JP2014104600A - 積層構造体、積層構造体の製造方法および電子機器 - Google Patents

積層構造体、積層構造体の製造方法および電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】貼り合わせという簡単な手法により、グラフェンの密着性および電気的接触特性に優れ、透明導電膜として用いて好適なグラフェンを含む積層構造体を容易に得ることができる積層構造体およびその製造方法を提供する。
【解決手段】第１の基板１１の一方の主面に設けられた、２３℃における貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下の粘着剤１２に一層または複数層のグラフェン１３を貼り合わせた後、グラフェン１３を金属電極１５が形成された第２の基板１４と貼り合わせることにより積層構造体を製造する。この積層構造体を透明導電膜として用いる。
【選択図】図１

Description

本開示は、積層構造体、積層構造体の製造方法および電子機器に関し、例えば、ディスプレイやタッチパネルなどに用いられる透明導電膜および透明導電膜を用いる各種の電子機器に適用して好適なものである。
従来、透明導電膜は、ガラス基板や透明なプラスチックフィルムなどの透明基板上に、インジウム−スズの複合酸化物（ＩＴＯ）膜を真空蒸着法やスパッタリング法などで成膜したＩＴＯ透明導電膜が、その導電性や透明性といった性能の点から、主に使用されてきた。しかしながら、これらの手法を用いた透明導電膜の形成においては、真空中で成膜が不可欠でスループットが低いという問題があった。加えて、成膜時の支持基板の加熱や成膜後のパターニング処理により支持基板をはじめ透明導電膜下のデバイスなどの特性に悪影響を及ぼす問題があった。
これらの問題を回避する方法として、金属微粒子をはじめとする導電性物質含有の分散液を印刷または塗布する手法などが挙げられるが、高い導電性と光透過性とを両立させるためには、導電性物質の物性制御のみならず、膜厚を均一化するための基板の表面処理や下地層の積層が必要となり、プロセスが複雑となる。例えば、特許文献１では、透明基板上に銀または銅の微粒子からなる細線パターンを印刷によって形成し、さらにその上に導電性ポリマーの塗布を行うことで透明導電膜を形成している。
特開２０１２−９４７９号公報
しかしながら、特許文献１に記載された透明導電膜の形成方法では、導電層と基板との界面で良好な接着を得るためにシランカップリング剤による表面処理が必要となり、簡便なプロセスとは言えない。また、金属細線の導電性を向上させるためには１１０℃での焼成が必要であることから、支持基板へのダメージの発生や、電子デバイス上に透明導電膜を形成する際の耐熱性の問題が懸念される。
そこで、本開示が解決しようとする課題は、貼り合わせという簡便な手法により、グラフェンの密着性および電気的接触特性に優れ、透明導電膜として用いて好適なグラフェンを含む積層構造体を容易に得ることができる積層構造体およびその製造方法を提供することである。
本開示が解決しようとする他の課題は、グラフェンの密着性および電気的接触特性に優れ、透明導電膜として用いて好適なグラフェンを含む積層構造体を透明導電膜などとして用いた高性能の電子機器を提供することである。
上記課題を解決するために、本開示は、
第１の基板と、
上記第１の基板の一方の主面に設けられた、２３℃における貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下の粘着剤と、
上記粘着剤に貼り合わされた一層または複数層のグラフェンと、
上記グラフェンと貼り合わされた第２の基板とを有する積層構造体である。
