WO2020153403A1 - カーボンナノチューブパターン配線、それを有する透明導電基板およびヒータ - Google Patents

カーボンナノチューブパターン配線、それを有する透明導電基板およびヒータ Download PDF

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line
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淳一 成瀬
大島　久純
良道 藤原
利幸 高橋
平松　秀彦
慶介 府金
雄高 大野
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株式会社デンソー
国立大学法人東海国立大学機構
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    • H05B2214/04—Heating means manufactured by using nanotechnology

Definitions

  • the present disclosure relates to a carbon nanotube (hereinafter referred to as CNT) pattern wiring, a transparent conductive substrate having the same, and a heater.
  • CNT carbon nanotube
  • a CNT wiring in which a CNT conductive film is formed on a base for example, a flexible CNT transparent electrode in which a CNT conductive film is formed on a base transparent substrate is known.
  • the CNT conductive film has a smaller haze value and a smaller change in conductivity due to expansion and contraction than the metal mesh conductive film. Is expected to be applied.
  • Non-Patent Document 1 discloses manufacturing a CNT pattern wiring with a plurality of ridges. Specifically, a membrane filter is prepared, a mask resist for forming a CNT pattern is arranged on or under the membrane filter, and then a gas containing CNT is filtered through the mask resist and the membrane filter. As a result, a thin film of CNT is formed on the membrane filter. Then, the CNTs formed on the membrane filter are transferred to the base to form the CNT pattern wiring.
  • Non-Patent Document 1 when the CNT pattern wiring is formed by the above manufacturing method, the thickness of the CNT pattern wiring is only about 0.14 ⁇ m. With this thickness, although the light transmittance can be increased, the sheet resistance Rs becomes as high as 60 to 70 [ ⁇ / ⁇ ], and low resistance cannot be realized. It is an object of the present disclosure to provide a CNT pattern wiring capable of achieving both low resistance and high light transmittance, a transparent conductive substrate having the same, and a heater.
  • a CNT pattern wiring according to one aspect of the present disclosure includes a base having one surface, and a CNT pattern having CNT lines which are linear CNTs formed on the one surface and having a height of 1 ⁇ m or more.
  • the film is a line-and-space film in which an opening is located between a plurality of adjacent CNT lines.
  • the CNT pattern wiring with such a structure has a structure in which a plurality of CNT lines are formed on a base. Then, between each of the CNT lines, a portion which is not formed with CNT and serves as an opening is provided, and a line-and-space film in which the CNT line and the opening are alternately arranged is configured. Therefore, it becomes possible to transmit light through the opening.
  • the height of the CNT line is set to 1 ⁇ m or more. Therefore, it is possible to reduce the resistance of the CNT pattern. Therefore, the CNT pattern wiring can achieve both low resistance and high light transmittance.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 1. It is the figure which showed the thickness of CNT and the relationship of sheet resistance. It is the figure which showed the mode of the transmission of the light of a CNT pattern wiring. It is sectional drawing which showed the manufacturing process of the CNT pattern wiring shown in FIG. 1 and FIG. It is sectional drawing which showed the manufacturing process of the CNT pattern wiring following FIG. 5A.
  • FIG. 6C is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the CNT pattern wiring following FIG. 5B. It is sectional drawing which showed the manufacturing process of the CNT pattern wiring following FIG. 5C.
  • FIG. 5C is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the CNT pattern wiring following FIG. 5E.
  • FIG. 6C is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the CNT pattern wiring following FIG. 5F. It is the figure which binarized the image of the CNT line imaged with the electron microscope. It is a sectional view of a CNT pattern wiring explained in other embodiments. It is a sectional view of a CNT pattern wiring explained in other embodiments.
  • a CNT pattern 2 is formed on a base 1, and a first electrode 3 and a second electrode 4 are arranged at both ends of the CNT pattern 2 to form a CNT pattern wiring 100. Has been done.
  • the base 1 is composed of, for example, a flexible transparent substrate such as a transparent plastic film.
  • a transparent substrate through which light is transmitted and visible to the side opposite to the base 1 is used, but even if a non-transparent substrate from which one surface of the base 1 is visible is used, good.
  • the base 1 is made of a transparent substrate. ..
  • the base 1 is, for example, a housing to be attached. Composed. In that case, one surface of the base 1 may be visible, and thus the base 1 may be made of a non-transparent material.
  • CNT pattern 2 is a CNT formed in a desired pattern on one surface of the base 1.
  • the CNT pattern 2 has a stripe shape in which a plurality of CNT lines 2a are arranged at regular intervals as shown in FIG.
  • each CNT line 2a has a planar or rod-shaped base 2b whose cross-sectional shape has a height direction in the normal direction to one surface of the base 1, and a base, as shown in FIG. It has a shape having a flange portion 2c protruding from the base portion 2b on the first side.
  • the base portion 2b has a first width W1 and the collar portion 2c has a second width W2 that is larger than the widest portion of the first width W1.
  • the cross-sectional shape of the CNT line 2a is an inverted T shape, but this shape has the first width W1 and the second width W1. Varies with W2 and height H.
