JP2009196846A - Manufacturing method of thin film made of one-dimensional nano-material, and manufacturing method of electronic device - Google Patents

Manufacturing method of thin film made of one-dimensional nano-material, and manufacturing method of electronic device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a thin film of a one-dimensional nano-material having favorable orientation, transparency and conductivity, and a manufacturing method of an electronic device. <P>SOLUTION: A CNT dispersion liquid composed of a surfactant aqueous solution is prepared; its liquid droplet is attached to one end of a nozzle 12, and inflated by making air 16 flow into the other end of the nozzle, to form an air bubble 10 composed of a film containing CNT 22; part of the air bubble is made into contact with the surface of a substrate 14, and the air bubble is inflated by making air flow into the other end of the nozzle, to increase the contact area between the substrate and the air bubble film; after the air bubble is burst, a film on the substrate is washed with water, and dried to form a CNT thin film 20. The CNT is nearly parallelly radially orientated on the substrate surface, and the thin film is cut out together with the substrate with a shape holding one orientation direction. The CNT thin film is used for transparent electrodes in liquid crystal devices, electroluminescence devices, electrochromic devices, field effect transistors, touch panels, solar batteries and the like. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、カーボンナノチューブ等の1次元ナノ材料からなる薄膜の製造方法及び電子装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a thin film made of a one-dimensional nanomaterial such as a carbon nanotube and a method for manufacturing an electronic device.

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。   Carbon nanotubes (hereinafter abbreviated as CNT) have excellent electrical and mechanical properties, and are expected to be applied in a wide range of fields as potential materials for nanotechnology. It is actively done.

従来、CNT薄膜の製造方法として、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CNTからなる膜を水面上に展開し、水面に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ーブロジェット(LB)法、CNTを含む溶液を基板上に塗布する塗布法、溶液中のCNTをフィルタ上に均一に堆積させ基板上にCNTを転写して生成するフィルタ法等が知られている。   Conventionally, as a method for producing a CNT thin film, a spray in which a thin film is formed by spraying a liquid in which CNT is dispersed in a solvent such as ethanol using ultrasonic waves onto a substrate using a spray device to evaporate the solvent. The Langmuir Blodget (LB) method for forming a thin film by repeating the operation of spreading a film made of solubilized CNTs on the water surface, immersing the substrate in a direction perpendicular to the water surface and pulling it up, and the solution containing the CNTs on the substrate There are known a coating method for coating on top, a filter method for uniformly depositing CNTs in a solution on a filter and transferring and generating CNTs on a substrate.

「カーボンナノチューブ含有フィルムの製造方法及びカーボンナノチューブ含有コーティング」と題する特許文献1には、以下の記載がある。   Patent Document 1 entitled “Method for Producing Carbon Nanotube-Containing Film and Carbon Nanotube-Containing Coating” includes the following description.

カーボンナノチューブ含有コーティングフィルムの製造方法において、前記カーボンナノチューブ含有コーティングフィルムの製造方法は、少なくともカーボンナノチューブと溶媒とを含有する第1の分散体を基材の表面に塗布し、第1の分散体の溶媒を除去して、カーボンナノチューブを三次元網目構造にし、更に、この上に少なくとも樹脂と溶媒とを含有する第2の分散体を塗布して、第2の分散体をカーボンナノチューブの三次元網目構造の中に浸透させたことを特徴とするカーボンナノチューブ含有コーティングフィルムの製造方法。   In the method for producing a carbon nanotube-containing coating film, the method for producing the carbon nanotube-containing coating film comprises applying a first dispersion containing at least carbon nanotubes and a solvent to a surface of a substrate, The solvent is removed to make the carbon nanotubes into a three-dimensional network structure. Further, a second dispersion containing at least a resin and a solvent is applied thereon, and the second dispersion is made into a three-dimensional network of carbon nanotubes. A method for producing a carbon nanotube-containing coating film, wherein the carbon nanotube-containing coating film is infiltrated into a structure.

特許文献1の発明のフィルムは、少ないカーボンナノチューブ含有量で優れた導電性及び透明性が得られる。好ましい実施形態では、フィルム中にカーボンナノチューブは、約0.001から約1重量%存在する。好ましくは、前記フィルム中にカーボンナノチューブは約0.01から約0.1%存在し、このため優れた透明性が得られ低ヘイズとなる。   The film of the invention of Patent Document 1 provides excellent conductivity and transparency with a small carbon nanotube content. In a preferred embodiment, the carbon nanotubes are present in the film from about 0.001 to about 1% by weight. Preferably, about 0.01 to about 0.1% of carbon nanotubes are present in the film, so that excellent transparency is obtained and low haze is achieved.

「カーボンナノチューブ薄膜の製造方法、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」と題する特許文献2には、以下の記載がある。   Patent Document 2 entitled “Method for producing carbon nanotube thin film, method for producing electronic device, method for producing thin film, method for producing structure and method for forming bubbles” has the following description.

面活性剤を含有させたカーボンナノチューブ分散液を調製し、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カーボンナノチューブ薄膜に比べてはるかに均質でしかも薄いカーボンナノチューブ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。これは、この気泡の表面の、カーボンナノチューブ分散液からなる膜中に存在するカーボンナノチューブが基板上に堆積してカーボンナノチューブ薄膜が形成されたものである。   A carbon nanotube dispersion containing a surfactant was prepared, and air bubbles were mixed into it to form bubbles. When these bubbles were deposited on a substrate, compared to the carbon nanotube thin film obtained by the conventional method. It was found that a carbon nanotube thin film that is much more homogeneous and thin can be formed with high film thickness controllability. This is a carbon nanotube thin film formed by depositing carbon nanotubes present in a film made of a carbon nanotube dispersion on the surface of the bubble.

非特許文献1には、CVDによるSWNTアレイの形成に関する記載がある。   Non-Patent Document 1 describes the formation of a SWNT array by CVD.

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、基本ステップからなるblown−bubble fims(BBFs)の記載がある。   Non-Patent Document 2 includes (1) preparing a stable and controlled polymer dispersion (epoxy dispersion) of nanowires or nanotubes, and (2) using a circular die to control bubbles with controlled pressure and expansion rate. There is a description of blown-bubble films (BBFs) consisting of the basic steps of expanding the polymer dispersion to expand and (3) transferring the bubbles to the substrate or open frame structure.

特許第3665969号公報(特許請求の範囲(請求項1)、段落0013)Japanese Patent No. 3665969 (Claims (Claim 1), Paragraph 0013) 特開2006−298715号公報(段落0006)JP 2006-298715 A (paragraph 0006) 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)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) 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)G. Yu et al, “Large-area blown bubble films of aligned nanowires and carbon nanotubes”, Nature Nanotechnology, 2, 372-377 (2007) (pages 372-373, FIG. 1).

上記のスプレー法による膜は凹凸が多く、均質な膜を得ることが困難であり、また膜厚を制御することも困難であった。また、LB法では、極めて薄い均質なカーボンナノチューブ薄膜を得ることは困難であった。塗布法では、CNTを溶媒中に混合して安定に分散させることが非常に困難で凝集しやすいため、均一な導電膜を作成することが困難という問題がある。このため、分散剤等を用いて安定な分散溶液を作成する方法や、分散させた後に均一に成膜する方法等が検討されている。フィルタ法では、成膜プロセスが非常に煩雑であり、不純物を多く含んでしまうという問題がある。CNTと基板との親和性を利用して、CNTを自発的に基板に付着させる方法があるが、この方法では導電膜の成膜がシリコン基板上に限られてしまうという問題がある。また、その他の方法として、電着法、CVDを用いた方法等があるが、何れもスケールアップが非常に困難であるという問題がある。   The film formed by the above spray method has many irregularities, and it is difficult to obtain a uniform film, and it is also difficult to control the film thickness. In addition, with the LB method, it has been difficult to obtain a very thin homogeneous carbon nanotube thin film. In the coating method, it is very difficult to mix and stably disperse CNTs in a solvent, and it is easy to aggregate. Therefore, there is a problem that it is difficult to form a uniform conductive film. For this reason, a method of preparing a stable dispersion solution using a dispersant or the like, a method of uniformly forming a film after being dispersed, and the like have been studied. The filter method has a problem that the film forming process is very complicated and contains a large amount of impurities. There is a method of voluntarily adhering CNTs to the substrate using the affinity between the CNTs and the substrate, but this method has a problem that the formation of the conductive film is limited to the silicon substrate. As other methods, there are an electrodeposition method, a method using CVD, and the like, but there is a problem that scale-up is very difficult.

特許文献1では、カーボンナノチューブ(CNT)を用いた薄膜が透明導電膜として利用できるとしている。しかし、CNTを薄膜にしただけでは、CNTはランダムな配列をとるため、膜としての均一性は大変低く、CNT間の抵抗からその導電性は単一のCNTに対して著しく劣るという問題がある。   In Patent Document 1, a thin film using carbon nanotubes (CNT) can be used as a transparent conductive film. However, if the CNTs are only made into a thin film, the CNTs take a random arrangement, so the uniformity as a film is very low, and the conductivity is significantly inferior to a single CNT due to the resistance between the CNTs. .

非特許文献1に記載の技術では、配向性は高くなるが、その場で気相成長させるため、特定の基板上のみに成長し、CNT自体の品質も低くまた密度も低い。その結果、導電膜としての特性は低いままである。   In the technique described in Non-Patent Document 1, the orientation is high, but since vapor phase growth is performed in situ, the growth is performed only on a specific substrate, and the quality and density of the CNT itself are low. As a result, the characteristics as a conductive film remain low.

泡を用いたCNTの成膜法として、特許文献2、非特許文献2に記載の技術があるが、特許文献2に記載の技術では配向性が余り高くなく、非特許文献2に記載の技術では低密度という問題があった。特許文献2、非特許文献2には、得られるCNT薄膜の光透過率、表面抵抗に関するデータは示されていない。   As a method of forming a CNT film using bubbles, there are techniques described in Patent Document 2 and Non-Patent Document 2, but the technique described in Patent Document 2 is not so high in orientation, and the technique described in Non-Patent Document 2 is used. Then there was a problem of low density. Patent Document 2 and Non-Patent Document 2 do not show data on the light transmittance and surface resistance of the obtained CNT thin film.

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、1次元ナノ材料からなり、配向性が高く透明性及び導電性が良好な薄膜の製造方法及び電子装置の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and its object is to manufacture a thin film that is made of a one-dimensional nanomaterial and has high orientation and transparency and good conductivity, and an electronic device. It is to provide a method for manufacturing an apparatus.

即ち、本発明は、1次元ナノ材料を分散させた分散液を調製する第1工程と、前記分散液の液滴をノズルの一端に付着させる第2工程と、前記ノズルの他端から気体を流入させることによって、前記液滴を膨張させて前記1次元ナノ材料を含む膜からなる気泡を前記ノズルの前記一端に形成させる第3工程と、前記気泡の一部を基板の面に接触させ前記ノズルの他端から前記気体を流入して前記気泡を膨張させて、前記基板と前記気泡の膜との接触面積を増大させる第4工程と、前記気泡を破裂させる第5工程と、前記基板上の前記膜を乾燥させ薄膜を形成する第6工程とを有する、1次元ナノ材料からなる薄膜の製造方法に係るものである。   That is, the present invention includes a first step of preparing a dispersion in which a one-dimensional nanomaterial is dispersed, a second step of attaching droplets of the dispersion to one end of the nozzle, and a gas from the other end of the nozzle. A third step of inflating the droplet to form a bubble made of a film containing the one-dimensional nanomaterial at the one end of the nozzle by allowing the droplet to flow; and bringing a part of the bubble into contact with the surface of the substrate; A fourth step of expanding the bubble by inflowing the gas from the other end of the nozzle to increase the contact area between the substrate and the bubble film; a fifth step of rupturing the bubble; And a sixth step of drying the film to form a thin film, and a method for producing a thin film made of a one-dimensional nanomaterial.