第１の基板および粘着剤は、第２の基板に対するグラフェンの接着強度の十分な確保の観点から、好適には、９０℃剥離試験において、ガラス板に対する粘着力が１Ｎ／２５ｍｍ以上３０Ｎ／２５ｍｍ以下である。好適には、第２の基板のグラフェン側の主面に段差が設けられる。グラフェンは極めて薄く、しかも可塑性を有するため、このように第２の基板のグラフェン側の主面に段差が設けられることにより、グラフェンが第２の基板と貼り合わされると、グラフェンはこの段差の形状にならって折れ曲がり、この段差の側面にも接触する。このため、第２の基板のグラフェン側の主面が平坦である場合に比べて、段差の側面にグラフェンが接触している面積の分だけ第２の基板に対するグラフェンの接触面積が大きくなることから、第２の基板に対するグラフェンの密着性の向上を図ることができる。典型的には、第２の基板は導電性または非導電性の基板とこの基板上に設けられた配線および／または電極とからなり、これらの配線および／または電極により段差が形成される。この場合、グラフェンの少なくとも一部が、これらの配線および／または電極の少なくとも上面および側面と接触するように折れ曲がっている。これらの配線および／または電極は、典型的には金属からなる。
グラフェンは、粘着剤の面全体に広がった連続層であってもよいし、パターニングされたグラフェン、すなわち島状の形状を有する複数のグラフェンであってもよい。
積層構造体の用途は特に問わないが、好適には、透明導電膜、例えば、透明導電性フィルムあるいは透明導電性シートとして用いることができる。積層構造体を透明導電膜として用いる場合には、第１の基板、第２の基板および粘着剤として、可視光に対して透明なものが用いられる。この透明導電膜は各種の電子機器に用いることができる。
また、本開示は、
第１の基板の一方の主面に設けられた、２３℃における貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下の粘着剤に一層または複数層のグラフェンを貼り合わせる工程と、
上記グラフェンを第２の基板と貼り合わせる工程とを有する積層構造体の製造方法である。
ここで、グラフェンは、典型的には、第３の基板上に形成されている。この場合、積層構造体の製造方法は、典型的には、グラフェンを第２の基板と貼り合わせた後、第３の基板を除去する工程をさらに有する。その他のことは、その性質に反しない限り、上述の積層構造体に関連して説明したことが成立する。
また、本開示は、
第１の基板と、
上記第１の基板の一方の主面に設けられた、２３℃における貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下の粘着剤と、
上記粘着剤に貼り合わされた一層または複数層のグラフェンと、
上記グラフェンと貼り合わされた第２の基板とを有する積層構造体を有する電子機器である。
電子機器は、具体的には、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（有機ＥＬディスプレイ）などのディスプレイや、タッチパネルなどであり、透明導電膜の用途も問わない。その他のことは、その性質に反しない限り、上述の積層構造体に関連して説明したことが成立する。
上述の本開示においては、２３℃における貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下の粘着剤は適度な粘着性および弾性を有する。このため、この粘着剤によりグラフェンが確実に保持される。また、加圧によりグラフェンに第２の基板が貼り合わされたときには、この粘着剤が有する弾性により発生する力でグラフェンが第２の基板に十分に押し付けられるため、グラフェンを第２の基板の表面に確実に密着させることができる。このとき、グラフェンと第２の基板との間の分子間力により、グラフェンを第２の基板の表面に強固に密着させることができる。加えて、第２の基板の主面に段差、例えば配線および／または電極が設けられている場合には、グラフェンが折れ曲がってこの段差の側面あるいはさらに、この段差の間の部分の第２の基板の主面に接触することにより、アンカー効果による機械的接触も得られる。このため、グラフェンを第２の基板の表面により一層強固に密着させることができる。この結果、例えば第２の基板の主面に配線および／または電極が設けられる場合には、これらの配線および／または電極に対してグラフェンを良好に電気的接触させることができる。
本開示によれば、貼り合わせという簡単な手法により、グラフェンの密着性および電気的接触特性に優れ、透明導電膜として用いて好適なグラフェンを含む積層構造体を得ることができる。そして、この優れた積層構造体を透明導電膜などとして用いることにより高性能のディスプレイやタッチパネルなどの各種の電子機器を実現することができる。