  • the first width W1 is set based on the required sheet resistance and high equalization ratio, and is set to 350 ⁇ m or less, for example. Specifically, the first width W1 is 10 ⁇ m or less when the CNT pattern 2 itself is not visible, and is 50 to 100 ⁇ m when visible, for example.
  • the second width W2 is arbitrary, for example, the first width W1:the second width W2 is set to 1:1.35.
  • the collar portion 2c of the CNT line 2a having the second width W2 is not essential and may be the base portion 2b having the first width W1. In the case where the structure is provided with the collar portion 2c, the values of the first width W1 and the second width W2 described here are merely examples, and other values may be used.
  • the CNT line 2a is provided with the collar portion 2c, the adhesion with the base 1 is improved in this portion, and the lateral collapse of the CNT line 2a in the case of a narrow width can be suppressed. It is preferable to provide. In particular, when the ratio of the second width W2 to the first width W1 is 1.35 or more as described above, higher adhesion can be obtained.
  • the width and thickness of the collar portion 2c are arbitrary, but are set in consideration of light transmittance. For example, if the second width W2 is large, the area of the portion of the base 1 covered by the collar portion 2c becomes large. A high light transmittance can be obtained when the CNT is thin, but it cannot be obtained when the CNT is thick. Therefore, the width and thickness of the collar portion 2c are set in consideration of the light transmittance.
  • the formation pitch of each CNT line 2a is set to be 1:9 between the base portion 2b and the portion other than the base portion 2b. That is, with respect to the area of the portion where the CNT pattern 2 is formed in the base 1, the formation ratio of the portion where the CNT is not formed between the base portions 2b and the opening portion 5 is 90%. I am trying.
  • the formation ratio of the opening 5 may be determined according to the required light transmittance, and if it is 90% or more, a higher light transmittance can be obtained.
  • the heights H of the CNT lines 2a are equal, and the height from the base 1 to the tip is 1 ⁇ m or more, preferably 5 ⁇ m or more.
  • the relationship between the thickness of the CNT, that is, the height H of the CNT line 2a and the sheet resistance [ ⁇ / ⁇ ] is shown in FIG. 3, for example. This relationship is different depending on the film quality such as the kind of the dopant to the CNT, but the same tendency as in FIG. Since the sheet resistance is 30 [ ⁇ / ⁇ ] when the height H is 1 ⁇ m, the resistance can be further reduced by setting the height H to be 1 ⁇ m or more.
  • the density of CNTs forming the CNT line 2a is in the range of 0.1 g/cm 3 to 1.1 g/cm 3 .
  • the orientation of the CNTs constituting the CNT line 2a is arbitrary, but the orientation may be randomly oriented with respect to the base 1.
  • the first electrode 3 and the second electrode 4 are arranged so as to connect one end side and the other end side of each CNT line 2a.
  • the first electrode 3 and the second electrode 4 are made of an electrode material such as silver. For example, one of them is connected to a positive electrode of a power source and the other is connected to a negative electrode so that a current flows through the CNT pattern wiring 100. Has become.
  • the CNT pattern wiring 100 of this embodiment is configured as described above.
  • the CNT pattern wiring 100 configured in this way has a structure in which the CNT pattern 2 having a plurality of CNT lines 2 a is formed on the base 1. Then, between the base portions 2b between the CNT lines 2a, a portion which is not formed with CNT and serves as the opening portion 5 is provided. Therefore, a line-and-space film in which the CNT lines 2a and the openings 5 are alternately arranged is formed. Therefore, as shown in FIG. 4, it becomes possible to transmit light through the opening 5, and if the formation rate of the opening 5 is 90% or more, the light transmittance can be as high as 90% or more. it can.
  • the height H of each CNT line 2a is set to 1 ⁇ m or more. Therefore, the sheet resistance can be set to 30 [ ⁇ / ⁇ ] or less, and the resistance of the CNT pattern 2 can be reduced.
  • the base 1 is a transparent substrate, by setting the first width W1 of the base 2b to 10 ⁇ m or less, the transparent conductive material having the CNT pattern wiring 100 capable of achieving both low resistance and high light transmittance. It can be a substrate.
  • the CNT pattern wiring 100 as in this embodiment can be applied as a heater.
  • the heater to which the CNT pattern wiring 100 is applied include a heater for performing a defrosting operation in a vehicle air conditioner. In that case, it is possible to function as a heater by attaching the CNT pattern wiring 100 to an outdoor unit or the like to which frost adheres. Furthermore, it can be applied to defrosting/condensation prevention heaters for cameras.
  • the CNT pattern wiring 100 can be applied as such a heater. ..
  • the base 1 is made of a transparent substrate, or the base 1 is made of a housing to which the heater is attached.
  • the filter 10 is prepared.
  • the filter 10 is made of a material capable of filtering CNT, and is made of, for example, a membrane filter.
  • the resist 11 is arranged on one surface side of the filter 10.
  • a negative resist is used for the resist 11, and a negative resist composed of an alkali-soluble material is used here.
  • the resist 11 is arranged by sticking a thick film resist such as a dry film resist to the filter 10 instead of a general method such as spin coating.
  • the thickness of the resist 11 is about the same as the height H of the CNT line 2a forming the CNT pattern 2, that is, 1 ⁇ m or more, preferably 5 ⁇ m or more, for example, 10 ⁇ m.
