(57)【要約】  本発明は、絶縁ポリマーマトリックス中にカーボンナノチューブおよび導電性ポリアニリンを含んでなる組成物、ならびにその組成物の作製方法である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）絶縁ポリマーマトリックスと、
ｂ）前記絶縁ポリマーマトリックス中に分散させた０．１〜１０重量％のカーボンナノチューブと、
ｃ）前記カーボンナノチューブ上にコートさせた導電性ポリアニリンとを含んでなる組成物。
【請求項２】
ａ）カーボンナノチューブを、溶解させたポリアニリンも含有する溶媒中に分散して、第１の液体分散体を形成するステップと、
ｂ）絶縁ポリマー溶液を前記第１の液体分散体と混合して、第２の液体分散体を形成するステップと、
前記第２の液体分散体を基板上に被着させ、前記溶媒を蒸発させるステップとを含んでなる方法。
【請求項３】
前記基板が熱転写印刷用のドナー素子である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の液体分散体を基板上に被着させるステップが、インクジェット印刷、フレキソ印刷、およびグラビアよりなる群から選択される印刷方法で達成される請求項２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁ポリマーのマトリックス中にカーボンナノチューブおよび導電性ポリアニリンを含んでなる組成物、ならびに前記組成物の作製方法に関する。まずナノチューブをポリアニリン溶液で処理すると、ナノチューブを使用して、電気導電率を増大させる状況においてナノチューブの使用量の削減が可能になることが判明した。
【背景技術】
【０００２】
この３０年間にわたって、能動電子デバイスで使用できるような、絶縁性ではなく導電性を有するポリマーの開発にかなり関心がもたれてきた。
【０００３】
ポリマーの電気的諸特性の調整は、３つの異なる手法を利用して達成されてきた。
１）出発材料の化学組成および構造を変更することによる固有の内部特性の改変。
２）ホストポリマーと一緒に電荷移動錯体を形成することができるドーパントを組み込むことによる分子レベルでのポリマー特性の変更。この手法は、ＡｓＦ５やＩ２などの分子を、ポリアセチレンやポリカーボナートなどのポリマーに組み込む分子ドープである。さらに、
３）最も多用される手法は、導電性ポリマーを形成するために金属フレーク、カーボンブラック粒子などの微視的断片をホストポリマーに組み込むことによる所望の導電率の達成である。
【０００４】
経路（２）は、ポリマー合成金属への最も効率的な経路を提供するが、いくつかの材料は、周囲条件下で安定性に欠ける傾向がある。
【０００５】
あるいは、不活性ポリマーに導体を充填することによって、より適度な導電率値（０．００１Ｓ／ｃｍ）を達成することができる。１０−１０〜１０−１Ｓ／ｃｍの導電率は容易に達成され、規格値に調整することができる。電気導電率は充填剤量に依存し、導電率は、充填剤濃度の臨界レベル（パーコレーション閾値）を超えた短い範囲にわたって充填剤量に強く依存している。高い導電率を達成するために高レベルの充填剤量１０〜４０％が使用されるので、ポリマー加工性は大きく妨げられる。
【０００６】
一方、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリフェニレンスルフィドなどの典型的な合成金属は、金属レジームで１０２〜１０３ｓ／ｃｍの範囲の導電率を示すことができる。しかし、これらの値は、強い酸化または還元反応によって得られるので、材料は周囲条件では不安定な傾向があり、実際の適用が限定される。
【０００７】
主鎖にπ−電子系を有するポリアセチレン、または類似のポリ−（ｐ−フェニレン）、およびポリピロールなどの有機導体は、一続きの芳香族環からなり、自然状態では優れた絶縁体であり、酸化または還元の際に金属導電性を有する錯体に変換されることがある。特に、ポリアセチレン（ＣＨ）ｘの電気導電率は、ポリマーをドナーまたはアクセプタ分子でドープすると、１０１１倍増大する。この３０年間にわたって、能動電子デバイスで使用できるような、絶縁性ではなく導電性を有するポリマーの開発にかなり関心がもたれてきた。