第１の実施の形態による積層構造体およびその製造方法を説明するための断面図である。 第１の実施の形態による積層構造体およびその製造方法を説明するための断面図である。 第２の実施の形態による積層構造体およびその製造方法を説明するための断面図である。 実施例１を説明するための断面図である。 実施例１を説明するための平面図である。 実施例２を説明するための平面図である。 実施例２を説明するための平面図である。 実施例２を説明するための平面図である。
以下、発明を実施するための形態（以下「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（積層構造体およびその製造方法）
２．第２の実施の形態（積層構造体およびその製造方法）
〈１．第１の実施の形態〉
［積層構造体およびその製造方法］
図１Ａ〜Ｄおよび図２Ａ〜Ｄは第１の実施の形態による積層構造体およびその製造方法を示す。
図１Ａに示すように、第１の基板１１上に粘着剤１２により一層または複数層のグラフェン１３が貼り合わされた構造体を用意する。第１の基板１１としては所望の基板が用いられ、透明基板であっても不透明基板であってもよく、フレキシブルであってもそうでなくてもよい。透明基板の材料は必要に応じて選ばれるが、例えば、石英やガラスなどの透明無機材料や透明プラスチックなどが挙げられる。フレキシブルな透明基板としては透明プラスチック基板が用いられる。透明プラスチックとしては、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタラート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフッ化ビニリデン、アセチルセルロース、ブロム化フェノキシ、アラミド類、ポリイミド類、ポリスチレン類、ポリアリレート類、ポリスルホン類、ポリオレフィン類などが挙げられる。不透明基板としては例えばシリコン基板が用いられる。第１の基板１１の厚さは、この積層構造体、取り分け透明導電膜の用途などに応じて適宜選ばれる。第１の基板１１はグラフェン１３の支持体あるいは保護層として働く。粘着剤１２は、２３℃での貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下であり、典型的には、例えば屈折率が１．５１以上１．７５以下で、可視光に対して透明性を有する。粘着剤１２は、２３℃での貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下である限りどのような組成のものであってもよく、必要に応じて選ばれるが、例えば、アクリル樹脂系やエポキシ樹脂系のポリマーを主成分とするものである。上述のようにグラフェン１３は一層であっても二層以上の複数層であってもよいが、一層増えるごとに可視光透過率が２．３％低下するため、グラフェン１３の層数は、積層構造体、取り分け透明導電膜に必要とされる透過率に応じて適宜決められる。
一方、図１Ｂに示すように、第２の基板１４上に一つまたは複数の金属電極１５を形成したものを用意する。第２の基板１４としては、第１の基板１１と同様なものを用いることができる。金属電極１５は、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）および白金（Ｐｔ）からなる群より選ばれた少なくとも一種の金属からなる純金属または合金であるが、他の金属を用いてもよい。金属電極１５の厚さは必要に応じて選ばれるが、例えば、３μｍ以上１５μｍ以上、典型的には５μｍ以上１２μｍ以下である。
次に、図１Ｃに示すように、第１の基板１１上のグラフェン１３と第２の基板１４上の金属電極１５とを互いに対向させて加圧することにより貼り合わせる。この貼り合わせは室温で行うことができる。この加圧時には、粘着剤１２の、２３℃における貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下であるため、加圧時にグラフェン１３に適度な圧力が加わる。この結果、厚さが極めて小さく、しかも可塑性を有するグラフェン１３は、金属電極１５が形成された第２の基板１４に押し付けられたとき、まず金属電極１５の上面に接触した後、金属電極１５の両側面に接触するように折り曲げられ、最後に金属電極１５の間の部分に露出した第２の基板１４の表面と接触する。こうしてグラフェン１３が金属電極１５の上面および両側面に接触することにより、グラフェン１３と金属電極１５との間が電気的に接続される。
