(57)【要約】【課題】新規なカーボンナノチューブ電極のパターンニング方法であって、パターンニングされた電極がカーボンナノチューブの高い導電性を有効に発揮できる方法を提供する【解決手段】下地層をパターンニングすることによりカーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与する、カーボンナノチューブを用いた電極のパターンニング方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地層をパターンニングすることによりカーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与する、カーボンナノチューブを用いた電極のパターンニング方法。
【請求項２】
前記下地層を、フォトリソグラフィによりパターンニングする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記下地層が、フォトリソグラフィによりパターンニング可能な材料を含む請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記下地層が、光硬化性樹脂又はフォトレジストを含む請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
基板上に、前記下地層、次いで前記カーボンナノチューブ含有層を形成し、マスク露光及び現像を行い前記下地層及び前記カーボンナノチューブ含有層の一部を除去して、前記下地層及び前記カーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与する、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
基板上に前記下地層を形成し、マスク露光及び現像を行って前記下地層にパターンを付与し、下地層パターンが付与された基板上に前記カーボンナノチューブ含有層を形成し、前記下地層パターンと前記カーボンナノチューブ含有層との積層部分を剥離して前記カーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与する、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記下地層を、印刷することによりパターンニングする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記下地層が、熱可塑性樹脂を含む請求項１又は７に記載の方法。
【請求項９】
基板上に下地層をパターン印刷して下地層パターンを付与し、前記下地層パターンが付与された基板上に前記カーボンナノチューブ含有層を形成し、前記下地層パターンと前記カーボンナノチューブ含有層との積層部分を剥離して前記カーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与する、請求項１、７及び８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記カーボンナノチューブ含有層に含まれるカーボンナノチューブの９０重量％以上が単層カーボンナノチューブである、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記カーボンナノチューブ含有層に含まれるカーボンナノチューブの、ラマン分光分析によって測定されるＧ／Ｄ比が５０以上であり、前記カーボンナノチューブの単繊維又はバンドルの長さが５μｍ以上である、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかの方法によってパターンニングされた、カーボンナノチューブを用いたパターン電極。
【請求項１３】
請求項１２記載の電極を用いたディスプレイ。
【請求項１４】
請求項１２記載の電極を用いたタッチパネル。
【請求項１５】
請求項１２記載の電極を用いた太陽電池。
【請求項１６】
請求項１２記載の電極を用いた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブを用いた電極のパターンニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブを導電性材料として用いる電極（以下、「カーボンナノチューブ電極」とも言う。）に対して、所定のパターンを付与するパターンニング方法としては、種々のものが知られている。
例えば、特許文献１には、カーボンナノチューブ層を覆うオーバーコート層の上にエッチング剤を塗布することにより、オーバーコート層とその下のカーボンナノチューブ層をエッチングする方法が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、カーボンナノチューブ被膜にバインダーを選択的に含浸させ、バインダーを含浸させない部分をスプレー洗浄により除去する方法が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、酸又は塩基、溶媒、カチオン性樹脂及びレベリング剤を含む導電膜除去剤を、カーボンナノチューブ等の導電膜の一部に塗布して、８０℃以上で加熱することにより、導電膜を除去する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−８８７７号公報
【特許文献２】特表２００６−５１３５５７号公報
【特許文献３】国際公開第２０１０／１１３７４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カーボンナノチューブは、耐薬品性にすぐれており、かつ、ファンデルワールス力により強固に基板等と結合するという性質を有している。
