が確認できた。さらに３０日後に観察したところ、分散液の色は黒いものの、１０日目よりも多くのＣＮＴが沈殿していることを確認できた。
【００４４】
【表１】
【００４５】
表１に、実施例１〜６および比較例１〜３のカーボンナノチューブインク組成物の詳細および評価結果をまとめた。グリコール基の欄のＤＥＧはジエチレングリコール構造を示し、ＴＥＧはトリエチレングリコール構造を示す。溶媒の欄のＤＣＥはジクロロエタンを示す。実施例３の添加物は、末端にＣ18Ｈ37Ｏ（１−オクタデコキシ基）を導入したポリエチレングリコール（分子量１０００）である。
【００４６】
評価結果欄には、カーボンナノチューブインク組成物の分散状態の評価（○、△、×）と、噴霧状態の評価（Ａ、Ｂ、Ｃ）を示した。分散状態において、○は、残留物および沈殿物がないことを示す。△は、残留物や沈殿物があることを示す。×は、ほぼ全てのＣＮＴが沈殿したことを示す。噴霧状態において、Ａは、安定した噴霧状態であることを示す。Ｂは、吐出はできるものの安定した噴霧状態ではないことを示す。Ｃは、全く吐出することができないことを示す。
【００４７】
実施例１〜６のカーボンナノチューブインク組成物をコニカミノルタ製のインクジェットヘッドに充填し、インクの充填状態、噴霧状態を観察した。実施例１〜６のカーボンナノチューブインク組成物を充填したインクジェットヘッドを動作させたところ、安定したインク吐出状態が得られた（表１中で○）。実施例３のカーボンナノチューブインク組成物は、実施例１および２と比較して高濃度でありながらも、実施例１および２と同様に良好な吐出状態が得られた。
【００４８】
比較例１〜３のカーボンナノチューブインク組成物をコニカミノルタ製のインクジェットヘッドに充填し、実施例１〜６と同様にインクの充填状態、噴霧状態を観察した。比較例１のカーボンナノチューブインク組成物は、ヘッドへのインク充填性が非常に悪く、インクを噴霧させることができなかった（表１中で×）。比較例２のカーボンナノチューブ組成物は、上澄み液をヘッドに充填はできるものの、インク中で凝集していた成分の影響で安定してインクを噴霧させることができなかった（表１中で×）。比較例３のカーボンナノチューブインク組成物は、ヘッドへのインク充填はできるものの、安定してインクを噴霧させることができなかった（表１中で△）。
【００４９】
以上、本発明をその好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明の実施形態に係るカーボンナノチューブインク組成物は上記実施例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施例の構成から種々の修正及び変更を施したカーボンナノチューブインク組成物も本発明の範囲に含まれる。
【００５０】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
カーボンナノチューブと、
溶媒と、
ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物を含有することを特徴とするカーボンナノチューブインク組成物。
（付記２）
前記カーボンナノチューブの含有量が、重量比で１％以下であることを特徴とする付記１に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記３）
前記カーボンナノチューブに対する前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物の含有量が、重量比で１〜１０％の範囲内にあることを特徴とする付記１又は２に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記４）
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、ポリエチレングリコール構造をもつことを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記５）
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、アルカンジオール構造をもつことを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記６）
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、ジエチレングリコール基であることを特徴とする付記５に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記７）
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、トリエチレングリコール基であることを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記８）
前記溶媒が水であることを特徴とする付記１乃至７のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記９）
前記溶媒が有機溶媒であることを特徴とする付記１乃至７のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記１０）
付記１乃至９のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブをインクジェットヘッド装置から噴霧させることを特徴とするカーボンナノチューブインク組成物の噴霧方法。
（付記１１）