【０００８】
ポリマーの電気的諸特性の調整は、３つの異なる手法を利用して達成されてきた。
（１）出発材料の化学組成および構造を変更することによる固有の内部特性の改変。
（２）ホストポリマーと一緒に電荷移動錯体を形成することができるドーパントを組み込むことによる分子レベルでのポリマー特性の変更。この手法は、ＡｓＦ５やＩ２などの分子を、ポリアセチレンやポリカーボナートなどのポリマーに組み込む分子ドープである。さらに、
（３）最も多用される手法は、導電性ポリマーを形成するために金属フレーク、カーボンブラック粒子などの微視的断片をホストポリマーに組み込むことによる所望の導電率の達成である。
【０００９】
経路（２）は、ポリマー合成金属への最も効率的な経路を明らかに提供するが、いくつかの材料は、周囲条件下で安定性に欠ける傾向がある。ポリアセチレン、ポリ（１，６−ヘプタジイン）、およびポリプロピンの場合、非ドープポリマーは酸素中で不安定である。ポリ−ｐ−フェニレン、ポリ−ｐ−フェニレンオキシド、およびポリ−ｐ−フェニレンスルフィドは、酸素中で安定であるが、ＡｓＦ５など強力なアクセプタでしかドープすることができず、いったんドープされると、周囲条件下で急速な加水分解の影響を受けやすい。ポリピロールは周囲条件下で安定であるが、他の望ましい特性のうちいくつか、最も顕著には可変導電性に欠ける。
【００１０】
あるいは、不活性ポリマーに導体を充填することによって、より適度な導電率値（０．００１Ｓ／ｃｍ）を達成することができる。１０−１０〜１０−１Ｓ／ｃｍの導電率は容易に達成され、規格値に調整することができる。電気導電率は充填剤量に依存し、導電率は、充填剤濃度の臨界レベル（パーコレーション閾値）を超えた短い範囲にわたって充填剤量に強く依存している。高い導電率を達成するために高レベルの充填剤量１０〜４０％が使用されるので、ポリマー加工性は大きく妨げられる。典型的な充填剤は、ＰＡＮ誘導炭素繊維、金属化ガラス繊維、Ａｌフレーク、Ａｌロッド、およびカーボンブラックである。典型的な装填材および得られた導電率を、下記の表に示す。
【００１１】
【表１】
2007534780.tif 000002
【００１２】
一方、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリフェニレンスルフィドなどの典型的な合成金属は、金属レジームで１０２〜１０３ｓ／ｃｍの範囲の導電率を示すことができる。しかし、これらの値は、強い酸化または還元反応によって得られるので、材料は周囲条件では安定でない傾向があり、実際の適用が限定される。
【００１３】
環境上安定な合成金属を求める探求は、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）における多大な試みをもたらした。これらの材料は金属状態ではより低い導電率を有するが、ポリマー主鎖で著しいπ非局在化も有するように見え、他の導電性ポリマーとは違って、それらは空気中で無期限に安定である。特に、ポリアニリンのエメラルジン塩基の形を、ＨＣｌなど非酸化性希酸水溶液で金属導電性レジームにドープして、金属導電性を示すものの空気に対して安定で、大量生産が安価なエメラルジン塩を得る。ポリアニリンのエメラルジンの形は、主鎖の広範囲にわたる共役のために高い導電率を示すと考えられる。他のすべての共役ポリマーとは違って、材料の導電率は１つではなく２つの変数、すなわちＰＡＮＩの酸化度とプロトン化度に依存する。最も高い導電率のＰＡＮＩは、ＰＡＮＩショウノウスルホン酸塩（ＰＡＮＩ−ＣＳＡ）のｍ−クレゾール溶液から流延されたものであり、その導電率は、１０−１〜１０１Ｓ／ｃｍである鉱酸でプロトン化されたＰＡＮＩより約２桁高い約１０２Ｓ／ｃｍである。
【００１４】