そのため、特許文献１記載の方法では、基板とカーボンナノチューブ層との結合力が強く、エッチング剤により、きれいにカーボンナノチューブ層を除去できず、導電性が残ってしまうという問題がある。また、形成されたパターンは、カーボンナノチューブ層をオーバーコート層が覆っているため、カーボンナノチューブの高い導電性が有効に発揮されないという問題がある。
【０００７】
特許文献２記載の方法では、基板とカーボンナノチューブ層との結合力が強く、きれいにカーボンナノチューブ層を除去できず、導電性が残ってしまうという問題がある。また、カーボンナノチューブ層にバインダーを含浸させるため、カーボンナノチューブ層の導電性を低下させてしまうという問題がある。
【０００８】
特許文献３記載の方法では、反応性の高い処理液（導電膜除去剤）を高温で使用する必要があり、取扱いの安全性と環境への負荷の点で問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、これらの従来技術の課題を解決することができる、新規なカーボンナノチューブ電極のパターンニング方法であって、パターンニングされた電極がカーボンナノチューブの高い導電性を有効に発揮できる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、以下のカーボンナノチューブを用いた電極のパターンニング方法等が提供される。
１．下地層をパターンニングすることによりカーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与する、カーボンナノチューブを用いた電極のパターンニング方法。
２．前記下地層を、フォトリソグラフィによりパターンニングする１記載の方法。
３．前記下地層が、フォトリソグラフィによりパターンニング可能な材料を含む１又は２に記載の方法。
４．前記下地層が、光硬化性樹脂又はフォトレジストを含む１〜３のいずれかに記載の方法。
５．基板上に、前記下地層、次いで前記カーボンナノチューブ含有層を形成し、マスク露光及び現像を行い前記下地層及び前記カーボンナノチューブ含有層の一部を除去して、前記下地層及び前記カーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与する、１〜４のいずれかに記載の方法。
６．基板上に前記下地層を形成し、マスク露光及び現像を行って前記下地層にパターンを付与し、下地層パターンが付与された基板上に前記カーボンナノチューブ含有層を形成し、前記下地層パターンと前記カーボンナノチューブ含有層との積層部分を剥離して前記カーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与する、１〜４のいずれかに記載の方法。
７．前記下地層を、印刷することによりパターンニングする１記載の方法。
８．前記下地層が、熱可塑性樹脂を含む１又は７に記載の方法。
９．基板上に下地層をパターン印刷して下地層パターンを付与し、前記下地層パターンが付与された基板上に前記カーボンナノチューブ含有層を形成し、前記下地層パターンと前記カーボンナノチューブ含有層との積層部分を剥離して前記カーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与する、１、７及び８のいずれかに記載の方法。
１０．前記カーボンナノチューブ含有層に含まれるカーボンナノチューブの９０重量％以上が単層カーボンナノチューブである、１〜９のいずれかに記載の方法。
１１．前記カーボンナノチューブ含有層に含まれるカーボンナノチューブの、ラマン分光分析によって測定されるＧ／Ｄ比が５０以上であり、前記カーボンナノチューブの単繊維又はバンドルの長さが５μｍ以上である、１〜１０のいずれかに記載の方法。
１２．１〜１１のいずれかの方法によってパターンニングされた、カーボンナノチューブを用いたパターン電極。
１３．１２記載の電極を用いたディスプレイ。
１４．１２記載の電極を用いたタッチパネル。
１５．１２記載の電極を用いた太陽電池。
１６．１２記載の電極を用いた電子機器。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来技術の課題を解決することができる、新規なカーボンナノチューブ電極のパターンニング方法であって、パターンニングされた電極がカーボンナノチューブの高い導電性を有効に発揮できる方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のパターンニング方法の第一の態様を示す各工程の断面図である。
【図２】本発明のパターンニング方法の第二の態様を示す各工程の断面図である。
【図３】本発明のパターンニング方法の第三の態様を示す各工程の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本発明のパターンニング方法］
本発明のカーボンナノチューブを用いた電極のパターンニング方法は、下地層をパターンニングすることによりカーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与することを特徴とする。
【００１４】
カーボンナノチューブは、耐薬品性にすぐれており、かつ、ファンデルワールス力により強固に基板等と結合する性質を有しているため、ケミカルエッチング法やフォトリソグラフィ法でパターン形成することが困難であった。本発明のパターンニング方法は、下地層をパターンニングすることによりカーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与することを可能とする。本発明の方法によれば、カーボンナノチューブの高い導電性を有効に発揮させた低抵抗のパターン化されたカーボンナノチューブ電極を提供できる。