以上により、図１Ｄに示すように、グラフェン１３が形成された第１の基板１１と金属電極１５が形成された第２の基板１４とが貼り合わされ、グラフェン１３と金属電極１５とが互いに電気的に接続された積層構造体が得られる。
図１Ａに示す、粘着剤１２によりグラフェン１３が貼り合わされた第１の基板１１の製造方法を図２Ａ〜Ｄに示す。
図２Ａに示すように、第３の基板１６上にグラフェン１３を形成する。第３の基板１５としては、少なくとも表面に銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、Ｒｕ（ルテニウム）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、シリコン（Ｓｉ）、Ｇａ（ガリウム）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）などの純金属や、これらの金属から選ばれた二種以上の金属からなる合金などからなる金属触媒が形成されたものが用いられ、例えばこれらの純金属または合金からなる金属箔が用いられるが、これらに限定されるものではない。グラフェン１３の合成方法は特に限定されないが、好適には、化学気相成長（ＣＶＤ）法が用いられる。単層のグラフェン１３を形成するためには、好適には、第３の基板１６として銅箔が用いられる。
一方、図２Ｂに示すように、第１の基板１１上に粘着剤１２を塗布する。この粘着剤１２の厚さは、この粘着剤１２の表面が平坦となるようにするために、好適には例えば３０μｍ以下、より好適には２０μｍ以下に選ばれるが、これに限定されるものではない。また、この粘着剤１２の厚さは、十分な接着力を得るために、好適には例えば１μｍ以上、より好適には２μｍ以上に選ばれるが、これに限定されるものではない。
粘着剤１２の塗布方法としては、従来公知の方法を用いることができ、必要に応じて選ばれる。塗布方法としては、具体的には、例えば、スピンコート法、浸漬法、キャスト法などや、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法といった各種の印刷法、スタンプ法、スプレー法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプラーコーター法、スリットオリフィスコーター法、カレンダーコーター法といった各種のコーティング法などを用いることができる。
次に、図２Ｃに示すように、第３の基板１６およびグラフェン１３をグラフェン１３側が下になるようにして第２の基板１４の粘着剤１２上に載せ、グラフェン１３を粘着剤１２に貼り合わせる。
次に、図２Ｄに示すように、第３の基板１６を除去する。第３の基板１６の除去には、好適にはエッチングが用いられる。エッチング方法は、第３の基板１６を構成する金属触媒を除去することができる限り特に限定されない。エッチング方法としては、真空装置を用いたドライエッチングとエッチャント（エッチング液）を用いるウェットエッチングとのいずれを用いてもよいが、エッチング効率の観点から、好適にはウェットエッチングが用いられる。ウェットエッチングは、エッチャントをスプレーで第３の基板１６に吹き付けたり、エッチング槽に入れたエッチャントに第３の基板１６を浸漬したりすることにより行うことができる。ウェットエッチングで用いられるエッチャントは、金属触媒を溶解することができる限り特に限定されない。金属触媒が銅からなる場合、例えば、第３の基板１６が銅からなる場合には、エッチャントとしては、好適には、塩化鉄や塩化銅に塩酸を混合したものを用いることができるが、リン酸や硝酸などの酸あるいは硝酸鉄や塩化鉄などの酸化還元性のエッチャントを用いることもできる。酸化還元性のエッチャントを用いる場合にはエッチング時に気泡が発生しないため、グラフェン１３への欠陥の発生が抑えられるとともに、金属触媒を均一に溶解することができる。エッチング槽に入れたエッチャントに第３の基板１６を浸漬することによりウェットエッチングを行う場合には、エッチング速度を大きくするために、好適には、エッチング時にエッチャントの撹拌を行う。エッチングは、硫酸銅水溶液中での電解エッチングを用いてもよい。