周囲条件で加工可能で安定な、金属導電性を有する安定なポリマー材料を達成することは、電子用途での導電性ポリマーの使用をさらに可能にするのに重要である。少量のカーボンナノチューブが、ＰＡＮＩの導電率を４〜５桁増大させることが以前に示されている。ナノチューブ濃度は、充填剤の必要とされた濃度よりかなり低いので、導電率を増大させながらホストポリマーの加工性を維持することができる。しかし、開発された印刷可能な配合物には、いくつかの欠点もあった。例えば、転写フィルムの解像度が重要である印刷用途では、いくつかのドープポリアニリンしか有用でなかった。さらに、多層ＴＦＴ構造が構築されるとき、電子デバイスのシーケンシャル層間の接着が重要である。特に、ＴＦＴ用途では、ゲート誘電体への転写ＰＡＮＩ複合体の接着が困難であった。さらに、ドープＰＡＮＩがフィルムの大部分を表わしている場合、酸はかなりの量である。電場下にある場合に酸が移動すれば、半導体のドーピイング、および性能劣化に至るはずである。この出願では、カーボンナノチューブを、絶縁マトリックスに組み込む前にポリアニリンでコートする場合、その電気的挙動は、チューブをドープＰＡＮＩ導電性マトリックスに組み込んだ場合に観察されるものに比べて変わらないままであることが示されている。これは、以前に開示されたＳＷＮＴ／ＰＡＮＩ組成物に比べていくつかの利点を提供する。同様な導電層および絶縁層用の結合剤材料を使用して、ＴＦＴを印刷することができる。シーケンシャル層の接着を、ポリマーのファミリーのガラス転移で調整することができる。ＰＡＮＩはチューブを接続する「糊」でしかないので、配合物中のＰＡＮＩの量は、最小である。したがって、酸が移動する可能性はより低いだけでなく、周辺の絶縁マトリックスに移動するだけである。
【００１５】
ニウ（Ｎｉｕ）の特許文献１は、カーボンナノファイバー、および電気化学キャパシタに使用するための電気化学的に活性な材料を含む複合電極について記載している。
【００１６】
ケニー（Ｋｅｎｎｙ）の特許文献２は、導電性ポリマーを含有する印刷画像用のコーティング配合物について記載している。
【００１７】
特許文献３は、導電性ポリアニリンおよびカーボンナノチューブを含んでなる組成物について記載している。
【００１８】
特許文献４は、導電性ポリアニリンおよびカーボンナノチューブを含んでなるレーザー印刷用の組成物について記載している。
【００１９】
【特許文献１】米国特許第６，２０５，０１６号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９３２，６４３号明細書
【特許文献３】米国特許出願第０２／０５４８６号明細書
【特許文献４】米国特許出願第０３／０５７７１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
一方、本発明は、絶縁ポリマーマトリックス中に、導電性ポリアニリンとともに分散させたカーボンナノチューブを含んでなる組成物である。ポリアニリンとカーボンナノチューブとの分散体によって、パーコレーション、したがってナノチューブがポリアニリンとともに分散されていない場合より低いカーボンナノチューブ体積分率で金属様の値の電気導電率が可能になる。本発明は、上記に記載の組成物の作製方法でもある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、
ａ）絶縁ポリマーマトリックスと、
ｂ）前記絶縁ポリマーマトリックス中に分散させた０．１〜１０重量％のカーボンナノチューブと、
ｃ）前記カーボンナノチューブとともに分散させた導電性ポリアニリンとを含んでなる組成物について記載する。
【００２２】
また、本発明は、
ａ）カーボンナノチューブを、溶解させたポリアニリンも含有する溶媒中に分散して、第１の液体分散体を形成するステップと、
ｂ）絶縁ポリマー溶液を前記第１の液体分散体に添加して、第２の液体分散体を形成するステップと、
ｃ）前記第２の液体分散体を基板上に被着させ、前記溶媒を蒸発させるステップとを含んでなる方法でもある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
ここで、絶縁マトリックス中にポリアニリン（ＰＡＮＩ）とともに分散させた少量のナノチューブは、導電性マトリックス中のナノチューブのために達成された非常に低いパーコレーション閾値を保持しながら、高導電率への経路を提供することが示されている。特に、良好なゲート誘電体である材料中にＰＡＮＩとともに分散させたナノチューブを組み込むと、マイクロエレクトロニクスでの用途に適した導電率の材料、すなわち、プラスチック薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）中のゲート、ソース、ドレイン、相互接続などが得られる。これらの材料は、ＴＦＴの全ての層、特にゲート誘電体の作製方法に適合できる。
