薄膜の製造方法及びその装置、並びに電子装置の製造方法
【課題】薄膜構成材料の配向性を向上させ、薄膜の膜厚の均一性及びその制御性も向上させることのできる操作性の容易な薄膜の製造方法及びその装置、並びに電子装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】ＣＮＴと界面活性剤とを混合して、ＣＮＴが分散された分散液８を調製する第１工程と、分散液８からなる分散液膜２１を保持リング２５に形成する第２工程と、分散液膜２１と基板１７とを接触させた状態で相対的に垂直に往復スライド移動させることにより、分散液８を基板１７の表面に膜状に移行させる第３工程と、基板１７の表面に形成された膜状の分散液８を乾燥させることを経て、ＣＮＴ薄膜を形成する第４工程とを有する。
【解決手段】ＣＮＴと界面活性剤とを混合して、ＣＮＴが分散された分散液８を調製する第１工程と、分散液８からなる分散液膜２１を保持リング２５に形成する第２工程と、分散液膜２１と基板１７とを接触させた状態で相対的に垂直に往復スライド移動させることにより、分散液８を基板１７の表面に膜状に移行させる第３工程と、基板１７の表面に形成された膜状の分散液８を乾燥させることを経て、ＣＮＴ薄膜を形成する第４工程とを有する。
【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等からなる薄膜の製造方法及びその装置、並びにその薄膜を有する電子装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（Carbon Nanotube：以下、ＣＮＴと略記する。）は、優れた電気的、機械的特性を有し、ナノテクノロジーの有力な材料として広範囲の分野での応用が期待され、基礎研究、応用研究が盛んに行われている。
【０００３】
従来、ＣＮＴ薄膜の製造方法としては、例えば、ＣＮＴをエタノール等の溶媒中で超音波を用いて分散させた液を、スプレー器具を用いて基板上に噴霧して溶媒を蒸発させることによって薄膜を形成するスプレー法、可溶化したＣＮＴからなる膜を水面上に展開し、水面に対して垂直方向に基板を浸漬させて引き上げる操作を繰り返すことにより薄膜を形成するラングミュア−ブロジェット（ＬＢ）法、ＣＮＴを含む溶液を基板上に塗布する塗布法、及び、溶液中のＣＮＴをフィルタ上に均一に堆積させて基板上にＣＮＴを転写するフィルタ法等が知られている。
【０００４】
また、「ＣＮＴ含有フィルムの製造方法及びＣＮＴ含有コーティング」と題する後記の特許文献１には、以下の記述がある。
【０００５】
即ち、ＣＮＴ含有コーティングフィルムの製造方法は、少なくともＣＮＴと溶媒とを含有する第１の分散液を基材の表面に塗布し、第１の分散液の溶媒を除去してＣＮＴを３次元網目構造にし、更に、この上に、少なくとも樹脂と溶媒とを含有する第２の分散液を塗布して、この第２の分散液をＣＮＴの３次元網目構造の中に浸透させる。
【０００６】
この特許文献１に示された発明を用いて作製されたフィルムは、少ないＣＮＴ含有量であっても優れた導電性及び透明性を得ることができる。この好ましい実施形態においては、フィルム中にＣＮＴが約０．００１重量％〜約１重量％存在する。更に好ましくは、フィルム中にＣＮＴが約０．０１重量％〜約０．１重量％存在し、このために優れた透明性が得られて低ヘイズとなる。
【０００７】
次に、「ＣＮＴ薄膜の製造方法、電子素子の製造方法、薄膜の製造方法、構造体の製造方法及び気泡の形成方法」と題する後記の特許文献２には、以下の記述がある。
【０００８】
即ち、界面活性剤を含有させたＣＮＴ分散液を調製し、これに空気を混入させることにより気泡を形成し、この気泡を基板上に堆積させたところ、従来の方法により得られるＣＮＴ薄膜に比べてはるかに均質で、しかも薄いＣＮＴ薄膜を高い膜厚制御性で形成することができることが分かった。
【０００９】
これは、この気泡の表面の、ＣＮＴ分散液からなる膜中に存在するＣＮＴが、基板上に堆積してＣＮＴ薄膜が形成されたからであるといえる。
【００１０】
また、後記の非特許文献１には、ＣＶＤ（ケミカルベーパーデポジション）法によるシングルウォールカーボンナノチューブＳＷＣＮＴアレイの形成についての記載がある。
【００１１】
また、後記の非特許文献２には、（１）ナノワイヤ又はナノチューブの安定で制御された濃度のポリマ分散液（エポキシ分散液）を調製し、（２）円形ダイを用いて制御された圧力と膨張速度で気泡を膨張させるように、ポリマ分散液を膨張させ、（３）気泡を基板又は開放枠構造に移す３つの基本ステップからなる、ｂｌｏｗｎ−ｂｕｂｂｌｅ ｆｉｍｓ（ＢＢＦｓ）法の記載がある。
【００１２】
また、ＣＮＴの薄膜を形成するためのＬＢ法は、後記の非特許文献３、４及び５に述べられている。
【００１３】
【特許文献１】特許第３６６５９６９号公報（特許請求の範囲（請求項１）、段落００１３）
【特許文献２】特開２００６−２９８７１５号公報（段落０００６）
【非特許文献１】S. J. Kang et al, “High-performance electronics using dense, perfectly aligned arrays of single-walled carbon ”, Nature Nanotechnology, 2, 230 - 236(2007)（FABRICATION OF NANOTUBE ARRAYS AND DEVICES）
【非特許文献２】G. Yu et al, “Large-area blown bubble films of aligned nanowires and carbon nanotubes”, Nature Nanotechnology,2, 372 - 377(2007)（第３７２頁〜第３７３頁、図１）
【非特許文献３】Xiaolin Li et. al., J. AM. CHEM. SOC. 2007, 129, 4890-4891
【非特許文献４】Yeji KIM et. al., Jpn. J. Appl. Phys. Vol.42(2003) 7629-7634
【非特許文献５】Jun Matsui et. al., Chemistry Letters Vol. 35, No.1(2006)42-43
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
電子機器に用いられる材料は、多くの場合に、基板上に薄膜を形成することによって、電気回路や蓄電素子又は発光素子として応用されている。
【００１５】
材料として一般的な金属及び酸化物を用いる場合には、例えば、スパッタ法や蒸着法又はＣＶＤ法といった真空ドライプロセスによって均一な成膜を行うことができる。
【００１６】
また一方で、有機分子や生体分子又はナノ材料と呼ばれるような物質を用いる場合には、めっき法、ろ過法、スプレー法又はラングミュア−ブロジェット(ＬＢ)法等の液相プロセスにより、比較的簡易な設備で成膜することができる。
【００１７】
これ等の中で、真空ドライプロセスは均一性や結晶性の高い薄膜が得られる方法であることが知られているが、原子レベルの成長となるために、分子材料等には用い難い。従って、多くの分子材料は液相プロセスで成膜することが望ましいが、この場合には、分子材料を溶媒に可溶させるか又は十分に分散させる必要が生じる。また、適切な溶液が得られた場合であっても、成膜時における膜厚の制御が難しく、均一な薄膜を得ることは容易ではない。
【００１８】
また、めっき法は、蓄電池の分野(電気化学分野)でよく用いられる方法である。この方法では、電極基板に材料を凝集又は析出させることにより薄膜を得る方法であるために、溶媒や電極等の条件が限られてしまう。このことから、一部の材料にのみ効果のある方法であるといえる。
【００１９】
ろ過法及びスプレー法は、簡便でありかつ材料を選ばない場合が多い方法であるが、形成する薄膜の均一性が劣るために、電子機器の作製には用いられていない。
【００２０】
ＬＢ法は、両親媒性の分子を液面に膜化させ、これに基板を挿入することにより基板の表面に分子膜を形成する方法である。この方法を用いて形成した有機単分子層が学術分野で数多く報告されているが、このようにして得られた薄膜の電子機器への応用はほとんど例がない。これは、２つの液相を用いるために、得られる薄膜の均一性が低下することや、両親媒性の分子薄膜の用途が限定されること等が理由であると考えられる。しかも、これに加えて、ＣＮＴ等のナノ材料においては液−液界面に薄膜を形成することが難しいこと、また分散液とは異なる液への浸漬により、基板への付着が安定しないことが理由として挙げられる。そもそも、ＣＮＴのＬＢ膜（液面上の単分子膜）を形成するには、分散性が劣っているため、成膜条件が制限されることも実用上の課題である。
【００２１】
上記したような課題は、特に、ＣＮＴのような一次元性を持ったナノスケール材料の薄膜の作製においてより顕著な問題となる。特に、このような材料は、一般に揮発性及び可溶性に劣るために、上記した方法で均一な膜厚分布を持った薄膜を得ることは困難である。
【００２２】
このような課題を解決するため、図１８に示すように、本出願人が既に提起した特願２００８−３９５１５による先願発明は、シャボン玉状の気泡１０を基板１４上に成長させることにより、ＣＮＴ２２からなるＣＮＴ薄膜２０を作製する技術である。
【００２３】
このＣＮＴ薄膜２０を形成するには、まず界面活性剤を含む水溶液にＣＮＴ２２を分散させた分散液を調製する。図１８（Ａ）の手順（１）に示すように、この分散液の液滴をノズル１２の一端に付着させ、ノズルの他端から空気１６を流入させることによって、液滴を膨張させ、ＣＮＴ２２を含むシャボン玉状の膜からなる気泡１０をノズル１２の一端に形成させる。
【００２４】
そして、図１８（Ａ）の手順（２）及び（３）に示すように、気泡１０を基板１４に接触させ、空気の流入によって更に気泡１０を膨張させ、最終的には図１８（Ａ）の手順（４）の段階で気泡１０を破裂させた後、乾燥して、基板１４上にＣＮＴの薄膜２０を残す。
【００２５】
この製造方法によれば、基板１４の面上で一次元ナノ材料２２を含む膜からなる気泡１０を膨張させて、基板１４と気泡１０の膜との接触面積を増大させるので、配向性が高くて透明性及び導電性が良好であり、一次元ナノ材料２２からなる薄膜２０を形成することができる。また、分散液における一次元ナノ材料の濃度、又は／及び、基板と気泡の膜との接触面積を制御することによって、一次元ナノ材料からなる薄膜の厚さを制御することができ、透明性及び導電性を制御することができる。また、室温大気中でＣＮＴの（極薄の）薄膜２０を形成できると共に、あらゆる形状やサイズの基板１４に応用できるという特徴もある。
【００２６】
しかしながら、この方法によって得られるＣＮＴ薄膜２０は、ノズル１２の位置を中心として気泡１０を径方向に成長（膨張）させているため、これに伴う放射状の配向性と膜厚分布を持っており、ＣＮＴ薄膜２０全体で見た時には、同一方向において配向性及び膜厚に高い均一性があるとは言い難い。
【００２７】
また、気泡１０を基板１４の表面に接触させた後に、ノズル１２を介して空気１６を気泡１０内に送ることにより気泡１０を成長させているので、操作の自動化が難しく、かつ基板１４の大面積化に伴って、ＣＮＴ極薄膜２０の膜厚分布の不均一性が目立つという問題点もある。
【００２８】
本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、薄膜構成材料の配向性を向上させ、薄膜の膜厚の均一性及びその制御性も向上させることのできる操作性の容易な薄膜の製造方法及びその装置、並びにその薄膜を用いた電子装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
即ち、本発明は、薄膜の構成材料と界面活性剤とを混合して、前記構成材料が分散された分散液を調製する第１工程と、前記分散液からなる分散液膜を形成する第２工程と、前記分散液膜と支持体とを接触させた状態で相対的に移動（望ましくは往復スライド移動：以下、同様）させることにより、前記分散液を前記支持体の表面に膜状に移行させる第３工程と、前記支持体の表面に形成された前記膜状の分散液を乾燥させることを経て、薄膜を形成する第４工程とを有する、薄膜の製造方法に係るものである。
【００３０】
本発明はまた、薄膜の構成材料と界面活性剤とを含有する分散液を貯蔵する分散液貯蔵手段と、前記分散液からなる膜を保持する分散液膜保持手段と、支持体を保持する支持体保持手段と、前記分散液膜と前記支持体とを接触させた状態で相対的に移動させる移動手段と、前記支持体の表面に移行した膜状の前記分散液の乾燥手段とを有する、薄膜の製造装置に係るものである。
【００３１】
本発明はまた、薄膜の構成材料と界面活性剤とを混合して、前記構成材料が分散された分散液を調製する第１工程と、前記分散液からなる分散液膜を形成する第２工程と、前記分散液膜と支持体とを接触させた状態で相対的に移動させることにより、前記分散液を前記支持体の表面に膜状に移行させる第３工程と、前記支持体の表面に形成された前記膜状の分散液を乾燥させることを経て、薄膜を形成する第４工程とを有する、電子装置の製造方法に係るものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、前記分散液膜と前記支持体とを接触させた状態で相対的に移動させることにより、前記分散液を前記支持体の表面に膜状に移行させる工程を有するので、前記分散液膜と前記支持体との相対的移動方向に沿って前記分散液膜を前記支持体上で流動させ、これに伴って前記分散液中の前記構成材料を一方向に配向させ易くなり、高配向で均一膜厚の薄膜を作製することができ、かつ配向方向に異方性を持った電気特性及び光学特性を有する基板面内配線や線偏光板等に応用することができ、またこれらを組み込んだ電子装置を得ることができる。