  • Steps shown in FIG. 5B For example, an area where the CNT pattern 2 is to be formed is covered with a chrome-based mask 12, and the mask 12 is exposed to ultraviolet light. As a result, the exposed portion is solidified.
  • the resist 11 and the filter 10 are developed and rinsed. That is, after removing the mask 12, the resist 11 and the filter 10 after exposure are immersed in a rinse liquid such as an aqueous solution of sodium carbonate. As a result, the light-shielding portion which is covered with the mask 12 and is not exposed is dissolved, and the groove portion 11a is formed in the region where the CNT pattern 2 is to be formed.
  • a rinse liquid such as an aqueous solution of sodium carbonate.
  • FIG. 5D Perform CNT capture processing.
  • This processing can be performed using a known method.
  • a dispersion medium such as an aerosol serving as a gas phase dispersion medium containing CNTs or a colloidal solution serving as a liquid phase dispersion medium is prepared, and this dispersion medium is transmitted through the filter 10 from the side of the resist 11 provided with the groove 11a.
  • the CNTs contained in the dispersion medium are filtered by the filter 10, and the CNTs are captured in the groove 11a.
  • Steps shown in FIG. 5E When the process shown in FIG. 5D described above is continuously performed, CNTs are captured so as to fill the inside of the groove 11a. When the process is further continued, the CNTs are captured so as to extend to the outside of the groove 11a, and the T-shaped CNT pattern 2 is formed. At this time, the height H of each CNT line 2a forming the CNT pattern 2 is equal to or higher than the height of the resist 11 and is therefore 1 ⁇ m or more, here 10 ⁇ m or more.
  • a base 1 composed of a transparent substrate or the like is prepared. Then, the resist 11 and the filter 10 having the CNT pattern 2 formed thereon are arranged on one surface of the base 1. At this time, not the filter 10 side but the CNT pattern 2 side faces the one surface side of the base 1, and one end of the CNT pattern 2 contacts the one surface of the base 1.
  • FIG. 5G shows an image of the sample of the CNT line 2a after formation, which is confirmed by an electron microscope. As can be seen from this image, it can be confirmed that the CNT is formed into a film. Further, the height of the CNT line 2a is also 10 ⁇ m, which is the same as the height described above. 6 is an image of the CNT line 2a taken obliquely, so that the upper surface of the CNT line 2a is also reflected, but the upper surface and side surfaces are both smooth.
  • the first electrode 3 and the second electrode 4 are formed at both ends of each CNT line 2a in the CNT pattern 2.
  • the first electrode 3 and the second electrode 4 are formed by applying silver or the like as an electrode material in a desired pattern.
  • the CNT pattern wiring 100 shown in FIG. 1 is completed.
  • the resist 11 is not formed by spin coating or the like, but is formed of a thick film resist. For this reason, the height H of the CNT line 2a is increased by exposing the resist 11 to form the groove 11a so that the CNT is captured in the groove 11a when the CNT is filtered by the filter 10. Is possible. Therefore, it is possible to obtain the CNT pattern wiring 100 that can achieve both the low resistance and the high light transmittance described in the present embodiment.
  • the resist 11 can be formed by a simple process that does not require spin coating or baking, as compared with the case of forming by conventional coating.
  • a roll-shaped one can be used, and since a roll-to-roll system in which the film resist is wound into a roll again after coating can be employed, high productivity can be obtained.
  • the cross-sectional shape of the CNT line 2a is an inverted T shape as shown in FIG. 2 is taken as an example, but other shapes may be used. That is, the cross-sectional shape may be a structure provided with a planar or rod-shaped base 2b whose height direction is the direction normal to one surface of the base 1, and the height H of the CNT line 2a in the base 2b is It may be 1 ⁇ m or more.
  • each CNT line 2a may be composed of only the base 2b.
  • the brim portions 2c may be connected to each other in adjacent CNT lines 2a.
  • the CNT is formed on one surface of the base 1 which is the base, but since the light transmittance is higher as the film thickness of the CNT is smaller, the CNT is covered by the thin collar portion 2c. Even if it is broken, the base 1 can be visually recognized through it. Therefore, even if the collar portions 2c are connected between the adjacent CNT lines 2a, a desired light transmittance can be obtained. Further, even in the case of such a structure, the portion where the CNTs are not formed between the base portions 2b becomes the opening portion 5.
  • the shape of the CNT line 2a is determined according to the conditions of the CNT capture process. For example, when the dispersion medium is filtered by the filter 10, CNTs will be captured in the groove 11a of the resist 11, but if the processing time is controlled so as to be captured only in the groove 11a, the CNT line 2a has a shape of only the base portion 2b as shown in FIG. Further, if the processing time is increased so as to protrude from the groove 11a, the CNT line 2a becomes the shape as in the first embodiment or the shape as shown in FIG.
  • the first width W1 which is the width of the base portion 2b may be constant, and as shown in FIG. 2, for example, the first width W1 is tapered such that the first width W1 becomes narrower toward the tip. Is also good. Even in that case, the first width W1 may be 350 ⁇ m or less in the widest portion of the base 2b, and may be 10 ⁇ m or less if it is not visible.