この後、第３の基板１６の除去により露出したグラフェン１３の表面を純水などで洗浄し、乾燥させる。
以上のようにして、粘着剤１２によりグラフェン１３が貼り合わされた第１の基板１１が製造される。
必要に応じて、第３の基板１６上にグラフェン１３を合成した後、このグラフェン１３を部分的にフッ素化してもよい。具体的には、例えば、リソグラフィーにより、このグラフェン１３上に所定形状のレジストパターンを形成する。次に、このレジストパターンで覆われていない部分のグラフェン１３を二フッ化キセノンなどのフッ素を含むガスに暴露することによりフッ素化する。こうしてフッ素化された部分のグラフェン１３は絶縁体となり、グラフェン１３の面内での電気伝導に異方性が付与されるだけでなく、より高い光透過率を得ることができる。
以上のように、この第１の実施の形態によれば、第１の基板１１上に設けられた、２３℃における貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下の粘着剤１２に貼り合わされたグラフェン１３と金属電極１５が形成された第２の基板１４とが貼り合わされる。この場合、グラフェン１３と金属電極１５および第２の基板１４との間の分子間力による接着効果に加えて、グラフェン１３が折れ曲がって金属電極１５の上面、両側面および金属電極１５の間の部分に露出した第２の基板１４の表面と接触することによりアンカー効果による機械的接着効果も得ることができる。このため、グラフェン１３と金属電極１５および第２の基板１４とを密着させることができる。また、第１の基板１１上に設けられた粘着剤１２に貼り合わされたグラフェン１３と金属電極１５が形成された第２の基板１４とを貼り合わせるだけで、グラフェンを含む積層構造体を得ることができるため、積層構造体のタクトタイムの大幅な短縮を図ることができるだけでなく、真空や高温を必要とする従来の透明導電膜の形成方法と比べて製造コストの大幅な低減を図ることができる。また、この貼り付けは室温で行うことができるため、金属電極１５が形成される第２の基板１４に耐熱性が要求されず、第２の基板１４の選択の自由度が大きい。さらに、貼り合わせの際には、金属電極１５はグラフェン１３により覆われることから、粘着剤１２と金属電極１５とが直接接触するのを防止することができるため、粘着剤１２による金属電極１５の腐食を防止することができる。特に、第１の基板１１、第２の基板１４および粘着剤１２として可視光に対して透明性を有するものを用いることにより、この積層構造体により透明導電膜を得ることができる。この優れた透明導電膜は、例えば、ディスプレイ、タッチパネルなどに用いて好適なものである。
〈２．第２の実施の形態〉
［積層構造体およびその製造方法］
図３ＡおよびＢは第２の実施の形態による積層構造体およびその製造方法を示す。
図３Ａに示すように、第２の実施の形態においては、第１の基板１１上に粘着剤１２により一層または複数層のグラフェン１３が貼り合わされた構造を形成することは第１の実施の形態と同様であるが、この場合、グラフェン１３は複数の部分に予めパターニングされており、それぞれ島状の平面形状を有する。各グラフェン１３は、第２の基板１４上に形成された金属電極１５に対応した位置に形成される。グラフェン１３のパターニングは、例えば次のようにして行うことができる。すなわち、第１の実施の形態と同様に、まず、第３の基板１６上にグラフェン１３を合成する。次に、リソグラフィーにより、このグラフェン１３上に所定形状のレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして酸素プラズマ処理や空気プラズマ処理などを行うことにより、このレジストパターンで覆われていない部分のグラフェン１３を除去する。この後、レジストパターンを除去する。こうして、グラフェン１３のパターニングを行うことができる。