【００２４】
本発明は、これらに限定されないがポリスチレン、エチルセルロース、ノブラック（Ｎｏｖｌａｃ）（登録商標）（デュポン、米国デラウェア州ウィルミントン（ＤｕＰｏｎｔ，  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  ＤＥ））、ポリヒドロキシスチレンおよびそのコポリマー、ポリメチルメタクリラートおよびそのコポリマー、ならびにポリエチルメタクリラートなどの絶縁ポリマーマトリックス材料を含んでなる組成物である。絶縁ポリマーマトリックス内に、カーボンナノチューブと導電性ポリアニリンの混合物を分散させる。カーボンナノチューブと導電性ポリアニリンの混合物を、カーボンナノチューブをキシレンに分散し、次いでドープポリアニリン（例えばジノニルナフタレンスルホン酸、ベンジルスルホン酸、またはショウノウスルホン酸でドープして、ポリアニリンを導電性にする）を分散体に添加することによって生成する。ポリアニリンを、ポリアニリンのキシレン溶液として添加する。次いで、絶縁ポリマー溶液を分散体に添加する。この分散体を基板上に被着し、溶媒を蒸発させると、この被着物は、本発明の組成物であるカーボンナノチューブとドープポリアニリンの分散体を含有する絶縁ポリマーマトリックスを含んでなる。絶縁ポリマーマトリックス中に分散させたナノチューブとポリアニリンの量は、キシレン中の様々な成分の比を変えることによって変わり得る。パーコレーションを達成し、金属導電性を得るには、０．２５重量％のレベルのカーボンナノチューブが必要とされる。また、本発明は、上記に記載するこの組成物を得るための方法も含んでなる。
【００２５】
ポリアニリン／カーボンナノチューブ分散体と混合させた絶縁ポリマー溶液の被着用の基板は、熱転写印刷用のドナー素子とすることができる。例えば、マイラー（ＭＹＬＡＲ）（登録商標）（デュポン、米国デラウェア州ウィルミントン（ＤｕＰｏｎｔ，  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  ＤＥ））などの透明基板を使用することができる。分散体を被着した後、溶媒を蒸発させる。転写対象の材料でパターンニングされるレシーバ素子上に、ドナー素子を配置する。乾燥させた分散体のパターンがレシーバに転写されるように、レーザー放射線のパターンをドナー素子に曝露させる。
【００２６】
あるいは、ポリアニリン／カーボンナノチューブ分散体と混合させた絶縁ポリマー溶液を、溶媒の蒸発の前に、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビアなどの印刷方法によってパターンニングすることができる。分散体を基板上にパターンニングして、次いで溶媒を蒸発させる。
【実施例】
【００２７】
実施例１〜２
この実施例は、ＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩでコートしたカーボンナノチューブを添加し、このＰＡＮＩでコートしたチューブを絶縁マトリックスに組み込んだ場合の導電率に及ぼす効果を示している。導電性ＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩマトリックス中のカーボンナノチューブの導電率も、比較のために含まれている。（本明細書では、ジノニルナフタレンスルホン酸は「ＤＮＮＳＡ」である）。米国特許第５，８６３，４６５号明細書（１９９９年）（モンサント（Ｍｏｎｓａｎｔｏ）特許）に報告されるように、ジノニルナフタレンスルホン酸を使用して、ポリアニリンをプロトン化した。固形分の２０％がヒプコ（Ｈｉｐｃｏ）単層カーボンナノチューブ（ＣＮＩインコーポレーティッド、米国テキサス州ヒューストン（ＣＮＩ  ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，  Ｈｏｕｓｔｏｎ  ＴＸ））であり、固形分の８０％が固形分３４％のＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩのキシレン溶液である、キシレン中合計２．５％の固体分を使用することによって、（単層ナノチューブ）ＳＷＮＴを含むＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩ分散体を作製した。下記の手順に従って、複合物を作製した。