また、本発明は、1次元ナノ材料を分散させた分散液を調製する第1工程と、前記分散液の液滴をノズルの一端に付着させる第2工程と、前記ノズルの他端から気体を流入させることによって、前記液滴を膨張させて前記1次元ナノ材料を含む膜からなる気泡を前記ノズルの前記一端に形成させる第3工程と、前記気泡の一部を基板の面に接触させ前記ノズルの他端から前記気体を流入して前記気泡を膨張させて、前記基板と前記気泡の膜との接触面積を増大させる第4工程と、前記気泡を破裂させる第5工程と、前記基板上の前記膜を乾燥させ薄膜を形成する第6工程とを有する、電子装置の製造方法に係るものである。   The present invention also includes a first step of preparing a dispersion in which a one-dimensional nanomaterial is dispersed, a second step of attaching droplets of the dispersion to one end of the nozzle, and a gas from the other end of the nozzle. A third step of inflating the droplet to form a bubble made of a film containing the one-dimensional nanomaterial at the one end of the nozzle by allowing the droplet to flow; and bringing a part of the bubble into contact with the surface of the substrate; A fourth step of expanding the bubble by inflowing the gas from the other end of the nozzle to increase the contact area between the substrate and the bubble film; a fifth step of rupturing the bubble; And a sixth step of drying the film to form a thin film.

本発明の薄膜の製造方法によれば、前記1次元ナノ材料を含む膜からなる前記気泡の一部を基板の面に接触させ、前記気泡を膨張させて、前記基板と前記気泡の膜との接触面積を増大させ、前記基板面に前記気泡の膜を形成しこれを乾燥させて前記1次元ナノ材料からなる薄膜を製造するので、配向性が高く透明性及び導電性が良好であり、前記1次元ナノ材料からなる薄膜の製造方法を提供することができる。また、前記分散液における前記1次元ナノ材料の濃度、又は/及び、前記基板と前記気泡の膜との接触面積を制御することによって、前記1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。   According to the method for manufacturing a thin film of the present invention, a part of the bubbles made of the film containing the one-dimensional nanomaterial is brought into contact with the surface of the substrate, the bubbles are expanded, and the substrate and the bubble film are Since the contact area is increased, the bubble film is formed on the substrate surface and dried to produce the thin film made of the one-dimensional nanomaterial, the orientation is high, the transparency and the conductivity are good, A method for producing a thin film made of a one-dimensional nanomaterial can be provided. Further, the thickness of the thin film made of the one-dimensional nanomaterial is controlled by controlling the concentration of the one-dimensional nanomaterial in the dispersion liquid and / or the contact area between the substrate and the bubble film. Transparency and conductivity can be controlled.

また、本発明の電子装置の製造方法によれば、前記1次元ナノ材料を含む膜からなる前記気泡の一部を基板の面に接触させ、前記気泡を膨張させて、前記基板と前記気泡の膜との接触面積を増大させ、前記基板面に前記気泡の膜を形成しこれを乾燥させて前記1次元ナノ材料からなる薄膜を形成するので、配向性が高く透明性及び導電性が良好であり、前記1次元ナノ材料からなる薄膜を有する電子装置の製造方法を提供することができる。また、前記分散液における前記1次元ナノ材料の濃度、又は/及び、前記基板と前記気泡の膜との接触面積を制御することによって、前記1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電子装置の製造方法を提供することができる。   In addition, according to the method for manufacturing an electronic device of the present invention, a part of the bubbles made of the film containing the one-dimensional nanomaterial is brought into contact with the surface of the substrate, the bubbles are expanded, and the substrate and the bubbles are formed. The contact area with the film is increased, the bubble film is formed on the substrate surface, and the film is dried to form a thin film made of the one-dimensional nanomaterial. Therefore, the orientation is high and the transparency and conductivity are good. In addition, it is possible to provide a method of manufacturing an electronic device having a thin film made of the one-dimensional nanomaterial. Further, the thickness of the thin film made of the one-dimensional nanomaterial is controlled by controlling the concentration of the one-dimensional nanomaterial in the dispersion liquid and / or the contact area between the substrate and the bubble film. The manufacturing method of the electronic device which can control transparency and electroconductivity can be provided.

本発明の薄膜の製造方法では、前記1次元ナノ材料の一の配向方向を保持した形状で前記薄膜を前記基板と共に切り出す第7工程を有する構成とするのがよい。このような構成によれば、透明性、導電性が高く、配向性が前記一方向に揃った前記1次元ナノ材料からなる薄膜を製造することができる。   The thin film manufacturing method of the present invention preferably includes a seventh step of cutting the thin film together with the substrate in a shape maintaining one orientation direction of the one-dimensional nanomaterial. According to such a configuration, it is possible to manufacture a thin film made of the one-dimensional nanomaterial having high transparency and conductivity and having the orientation aligned in the one direction.

また、前記第1工程において、界面活性剤を含む水溶液に前記1次元ナノ材料を分散させる構成とするのがよい。このような構成によれば、水溶液を溶媒とし前記界面活性剤の活性効果を高め、前記1次元材料の分散を良好にすることができ、前記1次元材料を均一に分散させた前記分散溶液を調製することができる。   In the first step, the one-dimensional nanomaterial may be dispersed in an aqueous solution containing a surfactant. According to such a configuration, the active effect of the surfactant can be enhanced using an aqueous solution as a solvent, the dispersion of the one-dimensional material can be improved, and the dispersion solution in which the one-dimensional material is uniformly dispersed can be obtained. Can be prepared.

また、前記第5工程に続いて、前記膜を水洗する工程を有する構成とするのがよい。このような構成によれば、前記膜に残存する前記界面活性剤を水洗によって除去することができるので、より良好な透明性、導電性を有する前記1次元ナノ材料からなる薄膜を製造することができる。なお、前記膜を水洗する工程を前記第6工程に続いて実行してもよい。   Moreover, it is good to set it as the structure which has the process of washing the said film with water following the said 5th process. According to such a configuration, since the surfactant remaining in the film can be removed by washing with water, a thin film made of the one-dimensional nanomaterial having better transparency and conductivity can be manufactured. it can. Note that the step of washing the membrane with water may be performed following the sixth step.

また、前記第1工程から前記第6工程を繰り返す構成とするのがよい。このような構成によれば、前記第1工程から前記第6工程の繰り返し数を制御することによって、前記1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。   Further, it is preferable to repeat the first to sixth steps. According to such a configuration, the thickness of the thin film made of the one-dimensional nanomaterial can be controlled by controlling the number of repetitions of the first to sixth steps, and the transparency and conductivity can be controlled. Can be controlled.

また、前記1次元ナノ材料が前記基板の面に略平行に放射状に配向している構成とするのがよい。このような構成によれば、略1点を中心として前記1次元ナノ材料が放射状に直線方向で配向しているので、光学的特性及び電気的特性が略中心対称性を有する、前記1次元ナノ材料からなる薄膜を製造することができる。   The one-dimensional nanomaterial may be radially oriented substantially parallel to the surface of the substrate. According to such a configuration, the one-dimensional nanomaterial is oriented in a linear direction radially about one point, and thus the one-dimensional nanomaterial has substantially central symmetry in optical characteristics and electrical characteristics. A thin film made of a material can be manufactured.

また、前記1次元ナノ材料が導電性である構成とするのがよい。このような構成によれば、前記1次元ナノ材料が放射状に直線方向で配向しているので、直線方向に高い導電性を有する、前記1次元ナノ材料からなる薄膜を製造することができる。   In addition, the one-dimensional nanomaterial is preferably conductive. According to such a configuration, since the one-dimensional nanomaterial is radially oriented in the linear direction, a thin film made of the one-dimensional nanomaterial having high conductivity in the linear direction can be manufactured.

また、前記1次元ナノ材料がカーボンナノチューブである構成とするのがよい。このような構成によれば、前記1次元ナノ材料からなる高い透明性及び導電性を有する薄膜を製造することができる。   Further, the one-dimensional nanomaterial is preferably a carbon nanotube. According to such a configuration, a highly transparent and conductive thin film made of the one-dimensional nanomaterial can be manufactured.

また、前記薄膜の厚さが100nm以下である構成とするのがよい。このような構成によれば、前記1次元ナノ材料からなる薄膜は高い透明性を有するので、高い透明性が要求される透明電極に使用することができる。   In addition, the thickness of the thin film is preferably 100 nm or less. According to such a configuration, since the thin film made of the one-dimensional nanomaterial has high transparency, it can be used for a transparent electrode that requires high transparency.

また、透過率(基板を除く透過率である。)が90%以上である構成とするのがよい。このような構成によれば、前記1次元ナノ材料からなる薄膜は高い透明性を有するので、高い透明性が要求される透明電極に使用することができる。   Further, the transmittance (the transmittance excluding the substrate) is preferably 90% or more. According to such a configuration, since the thin film made of the one-dimensional nanomaterial has high transparency, it can be used for a transparent electrode that requires high transparency.

また、表面抵抗が500Ω/sq以下である構成とするのがよい。このような構成によれば、前記1次元ナノ材料からなる薄膜は高い導電性を有するので、高い導電性が要求される電極、配線(導電線路)に使用することができる。   In addition, the surface resistance is preferably 500 Ω / sq or less. According to such a configuration, since the thin film made of the one-dimensional nanomaterial has high conductivity, it can be used for electrodes and wiring (conductive lines) that require high conductivity.

また、前記基板が透明である構成とするのがよい。このような構成によれば、透明な前記基板に前記1次元ナノ材料からなる高い透明性を有する薄膜を形成することができるので、透明電極、或いは、配線(導電線路)が形成され、高い透明性が要求される透明電極体、或いは、配線(導電線路)体を製造することができる。   The substrate is preferably transparent. According to such a configuration, since a thin film having high transparency made of the one-dimensional nanomaterial can be formed on the transparent substrate, a transparent electrode or a wiring (conductive line) is formed, and high transparency It is possible to manufacture a transparent electrode body or a wiring (conductive line) body that requires high performance.

また、前記基板が透明な高分子基板である構成とするのがよい。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するので、これに前記1次元ナノ材料からなる薄膜を形成することができ、電極、或いは、配線(導電線路)が形成され、フレキシビリティ(屈曲性)が要求される電極体、或いは、配線(導電線路)体を製造することができる。   The substrate is preferably a transparent polymer substrate. According to such a configuration, since the flexible polymer substrate is used, a thin film made of the one-dimensional nanomaterial can be formed thereon, and an electrode or a wiring (conductive line) is formed. It is possible to manufacture an electrode body or a wiring (conductive line) body that is required to have flexibility (flexibility).

また、前記高分子基板が、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)及びこれらの誘導体の何れかである構成とするのがよい。このような構成によれば、前記1次元ナノ材料からなる薄膜が形成される前記高分子基板が使用される、目的用途、使用環境に応じて、光学的特性、電気的特性、機械的特性に応じて前記高分子基板の材質を適宜選択することができる。   The polymer substrate may be made of any one of reethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), polyethersulfone (PES), and derivatives thereof. According to such a configuration, the polymer substrate on which the thin film made of the one-dimensional nanomaterial is formed has optical characteristics, electrical characteristics, and mechanical characteristics according to the intended use and usage environment. Accordingly, the material of the polymer substrate can be appropriately selected.

本発明の電子装置の製造方法では、上述した薄膜の製造方法のそれぞれによって、前記薄膜が形成される構成とするのがよい。このような構成によれば、上述した薄膜の製造方法のそれぞれによって得られる上述した作用効果を有する電子装置を製造することができる。   In the electronic device manufacturing method of the present invention, the thin film may be formed by each of the above-described thin film manufacturing methods. According to such a configuration, an electronic device having the above-described effects obtained by each of the above-described thin film manufacturing methods can be manufactured.

前記薄膜は、光透過性及び導電性を有しており、透明電極として使用される構成とするのがよい。このような構成によれば、前記薄膜は高い光透過性及び導電性を有しているので、各種の電子装置の透明電極として使用することができる。   The thin film has light transmittance and conductivity and is preferably used as a transparent electrode. According to such a structure, since the said thin film has high light transmittance and electroconductivity, it can be used as a transparent electrode of various electronic devices.