  • the second width W2, which is the width of the flange portion 2c, does not have to be constant, and may be, for example, a structure that becomes wider toward the base 1 side.
  • the CNT pattern 2 may be configured by arranging the CNT lines 2a in the shape of a quadrangle lattice or arranging a plurality of hexagons in a honeycomb shape in the top surface shape.
  • the width of the first width W1 of the CNT line 2a and the shape of the upper surface of the CNT line 2a are determined by the shape of the groove 11a when the resist 11 is formed. Therefore, the CNT line 2a can be tapered if the groove 11a has a shape in which the width becomes gradually narrower toward the deeper position. You can
  • the case where the CNT pattern wiring 100 is applied to a heater has been described as an example, but it can be applied to other things.
  • the CNT pattern wiring 100 is attached to a 3D display panel or the like.
  • the CNT pattern wiring 100 can be applied to a wiring for driving an EL element or the like forming a 3D display panel.
  • the CNT pattern wiring 100 is attached to the 3D display panel as described above, it is desired that the underlying 3D display panel is visible and the CNT pattern wiring 100 is not visible.
  • the CNT pattern wiring 100 has low resistance. For this reason, it is preferable that both the low resistance and the high light transmittance can be achieved by setting the width of the CNT line 2a to 10 ⁇ m or less and the height H to 1 ⁇ m or more.

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Abstract

一面を有する基台（１）と、一面上に形成され、高さ（Ｈ）が１μｍ以上とされたライン状のＣＮＴであるＣＮＴライン（２ａ）を有するＣＮＴパターン（２）と、を有している。そして、前記一面上の一方向に切断した断面において、隣り合う複数のＣＮＴライン（２ａ）の間に開口部（５）が位置したラインアンドスペース状膜とされているＣＮＴパターン配線とされている。

Description

カーボンナノチューブパターン配線、それを有する透明導電基板およびヒータ 関連出願への相互参照
　本出願は、２０１９年１月２３日に出願された日本特許出願番号２０１９－９６１４に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
　本開示は、カーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴという）パターン配線、それを有する透明導電基板およびヒータに関する。
　基台上にＣＮＴ導電膜を形成したＣＮＴ配線として、例えば基台となる透明基板上にＣＮＴ導電膜を形成したフレキシブルなＣＮＴ透明電極が知られている。ＣＮＴ導電膜は金属メッシュ導電膜に比べて、ヘイズ値が小さい、また伸縮に対しての導電性の変化が小さい特性を有しているため、ＣＮＴ透明電極は、３Ｄディスプレイパネルや透明ヒータなどへの適用が期待されているものである。
　近年、デバイスの微細化に連れてＣＮＴ配線の低抵抗化が求められている。しかしながら、ＣＮＴ配線における光透過率Ｔとシート抵抗Ｒｓとは、所定の定数Ｋを用いて次式に示す関係で表現されるため、高導電性、つまり低抵抗と高光透過率を両立することが困難である。
　（数１）　Ｔ＝ｅｘｐ［－１／（Ｋ×Ｒｓ）］