【００１５】
本発明の方法は、従来技術のようにオーバーコート層を使用しないため、パターンニングされたカーボンナノチューブ電極は、最表面がカーボンナノチューブ含有層であり、カーボンナノチューブの高い導電性がオーバーコート層により影響されることがなく、導電性を有効に発揮させることができる。
【００１６】
また、従来技術のようにカーボンナノチューブ含有層に導電性に影響し得るバインダー等の他の成分を含有させないため、カーボンナノチューブの高い導電性を有効に発揮させることができる。
【００１７】
また、従来技術のように高温で酸や塩基を使用しないため、取扱いの安全性と環境への負荷の点で問題がない。
【００１８】
以下、本発明のパターンニング方法の第一の態様、第二の態様、第三の態様について、具体的に説明する。
【００１９】
［第一の態様］
本発明のパターンニング方法の第一の態様は、下地層を、フォトリソグラフィによりパターンニングする方法である。従って、下地層は、フォトリソグラフィによりパターンニング可能な材料（以下、「フォトレジスト」とも言う。）を含む。
具体的には、本発明のパターンニング方法の第一の態様は、基板上に、下地層、次いでカーボンナノチューブ含有層を形成し、マスク露光及び現像を行い下地層及びカーボンナノチューブ含有層の一部を除去して、下地層及びカーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与する方法である。
【００２０】
本発明のパターンニング方法の第一の態様によれば、フォトリソグラフィにより、高精細、高精度のパターンニングを実現することができる。また、基板とカーボンナノチューブ含有層との間に介在する下地層の一部を、現像により基板から除去するとともに、除去される下地層の上に位置するカーボンナノチューブ含有層が除去されるため、非導電パターン部での高い絶縁性を実現できる。
【００２１】
本発明のパターンニング方法において用いる基板は、特に限定されず、例えば、ガラス基板、樹脂製フィルム基板等を使用することができる。基板表面には、着傷防止や視認性向上のための、ハードコート層、反射防止層、屈折率制御層等が設けられていてもよい。
【００２２】
下地層は、基板の上に設けられるが、基板と接触していなくてもよい。例えば、基板表面にハードコート層、反射防止層、屈折率制御層等が設けられている場合には、下地層はハードコート層、反射防止層、屈折率制御層等の上に設けられる。下地層は、既知の任意の方法により形成することができ、例えば、下地層を構成する材料をスピンコーターやバーコーター等で基板上に塗布すればよい。
【００２３】
本発明のパターニング方法の第一の態様において、下地層を構成する材料は、フォトリソグラフィによりパターンニング可能な材料であり、具体的には、光硬化性樹脂又はフォトレジストである。フォトレジストは、ネガ型又はポジ型のどちらでもよい。
【００２４】
カーボンナノチューブ含有層は、下地層の上に設けられる。カーボンナノチューブ含有層は、既知の任意の方法により形成することができ、例えば、カーボンナノチューブ分散液をバーコーター等で塗布すればよい。
【００２５】
カーボンナノチューブ分散液は、既知の任意の方法により調製することができ、また、商業的に入手可能である。
【００２６】
カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）、二層カーボンナノチューブ（ＤＷＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）、又はそれらの混合物を用いることができる。良導電性の発現には、単層カーボンナノチューブを使用することが好ましい。単層カーボンナノチューブを使用することにより、カーボンナノチューブの含有量が同じであっても、より導電性を向上することができ、電極を低抵抗とすることができる。好ましくは、形成されるカーボンナノチューブ含有層に含まれるカーボンナノチューブの９０重量％以上が単層カーボンナノチューブである。
【００２７】
カーボンナノチューブの長さは、特に限定されないが、導電性の観点からは繊維が長い方が好ましい。単繊維又はバンドル（複数の繊維の束）の長さは、好ましくは５μｍ以上であり、より好ましくは１０μｍ以上である。
【００２８】
一本一本のカーボンナノチューブの外径は、導電性を向上させ、透明電極として用いる際の光の透過率を向上させるという観点から、細いほうが好ましい。カーボンナノチューブの平均外径は、好ましくは５０ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以下、さらにより好ましくは５ｎｍ以下である。カーボンナノチューブの長さ及び直径は、電子顕微鏡観察等から決定することができる。
【００２９】
カーボンナノチューブは、結晶性の高いものが好ましい。結晶性の指標として、ラマン分光によって測定されるＧ／Ｄ比が用いられ、好ましくは５０以上、より好ましくは７０以上が好適である。Ｇ／Ｄ比が高いことは、カーボンナノチューブ繊維表面のグラファイト構造に欠陥がなく、結晶性が高いことを意味し、これにより高い導電性が実現される。また、環境等に存在する水分や腐食性の分子等の影響を受けにくくなり、信頼性や耐久性が向上する。
ラマン分光によるＧ／Ｄ比の測定に関しては、例えば「材料科学の基礎  第３号  カーボンナノチューブの評価・分散方法」（シグマ  アルドリッチ  ジャパン株式会社）を参照することができる。