炭素数が１０以上のアルコキシ基を置換基とするポリエチレングリコール化合物を含有することを特徴とする付記１乃至９のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、分散安定性に優れ、印刷特性にも優れたカーボンナノチューブインク組成物を製造することが可能となるため、塗布プロセスによって半導体デバイスを製造することが可能となる。フレキシブル基板と塗布プロセスを組み合わせれば、フレキシブルな半導体製品を提供することが可能となる。フレキシブルな半導体製品を用いれば、折り曲げや衝撃などに対する耐性の高い製品を市場に供給することも可能となる。このような製品は市場において要求が高いため、本発明の産業上の利用可能性は高いということができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブを分散質とするカーボンナノチューブインク組成物およびカーボンナノチューブインク組成物の噴霧方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、グラフェンシートを円筒状に丸めた構造を有しており、一般的には、ストロー状もしくは麦わら状の構造を有している。ＣＮＴは、単一のチューブからなるシングルウォールカーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、直径の異なる２本のチューブが積層した構造のダブルウォールカーボンナノチューブ（ＤＷＣＮＴ）、直径の異なる多数のチューブが積層した構造のマルチウォールカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）に分類され、それぞれの構造の特徴を活かした応用研究が進められている。例えば、ＳＷＣＮＴは、半導体性を示すものがあるため、半導体材料としての応用が期待され研究が進められている。また、ＤＷＣＮＴやＭＷＣＮＴは、高い電気伝導性を示すため、電極材料や配線材料、帯電防止膜、透明電極への応用が期待され研究が進められている。
【０００３】
特許文献１では、ＣＮＴ、有機溶剤、バインダ、分散剤を含むインクを開示している。分散剤としては、ポリアルキロールアミン塩もしくはポリエーテル変成ポリアルキルシロキサンを用いることを開示している。バインダの化合物に限定を加えていないものの、エチルセルロースが最適であると記載されている。
【０００４】
特許文献２、特許文献３では、ＣＮＴ、溶媒、分散剤を含むインクを開示している。分散剤として、特許文献２ではグリコールエステル類を、特許文献３ではヘプタフルオロイソプロピル基をもつフッ素含有化合物を用いることを開示している。
【０００５】
一般に、分散安定性に優れたＣＮＴの分散液を作製することは、イオン性の界面活性剤や、特殊な構造を有する分散剤を用いる必要があり、非常に困難であった。これらの界面活性剤や分散剤は、ＣＮＴの分散液の分散安定性を向上させることはできるが、この分散液を用いたインクを印刷に用いると印刷性が低下したり、印刷装置に影響を及ぼしたりすることが多かった。
【０００６】
ＳＷＣＮＴは、グラフェンシートの巻き方により半導体特性を有する構造が存在し、高い移動度が期待されることから、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）への応用が期待され活発に研究が進められている。例えば、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４には、ＣＮＴを用いたＴＦＴがシリコンもしくはシリコン以上の性能を有することが開示されている。
【０００７】
ＣＮＴをチャネルの半導体材料として用いる場合、１本もしくは数本、あるいは多数本のＣＮＴを分散させてＴＦＴを製造する。なお、ＣＮＴでチャネルを形成する際、ＣＮＴが１次元的に電極を橋渡しする必要がある場合を少数本と定義し、ＣＮＴが２次元的に電極を橋渡しすることができる場合を多数本と定義する。
【０００８】
ＣＮＴを少数本用いる場合、個々のＣＮＴが電極を橋渡しする構造となる。一般に、ＣＮＴの長さは１μｍ程度もしくはそれ以下のものが多いため、ＣＮＴを少数本用いてＴＦＴを作る際にはチャネル間距離を小さくする必要があり、微細加工が必要となる。そのため、ソース電極とドレイン電極間距離にあたるチャネル長をサブミクロンスケールで製造する必要がある。
【０００９】
これに対して、ＣＮＴを多数本用いる場合、複数のＣＮＴ同士が形成したネットワーク構造が電極を橋渡しすることが可能となる。すなわち、ＣＮＴを多数本用いる場合、ＣＮＴのネットワークをチャネルとして利用できるため、チャネル長を大きくすることが可能となる。そのため、チャネル長をミクロンスケール以上に設定でき、簡便にＴＦＴを製造することができるようになる。非特許文献５には、多数本のＣＮＴを分散させてＴＦＴを製造する技術が開示されている。
【００１０】
ＣＮＴを多数本分散させて薄膜を形成させるためには、ＣＮＴの溶液や分散液を用いると容易に薄膜を形成させることができる。ＣＮＴの薄膜を溶液、分散液から形成する方法は、非特許文献６、非特許文献７、非特許文献８、非特許文献９に開示されている。
【００１１】