【００３３】
また、前記相対的移動の回数を制御することにより、薄膜の厚さを制御することができ、その導電性及び透明性等を制御することができる。
【００３４】
しかも、室温、大気中で前記薄膜を操作性良く形成することができ、大面積の前記支持体上への成膜も可能となり、支持体材料として特定のものを選択しなくても成膜可能となり、更に成膜時の材料劣化も生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明においては、前記構成材料の配向性を高めるために、前記移動方向に前記構成材料を配向させるのが望ましい。
【００３６】
また、前記薄膜のより良好な導電性及び透明性等の性能向上のために、前記乾燥の後に前記支持体を洗浄し、不要な残留物を除去するのが望ましい。
【００３７】
また、前記薄膜の導電性及び透明性等を制御するために、少なくとも前記第２工程から前記第４工程までを繰り返すことにより、前記薄膜の膜厚制御を行うことができる。
【００３８】
これによって、高い導電性、特に表面抵抗が５００Ω／ｓｑ以下の前記薄膜を製造することができる。或いは、透明電極等に使用する高い光透過性、特に光透過率が８０％以上の前記薄膜を製造することができる。
【００３９】
また、配向性の高い前記構成材料からなる前記薄膜を前記支持体上に形成するために、前記分散液膜に対して交差する方向、特に直交する方向に、前記分散液膜に対して前記支持体を相対的に移動させるのが望ましい。
【００４０】
また、前記第３工程後に、前記分散液保持手段に残った分散液膜をエアブロー等で破裂させ、しかる後に前記第２工程を再び行えば、前記分散液膜保持手段を繰り返し使用することができる。
【００４１】
また、前記支持体として透明な高分子基板を用いるのが望ましい。このような構成によれば、フレキシブルな前記高分子基板を使用できるので、これに前記一次元ナノ材料等からなる薄膜を電極又は配線（導電線路）として形成したフレキシブルな（屈曲性又は柔軟性のある）電極体又は配線（導電線路）体を製造することができる。
【００４２】
また、前記構成材料が一次元ナノ材料、例えばＣＮＴ（カーボンナノチューブ）であるのが望ましい。
【００４３】
また、前記薄膜のより良好な導電性及び透明性を得るために、前記薄膜の配向性を保持しながら前記支持体を洗浄することが望ましく、このためには純水等による洗浄手段を有するのが望ましい。
【００４４】
更に、本発明によって得られる電子装置は、液晶装置、エレクトロルミネッセンス装置、エレクトロクロミック装置、電界効果トランジスタ、タッチパネル及び太陽電池の何れかであってよい。
【００４５】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に詳細に説明する。
【００４６】
第１の実施の形態
図１〜図５は、本発明の第１の実施の形態を詳細に説明するものである（図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図５のＡ−Ａ’線に沿う断面に相当する各操作段階を示す）。
【００４７】
まず、図５について、本実施の形態による薄膜製造装置２４ａを説明する。この薄膜製造装置２０ａは、基板（支持体又は透明な高分子基板）１７を支持する基板保持部（支持体保持手段）６と、分散液膜（ＣＮＴ分散液からなる膜）２１を保持する分散液膜保持リング（分散液膜保持手段）２５と、この保持リング２５の支持部７と、ＣＮＴ分散液８を貯蔵する分散液貯蔵部（分散液貯蔵手段）９とから構成されている。また、基板保持部６とリング支持部７とは、上下鉛直方向に別々に直線移動可能な移動手段１５、１５’に固定され、この移動手段１５、１５’と共に上下鉛直方向に別々に直線移動するように構成されている。
【００４８】
なお、図５においては、分散液膜保持リング２５は、分散液膜２１を保持した状態を理解し易くするために、下方からの斜視図にて示す。また、基板１７上へ移行した分散液膜の乾燥手段や、保持リング２５に残存した分散液膜の破裂手段などは図示省略している。
【００４９】
次に、この薄膜製造装置２４ａを用いて基板１７の表面上に薄膜１８を製造する方法を説明する。
【００５０】
この製造プロセスは、図４にフローで示し、図１及び図２にその主要段階を断面で示すが、まず、ＣＮＴ（薄膜構成材料又は一次元ナノ材料）２２と界面活性剤とを混合することによって、ＣＮＴ２２が分散された分散液８を調製し、これを分散液貯蔵部９に貯蔵する（第１工程）。
【００５１】
次に、分散液膜保持リング２５を下方に移動させて分散液貯蔵部９内の分散液８に浸漬し、更に上方へ引き上げることにより、図１（ａ）に明示するように、分散液８からなる分散液膜２１（シャボン膜）を分散液膜保持リング２５の内側に形成する（第２工程）。分散液膜２１は、それ自身の表面張力によってリング２５内に膜状に保持される。
【００５２】
次に、図１（ｂ）に明示するように、分散液膜保持リング２５の内側に形成された分散液膜２１と基板１７とを接触させた状態で、直交する方向に基板１７を相対的に下方へ移動（スライド移動）させ、更に上方へ移動（スライド移動）させることにより、換言すれば、分散液膜２１に対して基板１７を上下方向に相対的に往復スライド移動させることにより、保持リング２５の分散液膜２１から分散液８を基板１７の表面に膜状に移行させる（第３工程）。一例として、この往復スライド移動回数は１０回でよく、また保持リング２５を図５の位置に位置固定して基板１７を上下移動させることができる。
【００５３】
こうして、図２（ｄ）に明示するように、分散液８を基板１７の表面上に積層状態で膜状に移行させ、基板１７と分散液膜２１とを分離した後に、基板１７の表面に形成された膜状の分散液８を乾燥手段、例えば温風の吹き付けによって乾燥させることにより、図２（ｅ）に明示するように、スライド移動方向にＣＮＴ２２が配向された薄膜１８を形成する（第４工程）。図３は、ＣＮＴ２２の配向状態を平面図で示す。
【００５４】
次に、分散液膜保持リング２５に残存する分散液膜をエアブロー等により破裂させて除去する（第５工程）。しかる後に、この保持リング２５は上記第２工程に再び使用する。
【００５５】
次に、基板１７を純水による水洗で洗浄し、残存水分等の不要な残留物を除去する（第６工程）。この結果、基板１７上には、残留物のないＣＮＴ薄膜１８を形成できる。
【００５６】
更に、上記の少なくとも第２工程から第４工程（更には、第５及び第６工程）までを少なくとも１回行い、望ましくは２〜６回繰り返すことにより、基板１７上に最終的に成膜される薄膜１８の膜厚を制御することができる。
【００５７】
電極や配線として好適な高い導電性を有する薄膜１８を得るためには、表面抵抗が５００Ω／ｓｑ以下の薄膜１８を製造するのが望ましい。また、透明電極のような高い光透過性を有する薄膜１８を得るためには、光透過率が８０％以上の薄膜１８を製造するのが望ましい。これらの特性を有する薄膜１８は、薄膜制御によって実現でき、このためには、上記した第３工程におけるスライド移動回数、又は／及び、少なくとも第２工程〜第４工程の繰り返し回数を制御して、膜厚を設定すればよい。
【００５８】
また、ＣＮＴ薄膜１８は、上記の方法では、基板１７の両面に形成されることになるが、片面だけに形成したい場合には、例えば基板１７を２枚の基板の貼り合わせで作成し、これらの各基板をＣＮＴ薄膜の形成後に分離すればよい。
【００５９】
上述の高分子基板１７の材質は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）及びこれ等の誘導体の何れかとすることができる。
【００６０】
例えば、ＣＮＴからなる薄膜１８が形成される高分子基板１７が使用される目的、用途及び使用環境に対応して、光学的特性、電気的特性及び機械的特性に応じた高分子基板１７の材質を適宜選択することができる。
【００６１】
次に、ＣＮＴ２２及び界面活性剤からなる分散液８について説明する。
【００６２】
ＣＮＴ２２には、例えば、アーク放電、レーザアブレーション、化学的気相成長（ＣＶＤ）法等によって作製されたものを使用することができる。これらのＣＮＴ２２を、例えば、高温の熱処理、硫酸、塩酸、硝酸、過酸化水素水等によって酸処理、水酸化ナトリウム等によってアルカリ処理することによって、非晶質炭素等の不純物を除去できるので、精製された純度の高いＣＮＴを使用することができる。
【００６３】
また、ＣＮＴ２２としては、例えば、単層構造のシングルウォールＣＮＴ（ＳＷＣＮＴ）、２層構造のダブルウォールＣＮＴ（ＤＷＣＮＴ）、多層構造のマルチウォールＣＮＴ（ＭＷＣＮＴ）等を用いることができる。また、ＣＮＴ２２の長さは特に制限はないが、良好な分散性を得るためには、例えば、１μｍ程度以下のものが望ましい。
【００６４】
次に、界面活性剤としては、例えば、陰イオン（アニオン）界面活性剤、陽イオン（カチオン）界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤等を用いることができる。
【００６５】
陰イオン界面活性剤としては、例えば、Ｃ8Ｈ17ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ10Ｈ21ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ14Ｈ29ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ16Ｈ33ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ8Ｈ17ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ10Ｈ21ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ11Ｈ23ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4-Ｌｉ+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4-Ｋ+、（Ｃ12Ｈ25ＳＯ4-）2Ｃａ2+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4-Ｎ（ＣＨ3）4+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4-Ｎ（Ｃ2Ｈ5）4+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4-Ｎ（Ｃ4Ｈ9）4+、Ｃ13Ｈ27ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ14Ｈ29ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ15Ｈ31ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ16Ｈ33ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＣＨ（ＳＯ4-Ｎａ+）Ｃ3Ｈ7、Ｃ10Ｈ21ＣＨ（ＳＯ4-Ｎａ+）Ｃ5Ｈ11、Ｃ13Ｈ27ＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＣＨ（Ｃ2Ｈ5）ＣＨ2ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ11Ｈ23ＣＨ（Ｃ3Ｈ7）ＣＨ2ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ10Ｈ21ＣＨ（Ｃ4Ｈ9）ＣＨ2ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＯＣ2Ｈ4ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）2ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）4ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ8Ｈ17ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ10Ｈ21ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ14Ｈ29ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＳＯ3-Ｎａ+、ｐ-ｎ-Ｃ8Ｈ17Ｃ6Ｈ4ＳＯ3-Ｎａ+、ｐ-ｎ-Ｃ10Ｈ21Ｃ6Ｈ4ＳＯ3-Ｎａ+、ｐ-ｎ-Ｃ12Ｈ25Ｃ6Ｈ4ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ7Ｆ15ＣＯＯ-Ｋ+、Ｃ7Ｆ15ＣＯＯ-Ｎａ+、（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）4ＣＯＯ-Ｎａ+、ｎ-Ｃ8Ｆ17ＳＯ3-Ｌｉ+等を用いることができる。
【００６６】