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、電界効果型トランジスタ、タッチパネル、太陽電池の何れかとして構成されるのがよい。このような構成によれば、前記薄膜は高い透明性及び導電性を有しているので、各種の高性能な電子装置を提供することができる。   It may be configured as any one of a liquid crystal device, an electroluminescence device, an electrochromic device, a field effect transistor, a touch panel, and a solar cell. According to such a configuration, since the thin film has high transparency and conductivity, various high-performance electronic devices can be provided.

前記薄膜が導電線路として使用される構成とするのがよい。このような構成によれば、前記薄膜は高い透明性及び導電性を有しているので、各種の電子装置の配線(導電線路)体として使用することができる。   The thin film is preferably used as a conductive line. According to such a structure, since the said thin film has high transparency and electroconductivity, it can be used as a wiring (conductive line) body of various electronic devices.

本発明による1次元ナノ材料からなる薄膜の製造方法では、界面活性剤を含む水溶液にCNT等の1次元ナノ材料が分散された分散液を調製し、この分散液の液滴をノズルの一端に付着させ、ノズル他端から空気、窒素、酸素等の気体を流入させ液滴を膨張させ1次元ナノ材料を含む膜からなる気泡をノズル一端に形成し、気泡の一部を基板の面に接触させ、ノズル他端から気体を流入して気泡を膨張させ、基板と気泡膜との接触面積を増大させ、接触面積が所望の大きさとなった後、気泡を破裂させて、基板上に形成された1次元ナノ材料を含む膜を水洗し、次に、1次元ナノ材料の凝集を抑制するため、温風等によって迅速に、1次元ナノ材料の配列を乱さぬように乾燥させて、透明な1次元ナノ材料からなる薄膜を形成する。なお、基板上に形成された1次元ナノ材料を含む膜を乾燥し、次に、水洗してもよく、1次元ナノ材料の脱落を抑止することができる。   In the method for producing a thin film made of a one-dimensional nanomaterial according to the present invention, a dispersion liquid in which a one-dimensional nanomaterial such as CNT is dispersed in an aqueous solution containing a surfactant is prepared, and droplets of this dispersion liquid are applied to one end of a nozzle. Air bubbles such as air, nitrogen, and oxygen are allowed to flow from the other end of the nozzle to expand the droplets to form a bubble made of a film containing a one-dimensional nanomaterial at one end of the nozzle. A part of the bubble contacts the surface of the substrate. The gas flows in from the other end of the nozzle to expand the bubbles, increase the contact area between the substrate and the bubble film, and after the contact area reaches the desired size, the bubbles are ruptured and formed on the substrate. The film containing the one-dimensional nanomaterial is washed with water, and then, in order to suppress the aggregation of the one-dimensional nanomaterial, it is quickly dried with hot air or the like so as not to disturb the arrangement of the one-dimensional nanomaterial, and is transparent. A thin film made of a one-dimensional nanomaterial is formed. Note that the film including the one-dimensional nanomaterial formed on the substrate may be dried and then washed with water, and the one-dimensional nanomaterial can be prevented from falling off.

基板は任意材質のものでよく透明高分子基板でもよい。1次元ナノ材料は基板面に略平行であり放射状に配向しており、一の配向方向を保持した形状で、1次元ナノ材料からなる薄膜は基板と共に切り出され、使用される。   The substrate may be of any material and may be a transparent polymer substrate. The one-dimensional nanomaterial is substantially parallel to the substrate surface and is radially oriented, and a thin film made of the one-dimensional nanomaterial is cut out together with the substrate in a shape maintaining one orientation direction.

また、1次元ナノ材料からなる薄膜を形成したい基板の所望領域を除くその他領域をマスキングして、外部に露出する所望領域に、上記と同様にして、1次元ナノ材料からなる薄膜を形成した後に、マスキングを除去して、基板の所望領域に1次元ナノ材料からなる薄膜を形成することができる(マスキング法)。この場合にも、1次元ナノ材料は基板面に略平行であり放射状に配向している。上記のようにマスキングによって、電子回路を構成する部材の所望の領域に1次元ナノ材料からなる薄膜を所望の形状で形成することができる。   In addition, after forming a thin film made of a one-dimensional nanomaterial in the same manner as described above by masking other areas except a desired area of the substrate on which a thin film made of a one-dimensional nanomaterial is to be formed, The masking can be removed to form a thin film made of a one-dimensional nanomaterial in a desired region of the substrate (masking method). Also in this case, the one-dimensional nanomaterial is substantially parallel to the substrate surface and oriented radially. By masking as described above, a thin film made of a one-dimensional nanomaterial can be formed in a desired shape in a desired region of a member constituting an electronic circuit.

1次元ナノ材料からなる薄膜は、透明性、導電性に優れ、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、電界効果型トランジスタ、タッチパネル、太陽電池等における透明電極として使用することができる。また、1次元ナノ材料からなる透明導電膜、例えば、CNT透明導電膜をオゾンや紫外線によって所望の形状にエッチングすることによって、或いは、所望の形状を有する所望領域以外のその他領域をマスキングして、外部に露出する所望領域にCNT透明導電膜を所望の形状で形成することによって、各種の電子装置の透明電極、或いは、各種の電子装置の透明導電線路としての配線、電極端子として使用することができる。このように、1次元ナノ材料からなる透明導電膜は、電子回路を形成する透明配線(導体線路)としても使用することができる。また、本発明の方法による1次元ナノ材料からなる薄膜は帯電防止膜として使用することもできる。   A thin film made of a one-dimensional nanomaterial is excellent in transparency and conductivity, and can be used as a transparent electrode in a liquid crystal device, an electroluminescence device, an electrochromic device, a field effect transistor, a touch panel, a solar cell, and the like. Further, by etching a transparent conductive film made of a one-dimensional nanomaterial, for example, a CNT transparent conductive film into a desired shape with ozone or ultraviolet light, or masking other regions other than the desired region having a desired shape, By forming a CNT transparent conductive film in a desired shape in a desired region exposed to the outside, it can be used as a transparent electrode of various electronic devices, or as a wiring or electrode terminal as a transparent conductive line of various electronic devices. it can. Thus, the transparent conductive film made of a one-dimensional nanomaterial can also be used as a transparent wiring (conductor line) forming an electronic circuit. Moreover, the thin film which consists of a one-dimensional nanomaterial by the method of this invention can also be used as an antistatic film.

なお、1次元ナノ材料は、導電性であることが望ましく、例えば、カーボンナノチューブ、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、カーボンやセルロース等の有機物ナノファイバーである。 The one-dimensional nanomaterial is preferably conductive, for example, carbon nanotubes, metal nanowires such as Cu, Ag, Au, Ni, Co, and Sn, oxide nanowires such as TiO 2 , SnO 2 , and ZnO, Organic nanofibers such as carbon and cellulose.

以下、図面を参照しながら本発明による実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施の形態
本発明による薄膜を1次元ナノ材料としてCNTを例にとりこれをPET基板上に形成する場合について説明すると、CNT薄膜は次のようにして形成することができる。
Embodiment The case where a thin film according to the present invention is formed on a PET substrate using CNT as an example of a one-dimensional nanomaterial will be described. The CNT thin film can be formed as follows.

図1は、本発明の実施の形態における、カーボンナノチューブ(CNT)薄膜の形成方法を説明する図であり、図1(A)は形成の手順を説明する断面図、図1(B)は図1(A)における手順(3)の斜視図、図1(C)は図1(A)における手順(3)の断面詳細を示す図である。   1A and 1B are diagrams illustrating a method of forming a carbon nanotube (CNT) thin film according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a forming procedure, and FIG. 1A is a perspective view of the procedure (3) in FIG. 1A, and FIG. 1C is a diagram showing the cross-sectional details of the procedure (3) in FIG.

先ず、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1(A)の手順(1)に示すように、この分散液の液滴をノズル12の一端に付着させて、ノズルの他端から空気16を流入させることによって、液滴を膨張させてCNT22を含む膜からなる気泡10をノズル12の一端に形成させる。   First, a dispersion liquid in which CNTs 22 are dispersed in an aqueous solution containing a surfactant is prepared. As shown in the procedure (1) of FIG. 1A, the droplet of the dispersion liquid is attached to one end of the nozzle 12 and the droplet 16 is expanded by injecting air 16 from the other end of the nozzle. Bubbles 10 made of a film containing CNTs 22 are formed at one end of the nozzle 12.

次いで、図1(A)の手順(2)に示すように、気泡10の一部を基板14の面に接触させノズル12の他端から空気16を流入させて気泡10を膨張させ延伸させて、図1(A)の手順(3)に示すように、基板14と気泡10の接触面積を増大させ、接触面積が所望の大きさに達した段階で気泡10を破裂させことによって、図1(A)の手順(4)に示すように、気泡10を形成するCNT膜20が基板14面に転写されるように、積層され、基板14上にCNT22を含むCNT膜20が形成される。このCNT膜20を水洗して界面活性剤を除去した後、CNT膜20を音符等によって迅速に乾燥させる。CNT膜20を乾燥させた後、CNT膜20を水洗して界面活性剤を除去してもよい。このようにして、CNT単体の導電性をバルク物性としてもつCNT膜14を基板14上に形成することができる。   Next, as shown in step (2) of FIG. 1A, a part of the bubble 10 is brought into contact with the surface of the substrate 14 and air 16 is caused to flow from the other end of the nozzle 12 to expand and expand the bubble 10. As shown in step (3) of FIG. 1A, the contact area between the substrate 14 and the bubble 10 is increased, and the bubble 10 is ruptured when the contact area reaches a desired size. As shown in the procedure (4) of (A), the CNT film 20 that forms the bubbles 10 is laminated so as to be transferred to the surface of the substrate 14, and the CNT film 20 including the CNTs 22 is formed on the substrate 14. After the CNT film 20 is washed with water to remove the surfactant, the CNT film 20 is quickly dried with musical notes or the like. After the CNT film 20 is dried, the CNT film 20 may be washed with water to remove the surfactant. In this way, the CNT film 14 having the bulk conductivity of the conductivity of a single CNT can be formed on the substrate 14.

以上のようにして、CNT22が気泡10の膜が延伸される方向に配向し、CNT22が基板14の面に略平行に略1点を中心として放射状に配向している膜が形成される。更に、必要に応じて、このCNT膜20の上に、上記と同様の操作の繰り返すこともできる。即ち、気泡10を形成するCNT膜20の基板14への積層を繰り返すこともできる。基板14上に形成されるCNT膜22の厚さは、基板14と気泡10の膜との接触面積の大きさによって制御することができる。更に、分散液中のCNT22の濃度、又は/及び、CNT膜20の基板14への積層の繰り返しの回数によって、基板14上に形成されるCNT膜22の厚さを制御することができ、CNT膜22の透明性及び導電性を制御することができ、所望の透過率、導電性を有するCNT薄膜20を形成することができる。例えば、基板を除く550nmにおける光透過率が90%以上であるCNT膜20、表面抵抗が500Ω/sq以下であるCNT膜20を形成することができる。   As described above, a film in which the CNTs 22 are oriented in the direction in which the film of the bubbles 10 is stretched, and the CNTs 22 are radially oriented around approximately one point substantially parallel to the surface of the substrate 14 is formed. Furthermore, if necessary, the same operation as described above can be repeated on the CNT film 20. That is, the lamination of the CNT film 20 forming the bubbles 10 on the substrate 14 can be repeated. The thickness of the CNT film 22 formed on the substrate 14 can be controlled by the size of the contact area between the substrate 14 and the bubble 10 film. Furthermore, the thickness of the CNT film 22 formed on the substrate 14 can be controlled by the concentration of the CNT 22 in the dispersion liquid and / or the number of times the CNT film 20 is laminated on the substrate 14. The transparency and conductivity of the film 22 can be controlled, and the CNT thin film 20 having desired transmittance and conductivity can be formed. For example, the CNT film 20 having a light transmittance of 90% or more at 550 nm excluding the substrate and the CNT film 20 having a surface resistance of 500 Ω / sq or less can be formed.