・まず、ＣＮＴを１０分間、周囲温度でホーン音波処理してキシレン中に分散した。
・上記に指定するとおりＰＡＮＩ／ＳＷＮＴ比４：１で、ＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩを５分間、周囲温度でホーン音波処理してＣＮＴ／キシレン溶液に分散した。
・絶縁体溶液は、キシレン中１０重量％のポリスチレン（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ））を含んでなるものであった。
【００２８】
ＰＡｎｉ／ヒプコ（Ｈｉｐｃｏ）分散体を、ポリスチレン溶液に０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、１、２、３、５、１０％のＮＴ濃度で分散した。次いで、この溶液を、Ａｇ接点を有するガラススライド上にコートし、その導電率を測定した。
【００２９】
デントン（Ｄｅｎｔｏｎ）真空装置（デントン（Ｄｅｎｔｏｎ）、米国ニュージャージー州チェリーヒル（Ｄｅｎｔｏｎ  Ｉｎｃ．  Ｃｈｅｒｒｙ  Ｈｉｌｌ，  ＮＪ））を使用して、アルミニウムマスクによって、２インチ×３インチの顕微鏡スライド上に、Ａｇ接点を厚さ２０００Åにスパッタリングした。Ａｇ接点を有する顕微鏡スライドに、マイアー（Ｍｅｙｅｒ）ロッド＃４を用いてフィルムをコートし、真空オーブン中、６０℃、４５秒間乾燥した。コート面積は、１インチ×２インチであり、フィルム厚さは、約１ミクロンであった。厚さは、プロフィロメトリーで決定した。フィルム導電率は、標準４プローブ型測定法を用いて測定した。電流を２つの外部接点で測定した。これらの接点を１インチだけ離して、電位計（ケースレー（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ）、６１７）と直列のヒューレットパッカード（Ｈｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ）電源に接続した。電圧は、ケースレー（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ）マルチメーターを用いて０．２５インチ離れた２つの内部接点で測定した。抵抗率（単位、オーム−スクエア）をナノチューブ濃度の関数として下記の図に示す。導電率μは、次のように算出する：μ＝ｉｌｄ／ＶＡ  （１）
ただし、Ｖは、外部接点で測定された電圧であり、ｉは、２つの内側接点での電流であり、ｌは、内部接点間の距離であり、Ａは、フィルムの面積であり、ｄは、フィルムの厚さである。
【００３０】
図１の曲線は、ＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩの導電率をＳＷＮＴ濃度の関数として示し、ポリスチレンマトリックス中、ＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩでコートされたＳＷＮＴの導電率をＳＷＮＴの濃度の関数として示す。図に示すとおり、両方の複合物者とも約０．２５重量％のナノチューブ濃度でパーコレーションし、導電または絶縁マトリックス中に存在すると、１％以上の濃度差はないようである。
【００３１】
実施例３〜５