また、陽イオン界面活性剤としては、例えば、Ｃ8Ｈ17Ｎ（ＣＨ3）3+Ｂｒ-、Ｃ10Ｈ21Ｎ（ＣＨ3）3+Ｂｒ-、Ｃ12Ｈ25Ｎ（ＣＨ3）3+Ｂｒ-、Ｃ14Ｈ29Ｎ（ＣＨ3）3+Ｂｒ-、Ｃ16Ｈ33Ｎ（ＣＨ3）3+Ｂｒ-、Ｃ12Ｈ25Ｐｙｒ+Ｂｒ-、Ｃ12Ｈ25Ｐｙｒ+Ｃｌ-、Ｃ12Ｈ25Ｐｙｒ+Ｃｌ-、Ｃ16Ｈ33Ｐｙｒ+Ｃｌ-、Ｃ12Ｈ25Ｎ+（Ｃ2Ｈ5）（ＣＨ3）2Ｂｒ-、Ｃ12Ｈ25Ｎ+（Ｃ8Ｈ17）（ＣＨ3）2Ｂｒ-、Ｃ14Ｈ29Ｎ+（Ｃ2Ｈ5）3Ｂｒ-、Ｃ14Ｈ29Ｎ+（Ｃ4Ｈ9）3Ｂｒ-等を用いることができる。
【００６７】
また、両性界面活性剤としては、例えば、Ｃ8Ｈ17Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ10Ｈ21Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ12Ｈ25Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ14Ｈ29Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ16Ｈ33Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ10Ｈ21ＣＨ（Ｐｙｒ+）ＣＯＯ-、Ｃ14Ｈ29ＣＨ（Ｐｙｒ+）ＣＯＯ-等を用いることができる。
【００６８】
また、非イオン界面活性剤としては、例えば、Ｃ8Ｈ17ＣＨＯＨＣＨ2ＯＨ、Ｃ12Ｈ25ＣＨＯＨＣＨ2ＣＨ2ＯＨ、Ｃ8Ｈ17（ＯＣ2Ｈ4）3ＯＨ、Ｃ10Ｈ21（ＯＣ2Ｈ4）4ＯＨ、Ｃ11Ｈ23（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）2ＯＨ、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）4ＯＨ、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）6ＯＨ、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、Ｃ13Ｈ27（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、Ｃ14Ｈ29（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、Ｃ15Ｈ31（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、ｐ-ｔ-Ｃ8Ｈ17Ｃ6Ｈ4Ｏ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）2Ｈ、ｐ-ｔ-Ｃ8Ｈ17Ｃ6Ｈ4Ｏ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）8Ｈ、ｎ-オクチル-β-Ｄ-グルコシド、ｎ-デシル-β-Ｄ-グルコシド等を用いることができる。
【００６９】
上記の界面活性剤の内、陰イオン界面活性剤であるＣＨ3（ＣＨ2）11ＳＯ4-Ｎａ+（硫酸ドデシルナトリウム（ＳＤＳ：Sodium Dodecyl Sulfate））を使用することが、ＣＮＴ２２の分散を良好にする上で特に好ましいが、これに限定されるものではない。また、上記の界面活性剤を２種類以上混合して使用することもできる。
【００７０】
また、薄膜１８の厚さを１００μｍ以下とすることにより、この薄膜１８が高い透明性を有することになるので、高い透明性が要求される透明電極に使用できる。
【００７１】
上述のように、予め作製したＣＮＴ２２等を含んだ分散液膜２１と基板１７とを相対的にスライド移動させることにより、厚さが均一な薄膜１８が半自動的に得られる。
【００７２】
この方法は、分散液膜２１と基板１７とを接触状態で相対的にスライド移動させることにより、分散液膜２１の相対的スライド移動方向に配向した極薄の薄膜１８を形成できるという点に特徴があるが、これは従来のＬＢ法とは大きく異なっている。
【００７３】
即ち、既述したように、ＬＢ法による成膜では、薄膜の電気的及び光学的特性は単一のＣＮＴ特性と比べて著しく劣るが、これは、既述したＬＢ法自体の課題に加えて、ＣＮＴ２２等の一次元ナノ材料において液−液界面に薄膜を形成することが難しいこと、また、分散液とは異なる液への浸漬により、基板への付着が安定しないことが理由として挙げられる。また、そもそも、ＣＮＴ２２のＬＢ膜(液面上の単分子膜)を形成させるには、分散性が劣っているために、成膜条件が制限されることも実用上の課題である。
【００７４】
これに対し、本実施の形態によれば、液−液界面を形成しないＣＮＴ分散液を用いて、分散液膜２１と基板１７とを相対的にスライド移動させているので、そのスライド移動方向に沿って高配向に配向された均一膜厚の薄膜１８を容易かつ確実に安定して基板１７上に形成することができ、配向方向に異方性を持った電気特性及び光学特性を有した基板面内配線や線偏光板等を作成できる。
【００７５】
また、往復スライド移動回数を制御することにより、薄膜１８の膜厚を制御して、その導電性及び透明性を容易に制御することができる。
【００７６】
その他、単分子層レベルの極薄膜１８を作製できるため、透明性に優れる。或いは、薄膜の積層化及び高密度化が容易となる。
【００７７】
また、基板１７の材質やサイズ等の条件を選ばずに成膜が可能であると共に、成膜時の材料劣化がほとんどなく、室温大気中での成膜が可能であり、装置の構造が簡便であり、自動化が容易であり、更には薄膜の大面積化が容易である。
【００７８】
本実施の形態による薄膜１８は、表面抵抗が小さく、光透過率が大きく、電気的特性、光学的特性に優れており、例えば、液晶装置、エレクトロルミネッセンス装置、エレクトロクロミック装置、太陽電池における透明電極として好適である。
【００７９】
また、導電線路、電界効果トランジスタ又はタッチパネルを構成することもできる。
【００８０】
第２の実施の形態
図６は、本発明の第２の実施の形態を示すものである（図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は正面図、図６（Ｃ）は左側面図である）。
【００８１】
本実施の形態における薄膜製造装置２４ｂは、主として、水平駆動用の溝１１及び垂直駆動用の溝２６を有する基板１７保持用の台座部１３及び分散液膜保持部１９から構成されること以外は、上述した第１の実施の形態と同様である。
【００８２】
分散液膜保持部１９は下方が開放しコ字状の枠型の構造であり、両端側の脚部が水平駆動用の溝１１に沿って水平方向に移動すると共に、垂直駆動用の溝２６に沿って垂直（鉛直）方向に移動する。垂直方向の移動によって、例えば保持部１９の高さを制御できる。
【００８３】
分散液膜２１は、図示省略した分散液供給手段によって、分散液膜保持部１９の内側と台座部１３の上面との間に形成される。そして、基板１７を台座部１３上に固定し、分散液膜保持部１９を水平方向へ移動させ、これに伴って分散液膜２１が基板１７上をスライド移動すること（実際には、繰り返しの往復スライド移動）により、分散液膜２１に含まれる分散液８を台座部１３上に載置された基板１７の表面に所定の厚さで膜状に移行させることができる。
【００８４】
本実施の形態によれば、基板１７を垂直方向に移動させるのが困難な状況にある場合に、基板１７上に薄膜１８を形成することが可能となる。なお、上記とは逆に、分散液保持部１９を固定し、台座部１３（即ち基板１７）を水平方向へ移動させてもよいし、或いは両者を共に移動させてもよい。要は、相対的にスライド移動させればよい（このことは、上述した第１の実施の形態でも同様である）。
【００８５】
その他、本実施の形態においても、上述した第１の実施の形態で述べたと同様の作用及び効果が得られる。
【００８６】
第３の実施の形態
図７は、ＣＮＴ薄膜を電子装置に適用した本発明の第３の実施の形態を示すものである（図７（Ａ）は、ＣＮＴ薄膜の導電特性を説明するための模式的平面図、図７（Ｂ）はＣＮＴ薄膜を用いたバックゲート型電界効果トランジスタの断面図である）。
【００８７】
図７（Ａ）は、多数のＣＮＴ３２（上述のＣＮＴ２２に相当）が連接した状態で基板３１（上述の基板１７に相当）上に二次元に密着して配列する場合、ＣＮＴ３２からなる高密度配向膜の軸方向における導電特性を説明する図である。このＣＮＴ配向膜の抵抗値は、ＣＮＴ１本当りの長さ方向の抵抗値（線抵抗）、ＣＮＴ相互の接触抵抗、ＣＮＴ１本当りの長さ、ＣＮＴ配向膜の長さ及び幅、その他の因子によって、推定することができる。
【００８８】
また、ＣＮＴ配向膜の光透過率は、膜厚とＣＮＴの光吸収係数から推定することができ、例えば、ＣＮＴ３２の軸方向の線抵抗３３を２,４００Ω／μｍ、ＣＮＴ３２の壁面間の接触抵抗３４を５０，０００Ω、ＣＮＴ３２の先端部間の接触抵抗３５を５０，０００Ω（その他の要因は省略する。）等とする時、２分子層が積層されてなるＣＮＴ薄膜の波長５５０ｎｍにおける光透過率は９６％、電極３０ａと３０ｂの間の抵抗値は約１４０Ωとなる。
【００８９】
図７（Ｂ）は、ＣＮＴ薄膜をチャネル４３に用いたバックゲート型電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の概略構成を示すものであって、例えば、基板４６（上述の基板１７に相当）面にゲート電極４５が積層され、このゲート電極４５に、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）又はポリイミドワニス等によるゲート絶縁物層４４が積層され、この絶縁物層４４にチャネル４３が積層され、このチャネル４３にソース電極４１及びドレイン電極４２がそれぞれ積層されている。
【００９０】
このような構成において、基板４６、ゲート電極４５、絶縁物層４４、チャネル４３、ソース電極４１及びドレイン電極４２を、それぞれ透明層によって形成することにより、光学的に透明なＦＥＴを実現することができる。
【００９１】
そして、上記のＦＥＴにおいて、ゲート電極４５、ソース電極４１及びドレイン電極４２を金属性のＣＮＴによって形成する一方、チャネル４３を半導体性のＣＮＴによって形成することができる。
【００９２】
これらのＣＮＴはいずれも、上述した第１又は第２の実施の形態で述べた方法で高配向及び均一膜厚に形成することによって、必要な導電性又は透明性を付与することができる。
【００９３】
なお、ＣＮＴ薄膜を用いたＦＥＴは、上記のバックゲート型電界効果トランジスタのみならず、トップゲート型の構成としてもよい。
【００９４】
第４の実施の形態
図８は、透明導電膜を使用したタッチパネルに適用した本発明の第４の実施の形態を示すものである。
【００９５】
通常、タッチパネルはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に重ねて配置されるため、可視光領域において８０％以上の光透過率が必要であり、抵抗膜式タッチパネルのアナログ方式においては、電極を構成する膜の抵抗の均一性が要求される。
【００９６】
図８（ａ）の断面図に示すように、透明タッチパネルは、透明導電膜１ａが上部電極として形成された変形可能なＰＥＴ基板（上部基板）２ａと、表面に電気絶縁性のドットスペーサ３が形成された透明導電膜１ｂが下部電極として形成されたガラス基板（下部基板）２ｂとから構成され、上部基板２ａと下部基板２ｂとは、僅かな隙間（空間）５を保ちながら両電極１ａ、１ｂを対向させ、電気絶縁層４を介して接合されている。
【００９７】
例えば、上部基板２ａと下部基板２ｂとの間隔５は、１００μｍ〜３００μｍであり、この間隔５に対してドットスペーサ３の高さは、上部電極１ａと下部電極１ｂが常時接触してＯＮ状態となることを防止してパネルに表示される画像に影響を与えないように、５μｍ〜５０μｍ程度とされる。両電極がタッチしていない状態では、微小なドットスペーサ３によって両電極が接触しないので、電流は流れない。なお、上部電極１ａはＩＴＯ（インジウムドープの酸化錫）膜によって形成されているが、下部電極１ｂもＩＴＯによって形成されてもよい。
【００９８】
図８（ｂ）は、指又は専用ペンによってＰＥＴ基板２ａ側の所定箇所を押圧することにより、ＰＥＴ基板２ａのタッチされた部分が変形して下側にたわみ、透明導電膜１ａと１ｂとが接触して電気が流れ、スイッチ動作が生じ、入力が検知される。
【００９９】
上記のタッチパネルにおいて、例えば透明導電膜１ａを（更には、下部電極１ｂも）上述したＣＮＴ薄膜で構成し、このＣＮＴ薄膜を上述した第１又は第２の実施の形態で述べた方法で高配向及び均一膜厚に形成することによって、必要な導電性又は透明性を付与することができる。
【実施例】
【０１００】
以下、本発明を具体的な実施例について詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【０１０１】
実施例１
１．本実施例においては、上述した第１の実施の形態に基づいて、まず、厚さ１８０μｍ、サイズ４０ｍｍ×６０ｍｍのＰＥＴ基板１７を１分間水洗した。
【０１０２】
２．次に、ＳＤＳ(Sodium Dodecyl Sulfate)水溶液中にＣＮＴ（単層ＣＮＴ：ＳＷＣＮＴ）２２を添加し、超音波式ホモジナイザーにて、出力５０Ｗで１０分間ホモジナイズ処理を行って分散液８を作成した。ＳＷＣＮＴはCarbon Solutions Inc.製のＰ３−ＳＷＮＴを用いた。
【０１０３】
３．次に、分散液膜保持リング２５を分散液８に浸漬させ、引き上げることにより、分散液膜２１を形成した。
【０１０４】