半導体層の材料としてＣＮＴを使用し、ＣＮＴの薄膜を溶液、分散液を用いた工程で形成することにより、素子・デバイス、製品の基板、材料もガラスなどの硬い材料はもちろんのこと、樹脂やプラスチックを適用することで素子、デバイス、製品全体にフレキシブル性を持たせることが可能となる。さらに、塗布プロセスを採用することができるため、塗布プロセス、印刷プロセスを適用した製造方法により素子・デバイス、製品の低コスト化を実現できる可能性を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−１７４０８４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８０２６３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３２８１２号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Ｓ．Ｊ．Ｔａｎｓら、ＮＡＴＵＲＥ、３９３、ｐ．４９−５２（１９９８）
【非特許文献２】Ｒ．Ｍａｒｔｅｌら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、７３（１７）、ｐ．２４４７−２４４９（１９９８）
【非特許文献３】Ｓ．ｗｉｎｄら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、８０（２０）、ｐ．３８１７−３８１９（２００２）
【非特許文献４】Ｋ．Ｘｉａｏら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、８３（１）、ｐ．１５０（２００３）
【非特許文献５】Ｓ．Ｋｕｍａｒら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、８９、ｐ．１４３５０１（１）−１４３５０１（３）（２００６）
【非特許文献６】Ｎ．Ｓａｒａｎら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、１２６（１４）、ｐ．４４６２−４４６３（２００４）
【非特許文献７】Ｚ．Ｗｕら、ＳＣＩＥＮＣＥ、３０５、ｐ．１２７３−１２７６（２００４）
【非特許文献８】Ｍ．Ｚｈａｎｇら、ＳＣＩＥＮＣＥ、３０９、ｐ．１２１５−１２１９（２００５）
【非特許文献９】Ｙ．Ｚｈｏｕら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、８８、ｐ．１２３１０９（１）−１２３１０９（３）（２００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ＣＮＴの溶液や分散液を作製することは非常に困難であり、分散安定性に優れたＣＮＴの分散液を作製するためには、イオン性の界面活性剤や、特殊な構造を有する分散剤を用いる必要があった。
【００１５】
これらの界面活性剤や、分散剤によって分散安定性を向上させることはできるが、この分散液を用いてインクを印刷に用いると印刷性が低下したり、印刷装置に影響を及ぼしたりすることが多かった。
【００１６】
本発明は、上記に鑑み、分散安定性に優れ、かつ印刷装置を用いた印刷性にも優れたカーボンナノチューブインク組成物を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、カーボンナノチューブと、溶媒と、ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物を含有することを特徴とするカーボンナノチューブインク組成物に関する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のカーボンナノチューブインク組成物によると、分散安定性に優れ、印刷特性にも優れたカーボンナノチューブインク組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態の例について詳細に説明する。
【００２０】
本実施形態においては、ＳＷＣＮＴ、ＤＷＣＮＴ、ＭＷＣＮＴのいずれのＣＮＴも使用でき、形状に限定されない。半導体材料として用いる場合にはＳＷＣＮＴを、導電性材料として用いる場合にはＳＷＣＮＴ、ＤＷＣＮＴ、ＭＷＣＮＴを用いる。また、ＣＮＴの製造方法もＣＶＤ法やレーザーアブレーション法等種々存在するが、いずれの製造方法で製造したＣＮＴでも利用できる。
【００２１】
本実施形態において、溶媒としては、水または有機溶媒を用いる。有機溶媒としては、デカンやウンデカンなどの脂肪族炭化水素、トルエンやキシレンなどの芳香族炭化水素、メチルエチルケトンやシクロヘキサノンなどのケトン類、ジエチルエーテルやエチルメチルエーテルなどのエーテル類、酢酸エチルやプロピオン酸メチルなどのカルボン酸アルキルエステル類、ジクロロエタン、ジメチルホルムアルデヒドなどが好ましいものとして挙げられる。これらは、１種類または２種類以上で用いることができる。
【００２２】
本実施形態において、カーボンナノチューブインク組成物は、ＣＮＴと溶媒とペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物とを含有することを特徴とする。ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物を添加することによって、分散安定性に優れ、印刷特性にも優れたカーボンナノチューブインク組成物を得ることができる。
【００２３】
本実施形態において、ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物に含有されるグリコール基は、どのような形態でもある程度の分散安定性を得ることができるが、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）構造もしくは、トリエチレングリコール（ＴＥＧ）構造をもつ置換基であることが望ましい。
【００２４】
ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物は、ペンタフルオロプロピオン酸基にフッ素が含有しているため、ＣＮＴとの親和性を得ることができる。