上述のように、略1点を中心としてCNT22が放射状に一方向に沿って配向しているので、このCNT22の一方向に沿った配向を保持した形状でCNT膜14をPET基板14と共に切り出して、配向性が一方向に沿ったCNT22からなり、一方向に沿う方向に導電性が高く、透明なCNT膜/PETを得ることができ、これを後述する各種電子装置で使用する。例えば、一方向に沿う方向が、電流を流そうとする方向、2つの電極間を結ぶ方向、或いは、直線状の配線の方向と平行となるように、切り出す。更に、得られたCNT膜/PET上のCNT膜は、オゾンや紫外線によって、必要に応じて所望の形状にエッチングすることができる。   As described above, since the CNTs 22 are radially oriented along one direction about one point, the CNT film 14 is cut out together with the PET substrate 14 in a shape that maintains the orientation along the one direction of the CNTs 22. The orientation is composed of CNTs 22 along one direction, and a highly conductive and transparent CNT film / PET can be obtained in the direction along one direction, which is used in various electronic devices described later. For example, the cutting is performed so that the direction along one direction is parallel to the direction in which the current flows, the direction connecting the two electrodes, or the direction of the linear wiring. Further, the obtained CNT film / CNT film on PET can be etched into a desired shape as required by ozone or ultraviolet rays.

上述したCNT薄膜の製造方法では、ノズル12の移動、ノズル先端のCNT分散液中への浸漬、ノズル先端へのCNT分散液滴の保持、ノズル12内への空気16の流入による気泡10の形成と気泡サイズの検出、ノズル12の移動による気泡10の基板14面への接触、ノズル12内への空気16の流入による気泡10の膨張と気泡サイズの検出、気泡10の破裂、基板14面に積層されたCNT膜14の水洗、乾燥等の各工程を、複雑な機構を必要とずることなく自動化することは容易に可能である。   In the CNT thin film manufacturing method described above, the bubbles 12 are formed by moving the nozzle 12, immersing the tip of the nozzle in the CNT dispersion, holding the CNT dispersed droplets at the tip of the nozzle, and inflowing air 16 into the nozzle 12. And bubble size detection, contact of the bubble 10 to the surface of the substrate 14 by the movement of the nozzle 12, expansion of the bubble 10 and detection of the bubble size by the inflow of air 16 into the nozzle 12, burst of the bubble 10, and the surface of the substrate 14 It is possible to easily automate each process such as washing and drying of the laminated CNT film 14 without requiring a complicated mechanism.

上述したCNT薄膜は、PET基板以外の任意の基板に形成することができる。PET基板等の基板の厚さが薄い場合には、基板をSI基板等の平坦面に、例えば、剥離が低温加熱によって容易な接着剤を使用して行ない、基板面を平坦に保持した後に、これにCNT薄膜を形成する。   The CNT thin film described above can be formed on any substrate other than the PET substrate. When the thickness of a substrate such as a PET substrate is thin, the substrate is placed on a flat surface such as an SI substrate, for example, using an adhesive that can be easily peeled off by low-temperature heating, and the substrate surface is held flat. A CNT thin film is formed on this.

CNT薄膜を透明な電気絶縁性基板に形成することによって、各種の光学装置に好適に使用される透明基板とすることができる。また、CNT薄膜をオゾンや紫外線によって所望の形状にエッチングすることによって、或いは、所望の形状を有する所望領域を除くその他領域をマスキングして、外部に露出する所望領域にCNT薄膜を所望の形状で形成することによって、各種の電子装置の透明電極、或いは、各種の電子装置の導電線路としての配線、電極端子として使用することができる。   By forming the CNT thin film on a transparent electrically insulating substrate, a transparent substrate suitably used in various optical devices can be obtained. Also, by etching the CNT thin film into a desired shape with ozone or ultraviolet light, or by masking other regions except the desired region having the desired shape, the CNT thin film is formed in the desired shape exposed to the outside. By forming, it can be used as a transparent electrode of various electronic devices, a wiring as a conductive line of various electronic devices, or an electrode terminal.

CNT、界面活性剤、溶媒からなるCNT分散液について説明する。   A CNT dispersion composed of CNT, a surfactant, and a solvent will be described.

CNTは、例えば、アーク放電、レーザアブレーション、化学気相成長(CVD)法等によって作製されたものを使用する。これらのCNT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る酸処理、水酸化ナトリウム等によるアルカリ処理とうによって、非晶質炭素等の不純物を除去し、精製され純度の高いものを使用する。   As the CNT, for example, those produced by arc discharge, laser ablation, chemical vapor deposition (CVD) method or the like are used. These CNTs are purified by removing impurities such as amorphous carbon by high-temperature heat treatment, acid treatment with sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, hydrogen peroxide, etc., alkali treatment with sodium hydroxide, etc. Use a higher one.

CNTとしては、単層構造のシングルウォールカーボンナノチューブ(SWCNT)、二層構造のダブルウォールカーボンナノチューブ(DWCNT)、多層構造のマルチウォールカーボンナノチューブ(MWCNT)等が用いられる。CNT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。   As the CNT, a single-walled single-wall carbon nanotube (SWCNT), a double-walled double-walled carbon nanotube (DWCNT), a multi-walled multi-walled carbon nanotube (MWCNT), or the like is used. The length of CNT is not particularly limited, but in order to obtain good dispersibility, for example, a length of about 1 μm or less is desirable.

界面活性剤としては、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。   As the surfactant, an anionic (anionic) surfactant, a cationic (cationic) surfactant, an amphoteric surfactant, a nonionic surfactant, or the like can be used.

陰イオン界面活性剤として、C817SO3 -Na+、C1021SO3 -Na+、C1225SO3 -Na+、C1429SO3 -Na+、C1633SO3 -Na+、C817SO4 -Na+、C1021SO4 -Na+、C1123SO4 -Na+、C1225SO4 -Na+、C1225SO4 -Li+、C1225SO4 -+、(C1225SO4 -2Ca2 +、C1225SO4 -N(CH34 +、C1225SO4 -N(C254 +、C1225SO4 -N(C494 +、C1327SO4 -Na+、C1429SO4 -Na+、C1531SO4 -Na+、C1633SO4 -Na+、C1225CH(SO4 -Na+)C37、C1021CH(SO4 -Na+)C511、C1327CH(CH3)CH2SO4 -Na+、C1225CH(C25)CH2SO4 -Na+、C1123CH(C37)CH2SO4 -Na+、C1021CH(C49)CH2SO4 -Na+、C1225OC24SO4 -Na+、C1225(OC242SO4 -Na+、C1225(OC244SO4 -Na+、C817OOC(CH22SO3 -Na+、C1021OOC(CH22SO3 -Na+、C1225OOC(CH22SO3 -Na+、C1429OOC(CH22SO3 -Na+、p-n-C81764SO3 -Na+、p-n-C102164SO3 -Na+、p-n-C122564SO3 -Na+、C715COO-+、C715COO-Na+、(CF32CF(CF24COO-Na+、n-C817SO3 -Li+等を用いることができる。 As an anionic surfactant, C 8 H 17 SO 3 - Na + , C 10 H 21 SO 3 - Na + , C 12 H 25 SO 3 - Na + , C 14 H 29 SO 3 - Na + , C 16 H 33 SO 3 - Na + , C 8 H 17 SO 4 - Na + , C 10 H 21 SO 4 - Na + , C 11 H 23 SO 4 - Na + , C 12 H 25 SO 4 - Na + , C 12 H 25 SO 4 - Li +, C 12 H 25 SO 4 - K +, (C 12 H 25 SO 4 -) 2 Ca 2 +, C 12 H 25 SO 4 - N (CH 3) 4 +, C 12 H 25 SO 4 - N (C 2 H 5) 4 +, C 12 H 25 SO 4 - N (C 4 H 9) 4 +, C 13 H 27 SO 4 - Na +, C 14 H 29 SO 4 - Na +, C 15 H 31 SO 4 - Na +, C 16 H 33 SO 4 - Na +, C 12 H 25 CH (SO 4 - Na +) C 3 H 7, C 10 H 21 CH (SO 4 - Na +) C 5 H 11, C 13 H 27 CH (CH 3) CH 2 SO 4 - Na +, C 12 H 25 CH (C 2 H 5) CH 2 SO 4 - Na +, C 11 H 23 CH (C 3 H 7) CH 2 SO 4 - Na +, C 10 H 21 CH (C 4 H 9) CH 2 SO 4 - Na + , C 12 H 25 OC 2 H 4 SO 4 - Na + , C 12 H 25 (OC 2 H 4 ) 2 SO 4 - Na + , C 12 H 25 (OC 2 H 4 ) 4 SO 4 - Na + , C 8 H 17 OOC (CH 2) 2 SO 3 - Na +, C 10 H 21 OOC (CH 2) 2 SO 3 - Na +, C 12 H 25 OOC (CH 2) 2 SO 3 - Na +, C 14 H 29 OOC (CH 2) 2 SO 3 - Na +, p-n-C 8 H 17 C 6 H 4 SO 3 - Na +, p-n-C 10 H 21 C 6 H 4 SO 3 - Na + , p-n-C 12 H 25 C 6 H 4 SO 3 - Na +, C 7 F 15 COO - K +, C 7 F 15 COO - Na +, (CF 3) 2 CF (CF 2) 4 COO - Na +, n-C 8 F 17 SO 3 - Li + , or the like can be used. .

陽イオン界面活性剤として、C817N(CH33 +Br-、C1021N(CH33 +Br-、C1225N(CH33 +Br-、C1429N(CH33 +Br-、C1633N(CH33 +Br-、C1225Pyr+Br-、C1225Pyr+Cl-、C1225Pyr+Cl-、C1633Pyr+Cl-、C1225+(C25)(CH32Br-、C1225+(C817)(CH32Br-、C1429+(C253Br-、C1429+(C493Br-等を用いることができる。 As cationic surfactants, C 8 H 17 N (CH 3 ) 3 + Br , C 10 H 21 N (CH 3 ) 3 + Br , C 12 H 25 N (CH 3 ) 3 + Br , C 14 H 29 N (CH 3 ) 3 + Br , C 16 H 33 N (CH 3 ) 3 + Br , C 12 H 25 Pyr + Br , C 12 H 25 Pyr + Cl , C 12 H 25 Pyr + Cl , C 16 H 33 Pyr + Cl , C 12 H 25 N + (C 2 H 5 ) (CH 3 ) 2 Br , C 12 H 25 N + (C 8 H 17 ) (CH 3 ) 2 Br , C 14 H 29 N + (C 2 H 5 ) 3 Br , C 14 H 29 N + (C 4 H 9 ) 3 Br − and the like can be used.

両性界面活性剤として、C817+(CH32CH2COO-、C1021+(CH32CH2COO-、C1225+(CH32CH2COO-、C1429N+(CH32CH2COO-、C1633+(CH32CH2COO-、C1021CH(Pyr+)COO-、C1429CH(Pyr+)COO-等を用いることができる。 As amphoteric surfactants, C 8 H 17 N + (CH 3 ) 2 CH 2 COO , C 10 H 21 N + (CH 3 ) 2 CH 2 COO , C 12 H 25 N + (CH 3 ) 2 CH 2 COO , C 14 H 29 N + (CH 3 ) 2 CH 2 COO , C 16 H 33 N + (CH 3 ) 2 CH 2 COO , C 10 H 21 CH (Pyr + ) COO , C 14 H 29 CH (Pyr + ) COO or the like can be used.

非イオン界面活性剤として、C817CHOHCH2OH、C1225CHOHCH2CH2OH、C817(OC243OH、C1021(OC244OH、C1123(OC248OH、C1225(OC242OH、C1225(OC244OH、C1225(OC246OH、C1225(OC248OH、C1327(OC248OH、C1429(OC248OH、C1531(OC248OH、p-t-C81764O(C24O)2H、p-t-C81764O(C24O)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。 As nonionic surfactants, C 8 H 17 CHOHCH 2 OH, C 12 H 25 CHOHCH 2 CH 2 OH, C 8 H 17 (OC 2 H 4 ) 3 OH, C 10 H 21 (OC 2 H 4 ) 4 OH , C 11 H 23 (OC 2 H 4) 8 OH, C 12 H 25 (OC 2 H 4) 2 OH, C 12 H 25 (OC 2 H 4) 4 OH, C 12 H 25 (OC 2 H 4) 6 OH, C 12 H 25 (OC 2 H 4 ) 8 OH, C 13 H 27 (OC 2 H 4 ) 8 OH, C 14 H 29 (OC 2 H 4 ) 8 OH, C 15 H 31 (OC 2 H 4) 8 OH, p-t -C 8 H 17 C 6 H 4 O (C 2 H 4 O) 2 H, p-t-C 8 H 17 C 6 H 4 O (C 2 H 4 O) 8 H N-octyl-β-D-glucoside, n-decyl-β-D-glucoside, and the like can be used.