４．次に、基板１７を分散液膜２１に対して垂直方向上方に配置した。
【０１０５】
５．次に、基板１７が分散液膜２１を通過するように垂直下方に５０ｍｍスライド移動させた。この時のスライド移動速度は２０ｍｍ／ｓｅｃであった。
【０１０６】
６．次に、基板１７を分散液膜から引き戻すように垂直上方に５０ｍｍスライド移動させた。この時のスライド移動速度も２０ｍｍ／ｓｅｃであった。
【０１０７】
７．そして、上記５及び６のスライド移動を１０往復繰り返した。
【０１０８】
８．次に、基板１７を分散液膜２１から離し、乾燥させた。
【０１０９】
９．次に、基板１７を純水に１０分間浸漬させた後、残存水滴を除去した。
【０１１０】
１０．保持リング２５に残存した分散液膜をエアブローによって破裂させ、再使用に備えた。
【０１１１】
１１．そして、上記３〜１０を１２回繰り返した（往復スライド移動回数は合計で１２０回）。
【０１１２】
その結果、図９に部分平面図で示すＳＥＭ（走査電子顕微鏡）像と、表面凹凸分布（基板表面上の高さプロファイルのトータル分布）を示すＣＮＴ薄膜１８が得られた。これによれば、線状のＣＮＴがほぼ一方向に沿って配向した部分が存在していることが分る（以下の実施例でも同様）。
【０１１３】
実施例２
本実施例では、往復スライド移動回数を合計で１００回としたこと以外は、上記の実施例１と同様であった。その結果、図１０に示すＳＥＭ像及び凹凸分布のＣＮＴ薄膜が得られた。
【０１１４】
実施例３
本実施例では、スライド移動回数を合計で７０回としたこと以外は、上記の実施例１と同様であった。その結果、図１１に示すＳＥＭ像及び凹凸分布のＣＮＴ薄膜が得られた。
【０１１５】
実施例４
本実施例では、往復スライド移動回数を合計で３０回としたこと以外は、上記の実施例１と同様であった。その結果、図１２に示すＳＥＭ像及び凹凸分布のＣＮＴ薄膜が得られた。これによれば、線状のＣＮＴの配向性が向上していることが分る。
【０１１６】
実施例５
本実施例では、往復スライド移動回数を合計で５０回としたこと以外は、上記の実施例１と同様であった。その結果、図１３に示すＳＥＭ像及びＡ−Ａ線に沿う凹凸分布のＣＮＴ薄膜が得られた。これによれば、ＣＮＴの配向性は良好である。
【０１１７】
実施例６
本実施例では、往復スライド移動回数を合計で１０回としたこと以外は、上記の実施例１と同様であった。その結果、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示すＳＥＭ像及びＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う各凹凸分布のＣＮＴ薄膜が得られた。ＣＮＴの配向性は良好であることが分る。
【０１１８】
実施例７
本実施例では、往復スライド移動回数を合計で５００回としたこと以外は、上記の実施例１と同様であった。その結果、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す各ＳＥＭ像（倍率が異なる。）のＣＮＴ薄膜が得られた。なお、このＣＮＴ薄膜の膜厚は平均で数１０ｎｍであった。
【０１１９】
以上の各実施例でのデータを含め、往復スライド移動回数（回）とＣＮＴ薄膜のシート抵抗（ｏｈｍ／ｓｑ）との関係は図１６に示す通りであった。
【０１２０】
これによれば、往復スライド移動回数が増加するとシート抵抗値が減少する。これは、往復スライド移動回数が増加したことにより、基板１７に形成されるＣＮＴ薄膜１８の膜厚が大きくなってその導電性が向上した結果である。
【０１２１】
図１７は、上記に基づいて、ＣＮＴ薄膜のシート抵抗値（ｏｈｍ／ｓｑ）と光透過率（％）との関係を示すものである。
【０１２２】
これによれば、シート抵抗値が５００ｏｈｍ／ｓｑ以下でありかつ光透過率が８０％以上である条件を満たすには、往復スライド移動回数を４０回〜６０回にするのが好ましいことが分る。その他、往復スライド移動回数の制御によって、シート抵抗値又は光透過率を任意に制御できることが分る。
【０１２３】
以上、本発明を実施の形態及び実施例について説明したが、これらの例は本発明の技術的思想に基いて種々に変形が可能である。
【０１２４】
例えば、上述した基板の材質や形状、厚さ、薄膜を構成する物質の種類、分散液中の界面活性剤の種類及び濃度等の条件は、必要に応じて任意に適切に設定することができる。
【０１２５】
また、基板を分散液膜に対し往復スライド移動させたが、この逆であってもよいし、或いは両者を異なる速度で共に移動させてもよい。分散液膜に対する基板の移動方向は垂直方向でなくても、互いに交差する方向であれば任意の角度をなしていてよい。
【０１２６】
薄膜を構成する物質の種類については、一次元ナノ材料として、単層のＣＮＴだけではなく、２層又は多層のＣＮＴ、フラーレンの重合体（連結体）、又はＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｎ等の金属ナノワイヤ、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の酸化物ナノワイヤ、セルロース等の有機物ナノファイバーを用いることができる。
【０１２７】
また、上述の例においては、基板の両面に同時に薄膜が形成されるが、例えば、基板を２枚の基板を貼り合わせた構造として薄膜の形成を行った後、各基板を分離すれば、片面にだけ薄膜を形成した基板を得ることができる。或いは、基板の一方の面をマスキングして薄膜を成膜した後に、マスクを剥せば、片面にのみ成膜された基板を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、一次元ナノ材料を配向させることにより、各種電子装置に好適な透明性及び光透過率が良好な透明電極又は配線等を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるＣＮＴ薄膜の製造工程を順次示す概略断面図である。
【図２】同、ＣＮＴ薄膜の製造工程を示す断面図である。
【図３】同、ＣＮＴ薄膜の概略平面図である。
【図４】同、ＣＮＴ薄膜の製造工程を示すフローチャートである。
【図５】同、薄膜製造装置の概略正面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による薄膜製造装置の概略構成図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は左側面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態によるＣＮＴ薄膜の導電特性を示す概略平面図（Ａ）及び電子装置への応用例の概略断面図（Ｂ）である。
【図８】本発明の第４の実施の形態による透明導電膜を使用したタッチパネルの無押圧時の断面図（ａ）及び押圧時の断面図（ｂ）である。
【図９】本発明の実施例による往復スライド移動回数が１２０回の時のＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像及び凹凸分布図である。
【図１０】同、往復スライド移動回数が１００回の時のＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像及び凹凸分布図である。
【図１１】同、往復スライド移動回数が７０回の時のＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像及び凹凸分布図である。
【図１２】同、往復スライド移動回数が３０回の時のＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像及び凹凸分布図である。
【図１３】同、往復スライド移動回数が５０回の時のＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像と断面における凹凸分布図である。
【図１４】同、往復スライド移動回数が１０回の時のＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像と異なる断面での凹凸分布図である。
【図１５】同、往復スライド移動回数が５００回の時のＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像（倍率の異なる２種）である。
【図１６】同、ＣＮＴ薄膜のシート抵抗値と往復スライド移動回数との関係を示すグラフである。
【図１７】同、ＣＮＴ薄膜のシート抵抗値と光透過率との関係を示すグラフである。
【図１８】先願発明による薄膜の形成手順を示す正面及び平面図（Ａ）、斜視図（Ｂ）及び断面詳細図（Ｃ）である。
【符号の説明】
【０１３０】
１ａ、１ｂ…透明導電膜、２ａ、２ｂ、１４、１７、３１、４６…基板、
３…ドットスペーサ、４…電気絶縁層、５…空間（隙間）、６…基板保持部、
７…リング支持部、８…分散液、９…分散液貯蔵部、１０…気泡、
１１…水平駆動用の溝、１２…ノズル、１３…基板保持用の台座部、
１５、１５’…移動手段、１６…空気、１８、２０…ＣＮＴ薄膜、
１９…分散液膜保持部、２１…分散液膜、２２、３２…ＣＮＴ、
２４ａ、２４ｂ…薄膜製造装置、２５…分散液膜保持リング、２６…垂直駆動用の溝、
３０ａ、３０ｂ…電極、４１…ソース電極、４２…ドレイン電極、４３…チャネル、
４４…ゲート絶縁物層、４５…ゲート電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブ等からなる薄膜の製造方法及びその装置、並びにその薄膜を有する電子装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（Carbon Nanotube：以下、ＣＮＴと略記する。）は、優れた電気的、機械的特性を有し、ナノテクノロジーの有力な材料として広範囲の分野での応用が期待され、基礎研究、応用研究が盛んに行われている。
【０００３】
従来、ＣＮＴ薄膜の製造方法としては、例えば、ＣＮＴをエタノール等の溶媒中で超音波を用いて分散させた液を、スプレー器具を用いて基板上に噴霧して溶媒を蒸発させることによって薄膜を形成するスプレー法、可溶化したＣＮＴからなる膜を水面上に展開し、水面に対して垂直方向に基板を浸漬させて引き上げる操作を繰り返すことにより薄膜を形成するラングミュア−ブロジェット（ＬＢ）法、ＣＮＴを含む溶液を基板上に塗布する塗布法、及び、溶液中のＣＮＴをフィルタ上に均一に堆積させて基板上にＣＮＴを転写するフィルタ法等が知られている。
【０００４】
また、「ＣＮＴ含有フィルムの製造方法及びＣＮＴ含有コーティング」と題する後記の特許文献１には、以下の記述がある。
【０００５】
即ち、ＣＮＴ含有コーティングフィルムの製造方法は、少なくともＣＮＴと溶媒とを含有する第１の分散液を基材の表面に塗布し、第１の分散液の溶媒を除去してＣＮＴを３次元網目構造にし、更に、この上に、少なくとも樹脂と溶媒とを含有する第２の分散液を塗布して、この第２の分散液をＣＮＴの３次元網目構造の中に浸透させる。
【０００６】
この特許文献１に示された発明を用いて作製されたフィルムは、少ないＣＮＴ含有量であっても優れた導電性及び透明性を得ることができる。この好ましい実施形態においては、フィルム中にＣＮＴが約０．００１重量％〜約１重量％存在する。更に好ましくは、フィルム中にＣＮＴが約０．０１重量％〜約０．１重量％存在し、このために優れた透明性が得られて低ヘイズとなる。
【０００７】
次に、「ＣＮＴ薄膜の製造方法、電子素子の製造方法、薄膜の製造方法、構造体の製造方法及び気泡の形成方法」と題する後記の特許文献２には、以下の記述がある。
【０００８】
即ち、界面活性剤を含有させたＣＮＴ分散液を調製し、これに空気を混入させることにより気泡を形成し、この気泡を基板上に堆積させたところ、従来の方法により得られるＣＮＴ薄膜に比べてはるかに均質で、しかも薄いＣＮＴ薄膜を高い膜厚制御性で形成することができることが分かった。
【０００９】
これは、この気泡の表面の、ＣＮＴ分散液からなる膜中に存在するＣＮＴが、基板上に堆積してＣＮＴ薄膜が形成されたからであるといえる。
【００１０】
また、後記の非特許文献１には、ＣＶＤ（ケミカルベーパーデポジション）法によるシングルウォールカーボンナノチューブＳＷＣＮＴアレイの形成についての記載がある。
【００１１】
また、後記の非特許文献２には、（１）ナノワイヤ又はナノチューブの安定で制御された濃度のポリマ分散液（エポキシ分散液）を調製し、（２）円形ダイを用いて制御された圧力と膨張速度で気泡を膨張させるように、ポリマ分散液を膨張させ、（３）気泡を基板又は開放枠構造に移す３つの基本ステップからなる、ｂｌｏｗｎ−ｂｕｂｂｌｅ ｆｉｍｓ（ＢＢＦｓ）法の記載がある。
【００１２】
また、ＣＮＴの薄膜を形成するためのＬＢ法は、後記の非特許文献３、４及び５に述べられている。
【００１３】
【特許文献１】特許第３６６５９６９号公報（特許請求の範囲（請求項１）、段落００１３）
【特許文献２】特開２００６−２９８７１５号公報（段落０００６）
【非特許文献１】S. J. Kang et al, “High-performance electronics using dense, perfectly aligned arrays of single-walled carbon ”, Nature Nanotechnology, 2, 230 - 236(2007)（FABRICATION OF NANOTUBE ARRAYS AND DEVICES）