　このため、ＣＮＴ配線におけるＣＮＴ導電膜をパターン化し、ＣＮＴ導電膜を網目状に形成することでＣＮＴ透明電極とすることが検討されている。例えば、非特許文献１には、複数の畝によってＣＮＴパターン配線を製造することが開示されている。具体的には、メンブレンフィルタを用意し、メンブレンフィルタ上または下にＣＮＴパターンを形成するためのマスクレジストを配置したのち、マスクレジストおよびメンブレンフィルタを介してＣＮＴを含むガスを濾過する。これにより、メンブレンフィルタ上にＣＮＴによる薄膜が形成される。そして、メンブレンフィルタ上に形成されたＣＮＴを基台に転写することにより、ＣＮＴパターン配線を形成している。
ＡＣＳ　Ｎａｎｏ，２０１４，８（４），ｐｐ３２８５－３２９３
　しかしながら、非特許文献１に開示されているように、上記した製造方法によってＣＮＴパターン配線を形成した場合、ＣＮＴパターン配線の厚みが０．１４μｍ程度にしかならない。この厚みだと、光透過率は高くできるものの、シート抵抗Ｒｓが例えば６０～７０［Ω／□］と高くなり、低抵抗を実現することができない。
　本開示は、低抵抗と高光透過率の両立を図ることができるＣＮＴパターン配線、それを有する透明導電基板およびヒータを提供することを目的とする。
　本開示の１つの観点におけるＣＮＴパターン配線は、一面を有する基台と、一面上に形成され、高さが１μｍ以上とされたライン状のＣＮＴであるＣＮＴラインを有するＣＮＴパターンと、を有し、前記一面上の一方向に切断した断面において、隣り合う複数のＣＮＴラインの間に開口部が位置したラインアンドスペース状膜とされている。
　このような構成のＣＮＴパターン配線は、基台の上に複数本のＣＮＴラインを形成した構造とされている。そして、各ＣＮＴラインの間には、ＣＮＴが形成されておらず開口部とされた部分が設けられ、ＣＮＴラインと開口部とが交互に配置されたラインアンドスペース状膜が構成されている。したがって、開口部を通じて光を透過させることが可能となる。一方、ＣＮＴラインの高さについては、１μｍ以上とされている。このため、ＣＮＴパターンの低抵抗化を図ることが可能となる。よって、低抵抗と高光透過率の両立を図ることができるＣＮＴパターン配線とすることが可能となる。
　なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
第１実施形態にかかるＣＮＴパターン配線の上面図である。 図１のII-II断面図である。 ＣＮＴの厚みとシート抵抗の関係を示した図である。 ＣＮＴパターン配線の光の透過の様子を示した図である。 図１および図２に示すＣＮＴパターン配線の製造工程を示した断面図である。 図５Ａに続くＣＮＴパターン配線の製造工程を示した断面図である。 図５Ｂに続くＣＮＴパターン配線の製造工程を示した断面図である。 図５Ｃに続くＣＮＴパターン配線の製造工程を示した断面図である。 図５Ｄに続くＣＮＴパターン配線の製造工程を示した断面図である。 図５Ｅに続くＣＮＴパターン配線の製造工程を示した断面図である。 図５Ｆに続くＣＮＴパターン配線の製造工程を示した断面図である。 電子顕微鏡により撮影したＣＮＴラインの画像を２値化した図である。 他の実施形態で説明するＣＮＴパターン配線の断面図である。 他の実施形態で説明するＣＮＴパターン配線の断面図である。
　以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
　（第１実施形態）
　第１実施形態について説明する。本実施形態では、ＣＮＴパターン配線がヒータに適用される場合を例に挙げて説明する。
　図１に示すように、基台１の上に、ＣＮＴパターン２が形成されると共にＣＮＴパターン２の両端に第１電極３と第２電極４がそれぞれ配置されることでＣＮＴパターン配線１００が構成されている。
　基台１は、例えば透明プラスティックフィルムのようなフレキシブルな透明基板などで構成されている。ここでは、基台１として、光が透過して基台１と反対側まで視認できるような透明基板を用いているが、基台１の一面が視認できる非透明のものが用いられていても良い。
　例えば、基台１を介してＣＮＴパターン配線１００の取り付け対象を視認でき、ＣＮＴパターン配線１００については視認できないように、もしくは目立たないようにしたい場合には、基台１が透明基板で構成される。また、ＣＮＴパターン配線１００が取り付け対象に直接ＣＮＴパターン２などが形成されることで取り付け対象の一部と共にＣＮＴパターン配線１００が構成される場合は、基台１は例えば取り付け対象の筐体などで構成される。その場合、基台１の一面が視認できてもよいことから、基台１が非透明のもので構成されていても良い。
　ＣＮＴパターン２は、基台１の一面上に所望のパターンに形成されたＣＮＴである。本実施形態の場合、ＣＮＴパターン２は、図１に示すように複数本のＣＮＴライン２ａが一定間隔に並べられることでストライプ状とされている。また、本実施形態では、各ＣＮＴライン２ａは、図２に示すように、断面形状が、基台１の一面に対する法線方向を高さ方向とする面状または棒状の基部２ｂと、基台１側において基部２ｂから張り出した鍔部２ｃとを有した形状とされている。本実施形態の場合、基部２ｂは、第１幅Ｗ１とされ、鍔部２ｃは、第１幅Ｗ１のうち最も幅広な部分よりも大きくされた第２幅Ｗ２とされている。なお、図２では、ＣＮＴライン２ａの第１幅Ｗ１を小さくした縮尺で図示したため、ＣＮＴライン２ａの断面形状が逆Ｔ字形状になっているが、この形状は第１幅Ｗ１や第２幅Ｗ２および高さＨによって変わる。