上記の界面活性剤のうち、陰イオン界面活性剤であるCH3(CH210CH2SO4 -Na+(硫酸ドデシルナトリウム(SDS:Sodium dodecyl sulfate))を使用することが、CNT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く、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。 Among the above surfactants, an anionic surfactant CH 3 (CH 2) 10 CH 2 SO 4 - Na + ( sodium dodecyl sulfate (SDS: Sodium dodecyl sulfate)) be used, dispersion of the CNT However, the present invention is not limited to this, and two or more kinds of the above surfactants can be mixed and used.

CNT分散液の溶媒としては、酸性溶媒、アルカリ性溶媒、中性溶媒、これらの混合溶液の何れを用いてもよいが、界面活性剤の活性効果を高めるために水を使用するのが好適である。   As a solvent for the CNT dispersion liquid, any of an acidic solvent, an alkaline solvent, a neutral solvent, and a mixed solution thereof may be used, but it is preferable to use water in order to enhance the activity effect of the surfactant. .

CNT分散液は、界面活性剤やCNTの種類により配合比を変えて調製され、例えば、溶媒に対して界面活性剤が0.01〜20重量%、CNTが0.001〜1重量%になるようにするのが好ましい。   The CNT dispersion is prepared by changing the blending ratio depending on the surfactant and the type of CNT. For example, the surfactant is 0.01 to 20% by weight and the CNT is 0.001 to 1% by weight with respect to the solvent. It is preferable to do so.

CNT、界面活性剤、溶媒の混合物を、超音波、ボールミル、ビーズミル、攪拌機等を用いて撹拌することにより、CNTが均一に分散されたCNT分散液とすることができる。なお、必要に応じて、例えば、水に対して0.0001〜0.1重量%の4−ブロモベンゼン−ジアゾニウム−テトラフルオロホウ酸塩(4-bromobenzene-diazonium-tetrafluoroborate)を加えて、CNTに化学修飾等の処理を施してもよい。   By stirring the mixture of CNT, surfactant, and solvent using an ultrasonic wave, a ball mill, a bead mill, a stirrer, or the like, a CNT dispersion liquid in which CNTs are uniformly dispersed can be obtained. In addition, if necessary, for example, 0.0001 to 0.1% by weight of 4-bromobenzene-diazonium-tetrafluoroborate is added to water and added to CNT. Treatment such as chemical modification may be performed.

CNT薄膜が形成される基板の種類に制限はなく、導電性基板、電気絶縁性基板、これら基板面に金属膜、電機絶性膜が形成されたもの等の何れでもよく、また、基板の表面が平面状に限定されることなく、凹凸を有する曲面状であってもよく、目的に応じて適宜選択される。酸化膜等の親水性を有する層が表面に形成された基板ではその親水性を有する層上に、CNT薄膜が安定して形成されやすいので、例えば、表面にSiO2膜を形成したシリコン基板、ガラス基板等は、CNT薄膜を形成する基板として好適である。
が用いられる。
There is no limitation on the type of substrate on which the CNT thin film is formed, and any of conductive substrates, electrically insulating substrates, and those on which a metal film or an electro-insulating film is formed on the substrate surface can be used. Is not limited to a planar shape, and may be a curved surface having irregularities, and is appropriately selected according to the purpose. In a substrate having a hydrophilic layer such as an oxide film formed on the surface, a CNT thin film is easily formed stably on the hydrophilic layer. For example, a silicon substrate having a SiO 2 film formed on the surface, A glass substrate or the like is suitable as a substrate for forming a CNT thin film.
Is used.

基板はガラス基板のようにリジッドである必要はなく、各種のポリマ基板(高分子基板)を用いることができ、例えば、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(PAN)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステルフィルムをはじめとして、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリイミド(PI)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート(PAR)、ポリスルフォン(PS)等の透明性を有する基板を使用することができる。   The substrate need not be rigid like a glass substrate, and various polymer substrates (polymer substrates) can be used. For example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PAN), polyethylene naphthalate (PEN) Polyester film such as polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyethersulfone (PES), polyimide (PI), polycarbonate (PC), polyarylate (PAR), poly A transparent substrate such as sulfone (PS) can be used.

本発明によるCNT薄膜は、例えば、太陽電池、光電変換装置、発光装置、表示装置、FET、化学センサー等の電子装置に使用することができ、具体的には、例えば、光電変換層、FETのチャネル材料、透明電極、透明配線材料として使用することができる。   The CNT thin film according to the present invention can be used in electronic devices such as solar cells, photoelectric conversion devices, light-emitting devices, display devices, FETs, chemical sensors, and the like. Specifically, for example, photoelectric conversion layers, FETs It can be used as a channel material, a transparent electrode, and a transparent wiring material.

なお、1次元ナノ材料が界面活性剤を含む溶媒に分散可能であり、1次元ナノ材料を含む膜からなる気泡を形成することができれば、どのような種類の1次元ナノ材料であってもよい。CNTに代表される炭素系一次元ナノ材料のほか、その他の各種の一次元ナノ材料、分子性ナノワイヤ等のほか、フラーレン等の他の炭素系材料やその他の各種の材料であってよい。   Any kind of one-dimensional nanomaterial may be used as long as the one-dimensional nanomaterial can be dispersed in a solvent containing a surfactant and can form bubbles composed of a film containing the one-dimensional nanomaterial. . In addition to carbon-based one-dimensional nanomaterials typified by CNTs, other various one-dimensional nanomaterials, molecular nanowires, and other carbon-based materials such as fullerene and other various materials may be used.

本発明による薄膜の製造方法では、簡便な方法によって1次元ナノ材料を内包する気泡膜を任意の基板上に積層することによって、導電性を有し透明性に優れた単層薄膜、或いは、積層の繰り返しによって光透過率及び導電率が制御された積層膜を、室温大気中で非常に簡単な装置を用いて得ることができ、製造過程において、1次元ナノ材料の劣化を生じることがない。   In the method for producing a thin film according to the present invention, by laminating a bubble film containing a one-dimensional nanomaterial on an arbitrary substrate by a simple method, a single-layer thin film having excellent conductivity and transparency, or a laminated film The laminated film in which the light transmittance and the conductivity are controlled by repeating the above can be obtained using a very simple apparatus in the room temperature atmosphere, and the one-dimensional nanomaterial is not deteriorated in the manufacturing process.

図2は、本発明の実施の形態における、カーボンナノチューブ(CNT)薄膜の導電特性と電子回路への応用を説明する図であり、図2(A)はCNT配向膜の導電特性を説明する模式図、図2(B)はCNT薄膜を用いたバックゲート型効果トランジスタの概略を説明する断面図である。   FIG. 2 is a diagram for explaining the conductive characteristics of a carbon nanotube (CNT) thin film and its application to an electronic circuit in the embodiment of the present invention, and FIG. 2 (A) is a schematic diagram for explaining the conductive characteristics of a CNT alignment film. FIG. 2 and FIG. 2B are cross-sectional views for explaining the outline of a back gate type effect transistor using a CNT thin film.

図2(A)は、CNT32が連接して2次元に密着して基板31上に配列する場合、CNT32の高密度配向膜の軸方向における導電特性の見積りを説明する図であり、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の構成の金属比率、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、また、CNT配向膜の透過率は膜厚さとCNTの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の壁面間の接触間抵抗34を50,000Ω、CNT32の先端部間の接触間抵抗35を50,000Ω(その他要因は省略する。)等とする時、2分子層のCNT薄膜の波長550nmにおける透過率は96%、電極30a、30bの間の抵抗値は約140Ωとなる。   FIG. 2A is a diagram for explaining an estimation of the conductive characteristics in the axial direction of the high-density alignment film of CNT 32 when the CNTs 32 are connected in two dimensions and arranged on the substrate 31. Resistance values in the length direction per CNT (line resistance), contact resistance between CNTs, length per CNT, metal ratio of CNT components, length and width of CNT alignment film, etc. The transmittance of the CNT alignment film can be estimated from the film thickness and the absorption coefficient of the CNT. For example, the axial line resistance 33 of the CNT 32 is 2,400 Ω / μm, When the inter-contact resistance 34 between the wall surfaces of the CNT 32 is 50,000 Ω, the inter-contact resistance 35 between the tip portions of the CNT 32 is 50,000 Ω (other factors are omitted), etc., the wavelength of the bimolecular CNT thin film is 550 nm. 96% is definitive transmittance, the resistance value between the electrodes 30a, 30b is about 140Omu.

図2(B)は、CNT薄膜を用いたバックゲート型効果トランジスタ(FET)の概略構成を示し、FETでは、基板(PET)46、例えば、基板46面にゲート電極45が積層され、ゲート電極45に、例えば、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絶縁物層44が積層され、絶縁物層44に、例えば、有機半導体層又は無機半導体層によるソースドレインチャンネル43が積層され、ソースドレインチャンネル43に、ソース電極41及びドレイン電極42が積層されている。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、ソースドレインチャンネル43、ソース電極41、ドレイン電極42を透明層によって形成すると、光学的に透明なFETを実現することができる。   FIG. 2B shows a schematic configuration of a back gate type effect transistor (FET) using a CNT thin film. In the FET, a gate electrode 45 is laminated on a substrate (PET) 46, for example, the surface of the substrate 46. 45, for example, an insulator layer 44 made of, for example, PMMA (polymethyl methacrylate) or polyimide varnish is laminated, and a source / drain channel 43 made of, for example, an organic semiconductor layer or an inorganic semiconductor layer is laminated on the insulator layer 44. A source electrode 41 and a drain electrode 42 are stacked on the drain channel 43. In such a configuration, when the substrate 46, the gate electrode 45, the insulator layer 44, the source / drain channel 43, the source electrode 41, and the drain electrode 42 are formed of a transparent layer, an optically transparent FET can be realized.

上述したFETにおけるゲート電極45、ソース電極41、ドレイン電極42として、金属CNTを用いて本発明の方法によって、CNT透明導電膜を上述したマスキング法によって形成することができる。また、ソースドレインチャンネル43として、半導体CNTを用いて本発明の方法によって、CNT透明膜を上述したマスキング法によって形成することができる。   As the gate electrode 45, the source electrode 41, and the drain electrode 42 in the FET described above, a CNT transparent conductive film can be formed by the above-described masking method using metal CNTs by the method of the present invention. Further, as the source / drain channel 43, a CNT transparent film can be formed by the above-described masking method using a semiconductor CNT by the method of the present invention.

以上、CNT薄膜を用いたFETとして、バックゲート型効果トランジスタを例にとって説明したが、周知のトップゲート型の構成とすることもできることは言うまでもない。 図3は、本発明の実施の形態における、透明導電膜を使用したタッチパネルを説明する図であり、図3(A)は断面図、図3(B)は透明電導膜の平面図を示す図である。   As described above, the back gate type effect transistor has been described as an example of the FET using the CNT thin film. However, it is needless to say that a well-known top gate type structure can be used. 3A and 3B are diagrams illustrating a touch panel using a transparent conductive film according to an embodiment of the present invention. FIG. 3A is a cross-sectional view, and FIG. 3B is a plan view of the transparent conductive film. It is.

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では、電極を構成する膜の抵抗の均一性が要求される。   Usually, the touch panel is placed over an LCD (Liquid Crystal Display) or CRT (Cathode Ray Tube), so that a transmittance of 80% or more is required in the visible light region. The uniformity of the resistance of the film constituting the film is required.

図3(A)の(A1)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から構成され、上部基板2aと下部基板2bは、僅かな隙間(空間)5を保ち両電極を対向させて電気絶縁層4を介して接合されている。   As shown in FIG. 3A (A1), the transparent touch panel includes a deformable PET substrate (upper substrate) 2a having a transparent conductive film 1a formed as an upper electrode, and an electrically insulating dot spacer 3 on the surface. A transparent conductive film 1b formed with a glass substrate (lower substrate) 2b formed as a lower electrode, and the upper substrate 2a and the lower substrate 2b maintain a slight gap (space) 5 so that both electrodes face each other. They are joined via the electrical insulating layer 4.