【非特許文献２】G. Yu et al, “Large-area blown bubble films of aligned nanowires and carbon nanotubes”, Nature Nanotechnology,2, 372 - 377(2007)（第３７２頁〜第３７３頁、図１）
【非特許文献３】Xiaolin Li et. al., J. AM. CHEM. SOC. 2007, 129, 4890-4891
【非特許文献４】Yeji KIM et. al., Jpn. J. Appl. Phys. Vol.42(2003) 7629-7634
【非特許文献５】Jun Matsui et. al., Chemistry Letters Vol. 35, No.1(2006)42-43
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
電子機器に用いられる材料は、多くの場合に、基板上に薄膜を形成することによって、電気回路や蓄電素子又は発光素子として応用されている。
【００１５】
材料として一般的な金属及び酸化物を用いる場合には、例えば、スパッタ法や蒸着法又はＣＶＤ法といった真空ドライプロセスによって均一な成膜を行うことができる。
【００１６】
また一方で、有機分子や生体分子又はナノ材料と呼ばれるような物質を用いる場合には、めっき法、ろ過法、スプレー法又はラングミュア−ブロジェット(ＬＢ)法等の液相プロセスにより、比較的簡易な設備で成膜することができる。
【００１７】
これ等の中で、真空ドライプロセスは均一性や結晶性の高い薄膜が得られる方法であることが知られているが、原子レベルの成長となるために、分子材料等には用い難い。従って、多くの分子材料は液相プロセスで成膜することが望ましいが、この場合には、分子材料を溶媒に可溶させるか又は十分に分散させる必要が生じる。また、適切な溶液が得られた場合であっても、成膜時における膜厚の制御が難しく、均一な薄膜を得ることは容易ではない。
【００１８】
また、めっき法は、蓄電池の分野(電気化学分野)でよく用いられる方法である。この方法では、電極基板に材料を凝集又は析出させることにより薄膜を得る方法であるために、溶媒や電極等の条件が限られてしまう。このことから、一部の材料にのみ効果のある方法であるといえる。
【００１９】
ろ過法及びスプレー法は、簡便でありかつ材料を選ばない場合が多い方法であるが、形成する薄膜の均一性が劣るために、電子機器の作製には用いられていない。
【００２０】
ＬＢ法は、両親媒性の分子を液面に膜化させ、これに基板を挿入することにより基板の表面に分子膜を形成する方法である。この方法を用いて形成した有機単分子層が学術分野で数多く報告されているが、このようにして得られた薄膜の電子機器への応用はほとんど例がない。これは、２つの液相を用いるために、得られる薄膜の均一性が低下することや、両親媒性の分子薄膜の用途が限定されること等が理由であると考えられる。しかも、これに加えて、ＣＮＴ等のナノ材料においては液−液界面に薄膜を形成することが難しいこと、また分散液とは異なる液への浸漬により、基板への付着が安定しないことが理由として挙げられる。そもそも、ＣＮＴのＬＢ膜（液面上の単分子膜）を形成するには、分散性が劣っているため、成膜条件が制限されることも実用上の課題である。
【００２１】
上記したような課題は、特に、ＣＮＴのような一次元性を持ったナノスケール材料の薄膜の作製においてより顕著な問題となる。特に、このような材料は、一般に揮発性及び可溶性に劣るために、上記した方法で均一な膜厚分布を持った薄膜を得ることは困難である。
【００２２】
このような課題を解決するため、図１８に示すように、本出願人が既に提起した特願２００８−３９５１５による先願発明は、シャボン玉状の気泡１０を基板１４上に成長させることにより、ＣＮＴ２２からなるＣＮＴ薄膜２０を作製する技術である。
【００２３】
このＣＮＴ薄膜２０を形成するには、まず界面活性剤を含む水溶液にＣＮＴ２２を分散させた分散液を調製する。図１８（Ａ）の手順（１）に示すように、この分散液の液滴をノズル１２の一端に付着させ、ノズルの他端から空気１６を流入させることによって、液滴を膨張させ、ＣＮＴ２２を含むシャボン玉状の膜からなる気泡１０をノズル１２の一端に形成させる。
【００２４】
そして、図１８（Ａ）の手順（２）及び（３）に示すように、気泡１０を基板１４に接触させ、空気の流入によって更に気泡１０を膨張させ、最終的には図１８（Ａ）の手順（４）の段階で気泡１０を破裂させた後、乾燥して、基板１４上にＣＮＴの薄膜２０を残す。
【００２５】
この製造方法によれば、基板１４の面上で一次元ナノ材料２２を含む膜からなる気泡１０を膨張させて、基板１４と気泡１０の膜との接触面積を増大させるので、配向性が高くて透明性及び導電性が良好であり、一次元ナノ材料２２からなる薄膜２０を形成することができる。また、分散液における一次元ナノ材料の濃度、又は／及び、基板と気泡の膜との接触面積を制御することによって、一次元ナノ材料からなる薄膜の厚さを制御することができ、透明性及び導電性を制御することができる。また、室温大気中でＣＮＴの（極薄の）薄膜２０を形成できると共に、あらゆる形状やサイズの基板１４に応用できるという特徴もある。
【００２６】
しかしながら、この方法によって得られるＣＮＴ薄膜２０は、ノズル１２の位置を中心として気泡１０を径方向に成長（膨張）させているため、これに伴う放射状の配向性と膜厚分布を持っており、ＣＮＴ薄膜２０全体で見た時には、同一方向において配向性及び膜厚に高い均一性があるとは言い難い。
【００２７】
また、気泡１０を基板１４の表面に接触させた後に、ノズル１２を介して空気１６を気泡１０内に送ることにより気泡１０を成長させているので、操作の自動化が難しく、かつ基板１４の大面積化に伴って、ＣＮＴ極薄膜２０の膜厚分布の不均一性が目立つという問題点もある。
【００２８】
本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、薄膜構成材料の配向性を向上させ、薄膜の膜厚の均一性及びその制御性も向上させることのできる操作性の容易な薄膜の製造方法及びその装置、並びにその薄膜を用いた電子装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
即ち、本発明は、薄膜の構成材料と界面活性剤とを混合して、前記構成材料が分散された分散液を調製する第１工程と、前記分散液からなる分散液膜を形成する第２工程と、前記分散液膜と支持体とを接触させた状態で相対的に移動（望ましくは往復スライド移動：以下、同様）させることにより、前記分散液を前記支持体の表面に膜状に移行させる第３工程と、前記支持体の表面に形成された前記膜状の分散液を乾燥させることを経て、薄膜を形成する第４工程とを有する、薄膜の製造方法に係るものである。
【００３０】
本発明はまた、薄膜の構成材料と界面活性剤とを含有する分散液を貯蔵する分散液貯蔵手段と、前記分散液からなる膜を保持する分散液膜保持手段と、支持体を保持する支持体保持手段と、前記分散液膜と前記支持体とを接触させた状態で相対的に移動させる移動手段と、前記支持体の表面に移行した膜状の前記分散液の乾燥手段とを有する、薄膜の製造装置に係るものである。
【００３１】
本発明はまた、薄膜の構成材料と界面活性剤とを混合して、前記構成材料が分散された分散液を調製する第１工程と、前記分散液からなる分散液膜を形成する第２工程と、前記分散液膜と支持体とを接触させた状態で相対的に移動させることにより、前記分散液を前記支持体の表面に膜状に移行させる第３工程と、前記支持体の表面に形成された前記膜状の分散液を乾燥させることを経て、薄膜を形成する第４工程とを有する、電子装置の製造方法に係るものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、前記分散液膜と前記支持体とを接触させた状態で相対的に移動させることにより、前記分散液を前記支持体の表面に膜状に移行させる工程を有するので、前記分散液膜と前記支持体との相対的移動方向に沿って前記分散液膜を前記支持体上で流動させ、これに伴って前記分散液中の前記構成材料を一方向に配向させ易くなり、高配向で均一膜厚の薄膜を作製することができ、かつ配向方向に異方性を持った電気特性及び光学特性を有する基板面内配線や線偏光板等に応用することができ、またこれらを組み込んだ電子装置を得ることができる。
【００３３】
また、前記相対的移動の回数を制御することにより、薄膜の厚さを制御することができ、その導電性及び透明性等を制御することができる。
【００３４】
しかも、室温、大気中で前記薄膜を操作性良く形成することができ、大面積の前記支持体上への成膜も可能となり、支持体材料として特定のものを選択しなくても成膜可能となり、更に成膜時の材料劣化も生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明においては、前記構成材料の配向性を高めるために、前記移動方向に前記構成材料を配向させるのが望ましい。
【００３６】
また、前記薄膜のより良好な導電性及び透明性等の性能向上のために、前記乾燥の後に前記支持体を洗浄し、不要な残留物を除去するのが望ましい。
【００３７】
また、前記薄膜の導電性及び透明性等を制御するために、少なくとも前記第２工程から前記第４工程までを繰り返すことにより、前記薄膜の膜厚制御を行うことができる。
【００３８】
これによって、高い導電性、特に表面抵抗が５００Ω／ｓｑ以下の前記薄膜を製造することができる。或いは、透明電極等に使用する高い光透過性、特に光透過率が８０％以上の前記薄膜を製造することができる。
【００３９】
また、配向性の高い前記構成材料からなる前記薄膜を前記支持体上に形成するために、前記分散液膜に対して交差する方向、特に直交する方向に、前記分散液膜に対して前記支持体を相対的に移動させるのが望ましい。
【００４０】
また、前記第３工程後に、前記分散液保持手段に残った分散液膜をエアブロー等で破裂させ、しかる後に前記第２工程を再び行えば、前記分散液膜保持手段を繰り返し使用することができる。
【００４１】
また、前記支持体として透明な高分子基板を用いるのが望ましい。このような構成によれば、フレキシブルな前記高分子基板を使用できるので、これに前記一次元ナノ材料等からなる薄膜を電極又は配線（導電線路）として形成したフレキシブルな（屈曲性又は柔軟性のある）電極体又は配線（導電線路）体を製造することができる。
【００４２】
また、前記構成材料が一次元ナノ材料、例えばＣＮＴ（カーボンナノチューブ）であるのが望ましい。
【００４３】
また、前記薄膜のより良好な導電性及び透明性を得るために、前記薄膜の配向性を保持しながら前記支持体を洗浄することが望ましく、このためには純水等による洗浄手段を有するのが望ましい。
【００４４】
更に、本発明によって得られる電子装置は、液晶装置、エレクトロルミネッセンス装置、エレクトロクロミック装置、電界効果トランジスタ、タッチパネル及び太陽電池の何れかであってよい。
【００４５】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に詳細に説明する。
【００４６】
第１の実施の形態
図１〜図５は、本発明の第１の実施の形態を詳細に説明するものである（図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図５のＡ−Ａ’線に沿う断面に相当する各操作段階を示す）。
【００４７】
まず、図５について、本実施の形態による薄膜製造装置２４ａを説明する。この薄膜製造装置２０ａは、基板（支持体又は透明な高分子基板）１７を支持する基板保持部（支持体保持手段）６と、分散液膜（ＣＮＴ分散液からなる膜）２１を保持する分散液膜保持リング（分散液膜保持手段）２５と、この保持リング２５の支持部７と、ＣＮＴ分散液８を貯蔵する分散液貯蔵部（分散液貯蔵手段）９とから構成されている。また、基板保持部６とリング支持部７とは、上下鉛直方向に別々に直線移動可能な移動手段１５、１５’に固定され、この移動手段１５、１５’と共に上下鉛直方向に別々に直線移動するように構成されている。
【００４８】
なお、図５においては、分散液膜保持リング２５は、分散液膜２１を保持した状態を理解し易くするために、下方からの斜視図にて示す。また、基板１７上へ移行した分散液膜の乾燥手段や、保持リング２５に残存した分散液膜の破裂手段などは図示省略している。
【００４９】
次に、この薄膜製造装置２４ａを用いて基板１７の表面上に薄膜１８を製造する方法を説明する。
【００５０】
この製造プロセスは、図４にフローで示し、図１及び図２にその主要段階を断面で示すが、まず、ＣＮＴ（薄膜構成材料又は一次元ナノ材料）２２と界面活性剤とを混合することによって、ＣＮＴ２２が分散された分散液８を調製し、これを分散液貯蔵部９に貯蔵する（第１工程）。
【００５１】
次に、分散液膜保持リング２５を下方に移動させて分散液貯蔵部９内の分散液８に浸漬し、更に上方へ引き上げることにより、図１（ａ）に明示するように、分散液８からなる分散液膜２１（シャボン膜）を分散液膜保持リング２５の内側に形成する（第２工程）。分散液膜２１は、それ自身の表面張力によってリング２５内に膜状に保持される。
【００５２】