　第１幅Ｗ１は、要求されるシート抵抗や高等化率に基づいて設定されており、例えば３５０μｍ以下とされている。具体的には、第１幅Ｗ１は、ＣＮＴパターン２自体が視認できないようにする場合には１０μｍ以下とされ、視認できても良い場合には例えば５０～１００μｍとされる。第２幅Ｗ２については任意であるが、例えば第１幅Ｗ１：第２幅Ｗ２が１：１．３５とされている。ＣＮＴライン２ａのうち第２幅Ｗ２とされた鍔部２ｃについては必須ではなく、すべて第１幅Ｗ１の基部２ｂとされていても良い。また、鍔部２ｃが備えられる構造とされる場合、ここで説明した第１幅Ｗ１：第２幅Ｗ２の値も一例を示したに過ぎず、他の値であっても構わない。ただし、ＣＮＴライン２ａに鍔部２ｃを備えることにより、この部分で基台１との密着性が向上し、幅狭で構成した場合のＣＮＴライン２ａの横倒れを抑制できることから、鍔部２ｃを備えることが好ましい。特に、第１幅Ｗ１に対する第２幅Ｗ２の比が上記した１．３５以上になると、より高い密着性を得ることができる。
　鍔部２ｃの幅や厚みについては任意であるが、光透過率を考慮して設定される。例えば、第２幅Ｗ２が大きければ、基台１が鍔部２ｃで覆われる部分の面積が大きくなる。ＣＮＴの厚みが薄ければ高光透過率が得られるが、厚くなると得られない。このため、光透過率を考慮して鍔部２ｃの幅と厚みが設定される。
　なお、各ＣＮＴライン２ａの形成ピッチは、基部２ｂの部分と基部２ｂ以外の部分とが１：９となるようにしてある。つまり、基台１のうちＣＮＴパターン２が形成された部分の面積に対し、基部２ｂ同士の間においてＣＮＴが形成されておらず開口部５とされた部分の形成割合が９０％の割合となるようにしている。この開口部５の形成割合は、要求される光透過率に応じて決めれば良く、９０％以上にすると、より高光透過率を得ることが可能となる。
　また、各ＣＮＴライン２ａの高さＨは等しくなっており、基台１から先端までの高さが１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上とされている。この高さＨと抵抗値とは相関関係があり、高さＨが高いほど低抵抗にできる。なお、ＣＮＴの厚み、つまりＣＮＴライン２ａの高さＨとシート抵抗［Ω／□］との関係は例えば図３のように示される。この関係は、ＣＮＴへのドーパントの種類など膜質によって異なったものになるが、図３と同様の傾向になる。そして、高さＨが１μｍのときにシート抵抗が３０［Ω／□］となるため、高さＨが１μｍ以上となるようにすることで、より低抵抗化を図ることが可能となる。また、ＣＮＴライン２ａを構成するＣＮＴは、密度が０．１ｇ／ｃｍ３～１．１ｇ／ｃｍ３の範囲となっている。ＣＮＴライン２ａを構成するＣＮＴの配向については任意であるが、基台１に対してランダムに配向したものとすることができる。
　第１電極３と第２電極４は、それぞれ、各ＣＮＴライン２ａの一端側と他端側とを連結するように配置されている。第１電極３と第２電極４は、銀などの電極材料で構成されており、例えば一方が電源の正極、他方が負極に接続されることでＣＮＴパターン配線１００に対して電流を流すようになっている。
　以上のようにして、本実施形態のＣＮＴパターン配線１００が構成されている。このように構成されるＣＮＴパターン配線１００は、基台１の上に複数本のＣＮＴライン２ａを有するＣＮＴパターン２を形成した構造とされている。そして、各ＣＮＴライン２ａの間における基部２ｂ同士の間には、ＣＮＴが形成されておらず開口部５とされた部分が設けられている。このため、ＣＮＴライン２ａと開口部５とが交互に配置されたラインアンドスペース状膜が構成されている。したがって、図４に示すように、開口部５を通じて光を透過させることが可能となり、開口部５の形成割合を９０％以上にすれば、光透過率も９０％以上という高い値にすることができる。
　一方、各ＣＮＴライン２ａの高さＨについては、１μｍ以上とされている。このため、シート抵抗が３０［Ω／□］以下となるようにでき、ＣＮＴパターン２の低抵抗化を図ることが可能となる。
　よって、低抵抗と高光透過率の両立を図ることができるＣＮＴパターン配線１００とすることが可能となる。そして、基台１を透明基板とした場合には、基部２ｂの第１幅Ｗ１を１０μｍ以下とすることで、低抵抗と高光透過率の両立を図ることができるＣＮＴパターン配線１００を有する透明導電基板とすることができる。
　さらに、本実施形態のようなＣＮＴパターン配線１００をヒータとして適用することもできる。ＣＮＴパターン配線１００が適用されるヒータとしては、車両用空調装置における除霜運転を行う際のヒータなどが挙げられる。その場合、霜が付着する室外機などにＣＮＴパターン配線１００を取り付けることでヒータとして機能させることができる。さらにカメラなどの除霜・結露防止用ヒータなどに適用できる。
　また、車両における車室内の様々な場所にヒータを配置すること、例えばダッシュボードの下面に配置するフットヒータなどが検討されているが、そのようなヒータとしてＣＮＴパターン配線１００を適用することもできる。このようなヒータに用いる場合には、ＣＮＴパターン配線１００は目立たないようにしたいため、基台１を透明基板で構成したり、ヒータの取り付け対象の筐体などによって基台１を構成すると好ましい。
　続いて、このように構成される本実施形態のＣＮＴパターン配線１００の製造方法について説明する。
　〔図５Ａに示す工程〕
　まず、フィルタ１０を用意する。フィルタ１０は、ＣＮＴの濾過を行うことができる材料で構成されており、例えばメンブレンフィルタなどによって構成されている。そして、このフィルタ１０の一面側に、レジスト１１を配置する。