そして、図３ＡおよびＢに示すように、第１の基板１１上の各グラフェン１３と第２の基板１４上の金属電極１５とを互いに対向させて加圧することにより貼り合わせる。この加圧時には、第１の実施の形態と同様に、粘着剤１２の、２３℃における貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下であり、加圧時にグラフェン１３に適度な圧力が加わることから、厚さが極めて小さく、しかも可塑性を有するグラフェン１３は、金属電極１５が形成された第２の基板１４に押し付けられたとき、まず金属電極１５の上面に接触した後、金属電極１５の両側面に接触するように折り曲げられ、最後に金属電極１５の間に露出した第２の基板１４の表面と接触する。こうしてグラフェン１３が金属電極１５の上面および両側面に接触することにより、グラフェン１３と金属電極１５との間が電気的に接続される。この場合、粘着剤１２は金属電極１５の間に露出した第２の基板１４の表面と直接接触するため、金属電極１５および第２の基板１４に対するグラフェン１３の密着性がより向上する。
以上により、パターニングされたグラフェン１３が形成された第１の基板１１と金属電極１５が形成された第２の基板１４とが貼り合わされ、各グラフェン１３と金属電極１５とが互いに電気的に接続された積層構造体が得られる。
この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な利点に加えて、積層構造体の形成後にグラフェン１３をパターニングする必要がないため、第２の基板１４にダメージが発生するのを防止することができるという利点を得ることができる。
〈実施例１〉（第１の実施の形態に対応する実施例）
第３の基板１６として厚さ３５μｍの銅箔を用いた。
この銅箔をＣＶＤ装置の真空排気された石英管状炉に入れ、水素分圧０．５Ｔｏｒｒにて１０００℃で１０分間加熱することにより銅箔の表面の自然酸化膜を除去した。
続いて、この石英管状炉内で、全圧１Ｔｏｒｒ、流量比１：１のメタンと水素との混合ガス雰囲気中にて１０分間、１０００℃に加熱することで銅箔の表面に単層のグラフェン１３を合成した。合成後、再び水素ガスを流しながら、降温した。その後、グラフェン１３を合成した銅箔を石英管状炉から取り出した。こうして合成されたグラフェン１３は、光透過率９７．５％、表面抵抗２５０Ωであった。
第１の基板１１および粘着剤１２として、９０℃剥離試験において、ガラス板に対する粘着力が１Ｎ／２５ｍｍ以上３０Ｎ／２５ｍｍ以下の範囲内の市販の高透明性接着剤転写テープを用いた。この高透明性接着剤転写テープの接着剤を構成する粘着剤１２は、環状エーテル基を有する（メタ）アクリル系ポリマーを主成分とする粘接着剤組成物である。
この高透明性接着剤転写テープに上記の単層グラフェン付き銅箔を室温にて加圧することで貼り合わせた。
次に、こうして単層グラフェン付き銅箔が貼り合わされた高透明性接着剤転写テープの全体を１Ｍの硝酸鉄（Ｆｅ（ＮＯ3 ）3 ）水溶液に５０分間浸漬し、銅箔をエッチング除去した。
この後、高透明性接着剤転写テープおよびグラフェン１３の全体を超純水で洗浄し、乾燥させた。こうして得られた透明導電膜の表面抵抗は３００Ωであった。
図４ＡおよびＢに示すように、金属電極１５が形成された第２の基板１４として、一対の銀製の金属電極１５が印刷により形成されたＰＥＴ基板を用い、上記の高透明性接着剤転写テープおよびグラフェンの積層体のグラフェン１３側を、銀製の金属電極１５が印刷により形成されたＰＥＴ基板上に室温にて加圧することで貼り合わせた。この貼り合わせにより得られた積層構造体の平面図（上面図）を図５に示す。
以上のようにして、高透明性接着剤転写テープ／グラフェン／ＰＥＴ基板からなる積層構造体が形成された。この積層構造体においては、一対の銀製の金属電極１５間の導通、言い換えると、グラフェン１３と銀製の金属電極１５との電気的接触が確認された。
〈実施例２〉（第２の実施の形態に対応する実施例）
第３の基板１６として厚さ３５μｍの銅箔を用いた。
この銅箔をＣＶＤ装置の真空排気された石英管状炉に入れ、水素分圧０．５Ｔｏｒｒにて１０００℃で１０分間加熱することにより銅箔の表面の自然酸化膜を除去した。
続いて、この石英管状炉内で、全圧１Ｔｏｒｒ、流量比１：１のメタンと水素との混合ガス雰囲気中にて１０分間、１０００℃に加熱することで銅箔の表面に単層のグラフェン１３を合成した。合成後、再び水素ガスを流しながら、降温した。その後、グラフェン１３を合成した銅箔を石英管状炉から取り出した。こうして合成されたグラフェン１３は、光透過率９７．５％、表面抵抗２５０Ωであった。