実施例３は、ＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩでコートしたカーボンナノチューブを添加し、このＰＡＮＩでコートしたチューブをＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩ絶縁マトリックス（実施例３）に組み込んだ場合に対して、エチルセルロース絶縁マトリックス（実施例４）に組み込んだ場合の導電率に及ぼす効果を示している。実施例５のデータは、エチルセルロースマトリックス中に分散させた裸ＳＷＮＴの導電率を示している。実施例１〜２と同様にして、米国特許第５，８６３，４６５号明細書（１９９９年）（モンサント（Ｍｏｎｓａｎｔｏ）特許）に報告されるように、ジノニルナフタレンスルホン酸を使用して、ポリアニリンをプロトン化した。固形分の２０％がヒプコ（Ｈｉｐｃｏ）（Ｒ０２３６）カーボンナノチューブ（ＣＮＩインコーポレーティッド、米国テキサス州ヒューストン（ＣＮＩ  ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，  Ｈｏｕｓｔｏｎ  ＴＸ））であり、固形分の８０％が固形分３４％のＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩのキシレン溶液である、キシレン中合計２．５％の固体分を使用することによって、ＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩ／ＳＷＮＴ分散体を作製した。先の実施例に記載する手順に従って、複合物を作製した。ＰＡｎｉ／Ｈｉｐｃｏ分散体を、ポリスチレン溶液に０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、１、２、３、５、１０％のＮＴ濃度で分散した。フィルムをコーティングする前に、デントン（Ｄｅｎｔｏｎ）真空装置（デントン（Ｄｅｎｔｏｎ）、米国ニュージャージー州チェリーヒル（Ｄｅｎｔｏｎ  Ｉｎｃ．  Ｃｈｅｒｒｙ  Ｈｉｌｌ，  ＮＪ））を使用して、アルミニウムマスクによって、２インチ×３インチの顕微鏡スライド上に、Ａｇ接点を厚さ２０００Åにスパッタリングした。Ａｇ接点を有する顕微鏡スライドに、マイアー（Ｍｅｙｅｒ）ロッド＃４を用いてフィルムをコートし、真空オーブン中、６０℃、４５秒間乾燥した。コート面積は、１インチ×２インチであり、フィルム厚さは、約１ミクロンであった。厚さは、光学干渉計で決定した。エチルセルロース中ヒプコ（Ｈｉｐｃｏ）分散体を、０．１、０．５、１、５、７、９、１０、２０％のＮＴ濃度で作製した。１分間、ホーン音波処理して、ＮＴを分散した。
【００３２】
エチルセルロース（１２６−１）溶液中のＰＡｎｉ／ヒプコ（Ｈｉｐｃｏ）分散体を、０．１、０．５、０．７５、１、２、３、５、１０％のＮＴ濃度で作製した。
【００３３】
実施例６
実施例６は、ＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩでコートしたカーボンナノチューブを、ＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩ絶縁マトリックス（実施例３）に添加する場合に対して、ポリエチルメタクリラートマトリックス（実施例６）に添加する場合の導電率に及ぼす効果を示している。実施例６のデータは、ポリエチルメタクリラートマトリックス中に分散させたＰＡＮＩでコートされたＳＷＮＴの導電率を示している。実施例１〜２と同様にして、米国特許第５，８６３，４６５号明細書（１９９９年）（モンサント（Ｍｏｎｓａｎｔｏ）特許）に報告されるように、ジノニルナフタレンスルホン酸を使用して、ポリアニリンをプロトン化した。固形分の２０％がヒプコ（Ｈｉｐｃｏ）（Ｒ０２３６）カーボンナノチューブ（ＣＮＩインコーポレーティッド、米国テキサス州ヒューストン（ＣＮＩ  ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，  Ｈｏｕｓｔｏｎ  ＴＸ））であり、固形分の８０％が固形分３４％のＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩのキシレン溶液である、キシレン中合計２．５％の固体分を使用することによって、ＤＮＮＳＡ−ＰＡＮＩ／ＳＷＮＴ分散体を作製した。先の実施例に記載する手順に従って、複合物を作製した。
【００３４】
ＰＡｎｉ／ヒプコ（Ｈｉｐｃｏ）分散体を、ポリスチレン溶液に０．１、０．５、１、５、１０％のＮＴ濃度で分散した。フィルムをコーティングする前に、デントン（Ｄｅｎｔｏｎ）真空装置（デントン（Ｄｅｎｔｏｎ）、米国ニュージャージー州チェリーヒル（Ｄｅｎｔｏｎ  Ｉｎｃ．  Ｃｈｅｒｒｙ  Ｈｉｌｌ，  ＮＪ））を使用して、アルミニウムマスクによって、２インチ×３インチの顕微鏡スライド上に、Ａｇ接点を厚さ２０００Åにスパッタリングした。Ａｇ接点を有する顕微鏡スライドに、マイアー（Ｍｅｙｅｒ）ロッド＃４を用いてフィルムをコートし、真空オーブン中、６０℃、４５秒間乾燥した。コート面積は、１インチ×２インチであり、フィルム厚さは、約１ミクロンであった。厚さは、光学干渉計で決定した。