【００２５】
また、ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物は、グリコールエステル基を含有するため、親溶媒性をもたせることができる。グリコールエステル基の分子量が小さいと、十分な親溶媒性を得ることができず、インクの分散安定性は低下する。一方、グリコールエステル基の分子量が大きいと、溶媒への溶解性が低下してしまうため、こちらもインクの分散安定性が低下してしまう。
【００２６】
グリコールエステル構造中のグリコール基は、鎖式脂肪族炭化水素または
環式脂肪族炭化水素からなる炭化水素構造において、２つの炭素原子に１つずつヒドロキシ基が置換している構造を
持ちさえすればよい。例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコールなどのようなポリエチレングリコール、さらにはより高分子量のポリエチレングリコールをあげることができる。特に、ジエチレングリコールやトリエチレングリコールが好適である。また、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオールなどのようなアルカンジオールをあげることができる。ただし、グリコール基の親溶媒性によって溶媒への分散性が増大するのであれば、ここにあげたものに限らない。
【００２７】
このペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物は、カーボンナノチューブインクの分散安定性を向上させる効果のほかに、インク自体の表面張力を低下させる効果を有する。その結果、印刷装置へのインク充填性、印刷装置からのインク脱離性に優れ、特にインクジェット印刷装置へのインク充填、インクジェット印刷装置からのインク吐出性が向上する。印刷装置からの印刷性を考慮した場合に、グリコールエステルの分子量が小さいと表面張力は十分に低くならないため、印刷性が低下してしまう。
【００２８】
ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、ジエチレングリコール構造もしくはトリエチレングリコール構造を有する場合に、インクの分散安定性、印刷装置からの印刷性の両立において十分な効果が発現される。
【００２９】
ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステルの製造方法は、一般的に知られた化学反応を応用することができる。例えば、ペンタフルオロプロピオン酸と対応するグリコールを酸触媒による縮合反応をさせることにより、目的とするペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物を得ることができる。
【００３０】
本実施形態のカーボンナノチューブインク組成物において、ＣＮＴの含有量は特に限定されない。ＣＮＴの含有量が１０％を超えると、インク組成物そのものが粘稠性を増し、ペースト状になってくる。印刷による利用を考慮した場合、１％程度までの濃度が扱いやすい。
【００３１】
本実施形態のカーボンナノチューブインク組成物において、ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物の含有量は特に限定されない。しかしながら、重量比でＣＮＴに対する比率が著しく小さい場合、例えば１％以下になると分散安定性が低下し、ＣＮＴの析出や沈殿現象が起こる。また、重量比で１０％を著しく超えるような場合、ＣＮＴの分散性は保たれるものの、カーボンナノチューブインク組成物中のＣＮＴ濃度が小さくなるため、カーボンナノチューブインク組成物を塗布した際にチャネル形成が難しくなる。そのため、ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物の含有量は、ＣＮＴ量に対して重量比で１〜１０％になることが望ましい。ただし、ここで示した数値範囲は目安であり、限定を加えるわけではない。
【００３２】
本実施形態において、ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物に加えて、炭素数が１０以上のアルコキシ基を置換基として含有するポリエチレングリコール化合物をさらに含有させることにより、より高濃度での分散安定性を付与することができる。炭素数が１０以上のアルコキシ基としては、飽和アルコキシ基でも不飽和アルコキシ基でもどちらでもよい。また、直鎖アルコキシ基でも分岐アルコキシ基でも高い分散安定性を得ることができるが、炭素数が１８〜２０の直鎖飽和アルコキシ基を用いた場合に特に高い分散安定性を有する。この炭素数が１０以上のアルコキシ基を置換基として含有するポリエチレングリコール化合物を添加することにより、ＣＮＴの濃度が１０％まで安定に分散させることができる。また、炭素数が１０以上のアルコキシ基を置換基として含有するポリエチレングリコール化合物の添加量に特に限定はないが、重量比でＣＮＴの添加量と同量添加することで高い分散安定性を保持できる。
【００３３】
本実施形態のカーボンナノチューブインク組成物は、インク組成物の表面張力を効果的に低減させることができるため、印刷装置に対する濡れ性が非常に良く、印刷装置を使用した場合に高い印刷特性を持たせることができる。特にインクジェットヘッド装置からの噴霧、吐出を行う場合に、表面張力が高いと、インクジェットヘッド内部へのインク充填、及び安定したインク噴霧、吐出が得られないが、本実施形態のカーボンナノチューブインク組成物を用いることによって、インクジェットヘッド内部へのインク充填が容易となり、かつ安定したインク噴霧、吐出を行うことができるようになる。