　レジスト１１にはネガレジストを用いており、ここではアルカリ可溶材料で構成されるネガレジストを用いている。レジスト１１については、スピンコートなどの一般的な手法ではなく、ドライフィルムレジスト等の厚膜のフィルムレジストをフィルタ１０に貼り付けることによって配置している。レジスト１１の厚みについては、ＣＮＴパターン２を構成するＣＮＴライン２ａの高さＨと同程度、すなわち１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上とされ、例えば１０μｍとされる。
　〔図５Ｂに示す工程〕
　例えば、クロム系のマスク１２によってＣＮＴパターン２の形成予定領域を覆い、マスク１２上から紫外線による露光処理を行う。これにより、露光された部分が固化する。
　〔図５Ｃに示す工程〕
　露光後のレジスト１１およびフィルタ１０に対して現像、リンス処理を行う。すなわち、マスク１２を除去した後、露光後のレジスト１１およびフィルタ１０を炭酸ナトリウム水溶液などのリンス液に浸す。これにより、マスク１２によって覆われて露光されなかった遮光部が溶解させられ、ＣＮＴパターン２の形成予定領域において溝部１１ａが形成される。
　〔図５Ｄに示す工程〕
　ＣＮＴ捕獲処理を行う。この処理については、公知となっている手法を用いて実施することができる。例えば、ＣＮＴを含む気相分散媒となるエアロゾルや液相分散媒となるコロイド溶液などの分散媒を用意し、この分散媒を溝部１１ａが設けられたレジスト１１側からフィルタ１０を透過させる。これにより、分散媒に含まれるＣＮＴがフィルタ１０によって濾過され、溝部１１ａ内にＣＮＴが捕獲されていく。
　〔図５Ｅに示す工程〕
　上記した図５Ｄに示す工程を連続的に行うと、溝部１１ａ内が埋込まれるようにＣＮＴが捕獲される。それをさらに続けると溝部１１ａの外部にはみ出すようにＣＮＴが捕獲され、Ｔ字状のＣＮＴパターン２が形成される。このとき、ＣＮＴパターン２を構成する各ＣＮＴライン２ａの高さＨは、レジスト１１の高さ以上になることから、１μｍ以上の高さ、ここでは１０μｍ以上の高さとなる。
　〔図５Ｆに示す工程〕
　透明基板などで構成される基台１を用意する。そして、その基台１の一面側に、ＣＮＴパターン２が形成されたレジスト１１およびフィルタ１０を配置する。このとき、フィルタ１０側ではなくＣＮＴパターン２側が基台１の一面側に向くようにして、ＣＮＴパターン２の一端が基台１の一面に当接するようにする。
　〔図５Ｇに示す工程〕
　そして、フィルタ１０およびレジスト１１を持ち上げると、基台１にＣＮＴパターン２が転写される。これにより、高さＨを有するＣＮＴライン２ａで構成されたＣＮＴパターン２が形成される。なお、図６は、形成後のＣＮＴライン２ａの試料について、電子顕微鏡で確認したときの画像を示している。この画像から判るように、ＣＮＴが成膜されていることが確認できる。また、ＣＮＴライン２ａの高さについても１０μｍとなっており、上記した高さ通りとなっている。図６については、ＣＮＴライン２ａを斜めから撮影した画像であるため、ＣＮＴライン２ａの上面も映り込んでいるが、上面も側面も滑らかな一面となっている。
　この後の工程については図示しないが、ＣＮＴパターン２における各ＣＮＴライン２ａの両端に第１電極３と第２電極４とを形成する。例えば、電極材料として銀などを所望パターンに塗布することによって第１電極３と第２電極４とを形成する。これにより、図１に示すＣＮＴパターン配線１００が完成する。
　以上説明したように、本実施形態では、レジスト１１をスピンコートなどにより形成するのではなく、厚膜のフィルムレジストによって構成している。このため、レジスト１１を露光して溝部１１ａを設け、フィルタ１０にてＣＮＴを濾過するときに溝部１１ａ内にＣＮＴが捕獲されるようにすることで、ＣＮＴライン２ａの高さＨを高くすることが可能となる。したがって、本実施形態で説明した低抵抗と高光透過率の両立を図ることができるＣＮＴパターン配線１００とすることが可能となる。
　また、レジスト１１としてフィルムレジストを用いることにより、従来の塗布により形成する場合と比較して、スピンコートやベーキングが必要ない簡素な工程によってレジスト１１を形成できる。また、フィルムレジストについてはロール状のものを用いることができ、塗布後に再びロール状に巻き取るロールｔｏロール方式とすることができることから、高い量産性を得ることができる。
　（他の実施形態）
　本開示は、上記した実施形態に準拠して記述されたが、当該実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
　例えば、上記実施形態では、ＣＮＴライン２ａの断面形状が図２のような逆Ｔ字形状となる場合を例に挙げているが、これ以外の形状であっても良い。すなわち、断面形状が基台１の一面に対する法線方向を高さ方向とする面状または棒状の基部２ｂが備えられた構造となっていれば良く、基部２ｂにおいてＣＮＴライン２ａの高さＨが１μｍ以上となっていれば良い。
　例えば、図７に示すように、基部２ｂのみによって各ＣＮＴライン２ａが構成されていても良い。また、図８に示すように、隣同士のＣＮＴライン２ａにおいて鍔部２ｃが繋がっていても良い。このような構造とされる場合、下地となる基台１の一面上にＣＮＴが形成された構造となるが、ＣＮＴの膜厚が薄いほど光透過率が高いことから、薄い鍔部２ｃによって覆われていてもそれを透過して基台１が視認できる。したがって、隣同士のＣＮＴライン２ａの間において鍔部２ｃが繋がった状態となっていても、所望の光透過率を得ることができる。また、このような構造の場合でも、基部２ｂ同士の間においてＣＮＴが形成されていない部分が開口部５となる。