次に、銅箔上のグラフェン１３上に所定形状のレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして酸素プラズマ処理を行うことにより、このレジストパターンで覆われていない部分のグラフェン１３を除去した。この後、レジストパターンを除去した。こうして、菱形形状にパターニングされたグラフェン１３が一つの角部を共有して複数、縦に数珠状に繋がったものが互いに平行に複数配列されたグラフェンパターンを形成した。
第１の基板１１および粘着剤１２として、９０℃剥離試験において、ガラス板に対する粘着力が１Ｎ／２５ｍｍ以上３０Ｎ／２５ｍｍ以下の範囲内の市販の高透明性接着剤転写テープを用いた。この高透明性接着剤転写テープの接着剤を構成する粘着剤１２は、環状エーテル基を有する（メタ）アクリル系ポリマーを主成分とする粘接着剤組成物である。
この高透明性接着剤転写テープに上記のパターニングされた単層グラフェン付き銅箔を室温にて加圧することで貼り合わせた。
次に、こうしてパターニングされた単層グラフェン付き銅箔が貼り合わされた高透明性接着剤転写テープの全体を１Ｍの硝酸鉄（Ｆｅ（ＮＯ3 ）3 ）水溶液に５０分間浸漬し、銅箔をエッチング除去した。
この後、高透明性接着剤転写テープおよびグラフェンの全体を超純水で洗浄し、乾燥させた。こうして得られた透明導電膜の表面抵抗は３００Ωであった。図６に、第１の基板１１および粘着剤１２としての高透明性接着剤転写テープ上のパターニングされたグラフェン１３を示す。
次に、図７に示すように、金属電極１５が形成された第２の基板１４として、引き出し電極１５ａを有する銀製の金属電極１５が印刷により形成されたＰＥＴ基板を用いた。そして、図８に示すように、上記の高透明性接着剤転写テープおよびグラフェンの積層体のグラフェン１３側を、銀製の引き出し電極１５ａが印刷により形成されたＰＥＴ基板上に室温にて加圧することで貼り合わせた。
以上のようにして、高透明性接着剤転写テープ／グラフェン／ＰＥＴ基板からなる積層構造体が形成された。
この積層構造体は、例えば、静電容量式タッチパネルの透明導電膜に用いて好適なものである。この積層構造体によれば、高透明性接着剤転写テープおよびグラフェンの積層体のグラフェン１３側を、銀製の引き出し電極１５ａが印刷により形成されたＰＥＴ基板上に貼り合わるだけで静電容量式タッチパネルの透明導電膜を容易に得ることができる。
以上、実施の形態および実施例について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、プロセス、形状、材料などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、プロセス、形状、材料などを用いてもよい。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）第１の基板と、上記第１の基板の一方の主面に設けられた、２３℃における貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下の粘着剤と、上記粘着剤に貼り合わされた一層または複数層のグラフェンと、上記グラフェンと貼り合わされた第２の基板とを有する積層構造体。
（２）上記第１の基板および上記粘着剤は、９０℃剥離試験において、ガラス板に対する粘着力が１Ｎ／２５ｍｍ以上３０Ｎ／２５ｍｍ以下である前記（１）に記載の積層構造体。
（３）上記第２の基板の上記グラフェン側の主面に段差が設けられている前記（１）または（２）に記載の積層構造体。
（４）上記第２の基板は導電性または非導電性の基板とこの基板上に設けられた配線および／または電極とからなり、上記配線および／または電極により上記段差が形成されている前記（１）から（３）のいずれか一項に記載の積層構造体。
（５）上記グラフェンの少なくとも一部が、上記配線および／または電極の少なくとも上面および側面と接触するように折れ曲がっている前記（４）に記載の積層構造体。
（６）上記グラフェンはパターニングされたグラフェンである前記（１）から（５）のいずれか一項に記載の積層構造体。