【００３４】
（実施例）
以下、実施例をもとに本実施形態を詳細に説明する。ただし、本実施形態はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
【００３５】
（実施例１）
実施例１では、まず、ガラス製の容器にＨｉｐｃｏ法で作成したＳＷＣＮＴを１０ｍｇ秤量し、ペンタフルオロプロピオン酸ジエチレングリコールエステルを１ｍｇ加えた。ついで、ガラス容器に水を１０ｇ添加し、超音波装置を用いて、１時間超音波処理を行った。超音波処理直後の分散液は均一な黒色形態を示し、残留物、沈殿物は見られなかった。また、この分散液を１０日後、３０日後に観察したところ、処理直後と同様に、残留物、沈殿物は見られなかった。
【００３６】
（実施例２）
実施例２では、まず、ガラス製の容器にＨｉｐｃｏ法で作成したＳＷＣＮＴを１０ｍｇ秤量し、ペンタフルオロプロピオン酸トリエチレングリコールエステルを１ｍｇ加えた。ついで、ガラス容器に水を１０ｇ添加し、超音波装置を用いて、１時間超音波処理を行った。超音波処理直後の分散液は均一な黒色形態を示し、残留物、沈殿物は見られなかった。また、この分散液を１０日後、３０日後に観察したところ、処理直後と同様に、残留物、沈殿物は見られなかった。
【００３７】
（実施例３）
実施例３では、まず、ガラス製の容器にＨｉｐｃｏ法で作成したＳＷＣＮＴを１００ｍｇ秤量し、ペンタフルオロプロピオン酸ジエチレングリコールエステルを１０ｍｇ加えた。さらに、末端にＣ18Ｈ37Ｏ（１−オクタデコキシ基）を導入したポリエチレングリコール（分子量１０００）を加えた。ついで、ガラス容器に水を１０ｇ添加し、超音波装置を用いて、１時間超音波処理を行った。超音波処理直後の分散液は均一な黒色形態を示し、残留物、沈殿物は見られなかった。また、この分散液を１０日後、３０日後に観察したところ、処理直後と同様に、残留物、沈殿物は見られなかった。実施例１、２と比較し、高濃度のカーボンナノチューブインク組成物を得ることができた。
【００３８】
（実施例４）
実施例４では、まず、ガラス製の容器にＨｉｐｃｏ法で作成したＳＷＣＮＴを１０ｍｇ秤量し、ペンタフルオロプロピオン酸ジエチレングリコールエステルを１ｍｇ加えた。ついで、ガラス容器にジクロロエタン（ＤＣＥ）を１０ｇ添加し、超音波装置を用いて、１時間超音波処理を行った。超音波処理直後の分散液は均一な黒色形態を示し、残留物、沈殿物は見られなかった。また、この分散液を１０日後、３０日後に観察したところ、処理直後と同様に、残留物、沈殿物は見られなかった。溶媒を有機溶媒に変更しても安定なインク組成物を得ることができた。
【００３９】
（実施例５）
実施例５では、ＳＷＣＮＴの代わりにＤＷＣＮＴを用いた以外は、実施例１と全く同様にカーボンナノチューブインク組成物を作製し、カーボンナノチューブインク組成物を得た。超音波処理直後の分散液は均一な黒色形態を示し、残留物、沈殿物は見られなかった。また、この分散液を１０日後、３０日後に観察したところ、処理直後と同様に、残留物、沈殿物は見られなかった。
【００４０】
（実施例６）
実施例６では、ＳＷＣＮＴの代わりにＭＷＣＮＴを用いた以外は、実施例１と全く同様にカーボンナノチューブインク組成物を作製し、カーボンナノチューブインク組成物を得た。超音波処理直後の分散液は均一な黒色形態を示し、残留物、沈殿物は見られなかった。また、この分散液を１０日後、３０日後に観察したところ、処理直後と同様に、残留物、沈殿物は見られなかった。
【００４１】
（比較例１）
比較例１では、ペンタフルオロプロピオン酸ジエチレングリコールエステルを用いない以外は、実施例１と全く同様にカーボンナノチューブインク組成物を作製し、カーボンナノチューブインク組成物を得た。作製したカーボンナノチューブインク組成物において、超音波処理直後は溶媒中にＣＮＴが浮遊していたが、しばらく静置すると、全てのＣＮＴが沈殿した。
【００４２】
（比較例２）
比較例２では、末端にＣ18Ｈ37Ｏ（１−オクタデコキシ基）を導入したポリエチレングリコールを加えていない以外は、実施例３と全く同様にカーボンナノチューブインク組成物を作製し、カーボンナノチューブインク組成物を得た。作製したカーボンナノチューブインク組成物において、ＣＮＴが飽和した黒色形態の上澄み液が得られたものの、分散しきれなかったＣＮＴの沈殿がみられた。この分散液を１０日後、３０日後に観察したところ、時間の経過に伴って沈殿物が増大し、インク中に凝集した浮遊物が目立つようになった。
【００４３】
（比較例３）
比較例３では、ペンタフルオロプロピオン酸ジエチレングリコールエステルを用いない以外は、実施例４と全く同様にカーボンナノチューブインク組成物を作製し、カーボンナノチューブインク組成物を得た。作製したカーボンナノチューブインク組成物において、残留物、沈殿物は見られなかった。しかし、この分散液を１０日後に観察したところ、ＣＮＴの沈殿が確認できた。さらに３０日後に観察したところ、分散液の色は黒いものの、１０日目よりも多くのＣＮＴが沈殿していることを確認できた。
【００４４】
【表１】
【００４５】
表１に、実施例１〜６および比較例１〜３のカーボンナノチューブインク組成物の詳細および評価結果をまとめた。グリコール基の欄のＤＥＧはジエチレングリコール構造を示し、ＴＥＧはトリエチレングリコール構造を示す。溶媒の欄のＤＣＥはジクロロエタンを示す。実施例３の添加物は、末端にＣ18Ｈ37Ｏ（１−オクタデコキシ基）を導入したポリエチレングリコール（分子量１０００）である。
【００４６】