【００３５】
実施例７〜９
実施例７は、充填剤としてカーボンブラックインクおよび導電性Ａｇインクを使用するのに比べて、ナノチューブを使用して、ＰＡＮＩの導電率を増大させる利点を示している。
【００３６】
キシレン（ＥＭサイエンス（ＥＭ  Ｓｃｉｅｎｃｅ）、純度：９８．５％）１４．３６ｇを、モンサントカンパニー（Ｍｏｎｓａｎｔｏ  Ｃｏｍｐａｎｙ）の開発段階（ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ）の導電性ポリアニリン溶液ＸＩＣＰ−ＯＳＯ１  ０．９６２４ｇに添加することによって、キシレン中２．６０重量％の導電性ポリアニリンを作製した。ＸＩＣＰ−ＯＳＯ１は、約４８．１６重量％のキシレン、１２．６２重量％のブチルセロソルブ、および４１．４重量％の導電性ポリアニリンを含有している。
【００３７】
ナノチューブをターピノール（ｔｕｒｐｉｎｏｌ）中に、１．４３重量％で分散した。ナノチューブ／ターピノール混合物を、４１．４％のＰＡＮＩ−ＸＩＣＰ−ＯＳＯ１溶液と混合する前に、２４時間、周囲温度で音波処理した。０、０．２５、０．５、０．７５、１、１．２５、１．５、１．７５、２、４、６、１０、２０、および４０％のナノチューブ濃度のナノチューブ／ＰＡＮＩ溶液を、顕微鏡スライド上にコートし、真空オーブン中、６０℃で、３０秒間乾燥した。
【００３８】
実施例８では、ＰＡＮＩ−ＸＩＣＰ−ＯＳＯ１を、黒鉛インクＰＭ−００３Ａ（アチソンコロイド、米国ミシガン州ポートヒューロン（Ａｃｈｅｓｏｎ  ｃｏｌｌｏｉｄｓ，  Ｐｏｒｔ  Ｈｕｒｏｍ，  ＭＩ））と、０、５、１０、２０、４０、および１００重量％で混合した。
【００３９】
実施例９では、ＰＡＮＩ−ＸＩＣＰ−ＯＳＯ１を、Ａｇ導電性インク＃４１８２３（アルファエイサー、米国マサチューセッツ州ワードヒル（Ａｌｆａ−Ａｅｓａｒ，  Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ，  ＭＡ））と、０、５、１０、２０、４０、８０、および１００重量％で混合した。
【００４０】
コート面積は、１インチ×２インチであった。フィルム厚さは、光学干渉計で決定した。デントン（Ｄｅｎｔｏｎ）真空装置（デントン（Ｄｅｎｔｏｎ）、米国ニュージャージー州チェリーヒル（Ｄｅｎｔｏｎ  Ｉｎｃ．  Ｃｈｅｒｒｙ  Ｈｉｌｌ，  ＮＪ））を使用して、アルミニウムマスクによって、抵抗率測定用のＡｇ接点を、厚さ４０００Åにスパッタリングした。フィルム抵抗率は、標準４プローブ型測定法を用いて測定した。電流を２つの外部接点で測定した。これらの接点を１インチだけ離して、電位計（ケースレー（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ）、６１７）と直列のヒューレットパッカード（Ｈｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ）電源に接続した。電圧は、ケースレー（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ）マルチメーターを用いて０．２５インチ離れた２つの内部接点で測定した。抵抗率（単位、オーム−スクエア）を、ナノチューブ、黒鉛インク、およびＡｇインクの濃度の関数として下記の図に示す。下記の図４に示すように、フィルムの抵抗率は、導電性黒鉛インクまたはＡｇインクを２０％未満充填した場合変化しないが、ナノチューブを２％しか充填していない場合４桁低下する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ＳＷＮＴ（％）に対する導電率のグラフである。
【図２】ＳＷＮＴ（％）に対する導電率、ＤＮＮＳＡ−Ｐａｎｉ、ＳＷＮＴ／ＥＣを示すグラフである。
【図３】ＳＷＮＴ（％）に対する導電率のグラフである。