次に、図１（ｂ）に明示するように、分散液膜保持リング２５の内側に形成された分散液膜２１と基板１７とを接触させた状態で、直交する方向に基板１７を相対的に下方へ移動（スライド移動）させ、更に上方へ移動（スライド移動）させることにより、換言すれば、分散液膜２１に対して基板１７を上下方向に相対的に往復スライド移動させることにより、保持リング２５の分散液膜２１から分散液８を基板１７の表面に膜状に移行させる（第３工程）。一例として、この往復スライド移動回数は１０回でよく、また保持リング２５を図５の位置に位置固定して基板１７を上下移動させることができる。
【００５３】
こうして、図２（ｄ）に明示するように、分散液８を基板１７の表面上に積層状態で膜状に移行させ、基板１７と分散液膜２１とを分離した後に、基板１７の表面に形成された膜状の分散液８を乾燥手段、例えば温風の吹き付けによって乾燥させることにより、図２（ｅ）に明示するように、スライド移動方向にＣＮＴ２２が配向された薄膜１８を形成する（第４工程）。図３は、ＣＮＴ２２の配向状態を平面図で示す。
【００５４】
次に、分散液膜保持リング２５に残存する分散液膜をエアブロー等により破裂させて除去する（第５工程）。しかる後に、この保持リング２５は上記第２工程に再び使用する。
【００５５】
次に、基板１７を純水による水洗で洗浄し、残存水分等の不要な残留物を除去する（第６工程）。この結果、基板１７上には、残留物のないＣＮＴ薄膜１８を形成できる。
【００５６】
更に、上記の少なくとも第２工程から第４工程（更には、第５及び第６工程）までを少なくとも１回行い、望ましくは２〜６回繰り返すことにより、基板１７上に最終的に成膜される薄膜１８の膜厚を制御することができる。
【００５７】
電極や配線として好適な高い導電性を有する薄膜１８を得るためには、表面抵抗が５００Ω／ｓｑ以下の薄膜１８を製造するのが望ましい。また、透明電極のような高い光透過性を有する薄膜１８を得るためには、光透過率が８０％以上の薄膜１８を製造するのが望ましい。これらの特性を有する薄膜１８は、薄膜制御によって実現でき、このためには、上記した第３工程におけるスライド移動回数、又は／及び、少なくとも第２工程〜第４工程の繰り返し回数を制御して、膜厚を設定すればよい。
【００５８】
また、ＣＮＴ薄膜１８は、上記の方法では、基板１７の両面に形成されることになるが、片面だけに形成したい場合には、例えば基板１７を２枚の基板の貼り合わせで作成し、これらの各基板をＣＮＴ薄膜の形成後に分離すればよい。
【００５９】
上述の高分子基板１７の材質は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）及びこれ等の誘導体の何れかとすることができる。
【００６０】
例えば、ＣＮＴからなる薄膜１８が形成される高分子基板１７が使用される目的、用途及び使用環境に対応して、光学的特性、電気的特性及び機械的特性に応じた高分子基板１７の材質を適宜選択することができる。
【００６１】
次に、ＣＮＴ２２及び界面活性剤からなる分散液８について説明する。
【００６２】
ＣＮＴ２２には、例えば、アーク放電、レーザアブレーション、化学的気相成長（ＣＶＤ）法等によって作製されたものを使用することができる。これらのＣＮＴ２２を、例えば、高温の熱処理、硫酸、塩酸、硝酸、過酸化水素水等によって酸処理、水酸化ナトリウム等によってアルカリ処理することによって、非晶質炭素等の不純物を除去できるので、精製された純度の高いＣＮＴを使用することができる。
【００６３】
また、ＣＮＴ２２としては、例えば、単層構造のシングルウォールＣＮＴ（ＳＷＣＮＴ）、２層構造のダブルウォールＣＮＴ（ＤＷＣＮＴ）、多層構造のマルチウォールＣＮＴ（ＭＷＣＮＴ）等を用いることができる。また、ＣＮＴ２２の長さは特に制限はないが、良好な分散性を得るためには、例えば、１μｍ程度以下のものが望ましい。
【００６４】
次に、界面活性剤としては、例えば、陰イオン（アニオン）界面活性剤、陽イオン（カチオン）界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤等を用いることができる。
【００６５】
陰イオン界面活性剤としては、例えば、Ｃ8Ｈ17ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ10Ｈ21ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ14Ｈ29ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ16Ｈ33ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ8Ｈ17ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ10Ｈ21ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ11Ｈ23ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4-Ｌｉ+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4-Ｋ+、（Ｃ12Ｈ25ＳＯ4-）2Ｃａ2+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4-Ｎ（ＣＨ3）4+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4-Ｎ（Ｃ2Ｈ5）4+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4-Ｎ（Ｃ4Ｈ9）4+、Ｃ13Ｈ27ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ14Ｈ29ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ15Ｈ31ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ16Ｈ33ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＣＨ（ＳＯ4-Ｎａ+）Ｃ3Ｈ7、Ｃ10Ｈ21ＣＨ（ＳＯ4-Ｎａ+）Ｃ5Ｈ11、Ｃ13Ｈ27ＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＣＨ（Ｃ2Ｈ5）ＣＨ2ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ11Ｈ23ＣＨ（Ｃ3Ｈ7）ＣＨ2ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ10Ｈ21ＣＨ（Ｃ4Ｈ9）ＣＨ2ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＯＣ2Ｈ4ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）2ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）4ＳＯ4-Ｎａ+、Ｃ8Ｈ17ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ10Ｈ21ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ14Ｈ29ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＳＯ3-Ｎａ+、ｐ-ｎ-Ｃ8Ｈ17Ｃ6Ｈ4ＳＯ3-Ｎａ+、ｐ-ｎ-Ｃ10Ｈ21Ｃ6Ｈ4ＳＯ3-Ｎａ+、ｐ-ｎ-Ｃ12Ｈ25Ｃ6Ｈ4ＳＯ3-Ｎａ+、Ｃ7Ｆ15ＣＯＯ-Ｋ+、Ｃ7Ｆ15ＣＯＯ-Ｎａ+、（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）4ＣＯＯ-Ｎａ+、ｎ-Ｃ8Ｆ17ＳＯ3-Ｌｉ+等を用いることができる。
【００６６】
また、陽イオン界面活性剤としては、例えば、Ｃ8Ｈ17Ｎ（ＣＨ3）3+Ｂｒ-、Ｃ10Ｈ21Ｎ（ＣＨ3）3+Ｂｒ-、Ｃ12Ｈ25Ｎ（ＣＨ3）3+Ｂｒ-、Ｃ14Ｈ29Ｎ（ＣＨ3）3+Ｂｒ-、Ｃ16Ｈ33Ｎ（ＣＨ3）3+Ｂｒ-、Ｃ12Ｈ25Ｐｙｒ+Ｂｒ-、Ｃ12Ｈ25Ｐｙｒ+Ｃｌ-、Ｃ12Ｈ25Ｐｙｒ+Ｃｌ-、Ｃ16Ｈ33Ｐｙｒ+Ｃｌ-、Ｃ12Ｈ25Ｎ+（Ｃ2Ｈ5）（ＣＨ3）2Ｂｒ-、Ｃ12Ｈ25Ｎ+（Ｃ8Ｈ17）（ＣＨ3）2Ｂｒ-、Ｃ14Ｈ29Ｎ+（Ｃ2Ｈ5）3Ｂｒ-、Ｃ14Ｈ29Ｎ+（Ｃ4Ｈ9）3Ｂｒ-等を用いることができる。
【００６７】
また、両性界面活性剤としては、例えば、Ｃ8Ｈ17Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ10Ｈ21Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ12Ｈ25Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ14Ｈ29Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ16Ｈ33Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ10Ｈ21ＣＨ（Ｐｙｒ+）ＣＯＯ-、Ｃ14Ｈ29ＣＨ（Ｐｙｒ+）ＣＯＯ-等を用いることができる。
【００６８】
また、非イオン界面活性剤としては、例えば、Ｃ8Ｈ17ＣＨＯＨＣＨ2ＯＨ、Ｃ12Ｈ25ＣＨＯＨＣＨ2ＣＨ2ＯＨ、Ｃ8Ｈ17（ＯＣ2Ｈ4）3ＯＨ、Ｃ10Ｈ21（ＯＣ2Ｈ4）4ＯＨ、Ｃ11Ｈ23（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）2ＯＨ、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）4ＯＨ、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）6ＯＨ、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、Ｃ13Ｈ27（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、Ｃ14Ｈ29（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、Ｃ15Ｈ31（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、ｐ-ｔ-Ｃ8Ｈ17Ｃ6Ｈ4Ｏ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）2Ｈ、ｐ-ｔ-Ｃ8Ｈ17Ｃ6Ｈ4Ｏ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）8Ｈ、ｎ-オクチル-β-Ｄ-グルコシド、ｎ-デシル-β-Ｄ-グルコシド等を用いることができる。
【００６９】
上記の界面活性剤の内、陰イオン界面活性剤であるＣＨ3（ＣＨ2）11ＳＯ4-Ｎａ+（硫酸ドデシルナトリウム（ＳＤＳ：Sodium Dodecyl Sulfate））を使用することが、ＣＮＴ２２の分散を良好にする上で特に好ましいが、これに限定されるものではない。また、上記の界面活性剤を２種類以上混合して使用することもできる。
【００７０】
また、薄膜１８の厚さを１００μｍ以下とすることにより、この薄膜１８が高い透明性を有することになるので、高い透明性が要求される透明電極に使用できる。
【００７１】
上述のように、予め作製したＣＮＴ２２等を含んだ分散液膜２１と基板１７とを相対的にスライド移動させることにより、厚さが均一な薄膜１８が半自動的に得られる。
【００７２】
この方法は、分散液膜２１と基板１７とを接触状態で相対的にスライド移動させることにより、分散液膜２１の相対的スライド移動方向に配向した極薄の薄膜１８を形成できるという点に特徴があるが、これは従来のＬＢ法とは大きく異なっている。
【００７３】
即ち、既述したように、ＬＢ法による成膜では、薄膜の電気的及び光学的特性は単一のＣＮＴ特性と比べて著しく劣るが、これは、既述したＬＢ法自体の課題に加えて、ＣＮＴ２２等の一次元ナノ材料において液−液界面に薄膜を形成することが難しいこと、また、分散液とは異なる液への浸漬により、基板への付着が安定しないことが理由として挙げられる。また、そもそも、ＣＮＴ２２のＬＢ膜(液面上の単分子膜)を形成させるには、分散性が劣っているために、成膜条件が制限されることも実用上の課題である。
【００７４】
これに対し、本実施の形態によれば、液−液界面を形成しないＣＮＴ分散液を用いて、分散液膜２１と基板１７とを相対的にスライド移動させているので、そのスライド移動方向に沿って高配向に配向された均一膜厚の薄膜１８を容易かつ確実に安定して基板１７上に形成することができ、配向方向に異方性を持った電気特性及び光学特性を有した基板面内配線や線偏光板等を作成できる。
【００７５】
また、往復スライド移動回数を制御することにより、薄膜１８の膜厚を制御して、その導電性及び透明性を容易に制御することができる。
【００７６】
その他、単分子層レベルの極薄膜１８を作製できるため、透明性に優れる。或いは、薄膜の積層化及び高密度化が容易となる。
【００７７】
また、基板１７の材質やサイズ等の条件を選ばずに成膜が可能であると共に、成膜時の材料劣化がほとんどなく、室温大気中での成膜が可能であり、装置の構造が簡便であり、自動化が容易であり、更には薄膜の大面積化が容易である。
【００７８】