評価結果欄には、カーボンナノチューブインク組成物の分散状態の評価（○、△、×）と、噴霧状態の評価（Ａ、Ｂ、Ｃ）を示した。分散状態において、○は、残留物および沈殿物がないことを示す。△は、残留物や沈殿物があることを示す。×は、ほぼ全てのＣＮＴが沈殿したことを示す。噴霧状態において、Ａは、安定した噴霧状態であることを示す。Ｂは、吐出はできるものの安定した噴霧状態ではないことを示す。Ｃは、全く吐出することができないことを示す。
【００４７】
実施例１〜６のカーボンナノチューブインク組成物をコニカミノルタ製のインクジェットヘッドに充填し、インクの充填状態、噴霧状態を観察した。実施例１〜６のカーボンナノチューブインク組成物を充填したインクジェットヘッドを動作させたところ、安定したインク吐出状態が得られた（表１中で○）。実施例３のカーボンナノチューブインク組成物は、実施例１および２と比較して高濃度でありながらも、実施例１および２と同様に良好な吐出状態が得られた。
【００４８】
比較例１〜３のカーボンナノチューブインク組成物をコニカミノルタ製のインクジェットヘッドに充填し、実施例１〜６と同様にインクの充填状態、噴霧状態を観察した。比較例１のカーボンナノチューブインク組成物は、ヘッドへのインク充填性が非常に悪く、インクを噴霧させることができなかった（表１中で×）。比較例２のカーボンナノチューブ組成物は、上澄み液をヘッドに充填はできるものの、インク中で凝集していた成分の影響で安定してインクを噴霧させることができなかった（表１中で×）。比較例３のカーボンナノチューブインク組成物は、ヘッドへのインク充填はできるものの、安定してインクを噴霧させることができなかった（表１中で△）。
【００４９】
以上、本発明をその好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明の実施形態に係るカーボンナノチューブインク組成物は上記実施例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施例の構成から種々の修正及び変更を施したカーボンナノチューブインク組成物も本発明の範囲に含まれる。
【００５０】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
カーボンナノチューブと、
溶媒と、
ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物を含有することを特徴とするカーボンナノチューブインク組成物。
（付記２）
前記カーボンナノチューブの含有量が、重量比で１％以下であることを特徴とする付記１に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記３）
前記カーボンナノチューブに対する前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物の含有量が、重量比で１〜１０％の範囲内にあることを特徴とする付記１又は２に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記４）
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、ポリエチレングリコール構造をもつことを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記５）
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、アルカンジオール構造をもつことを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記６）
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、ジエチレングリコール基であることを特徴とする付記５に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記７）
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、トリエチレングリコール基であることを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記８）
前記溶媒が水であることを特徴とする付記１乃至７のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記９）
前記溶媒が有機溶媒であることを特徴とする付記１乃至７のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
（付記１０）
付記１乃至９のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブをインクジェットヘッド装置から噴霧させることを特徴とするカーボンナノチューブインク組成物の噴霧方法。
（付記１１）
炭素数が１０以上のアルコキシ基を置換基とするポリエチレングリコール化合物を含有することを特徴とする付記１乃至９のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、分散安定性に優れ、印刷特性にも優れたカーボンナノチューブインク組成物を製造することが可能となるため、塗布プロセスによって半導体デバイスを製造することが可能となる。フレキシブル基板と塗布プロセスを組み合わせれば、フレキシブルな半導体製品を提供することが可能となる。フレキシブルな半導体製品を用いれば、折り曲げや衝撃などに対する耐性の高い製品を市場に供給することも可能となる。このような製品は市場において要求が高いため、本発明の産業上の利用可能性は高いということができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンナノチューブと、