【図４】充填剤（％）に対する抵抗率（オーム−スクエア）のグラフである。
【図１】
2007534780.tif 000003
【図２】
2007534780.tif 000004
【図３】
2007534780.tif 000005
【図４】
2007534780.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月22日(2005.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007534780.tif 000007
【図２】
2007534780.tif 000008
【図３】
2007534780.tif 000009
【図４】
2007534780.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月24日(2007.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）絶縁ポリマーマトリックスと、
ｂ）前記絶縁ポリマーマトリックス中に分散させた０．１〜１０重量％のカーボンナノチューブと、
ｃ）前記カーボンナノチューブ上にコートさせた導電性ポリアニリンとを含んでなる組成物。
【請求項２】
ａ）カーボンナノチューブを、溶解させたポリアニリンも含有する溶媒中に分散して、第１の液体分散体を形成するステップと、
ｂ）絶縁ポリマー溶液を前記第１の液体分散体と混合して、第２の液体分散体を形成するステップと、
前記第２の液体分散体を基板上に被着させ、前記溶媒を蒸発させるステップとを含んでなる方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
コート面積は、１インチ×２インチであった。フィルム厚さは、光学干渉計で決定した。デントン（Ｄｅｎｔｏｎ）真空装置（デントン（Ｄｅｎｔｏｎ）、米国ニュージャージー州チェリーヒル（Ｄｅｎｔｏｎ  Ｉｎｃ．  Ｃｈｅｒｒｙ  Ｈｉｌｌ，  ＮＪ））を使用して、アルミニウムマスクによって、抵抗率測定用のＡｇ接点を、厚さ４０００Åにスパッタリングした。フィルム抵抗率は、標準４プローブ型測定法を用いて測定した。電流を２つの外部接点で測定した。これらの接点を１インチだけ離して、電位計（ケースレー（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ）、６１７）と直列のヒューレットパッカード（Ｈｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ）電源に接続した。電圧は、ケースレー（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ）マルチメーターを用いて０．２５インチ離れた２つの内部接点で測定した。抵抗率（単位、オーム−スクエア）を、ナノチューブ、黒鉛インク、およびＡｇインクの濃度の関数として下記の図に示す。下記の図４に示すように、フィルムの抵抗率は、導電性黒鉛インクまたはＡｇインクを２０％未満充填した場合変化しないが、ナノチューブを２％しか充填していない場合４桁低下する。
本発明の好適な実施の態様は次のとおりである。
１．  ａ）絶縁ポリマーマトリックスと、
ｂ）前記絶縁ポリマーマトリックス中に分散させた０．１〜１０重量％のカーボンナノチューブと、
ｃ）前記カーボンナノチューブ上にコートさせた導電性ポリアニリンとを含んでなる組成物。
２．  ａ）カーボンナノチューブを、溶解させたポリアニリンも含有する溶媒中に分散して、第１の液体分散体を形成するステップと、
ｂ）絶縁ポリマー溶液を前記第１の液体分散体と混合して、第２の液体分散体を形成するステップと、
前記第２の液体分散体を基板上に被着させ、前記溶媒を蒸発させるステップとを含んでなる方法。
３．  前記基板が熱転写印刷用のドナー素子である上記２に記載の方法。
４．  前記第２の液体分散体を基板上に被着させるステップが、インクジェット印刷、フレキソ印刷、およびグラビアよりなる群から選択される印刷方法で達成される上記２に記載の方法。
【国際調査報告】
2007534780.tif 000011
2007534780.tif 000012