　なお、ＣＮＴライン２ａの形状については、ＣＮＴ捕獲処理の条件に応じて決まる。例えば、分散媒をフィルタ１０で濾過する際に、レジスト１１の溝部１１ａ内にＣＮＴが捕獲されることになるが、溝部１１ａ内のみで捕獲されるように処理時間などを制御すれば、ＣＮＴライン２ａは図７のような基部２ｂのみの形状となる。また、溝部１１ａからはみ出るように処理時間を増やせば、ＣＮＴライン２ａは第１実施形態のような形状もしくは図８のような形状となる。
　さらに、基部２ｂの幅である第１幅Ｗ１についても一定であっても良いし、図２に示したように、例えば先端に行くほど第１幅Ｗ１が狭くなるような先細り形状となっていても良い。その場合でも、基部２ｂのうち最も幅広となる部分において第１幅Ｗ１が３５０μｍ以下とされていれば良いし、視認できないようにするのであれば１０μｍ以下にすると良い。鍔部２ｃの幅となる第２幅Ｗ２についても一定である必要はなく、例えば基台１側に近づくほど幅広となる構造であっても良い。
　また、上記実施形態では、ラインアンドスペース構造の一例として、複数の直線状のＣＮＴライン２ａがストライプ状に並べられた構造について説明した。しかしながら、これも一例を示したに過ぎない。すなわち、ＣＮＴパターン配線１００を基台１の一面上の一方向に切断した断面上において、ＣＮＴライン２ａと開口部５が交互に並ぶ構造であれば良い。
　例えば、上面形状がＣＮＴライン２ａを四角形格子状にレイアウトしたもの、複数の六角形状を並べてハニカム状にレイアウトしたものによってＣＮＴパターン２を構成しても良い。
　なお、ＣＮＴライン２ａの第１幅Ｗ１の幅やＣＮＴライン２ａの上面形状については、レジスト１１を形成する際の溝部１１ａの形状によって決まる。このため、溝部１１ａの深い位置に行くほど幅が徐々に狭くなる形状とすればＣＮＴライン２ａを先細り形状にできるし、溝部１１ａを四角形格子状もしくはハニカム状とすれば、その形状のＣＮＴライン２ａにできる。
　また、上記実施形態では、ＣＮＴパターン配線１００をヒータに適用した場合を例に挙げて説明したが、この他のものに適用することもできる。例えば、３ＤディスプレイパネルなどにＣＮＴパターン配線１００が取り付けられる場合が想定される。その場合、例えば、３Ｄディスプレイパネルを構成するＥＬ素子などの駆動用の配線などにＣＮＴパターン配線１００を適用することができる。このように３Ｄディスプレイパネルに対してＣＮＴパターン配線１００が取り付けられる場合、下地となる３Ｄディスプレイパネルが視認でき、かつ、ＣＮＴパターン配線１００が視認されないようにすることが望まれる。その反面、ＣＮＴパターン配線１００が低抵抗であることも望まれる。このため、ＣＮＴライン２ａの幅を１０μｍ以下とし、かつ、高さＨを１μｍ以上とすることで、低抵抗と高光透過率の両立が図れるようにすることが好ましい。

Claims (9)

  1. 　一面を有する基台（１）と、
    　前記一面上に形成され、高さ（Ｈ）が１μｍ以上とされたライン状のカーボンナノチューブであるカーボンナノチューブライン（２ａ）を有するＣＮＴパターン（２）と、を備え、
    　前記一面上の一方向に切断した断面において、隣り合う複数の前記カーボンナノチューブラインの間に開口部（５）が位置したラインアンドスペース状膜とされたカーボンナノチューブパターン配線。
  2. 　前記カーボンナノチューブラインを構成する前記カーボンナノチューブが前記基台に対してランダムに配向した状態で配置されている請求項１に記載のカーボンナノチューブパターン配線。
  3. 　密度が０．１ｇ／ｃｍ３～１．１ｇ／ｃｍ３の範囲の請求項１または２に記載のカーボンナノチューブパターン配線。
  4. 　前記カーボンナノチューブラインの高さが５μｍ以上とされている請求項１ないし３のいずれか１つに記載のカーボンナノチューブパターン配線。
  5. 　前記カーボンナノチューブラインは、前記一面に対する法線方向を高さ方向とする基部（２ｂ）を有し、該基部の幅が３５０μｍ以下とされている請求項１ないし４のいずれか１つに記載のカーボンナノチューブパターン配線。
  6. 　前記カーボンナノチューブラインは、前記一面側において前記基部から張り出した鍔部（２ｃ）を有し、前記基部の幅となる第１幅（Ｗ１）に対して前記鍔部の幅となる第２幅（Ｗ２）の比が１．３５以上になっている請求項５に記載のカーボンナノチューブパターン配線。
  7. 　前記カーボンナノチューブラインは、前記一面側において前記基部から張り出した鍔部（２ｃ）を有し、隣り合う複数の前記カーボンナノチューブラインの間において前記鍔部が繋がった状態となっている請求項５に記載のカーボンナノチューブパターン配線。
  8. 　請求項５ないし７のいずれか１つに記載のカーボンナノチューブパターン配線（１００）を有し、
    　前記基台が透明基板によって構成されており、
    　前記基部の幅が１０μｍ以下とされている透明導電基板。
  9. 　請求項１ないし８のいずれか１つに記載のカーボンナノチューブパターン配線にて構成されたヒータ。
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