本実施の形態による薄膜１８は、表面抵抗が小さく、光透過率が大きく、電気的特性、光学的特性に優れており、例えば、液晶装置、エレクトロルミネッセンス装置、エレクトロクロミック装置、太陽電池における透明電極として好適である。
【００７９】
また、導電線路、電界効果トランジスタ又はタッチパネルを構成することもできる。
【００８０】
第２の実施の形態
図６は、本発明の第２の実施の形態を示すものである（図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は正面図、図６（Ｃ）は左側面図である）。
【００８１】
本実施の形態における薄膜製造装置２４ｂは、主として、水平駆動用の溝１１及び垂直駆動用の溝２６を有する基板１７保持用の台座部１３及び分散液膜保持部１９から構成されること以外は、上述した第１の実施の形態と同様である。
【００８２】
分散液膜保持部１９は下方が開放しコ字状の枠型の構造であり、両端側の脚部が水平駆動用の溝１１に沿って水平方向に移動すると共に、垂直駆動用の溝２６に沿って垂直（鉛直）方向に移動する。垂直方向の移動によって、例えば保持部１９の高さを制御できる。
【００８３】
分散液膜２１は、図示省略した分散液供給手段によって、分散液膜保持部１９の内側と台座部１３の上面との間に形成される。そして、基板１７を台座部１３上に固定し、分散液膜保持部１９を水平方向へ移動させ、これに伴って分散液膜２１が基板１７上をスライド移動すること（実際には、繰り返しの往復スライド移動）により、分散液膜２１に含まれる分散液８を台座部１３上に載置された基板１７の表面に所定の厚さで膜状に移行させることができる。
【００８４】
本実施の形態によれば、基板１７を垂直方向に移動させるのが困難な状況にある場合に、基板１７上に薄膜１８を形成することが可能となる。なお、上記とは逆に、分散液保持部１９を固定し、台座部１３（即ち基板１７）を水平方向へ移動させてもよいし、或いは両者を共に移動させてもよい。要は、相対的にスライド移動させればよい（このことは、上述した第１の実施の形態でも同様である）。
【００８５】
その他、本実施の形態においても、上述した第１の実施の形態で述べたと同様の作用及び効果が得られる。
【００８６】
第３の実施の形態
図７は、ＣＮＴ薄膜を電子装置に適用した本発明の第３の実施の形態を示すものである（図７（Ａ）は、ＣＮＴ薄膜の導電特性を説明するための模式的平面図、図７（Ｂ）はＣＮＴ薄膜を用いたバックゲート型電界効果トランジスタの断面図である）。
【００８７】
図７（Ａ）は、多数のＣＮＴ３２（上述のＣＮＴ２２に相当）が連接した状態で基板３１（上述の基板１７に相当）上に二次元に密着して配列する場合、ＣＮＴ３２からなる高密度配向膜の軸方向における導電特性を説明する図である。このＣＮＴ配向膜の抵抗値は、ＣＮＴ１本当りの長さ方向の抵抗値（線抵抗）、ＣＮＴ相互の接触抵抗、ＣＮＴ１本当りの長さ、ＣＮＴ配向膜の長さ及び幅、その他の因子によって、推定することができる。
【００８８】
また、ＣＮＴ配向膜の光透過率は、膜厚とＣＮＴの光吸収係数から推定することができ、例えば、ＣＮＴ３２の軸方向の線抵抗３３を２,４００Ω／μｍ、ＣＮＴ３２の壁面間の接触抵抗３４を５０，０００Ω、ＣＮＴ３２の先端部間の接触抵抗３５を５０，０００Ω（その他の要因は省略する。）等とする時、２分子層が積層されてなるＣＮＴ薄膜の波長５５０ｎｍにおける光透過率は９６％、電極３０ａと３０ｂの間の抵抗値は約１４０Ωとなる。
【００８９】
図７（Ｂ）は、ＣＮＴ薄膜をチャネル４３に用いたバックゲート型電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の概略構成を示すものであって、例えば、基板４６（上述の基板１７に相当）面にゲート電極４５が積層され、このゲート電極４５に、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）又はポリイミドワニス等によるゲート絶縁物層４４が積層され、この絶縁物層４４にチャネル４３が積層され、このチャネル４３にソース電極４１及びドレイン電極４２がそれぞれ積層されている。
【００９０】
このような構成において、基板４６、ゲート電極４５、絶縁物層４４、チャネル４３、ソース電極４１及びドレイン電極４２を、それぞれ透明層によって形成することにより、光学的に透明なＦＥＴを実現することができる。
【００９１】
そして、上記のＦＥＴにおいて、ゲート電極４５、ソース電極４１及びドレイン電極４２を金属性のＣＮＴによって形成する一方、チャネル４３を半導体性のＣＮＴによって形成することができる。
【００９２】
これらのＣＮＴはいずれも、上述した第１又は第２の実施の形態で述べた方法で高配向及び均一膜厚に形成することによって、必要な導電性又は透明性を付与することができる。
【００９３】
なお、ＣＮＴ薄膜を用いたＦＥＴは、上記のバックゲート型電界効果トランジスタのみならず、トップゲート型の構成としてもよい。
【００９４】
第４の実施の形態
図８は、透明導電膜を使用したタッチパネルに適用した本発明の第４の実施の形態を示すものである。
【００９５】
通常、タッチパネルはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に重ねて配置されるため、可視光領域において８０％以上の光透過率が必要であり、抵抗膜式タッチパネルのアナログ方式においては、電極を構成する膜の抵抗の均一性が要求される。
【００９６】
図８（ａ）の断面図に示すように、透明タッチパネルは、透明導電膜１ａが上部電極として形成された変形可能なＰＥＴ基板（上部基板）２ａと、表面に電気絶縁性のドットスペーサ３が形成された透明導電膜１ｂが下部電極として形成されたガラス基板（下部基板）２ｂとから構成され、上部基板２ａと下部基板２ｂとは、僅かな隙間（空間）５を保ちながら両電極１ａ、１ｂを対向させ、電気絶縁層４を介して接合されている。
【００９７】
例えば、上部基板２ａと下部基板２ｂとの間隔５は、１００μｍ〜３００μｍであり、この間隔５に対してドットスペーサ３の高さは、上部電極１ａと下部電極１ｂが常時接触してＯＮ状態となることを防止してパネルに表示される画像に影響を与えないように、５μｍ〜５０μｍ程度とされる。両電極がタッチしていない状態では、微小なドットスペーサ３によって両電極が接触しないので、電流は流れない。なお、上部電極１ａはＩＴＯ（インジウムドープの酸化錫）膜によって形成されているが、下部電極１ｂもＩＴＯによって形成されてもよい。
【００９８】
図８（ｂ）は、指又は専用ペンによってＰＥＴ基板２ａ側の所定箇所を押圧することにより、ＰＥＴ基板２ａのタッチされた部分が変形して下側にたわみ、透明導電膜１ａと１ｂとが接触して電気が流れ、スイッチ動作が生じ、入力が検知される。
【００９９】
上記のタッチパネルにおいて、例えば透明導電膜１ａを（更には、下部電極１ｂも）上述したＣＮＴ薄膜で構成し、このＣＮＴ薄膜を上述した第１又は第２の実施の形態で述べた方法で高配向及び均一膜厚に形成することによって、必要な導電性又は透明性を付与することができる。
【実施例】
【０１００】
以下、本発明を具体的な実施例について詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【０１０１】
実施例１
１．本実施例においては、上述した第１の実施の形態に基づいて、まず、厚さ１８０μｍ、サイズ４０ｍｍ×６０ｍｍのＰＥＴ基板１７を１分間水洗した。
【０１０２】
２．次に、ＳＤＳ(Sodium Dodecyl Sulfate)水溶液中にＣＮＴ（単層ＣＮＴ：ＳＷＣＮＴ）２２を添加し、超音波式ホモジナイザーにて、出力５０Ｗで１０分間ホモジナイズ処理を行って分散液８を作成した。ＳＷＣＮＴはCarbon Solutions Inc.製のＰ３−ＳＷＮＴを用いた。
【０１０３】
３．次に、分散液膜保持リング２５を分散液８に浸漬させ、引き上げることにより、分散液膜２１を形成した。
【０１０４】
４．次に、基板１７を分散液膜２１に対して垂直方向上方に配置した。
【０１０５】
５．次に、基板１７が分散液膜２１を通過するように垂直下方に５０ｍｍスライド移動させた。この時のスライド移動速度は２０ｍｍ／ｓｅｃであった。
【０１０６】
６．次に、基板１７を分散液膜から引き戻すように垂直上方に５０ｍｍスライド移動させた。この時のスライド移動速度も２０ｍｍ／ｓｅｃであった。
【０１０７】
７．そして、上記５及び６のスライド移動を１０往復繰り返した。
【０１０８】
８．次に、基板１７を分散液膜２１から離し、乾燥させた。
【０１０９】
９．次に、基板１７を純水に１０分間浸漬させた後、残存水滴を除去した。
【０１１０】
１０．保持リング２５に残存した分散液膜をエアブローによって破裂させ、再使用に備えた。
【０１１１】
１１．そして、上記３〜１０を１２回繰り返した（往復スライド移動回数は合計で１２０回）。
【０１１２】
その結果、図９に部分平面図で示すＳＥＭ（走査電子顕微鏡）像と、表面凹凸分布（基板表面上の高さプロファイルのトータル分布）を示すＣＮＴ薄膜１８が得られた。これによれば、線状のＣＮＴがほぼ一方向に沿って配向した部分が存在していることが分る（以下の実施例でも同様）。
【０１１３】
実施例２
本実施例では、往復スライド移動回数を合計で１００回としたこと以外は、上記の実施例１と同様であった。その結果、図１０に示すＳＥＭ像及び凹凸分布のＣＮＴ薄膜が得られた。
【０１１４】
実施例３
本実施例では、スライド移動回数を合計で７０回としたこと以外は、上記の実施例１と同様であった。その結果、図１１に示すＳＥＭ像及び凹凸分布のＣＮＴ薄膜が得られた。
【０１１５】
実施例４
本実施例では、往復スライド移動回数を合計で３０回としたこと以外は、上記の実施例１と同様であった。その結果、図１２に示すＳＥＭ像及び凹凸分布のＣＮＴ薄膜が得られた。これによれば、線状のＣＮＴの配向性が向上していることが分る。
【０１１６】
実施例５
本実施例では、往復スライド移動回数を合計で５０回としたこと以外は、上記の実施例１と同様であった。その結果、図１３に示すＳＥＭ像及びＡ−Ａ線に沿う凹凸分布のＣＮＴ薄膜が得られた。これによれば、ＣＮＴの配向性は良好である。
【０１１７】
実施例６
本実施例では、往復スライド移動回数を合計で１０回としたこと以外は、上記の実施例１と同様であった。その結果、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示すＳＥＭ像及びＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う各凹凸分布のＣＮＴ薄膜が得られた。ＣＮＴの配向性は良好であることが分る。
【０１１８】
実施例７
本実施例では、往復スライド移動回数を合計で５００回としたこと以外は、上記の実施例１と同様であった。その結果、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す各ＳＥＭ像（倍率が異なる。）のＣＮＴ薄膜が得られた。なお、このＣＮＴ薄膜の膜厚は平均で数１０ｎｍであった。
【０１１９】
以上の各実施例でのデータを含め、往復スライド移動回数（回）とＣＮＴ薄膜のシート抵抗（ｏｈｍ／ｓｑ）との関係は図１６に示す通りであった。
【０１２０】
これによれば、往復スライド移動回数が増加するとシート抵抗値が減少する。これは、往復スライド移動回数が増加したことにより、基板１７に形成されるＣＮＴ薄膜１８の膜厚が大きくなってその導電性が向上した結果である。
【０１２１】
図１７は、上記に基づいて、ＣＮＴ薄膜のシート抵抗値（ｏｈｍ／ｓｑ）と光透過率（％）との関係を示すものである。
【０１２２】
これによれば、シート抵抗値が５００ｏｈｍ／ｓｑ以下でありかつ光透過率が８０％以上である条件を満たすには、往復スライド移動回数を４０回〜６０回にするのが好ましいことが分る。その他、往復スライド移動回数の制御によって、シート抵抗値又は光透過率を任意に制御できることが分る。
【０１２３】
以上、本発明を実施の形態及び実施例について説明したが、これらの例は本発明の技術的思想に基いて種々に変形が可能である。
【０１２４】
例えば、上述した基板の材質や形状、厚さ、薄膜を構成する物質の種類、分散液中の界面活性剤の種類及び濃度等の条件は、必要に応じて任意に適切に設定することができる。
【０１２５】
また、基板を分散液膜に対し往復スライド移動させたが、この逆であってもよいし、或いは両者を異なる速度で共に移動させてもよい。分散液膜に対する基板の移動方向は垂直方向でなくても、互いに交差する方向であれば任意の角度をなしていてよい。
【０１２６】
薄膜を構成する物質の種類については、一次元ナノ材料として、単層のＣＮＴだけではなく、２層又は多層のＣＮＴ、フラーレンの重合体（連結体）、又はＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｎ等の金属ナノワイヤ、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の酸化物ナノワイヤ、セルロース等の有機物ナノファイバーを用いることができる。
【０１２７】
また、上述の例においては、基板の両面に同時に薄膜が形成されるが、例えば、基板を２枚の基板を貼り合わせた構造として薄膜の形成を行った後、各基板を分離すれば、片面にだけ薄膜を形成した基板を得ることができる。或いは、基板の一方の面をマスキングして薄膜を成膜した後に、マスクを剥せば、片面にのみ成膜された基板を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、一次元ナノ材料を配向させることにより、各種電子装置に好適な透明性及び光透過率が良好な透明電極又は配線等を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるＣＮＴ薄膜の製造工程を順次示す概略断面図である。