上部基板2aと下部基板2bとの間隔5は、例えば、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、上部電極と下部電極が常時接触してON状態となることを防止し、パネルに表示される画像に影響を与えないように、例えば、5μm〜50μm程度である。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によって両電極は接触していないために電流は流れない。なお、下部電極はITO(インジウム酸化錫)膜によって形成されてもよい。   The distance 5 between the upper substrate 2a and the lower substrate 2b is, for example, 100 μm to 300 μm. With respect to this distance 5, the height of the dot spacer 3 is such that the upper electrode and the lower electrode are always in contact with each other to be in the ON state. Is, for example, about 5 μm to 50 μm so as not to affect the image displayed on the panel. In a state where both electrodes are not touched, no current flows because both electrodes are not in contact by the minute dot spacer 3. The lower electrode may be formed of an ITO (indium tin oxide) film.

図3(A)の(A2)に示すように、指又は専用ペンでPET基板2a側に触れ押圧するとPET基板2aのタッチされた部分が変形たわみ、透明導電膜1a、1b同士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。   As shown in (A2) of FIG. 3A, when the PET substrate 2a side is touched and pressed with a finger or a dedicated pen, the touched portion of the PET substrate 2a is deformed, and the transparent conductive films 1a and 1b come into contact with each other. Electricity flows and a switch action occurs and the input is detected.

図3(B)の(B1)〜(B4)に示すように、上部電極、下部電極をそれぞれ構成する透明電導膜1a、1bは、連続した平面状の透明電導膜、2次元マトリクス上に配置された不連続な微小電極からなる透明電導膜とすることができる。   As shown in (B1) to (B4) of FIG. 3B, the transparent conductive films 1a and 1b constituting the upper electrode and the lower electrode are arranged on a continuous planar transparent conductive film and a two-dimensional matrix. It can be set as the transparent conductive film which consists of the made discontinuous microelectrode.

図3(B)の(B1)、(B3)、(B4)に示す例では、押圧によりPET基板2aが変形して生じた上部電極、下部電極の接触点(上部電極と下部電極が閉回路を形成する上記の微小電極の位置)、即ち、押圧された位置(座標)を、微小電極が接続された読み取り回路で検出する。   In the example shown in (B1), (B3), and (B4) of FIG. 3 (B), the contact points of the upper electrode and the lower electrode generated by the deformation of the PET substrate 2a by pressing (the upper electrode and the lower electrode are closed circuit). The position of the above-mentioned microelectrodes forming the above, that is, the pressed position (coordinates) is detected by a reading circuit to which the microelectrodes are connected.

図3(B)の(B2)に示す例は、アナログ方式の抵抗膜式タッチパネルであり、上部電極、下部電極をそれぞれ構成する透明電導膜1a、1bの抵抗による分圧比を測定することによって押圧された位置(座標)を検出する。   The example shown in (B2) of FIG. 3 (B) is an analog resistive touch panel, which is pressed by measuring the voltage dividing ratio by the resistance of the transparent conductive films 1a and 1b constituting the upper electrode and the lower electrode, respectively. The detected position (coordinates) is detected.

図3に図示しないが、図3(B)の(B4)に示す例において、横方向に1行に並ぶ微小電極1aを各行毎に連接させた細い短冊状電極とし、横方向に1列に並ぶ微小電極1bを列毎に連接させた細い短冊状電極とし、上部電極、下部電極を構成する短冊状電極を互いに直交するように配置し、上部電極、下部電極の短冊状電極を読み取り回路に接続させたマトリクス構造とすることもでき、押圧によって生じる上部、下部電極の接触点(上部電極と下部電極の短冊状電極が接触し閉回路を形成する位置)を、読み取り回路で検出する構成とすることもできる。   Although not shown in FIG. 3, in the example shown in (B4) of FIG. 3B, the fine electrodes 1a arranged in one row in the horizontal direction are formed as thin strip electrodes connected in each row, and arranged in one column in the horizontal direction. The aligned microelectrodes 1b are formed as thin strip electrodes connected to each other, and the strip electrodes constituting the upper electrode and the lower electrode are arranged so as to be orthogonal to each other, and the strip electrodes of the upper electrode and the lower electrode are used as a reading circuit. It is also possible to have a connected matrix structure, and the contact point of the upper and lower electrodes (position where the upper electrode and the lower electrode strip electrode contact to form a closed circuit) generated by pressing is detected by the reading circuit. You can also

なお、上記の微小電極、短冊状電極は、1つの透明電導膜をエッチングすることによって形成することができる。   Note that the microelectrodes and strip electrodes can be formed by etching one transparent conductive film.

本発明の導電透明膜は、透明電極が形成された透明基板の間に挟まれた液晶に電圧を印加して、液晶分子の配向によって生じる光透過率の変化を利用する液晶表示装置(LCD、図示せず。)における透明電極として使用することもできる。   The conductive transparent film of the present invention applies a voltage to a liquid crystal sandwiched between transparent substrates on which transparent electrodes are formed, and utilizes a change in light transmittance caused by the orientation of liquid crystal molecules (LCD, It can also be used as a transparent electrode in (not shown).

また、本発明の透明電導膜は、図示しないエレクトロクロミック装置における透明電極として使用することができる。エレクトロクロミック装置は、有機又は無機化合物からなるエレクトロクロミック化合物が担持された透明電極とこれに対向する電極との間に電圧を印加することによって生じる、エレクトロクロミック化合物の電気化学的な酸化還元反応に伴う吸収スペクトルの変化(エレクトロクロミック現象)を利用するものであり、表示装置等に適用される。   The transparent conductive film of the present invention can be used as a transparent electrode in an electrochromic device (not shown). An electrochromic device is an electrochemical redox reaction of an electrochromic compound, which occurs when a voltage is applied between a transparent electrode carrying an electrochromic compound made of an organic or inorganic compound and an electrode facing the transparent electrode. It utilizes the accompanying change in absorption spectrum (electrochromic phenomenon) and is applied to a display device or the like.

また、本発明の透明電導膜は、図示しないエレクトロルミネッセンス装置における透明電極として使用することができる。エレクトロルミネッセンス装置は、2つの電極の間に、硫化亜鉛等の無機物又はジアミン類等の有機物からなる発光体が配置され、2つの電極の間に電圧を印加することによって発生する発光を利用するものであり、表示装置、照明装置等に適用される。   The transparent conductive film of the present invention can be used as a transparent electrode in an electroluminescence device (not shown). An electroluminescent device uses a light emission generated by applying a voltage between two electrodes, in which a light emitter made of an inorganic material such as zinc sulfide or an organic material such as diamine is disposed between two electrodes. And is applied to display devices, lighting devices, and the like.

更に、本発明の透明電導膜は、図示しない太陽電池における透明電極として使用することができ、2枚の透明電極の間に微量の色素を吸着させた二酸化チタン層と電解質を挟み込んだ単純な構造を有する色素増感太陽電池における、光が入射される側の電極(アノード電極)を形成する透明電導膜として使用することができる。
本発明による薄膜は、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、タッチパネル、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、太陽電池等に好適に使用することができる。
Furthermore, the transparent conductive film of the present invention can be used as a transparent electrode in a solar cell (not shown), and has a simple structure in which a titanium dioxide layer adsorbing a trace amount of pigment and an electrolyte are sandwiched between two transparent electrodes. In the dye-sensitized solar cell having the above, it can be used as a transparent conductive film for forming an electrode (anode electrode) on the light incident side.
The thin film according to the present invention has low surface resistance, high light transmittance, and excellent electrical and optical characteristics, and can be suitably used for touch panels, electroluminescence devices, electrochromic devices, solar cells, and the like. .

実施例
以下、実施例について説明する。SDS(Sodium Dodecyl Sulfate)水溶液中にCNT(単層CNT、SWNT)を添加し、超音波式ホモジナイザーを用いて、出力50Wの条件下で、10分間ホモジナイズ処理を行って分散液を調製し、上述した方法によってCNT透明導電膜を作成した。なお、SWNTはアーク放電により作製された市販品(Carbon solutions inc.、製品型番P3−SWNT)をホモジナイズして使用した。
Examples Hereinafter, examples will be described. CNT (single-walled CNT, SWNT) is added to an aqueous solution of SDS (Sodium Dodecyl Sulfate), and an ultrasonic homogenizer is used to perform a homogenization treatment for 10 minutes under the condition of an output of 50 W to prepare a dispersion. A CNT transparent conductive film was prepared by the method described above. In addition, SWNT used the commercial item (Carbon solutions inc., Product model number P3-SWNT) produced by arc discharge, homogenizing.

図4は、本発明の実施例における、カーボンナノチューブ薄膜のSEM像の例を示す図であり、図4(A)は2,500倍、図4(B)は7,000倍、図4(C)は25,000倍、図4(D)は30,000倍である。   FIG. 4 is a diagram showing an example of an SEM image of a carbon nanotube thin film in an example of the present invention. FIG. 4 (A) is 2,500 times, FIG. 4 (B) is 7,000 times, and FIG. C) is 25,000 times, and FIG. 4D is 30,000 times.

図4は、基板としてSiウェハを用いてこの面に、SDSの1%水溶液中に0.1g/mLのCNTを添加し分散液を調製し、上述した方法によって1回の積層により形成されたCNT透明導電膜のSEM像を示すが、略一の方向に沿って配向しているCNTが観察される。なお、CNT透明導電膜の厚さはSDSを含めて0〜10nm、表面抵抗は1MΩ/□であった。   In FIG. 4, a Si wafer was used as a substrate, and a dispersion was prepared by adding 0.1 g / mL of CNTs in a 1% aqueous solution of SDS, and formed by one-time lamination by the method described above. An SEM image of the CNT transparent conductive film is shown, and CNTs oriented along substantially one direction are observed. The CNT transparent conductive film had a thickness of 0 to 10 nm including SDS and a surface resistance of 1 MΩ / □.

図5は、本発明の実施例における、カーボンナノチューブ薄膜のAFM像の例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing an example of an AFM image of the carbon nanotube thin film in the example of the present invention.

図5(A)、図5(B)に示す左側図は、基板としてSiウェハを用いてこの面に、SDSの5%水溶液中に0.5g/mLのCNTを添加し分散液を調製し、上述した方法によって1回の積層により形成されたCNT透明導電膜のSEM像を示すが、図4と同じように、略一の方向に沿って配向しているCNTが観察される。図5(A)、図5(B)に示す細長い中央図の上下方向の位置は、図5(A)、図5(B)に示す左側図における高さ(即ち、左側図の紙面に垂直な方向の高さであり、左側図ではより白い程高く、より黒いほど低いことを示している。)の情報をグレイスケールバーによって示しており、中央図の最上部が最も高く、最下部が最も低いことを示している。左側図におけるより白っぽい部分はより高い場所を示しこの場所は中央図のより上方の位置で示され、左側図におけるより黒っぽい部分はより低い場所を示しこの場所は中央図のより下方の位置で示され、中央図の最上部の白部が左側図の最も高い場所、最下部の黒部が左側図の最も低い場所をそれぞれ示している。図5(A)、図5(B)に示す右側図のヒストグラムは、左側図における各濃度(即ち、高さ)の占める面積を相対的に示したものである。左側図をカラー表示する場合には、中央図のグレイスケールバーをカラースケールバーに置き換え、白色を赤色、黒色を青色に置き換えると、より分かり易くなる。グレイスケールバー又はカラースケールバーの特定の色によって、左側図に示される物質が外部に露出する割合を容易に知ることができる。なお、図5に示すCNT透明導電膜の厚さはSDSを含めて0〜50nm、表面抵抗は500kΩ/□であった。   5A and 5B show a left side view using a Si wafer as a substrate, and adding 0.5 g / mL CNTs in a 5% aqueous solution of SDS to this surface to prepare a dispersion. The SEM image of the CNT transparent conductive film formed by one-time lamination by the above-described method is shown. As in FIG. 4, CNTs aligned in substantially one direction are observed. The vertical position of the elongated central view shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B) is the height in the left view shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B) (that is, perpendicular to the paper surface of the left view). The information on the left is shown by a gray scale bar, with the top of the center figure being the highest and the bottom being the bottom. It shows the lowest. The whitish part in the left view shows a higher place, this place is shown at a higher position in the central figure, and the darker part in the left figure shows a lower place, which is shown in a lower position in the central figure. The upper white portion of the central view shows the highest place in the left view, and the lower black portion shows the lowest place in the left view. The histograms on the right side shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B) relatively indicate the area occupied by each density (ie, height) in the left side. When displaying the left figure in color, replacing the gray scale bar in the center figure with a color scale bar, replacing white with red and black with blue makes it easier to understand. By the specific color of the gray scale bar or the color scale bar, it is possible to easily know the rate at which the substance shown in the left figure is exposed to the outside. The thickness of the CNT transparent conductive film shown in FIG. 5 was 0 to 50 nm including SDS, and the surface resistance was 500 kΩ / □.