（７）上記配線および／または電極は金属からなる前記（１）から（６）のいずれか一項に記載の積層構造体。
（８）上記粘着剤は可視光に対して透明性を有する前記（１）から（７）のいずれか一項に記載の積層構造体。
（９）上記第１の基板および上記第２の基板は可視光に対して透明性を有する前記（１）から（８）のいずれか一項に記載の積層構造体。
（１０）上記積層構造体は透明導電膜である前記（１）から（９）のいずれか一項に記載の積層構造体。
（１１）第１の基板の一方の主面に設けられた、２３℃における貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下の粘着剤に一層または複数層のグラフェンを貼り合わせる工程と、上記グラフェンを第２の基板と貼り合わせる工程とを有する積層構造体の製造方法。
（１２）上記グラフェンは第３の基板上に形成されたものである前記（１１）に記載の積層構造体の製造方法。
（１３）上記グラフェンを上記第２の基板と貼り合わせた後、上記第３の基板を除去する工程をさらに有する前記（１１）または（１２）に記載の積層構造体の製造方法。
（１４）上記積層構造体は透明導電膜である前記（１１）から（１３）のいずれか一項に記載の積層構造体の製造方法。
１１…第１の基板、１２…粘着剤、１３…グラフェン、１４…第２の基板、１５…金属電極、１６…第３の基板

Claims (16)

  1. 第１の基板と、
    上記第１の基板の一方の主面に設けられた、２３℃における貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下の粘着剤と、
    上記粘着剤に貼り合わされた一層または複数層のグラフェンと、
    上記グラフェンと貼り合わされた第２の基板とを有する積層構造体。
  2. 上記第１の基板および上記粘着剤は、９０℃剥離試験において、ガラス板に対する粘着力が１Ｎ／２５ｍｍ以上３０Ｎ／２５ｍｍ以下である請求項１記載の積層構造体。
  3. 上記第２の基板の上記グラフェン側の主面に段差が設けられている請求項２記載の積層構造体。
  4. 上記第２の基板は導電性または非導電性の基板とこの基板上に設けられた配線および／または電極とからなり、上記配線および／または電極により上記段差が形成されている請求項３記載の積層構造体。
  5. 上記グラフェンの少なくとも一部が、上記配線および／または電極の少なくとも上面および側面と接触するように折れ曲がっている請求項４記載の積層構造体。
  6. 上記グラフェンはパターニングされたグラフェンである請求項５記載の積層構造体。
  7. 上記配線および／または電極は金属からなる請求項６記載の積層構造体。
  8. 上記粘着剤は可視光に対して透明性を有する請求項７記載の積層構造体。
  9. 上記第１の基板および上記第２の基板は可視光に対して透明性を有する請求項８記載の積層構造体。
  10. 上記積層構造体は透明導電膜である請求項９記載の積層構造体。
  11. 第１の基板の一方の主面に設けられた、２３℃における貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下の粘着剤に一層または複数層のグラフェンを貼り合わせる工程と、
    上記グラフェンを第２の基板と貼り合わせる工程とを有する積層構造体の製造方法。
  12. 上記グラフェンは第３の基板上に形成されたものである請求項１１記載の積層構造体の製造方法。
  13. 上記グラフェンを上記第２の基板と貼り合わせた後、上記第３の基板を除去する工程をさらに有する請求項１２記載の積層構造体の製造方法。
  14. 上記積層構造体は透明導電膜である請求項１３記載の積層構造体の製造方法。
  15. 第１の基板と、
    上記第１の基板の一方の主面に設けられた、２３℃における貯蔵弾性率が７．２×１０4 Ｐａ以上６．１×１０5 Ｐａ以下の粘着剤と、
    上記粘着剤に貼り合わされた一層または複数層のグラフェンと、
    上記グラフェンと貼り合わされた第２の基板とを有する積層構造体を有する電子機器。
  16. 上記電子機器はディスプレイまたはタッチパネルである請求項１５記載の電子機器。
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