【図２】同、ＣＮＴ薄膜の製造工程を示す断面図である。
【図３】同、ＣＮＴ薄膜の概略平面図である。
【図４】同、ＣＮＴ薄膜の製造工程を示すフローチャートである。
【図５】同、薄膜製造装置の概略正面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による薄膜製造装置の概略構成図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は左側面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態によるＣＮＴ薄膜の導電特性を示す概略平面図（Ａ）及び電子装置への応用例の概略断面図（Ｂ）である。
【図８】本発明の第４の実施の形態による透明導電膜を使用したタッチパネルの無押圧時の断面図（ａ）及び押圧時の断面図（ｂ）である。
【図９】本発明の実施例による往復スライド移動回数が１２０回の時のＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像及び凹凸分布図である。
【図１０】同、往復スライド移動回数が１００回の時のＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像及び凹凸分布図である。
【図１１】同、往復スライド移動回数が７０回の時のＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像及び凹凸分布図である。
【図１２】同、往復スライド移動回数が３０回の時のＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像及び凹凸分布図である。
【図１３】同、往復スライド移動回数が５０回の時のＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像と断面における凹凸分布図である。
【図１４】同、往復スライド移動回数が１０回の時のＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像と異なる断面での凹凸分布図である。
【図１５】同、往復スライド移動回数が５００回の時のＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像（倍率の異なる２種）である。
【図１６】同、ＣＮＴ薄膜のシート抵抗値と往復スライド移動回数との関係を示すグラフである。
【図１７】同、ＣＮＴ薄膜のシート抵抗値と光透過率との関係を示すグラフである。
【図１８】先願発明による薄膜の形成手順を示す正面及び平面図（Ａ）、斜視図（Ｂ）及び断面詳細図（Ｃ）である。
【符号の説明】
【０１３０】
１ａ、１ｂ…透明導電膜、２ａ、２ｂ、１４、１７、３１、４６…基板、
３…ドットスペーサ、４…電気絶縁層、５…空間（隙間）、６…基板保持部、
７…リング支持部、８…分散液、９…分散液貯蔵部、１０…気泡、
１１…水平駆動用の溝、１２…ノズル、１３…基板保持用の台座部、
１５、１５’…移動手段、１６…空気、１８、２０…ＣＮＴ薄膜、
１９…分散液膜保持部、２１…分散液膜、２２、３２…ＣＮＴ、
２４ａ、２４ｂ…薄膜製造装置、２５…分散液膜保持リング、２６…垂直駆動用の溝、
３０ａ、３０ｂ…電極、４１…ソース電極、４２…ドレイン電極、４３…チャネル、
４４…ゲート絶縁物層、４５…ゲート電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜の構成材料と界面活性剤とを混合して、前記構成材料が分散された分散液を調製 する第１工程と、
前記分散液からなる分散液膜を形成する第２工程と、
前記分散液膜と支持体とを接触させた状態で相対的に移動させることにより、前記分 散液を前記支持体の表面に膜状に移行させる第３工程と、
前記支持体の表面に形成された前記膜状の分散液を乾燥させることを経て、薄膜を形 成する第４工程と
を有する、薄膜の製造方法。
【請求項２】
前記移動方向に前記構成材料を配向させる、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記乾燥の後に前記支持体を洗浄し、不要な残留物を除去する、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項４】
少なくとも前記第２工程から前記第４工程までを繰り返すことにより、前記薄膜の膜厚制御を行う、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項５】
前記分散液膜に対して交差する方向に、前記分散液膜に対して前記支持体を相対的に移動させる、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項６】
前記第３工程後に、前記分散液膜の保持手段に残った分散液膜を破裂させ、しかる後に前記第２工程を再び行う、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項７】
表面抵抗が５００Ω／ｓｑ以下の前記薄膜を製造する、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項８】
光透過率が８０％以上の前記薄膜を製造する、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項９】
前記支持体として透明な高分子基板を用いる、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項１０】
前記構成材料が一次元ナノ材料である、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項１１】
前記一次元ナノ材料がカーボンナノチューブである、請求項１０に記載した薄膜の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載した薄膜の製造方法に用いられる製造装置であって、薄膜の構成材料と界面活性剤とを含有する分散液を貯蔵する分散液貯蔵手段と、前記分散液からなる膜を保持する分散液膜保持手段と、支持体を保持する支持体保持手段と、前記分散液膜と前記支持体とを接触させた状態で相対的に移動させる移動手段と、前記支持体の表面に移行した膜状の前記分散液の乾燥手段とを有する、薄膜の製造装置。
【請求項１３】
前記支持体の洗浄手段を有する、請求項１２に記載した薄膜の製造装置。
【請求項１４】
前記分散液膜保持手段に残った分散液膜を破裂させる手段を有する、請求項１２に記載した薄膜の製造装置。
【請求項１５】
薄膜の構成材料と界面活性剤とを混合して、前記構成材料が分散された分散液を調製 する第１工程と、
前記分散液からなる分散液膜を形成する第２工程と、
前記分散液膜と支持体とを接触させた状態で相対的に移動させることにより、前記分 散液を前記支持体の表面に膜状に移行させる第３工程と、
前記支持体の表面に形成された前記膜状の分散液を乾燥させることを経て、薄膜を形 成する第４工程と
を有する、電子装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項２〜請求項１１のいずれか１項に記載した製造方法によって前記薄膜が形成される、請求項１５に記載した電子装置の製造方法。
【請求項１７】
前記薄膜を導電性及び光透過性を有する透明電極として使用する、請求項１５に記載した電子装置の製造方法。
【請求項１８】
液晶装置、エレクトロルミネッセンス装置、エレクトロクロミック装置、電界効果トランジスタ、タッチパネル及び太陽電池のいずれかとして構成される電子装置を製造する、請求項１５に記載した電子装置の製造方法。
【請求項１９】
前記薄膜を導電線路として使用する、請求項１５に記載した電子装置の製造方法。
【請求項１】
薄膜の構成材料と界面活性剤とを混合して、前記構成材料が分散された分散液を調製 する第１工程と、
前記分散液からなる分散液膜を形成する第２工程と、
前記分散液膜と支持体とを接触させた状態で相対的に移動させることにより、前記分 散液を前記支持体の表面に膜状に移行させる第３工程と、
前記支持体の表面に形成された前記膜状の分散液を乾燥させることを経て、薄膜を形 成する第４工程と
を有する、薄膜の製造方法。
【請求項２】
前記移動方向に前記構成材料を配向させる、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記乾燥の後に前記支持体を洗浄し、不要な残留物を除去する、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項４】
少なくとも前記第２工程から前記第４工程までを繰り返すことにより、前記薄膜の膜厚制御を行う、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項５】
前記分散液膜に対して交差する方向に、前記分散液膜に対して前記支持体を相対的に移動させる、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項６】
前記第３工程後に、前記分散液膜の保持手段に残った分散液膜を破裂させ、しかる後に前記第２工程を再び行う、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項７】
表面抵抗が５００Ω／ｓｑ以下の前記薄膜を製造する、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項８】
光透過率が８０％以上の前記薄膜を製造する、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項９】
前記支持体として透明な高分子基板を用いる、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項１０】
前記構成材料が一次元ナノ材料である、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
【請求項１１】
前記一次元ナノ材料がカーボンナノチューブである、請求項１０に記載した薄膜の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載した薄膜の製造方法に用いられる製造装置であって、薄膜の構成材料と界面活性剤とを含有する分散液を貯蔵する分散液貯蔵手段と、前記分散液からなる膜を保持する分散液膜保持手段と、支持体を保持する支持体保持手段と、前記分散液膜と前記支持体とを接触させた状態で相対的に移動させる移動手段と、前記支持体の表面に移行した膜状の前記分散液の乾燥手段とを有する、薄膜の製造装置。
【請求項１３】
前記支持体の洗浄手段を有する、請求項１２に記載した薄膜の製造装置。
【請求項１４】
前記分散液膜保持手段に残った分散液膜を破裂させる手段を有する、請求項１２に記載した薄膜の製造装置。
【請求項１５】
薄膜の構成材料と界面活性剤とを混合して、前記構成材料が分散された分散液を調製 する第１工程と、
前記分散液からなる分散液膜を形成する第２工程と、
前記分散液膜と支持体とを接触させた状態で相対的に移動させることにより、前記分 散液を前記支持体の表面に膜状に移行させる第３工程と、
前記支持体の表面に形成された前記膜状の分散液を乾燥させることを経て、薄膜を形 成する第４工程と
を有する、電子装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項２〜請求項１１のいずれか１項に記載した製造方法によって前記薄膜が形成される、請求項１５に記載した電子装置の製造方法。
【請求項１７】
前記薄膜を導電性及び光透過性を有する透明電極として使用する、請求項１５に記載した電子装置の製造方法。
【請求項１８】
液晶装置、エレクトロルミネッセンス装置、エレクトロクロミック装置、電界効果トランジスタ、タッチパネル及び太陽電池のいずれかとして構成される電子装置を製造する、請求項１５に記載した電子装置の製造方法。
【請求項１９】
前記薄膜を導電線路として使用する、請求項１５に記載した電子装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１６】
【図１７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１６】
【図１７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−２９２６６４（Ｐ２００９−２９２６６４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４５９１６（Ｐ２００８−１４５９１６）
【出願日】平成２０年６月３日（２００８．６．３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月３日（２００８．６．３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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