図6は、本発明の実施例における、水洗後におけるカーボンナノチューブ薄膜のAFM像の例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing an example of an AFM image of the carbon nanotube thin film after washing with water in the example of the present invention.

図6(A)、図6(B)に示す左側図は、図5に示す例と同様にして作製されたCNT透明導電膜を、基板ごと純水に3分間浸漬した後に温風乾燥させたCNT透明導電膜のAFM像である。非直線状のものがCNTであり、粒子上のものはCNT透明導電膜に残存する界面活性剤である。図6(A)、図6(B)に示す中央図及び右側図はそれぞれ、図5(A)、図5(B)に示す中央図及び右側図と同じ内容を示している。なお、CNT透明導電膜の厚さは0〜5nm、表面抵抗は1kΩ/□であった。   6A and 6B, the left side view shown in FIG. 6B was obtained by immersing the CNT transparent conductive film produced in the same manner as the example shown in FIG. It is an AFM image of a CNT transparent conductive film. Non-linear ones are CNTs, and those on the particles are surfactants remaining in the CNT transparent conductive film. The central view and the right side view shown in FIGS. 6A and 6B show the same contents as the central view and the right side view shown in FIGS. 5A and 5B, respectively. The CNT transparent conductive film had a thickness of 0 to 5 nm and a surface resistance of 1 kΩ / □.

図7は、本発明の実施例における、カーボンナノチューブ薄膜の光学顕微鏡像の例を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing an example of an optical microscope image of a carbon nanotube thin film in an example of the present invention.

図7は,金がリソグラフィによりパターニンされた酸化シリコン(SiO2)基板上に形成されたカーボンナノチューブ薄膜の光学顕微鏡像(倍率は100倍)、図7(B)は酸化シリコン基板上に形成されたカーボンナノチューブ薄膜の光学顕微鏡像(倍率は50倍)を示す図である。 FIG. 7 is an optical microscopic image (magnification is 100 times) of a carbon nanotube thin film formed on a silicon oxide (SiO 2 ) substrate in which gold is patterned by lithography, and FIG. 7B is formed on the silicon oxide substrate. It is a figure which shows the optical microscope image (magnification is 50 times) of the carbon nanotube thin film.

図7(A)は、シリコン基板の面に、SDSの1%水溶液中に0.2mg/mLのCNTを添加し分散液を調製し、上述した方法によって1回の積層により形成されたCNT透明導電膜のSEM像を示す。なお、CNT透明導電膜の厚さは0〜20nm、表面抵抗(金を含む)は5Ω/□であった。   FIG. 7 (A) shows a case where 0.2 mg / mL CNT is added to a 1% aqueous solution of SDS on the surface of a silicon substrate to prepare a dispersion, and the CNT transparent layer formed by one-time lamination by the method described above. The SEM image of an electrically conductive film is shown. The CNT transparent conductive film had a thickness of 0 to 20 nm and a surface resistance (including gold) of 5Ω / □.

図7(B)は、酸化シリコン基板の面に、SDSの1%水溶液中に0.2mg/mLのCNTを添加し分散液を調製し、上述した方法によって1回の積層により形成されたCNT透明導電膜のSEM像を示す。基板の面上で、略1点を中心としてCNTが放射状に略直線方向で配向しているのが観察される。なお、CNT透明導電膜の厚さは0〜20nm、表面抵抗は1MΩ/□であった。   FIG. 7 (B) shows a case in which 0.2 mg / mL CNT was added to a 1% aqueous solution of SDS on the surface of a silicon oxide substrate to prepare a dispersion, and CNTs formed by one-time lamination by the method described above. The SEM image of a transparent conductive film is shown. On the surface of the substrate, it is observed that the CNTs are radially oriented in a substantially linear direction about one point. The CNT transparent conductive film had a thickness of 0 to 20 nm and a surface resistance of 1 MΩ / □.

図8は、本発明の実施例における、PET基板上に形成したカーボンナノチューブ薄膜の光学顕微鏡像(倍率は500倍)の例を示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing an example of an optical microscope image (magnification is 500 times) of a carbon nanotube thin film formed on a PET substrate in an example of the present invention.

図8(A)、図8(B)は、PET基板(厚さ250μm)の面に、SDSの1%水溶液中に0.2mg/mLのCNTを添加し分散液を調製し、上述した方法によって1回の積層により形成されたCNT透明導電膜のSEM像を示す。図7(B)に示す例と同様に、PET基板の面上で、略1点を中心としてCNTが放射状に略直線方向で配向しているのが観察される。なお、CNT透明導電膜の厚さは0〜20nm、表面抵抗は1MΩ/□であった。   8 (A) and 8 (B) show a method in which a dispersion is prepared by adding 0.2 mg / mL CNT in a 1% aqueous solution of SDS to the surface of a PET substrate (thickness 250 μm). Shows an SEM image of a CNT transparent conductive film formed by one-time lamination. Similar to the example shown in FIG. 7B, it is observed that the CNTs are radially oriented in a substantially linear direction about one point on the surface of the PET substrate. The CNT transparent conductive film had a thickness of 0 to 20 nm and a surface resistance of 1 MΩ / □.

図9は、本発明の実施例における、PET基板(厚さ250μm)に形成されたカーボンナノチューブ薄膜の吸収スペクトルの例を示す図であり、横軸は波長(nm)、縦軸は透過率を示す。なお、吸収スペクトルは、PET基板の吸収を含んでいる。   FIG. 9 is a diagram showing an example of an absorption spectrum of a carbon nanotube thin film formed on a PET substrate (thickness 250 μm) in an example of the present invention, where the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents transmittance. Show. The absorption spectrum includes the absorption of the PET substrate.

図9に示す最上方の曲線は、SDSの1%水溶液中に0.2mg/mLのCNTを添加し分散液を調製し、上述した方法によって1回の積層により形成されたCNT透明導電膜の吸収スペクトルの例を示し、CNT透明導電膜の厚さは約10nm、表面抵抗は900Ω/□であった。   The uppermost curve shown in FIG. 9 is obtained by adding a dispersion of 0.2 mg / mL of CNT in a 1% aqueous solution of SDS, and preparing a dispersion of the CNT transparent conductive film formed by one-time lamination by the method described above. An example of an absorption spectrum is shown. The thickness of the CNT transparent conductive film was about 10 nm, and the surface resistance was 900Ω / □.

図9に示す中央の曲線は、SDSの1%水溶液中に0.2mg/mLのCNTを添加し分散液を調製し、上述した方法によって1回の積層により形成されたCNT透明導電膜の吸収スペクトルの例を示示し、CNT透明導電膜の厚さは約10nm、表面抵抗は850Ω/□であった。   The central curve shown in FIG. 9 shows the absorption of the CNT transparent conductive film formed by one-time lamination by adding 0.2 mg / mL CNT in 1% aqueous solution of SDS to prepare a dispersion. The example of a spectrum is shown, The thickness of the CNT transparent conductive film was about 10 nm, and the surface resistance was 850 Ω / □.

図9に示す最下方の曲線は、SDSの1%水溶液中に0.2mg/mLのCNTを添加し分散液を調製し、上述した方法によって1回の積層により形成されたCNT透明導電膜の吸収スペクトルの例を示示し、CNT透明導電膜の厚さは約10nm、表面抵抗は850Ω/□であった。   The lowermost curve shown in FIG. 9 is obtained by adding a dispersion of 0.2 mg / mL CNTs in a 1% aqueous solution of SDS, and preparing a dispersion of the CNT transparent conductive film formed by one-time lamination by the method described above. An example of an absorption spectrum is shown. The thickness of the CNT transparent conductive film was about 10 nm, and the surface resistance was 850Ω / □.

図9に示すように、400nm以上の波長で透過率は85%以上であり、450nm以上の波長で透過率は87%以上でありフラットな吸収スペクトルを示す。   As shown in FIG. 9, the transmittance is 85% or more at a wavelength of 400 nm or more, and the transmittance is 87% or more at a wavelength of 450 nm or more, indicating a flat absorption spectrum.

図10は、本発明の実施例における、カーボンナノチューブ薄膜の吸光度とシート導電率の関係を示す図であり、横軸は吸光度、縦軸はシート導電率(S/sq)を示す。   FIG. 10 is a graph showing the relationship between the absorbance of the carbon nanotube thin film and the sheet conductivity in Examples of the present invention, where the horizontal axis represents the absorbance and the vertical axis represents the sheet conductivity (S / sq).

図11は、本発明の実施例における、カーボンナノチューブ薄膜の透過率と表面抵抗の関係を示す図であり、横軸は透過率(%)、縦軸は表面抵抗(Ω/sq)を示す。   FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the transmittance of the carbon nanotube thin film and the surface resistance in Examples of the present invention, where the horizontal axis represents the transmittance (%) and the vertical axis represents the surface resistance (Ω / sq).

なお、図10、図11は、SDSの1%水溶液中に0.2mg/mLのCNTを添加し分散液を調製し、上述した方法によって1回〜30回の積層によりPET基板に形成されたCNT透明導電膜に関して得られたデータであり、横軸に示す吸光度、透過率は、PET基板の寄与を含まない550nmにおける値である。   10 and FIG. 11, 0.2 mg / mL CNT was added to 1% aqueous solution of SDS to prepare a dispersion, and formed on a PET substrate by laminating 1 to 30 times by the method described above. This is data obtained with respect to the CNT transparent conductive film, and the absorbance and transmittance shown on the horizontal axis are values at 550 nm not including the contribution of the PET substrate.

図10に示すように、αを係数とすると広範囲で、吸光度(x)とシート導電率(y)の間に、シート導電率(y)=α×吸光度(x)の関係が成立しており、α=0.025である。αは、吸光度とシート導電率の関係を表わす係数であり、透明導電膜の膜質を評価する係数として用いることができる。ITO膜におけるこのαは約0.4であり、同じシート導電率を有るCNT透明導電膜とITO膜を比較すると、CNT透明導電膜の吸光度はITO膜の吸光度の約16倍であり、同じ吸光度を有るCNT透明導電膜とITO膜を比較すると、CNT透明導電膜のシート導電率はITO膜のシート導電率の約16分の1となる。   As shown in FIG. 10, when α is a coefficient, there is a wide range, and a relationship of sheet conductivity (y) = α × absorbance (x) is established between absorbance (x) and sheet conductivity (y). , Α = 0.025. α is a coefficient representing the relationship between absorbance and sheet conductivity, and can be used as a coefficient for evaluating the film quality of the transparent conductive film. This α in the ITO film is about 0.4. When comparing the CNT transparent conductive film and the ITO film having the same sheet conductivity, the absorbance of the CNT transparent conductive film is about 16 times the absorbance of the ITO film, and the same absorbance. When comparing the CNT transparent conductive film with ITO and the ITO film, the sheet conductivity of the CNT transparent conductive film is about 1/16 of the sheet conductivity of the ITO film.