溶媒と、
ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物を含有することを特徴とするカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブの含有量が、重量比で１％以下であることを特徴とする請求項１に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブに対する前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物の含有量が、重量比で１〜１０％の範囲内にあることを特徴とする請求項１又は２に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項４】
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、ポリエチレングリコール構造をもつことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項５】
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、アルカンジオール構造をもつことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項６】
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、ジエチレングリコール基であることを特徴とする請求項５に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項７】
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、トリエチレングリコール基であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項８】
前記溶媒が水であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項９】
前記溶媒が有機溶媒であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブをインクジェットヘッド装置から噴霧させることを特徴とするカーボンナノチューブインク組成物の噴霧方法。
【請求項１】
カーボンナノチューブと、
溶媒と、
ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物を含有することを特徴とするカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブの含有量が、重量比で１％以下であることを特徴とする請求項１に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブに対する前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物の含有量が、重量比で１〜１０％の範囲内にあることを特徴とする請求項１又は２に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項４】
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、ポリエチレングリコール構造をもつことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項５】
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、アルカンジオール構造をもつことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項６】
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、ジエチレングリコール基であることを特徴とする請求項５に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項７】
前記ペンタフルオロプロピオン酸グリコールエステル化合物のグリコール基が、トリエチレングリコール基であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項８】
前記溶媒が水であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項９】
前記溶媒が有機溶媒であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブインク組成物。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブをインクジェットヘッド装置から噴霧させることを特徴とするカーボンナノチューブインク組成物の噴霧方法。
【公開番号】特開２０１３−１０４０４７（Ｐ２０１３−１０４０４７Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５０８６１（Ｐ２０１１−２５０８６１）
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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