図11に示すように、550nmにおける透過率が84%〜90%であり表面抵抗が約1kΩ/sqのCNT透明導電、550nmにおける透過率が90%〜98%であり表面抵抗が約(1〜10)kΩ/sqのCNT透明導電が実現されている。   As shown in FIG. 11, the CNT transparent conductivity having a transmittance at 550 nm of 84% to 90% and a surface resistance of about 1 kΩ / sq, and the transmittance at 550 nm of 90% to 98% and the surface resistance of about (1 to 1). 10) CNT transparent conductivity of kΩ / sq is realized.

図12は、PET基板上に形成したカーボンナノチューブ薄膜の写真図である。   FIG. 12 is a photograph of a carbon nanotube thin film formed on a PET substrate.

図12は、SDSの1%水溶液中に0.2mg/mLの濃度でCNTを添加し分散液を調製し、上述した方法によって、PET基板(4インチ径、厚さ250μm)の面に、30回の積層により形成されたCNT透明導電膜を示す。なお、CNT透明導電膜の厚さは約8nm、表面抵抗は890Ω/□であり、波長550nmの入射光に対する透過率は91%あった。   FIG. 12 shows a dispersion prepared by adding CNTs at a concentration of 0.2 mg / mL in a 1% aqueous solution of SDS. By the above-described method, a surface of a PET substrate (4 inch diameter, thickness 250 μm) was formed on 30 The CNT transparent conductive film formed by lamination | stacking of times is shown. The CNT transparent conductive film had a thickness of about 8 nm, a surface resistance of 890 Ω / □, and a transmittance of 91% for incident light having a wavelength of 550 nm.

以上説明したように、本発明によれば、1次元ナノ材料からなり、透明性、透過率に優れた透明導電膜を製造することができ、各種の電子装置の透明電極、配線に適用することができる。   As described above, according to the present invention, a transparent conductive film made of a one-dimensional nanomaterial and excellent in transparency and transmittance can be manufactured, and can be applied to transparent electrodes and wiring of various electronic devices. Can do.

以上、本発明を実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、基板の材質及び厚さ、界面活性剤の種類、材質、1次ナノ材料の種類、分散溶液中の界面活性剤及び1次ナノ材料の濃度等は、必要に応じて任意に適切に設定することができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various deformation | transformation based on the technical idea of this invention is possible. For example, the material and thickness of the substrate, the type of surfactant, the material, the type of primary nanomaterial, the concentration of the surfactant and primary nanomaterial in the dispersion solution, etc. are arbitrarily set appropriately as required. can do.

以上説明したように、本発明によれば、各種電子装置の透明電極、配線に適用することができる、1次元ナノ材料からなり透明性、透過率が良好な透明導電膜の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, there is provided a method for producing a transparent conductive film made of a one-dimensional nanomaterial and having good transparency and transmittance, which can be applied to transparent electrodes and wirings of various electronic devices. be able to.

本発明の実施の形態における、カーボンナノチューブ薄膜の形成方法を説明する図である。It is a figure explaining the formation method of a carbon nanotube thin film in an embodiment of the invention. 同上、カーボンナノチューブ薄膜の導電特性と電子回路への応用を説明する図である。It is a figure explaining the electroconductivity of a carbon nanotube thin film, and the application to an electronic circuit same as the above. 同上、透明導電膜を使用したタッチパネルを説明する図である。It is a figure explaining the touch panel which uses a transparent conductive film same as the above. 同上、カーボンナノチューブ薄膜のSEM像を示す図である。It is a figure which shows the SEM image of a carbon nanotube thin film same as the above. 同上、カーボンナノチューブ薄膜のAFM像を示す図である。It is a figure which shows the AFM image of a carbon nanotube thin film same as the above. 同上、水洗後におけるカーボンナノチューブ薄膜のAFM像を示す図である。It is a figure which shows the AFM image of the carbon nanotube thin film after water washing same as the above. 同上、カーボンナノチューブ薄膜の光学顕微鏡像を示す図である。It is a figure which shows the optical microscope image of a carbon nanotube thin film same as the above. 同上、PET基板上に形成したカーボンナノチューブ薄膜の光学顕微鏡像を示す図である。It is a figure which shows the optical microscope image of the carbon nanotube thin film formed on the PET board | substrate same as the above. 同上、カーボンナノチューブ薄膜の吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the absorption spectrum of a carbon nanotube thin film same as the above. 同上、カーボンナノチューブ薄膜の吸光度とシート導電率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the light absorbency of a carbon nanotube thin film, and sheet electrical conductivity same as the above. 同上、カーボンナノチューブ薄膜の透過率と表面抵抗の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the transmittance | permeability of a carbon nanotube thin film, and surface resistance same as the above. 同上、PET基板上に形成したカーボンナノチューブ薄膜の写真図である。It is a photograph figure of the carbon nanotube thin film formed on the PET board | substrate same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

1a、1b…透明電導膜、2a…PET基板、2b…ガラス基板、3ドットスペーサ、
4…絶縁層、5…空間、10…気泡、12…ノズル、14、46…基板、16…空気、
20…CNT薄膜、22、32…CNT、30a、30b…電極、31…基板、
33…CNTの線抵抗、34…CNT壁面間の抵抗、35…CNTの先端部間の抵抗、
41…ソース電極、42…ドレイン電極、43…ソースドレインチャンネル、
44…絶縁物層、45…ゲート電極
1a, 1b ... transparent conductive film, 2a ... PET substrate, 2b ... glass substrate, 3 dot spacer,
4 ... Insulating layer, 5 ... Space, 10 ... Bubble, 12 ... Nozzle, 14, 46 ... Substrate, 16 ... Air,
20 ... CNT thin film, 22, 32 ... CNT, 30a, 30b ... electrode, 31 ... substrate,
33 ... Line resistance of CNT, 34 ... Resistance between CNT wall surfaces, 35 ... Resistance between tips of CNT,
41 ... Source electrode, 42 ... Drain electrode, 43 ... Source / drain channel,
44 ... insulator layer, 45 ... gate electrode

Claims (19)

1次元ナノ材料を分散させた分散液を調製する第1工程と、
前記分散液の液滴をノズルの一端に付着させる第2工程と、
前記ノズルの他端から気体を流入させることによって、前記液滴を膨張させて前記1
次元ナノ材料を含む膜からなる気泡を前記ノズルの前記一端に形成させる第3工程と、
前記気泡の一部を基板の面に接触させ前記ノズルの他端から前記気体を流入して前記
気泡を膨張させて、前記基板と前記気泡の膜との接触面積を増大させる第4工程と、
前記気泡を破裂させる第5工程と、
前記基板上の前記膜を乾燥させ薄膜を形成する第6工程と
を有する、1次元ナノ材料からなる薄膜の製造方法。
A first step of preparing a dispersion in which a one-dimensional nanomaterial is dispersed;
A second step of attaching droplets of the dispersion to one end of the nozzle;
By injecting a gas from the other end of the nozzle, the droplet is expanded and the 1
A third step of forming a bubble made of a film containing a dimensional nanomaterial at the one end of the nozzle;
A fourth step of increasing a contact area between the substrate and the bubble film by bringing a part of the bubbles into contact with the surface of the substrate, allowing the gas to flow from the other end of the nozzle and expanding the bubbles;
A fifth step of rupturing the bubbles;
And a sixth step of forming the thin film by drying the film on the substrate.
前記1次元ナノ材料の一の配向方向を保持した形状で前記薄膜を前記基板と共に切り出す第7工程を有する、請求項1に記載の薄膜の製造方法。   The thin film manufacturing method according to claim 1, further comprising a seventh step of cutting the thin film together with the substrate in a shape that maintains one orientation direction of the one-dimensional nanomaterial. 前記第1工程において、界面活性剤を含む水溶液に前記1次元ナノ材料を分散させる、請求項1に記載の薄膜の製造方法。   The method for producing a thin film according to claim 1, wherein, in the first step, the one-dimensional nanomaterial is dispersed in an aqueous solution containing a surfactant. 前記第5工程に続いて、前記膜を水洗する工程を有する、請求項1に記載の薄膜の製造方法。   The manufacturing method of the thin film of Claim 1 which has the process of washing the said film with water following the said 5th process. 前記第1工程から前記第6工程を繰り返す、請求項1に記載の薄膜の製造方法。   The method for producing a thin film according to claim 1, wherein the sixth step is repeated from the first step. 前記1次元ナノ材料が前記基板の面に略平行に放射状に配向している、請求項1に記載の薄膜の製造方法。   The method for producing a thin film according to claim 1, wherein the one-dimensional nanomaterial is radially oriented substantially parallel to the surface of the substrate. 前記1次元ナノ材料が導電性である、請求項1に記載の薄膜の製造方法。   The method for producing a thin film according to claim 1, wherein the one-dimensional nanomaterial is conductive. 前記1次元ナノ材料がカーボンナノチューブである、請求項7に記載の薄膜の製造方法。   The method for producing a thin film according to claim 7, wherein the one-dimensional nanomaterial is a carbon nanotube. 前記薄膜の厚さが100nm以下である、請求項1に記載の薄膜の製造方法。   The manufacturing method of the thin film of Claim 1 whose thickness of the said thin film is 100 nm or less. 透過率が90%以上である、請求項1に記載の薄膜の製造方法。   The manufacturing method of the thin film of Claim 1 whose transmittance | permeability is 90% or more. 表面抵抗が500Ω/sq以下である、請求項1に記載の薄膜の製造方法。   The method for producing a thin film according to claim 1, wherein the surface resistance is 500 Ω / sq or less. 前記基板が透明である、請求項1に記載の薄膜の製造方法。   The method for producing a thin film according to claim 1, wherein the substrate is transparent. 前記基板が透明な高分子基板である、請求項1に記載の薄膜の製造方法。   The method for producing a thin film according to claim 1, wherein the substrate is a transparent polymer substrate. 前記高分子基板が、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)及びこれらの誘導体の何れかである、請求項13に記載の薄膜の製造方法。   The thin film production according to claim 13, wherein the polymer substrate is any one of reethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), polyethersulfone (PES), and derivatives thereof. Method. 1次元ナノ材料を分散させた分散液を調製する第1工程と、
前記分散液の液滴をノズルの一端に付着させる第2工程と、
前記ノズルの他端から気体を流入させることによって、前記液滴を膨張させて前記1
次元ナノ材料を含む膜からなる気泡を前記ノズルの前記一端に形成させる第3工程と、
前記気泡の一部を基板の面に接触させ前記ノズルの他端から前記気体を流入して前記
気泡を膨張させて、前記基板と前記気泡の膜との接触面積を増大させる第4工程と、
前記気泡を破裂させる第5工程と、
前記基板上の前記膜を乾燥させ薄膜を形成する第6工程と
を有する、電子装置の製造方法。
A first step of preparing a dispersion in which a one-dimensional nanomaterial is dispersed;
A second step of attaching droplets of the dispersion to one end of the nozzle;
By injecting a gas from the other end of the nozzle, the droplet is expanded and the 1
A third step of forming a bubble made of a film containing a dimensional nanomaterial at the one end of the nozzle;
A fourth step of increasing a contact area between the substrate and the bubble film by bringing a part of the bubbles into contact with the surface of the substrate, allowing the gas to flow from the other end of the nozzle and expanding the bubbles;
A fifth step of rupturing the bubbles;
And a sixth step of drying the film on the substrate to form a thin film.
請求項2から請求項14の何れか1項に記載の製造方法によって、前記薄膜が形成される、請求項15に記載の電子装置の製造方法。   The method for manufacturing an electronic device according to claim 15, wherein the thin film is formed by the manufacturing method according to claim 2. 前記薄膜は、光透過性及び導電性を有しており、透明電極として使用される、請求項15に記載の電子装置の製造方法。   The method of manufacturing an electronic device according to claim 15, wherein the thin film has light transmittance and conductivity and is used as a transparent electrode. 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、電界効果型トランジスタ、タッチパネル、太陽電池の何れかとして構成される、請求項15に記載の電子装置の製造方法。   The method for manufacturing an electronic device according to claim 15, wherein the method is configured as any one of a liquid crystal device, an electroluminescence device, an electrochromic device, a field effect transistor, a touch panel, and a solar cell. 前記薄膜が導電線路として使用される、請求項15に記載の電子装置の製造方法。   The method for manufacturing an electronic device according to claim 15, wherein the thin film is used as a conductive line.
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