【００３０】
カーボンナノチューブ含有層は、導電性向上のために、金属ナノワイヤを含有していてもよい。金属ナノワイヤとは、材質が金属であるナノメートルサイズの粒子を意味する。金属ナノワイヤとしては、例えば、銀ナノワイヤ、銅ナノワイヤ等が挙げられる。例えば、特開２００９−７０６６０号公報に開示されているものを使用することができる。金属ナノワイヤは、カーボンナノチューブ分散液中に添加して、塗布することができる。
【００３１】
カーボンナノチューブ分散液には、分散性、塗工性、製膜性を改善するための界面活性剤、分散剤、レベリング剤、バインダー樹脂又はそれらの組み合わせを含んでいてもよい。
例えば、界面活性剤として、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤等を適宜用いることができる。具体的には、ＳＤＳ（ドデシル硫酸ナトリウム）、ＳＤＢＳ（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム）、デオキシコール酸Ｎａ、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、トリトン（商標）Ｘ−１００（（ＣＨ３）３−Ｃ−ＣＨ２−Ｃ（ＣＨ３）２−Ｃ６Ｈ４−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｘ−Ｈ）、タージトール（商標）ＮＰ７（ノニルフェノールエトキシレート）、カルボキシベタイン、スルホキシベタインなどが挙げられる。
また分散剤としては、高分子型分散剤、多環芳香族化合物、π共役系高分子化合物等を適宜用いることができる。具体的には、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロースＮａ、ポリスチレンスルフォン酸Ｎａ、ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物Ｎａ、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ピレン誘導体、ポリフィリン化合物、ポリフェニレンアゾベンゼン等を、適宜用いることができる。
またバインダー樹脂の例としては、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、各種導電性高分子等を挙げることができる。
これらは、カーボンナノチューブ含有層に残留すると導電性を阻害し得るので、使用量は導電性の観点から許容可能な範囲にとどめることが好ましい。
【００３２】
カーボンナノチューブ含有層中に含まれるカーボンナノチューブの量は、当該層の全固形分の重量に対し、２５重量％以上であり、好ましくは３３重量％以上であり、より好ましくは５０％重量以上である。カーボンナノチューブの量の上限は特に限定されないが、カーボンナノチューブ含有層の全固形分の重量に対して、例えば、１００重量％以下である。
【００３３】
カーボンナノチューブ含有層を形成した後、さらに、既知の酸処理や、余分な成分の洗浄を行ってもよい。酸処理の例は、例えば、特開２０１２−１５５９８９号公報、特開２０１２−２２８７３号公報に開示されている。
【００３４】
露光及び現像は、当技術分野において既知の任意の方法により行うことができる。露光の条件や現像液の選択は、適宜決定することができる。
【００３５】
カーボンナノチューブ含有層の上面には、当技術分野において既知の任意の保護層、反射防止層、屈折率調整層等を設けてもよい。保護層、反射防止層、屈折率調整層等は、露光と現像を行う前に形成してもよく、露光と現像を行った後に形成してもよい。パターンニングの精度への影響を低減するという観点からは、保護層、反射防止層、屈折率調整層等の製膜は、露光、現像後に行うのがより望ましい。
【００３６】
［第二の態様］
本発明のパターンニング方法の第二の態様は、下地層を、フォトリソグラフィによりパターンニングする方法である。従って、下地層は、フォトリソグラフィによりパターンニング可能な材料を含む。
具体的には、本発明のパターンニング方法の第二の態様は、基板上に下地層を形成し、マスク露光及び現像を行って下地層にパターンを付与し、下地層パターンが付与された基板上にカーボンナノチューブ含有層を形成し、下地層パターンとカーボンナノチューブ含有層との積層部分を剥離してカーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与する方法である。
【００３７】
本発明のパターンニング方法の第二の態様によれば、フォトリソグラフィにより、高精細、高精度のパターンニングを実現することができる。また、基板とカーボンナノチューブ含有層との間に介在する下地層を基板から剥離するとともに、剥離される下地層の上に位置するカーボンナノチューブ含有層が除去されるため、非導電パターン部での高い絶縁性を実現できる。
【００３８】
本発明のパターニング方法の第二の態様において、基板、下地層、カーボンナノチューブ含有層は、上記説明した第一の態様と同じである。下地層の形成、マスク露光及び現像、カーボンナノチューブ含有層の形成は、第一の態様と同様に行うことができる。
【００３９】
カーボンナノチューブ含有層を形成した後、下地層パターンとカーボンナノチューブ含有層との積層部分を剥離して、カーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与する。剥離は、下地層に用いるフォトレジストに適したメーカー推奨の剥離剤の他、アセトン、トルエン、ジクロロメタンなどの有機溶剤に浸漬することにより行うことができる。この際、超音波照射を併用することで、剥離をより確実に行うことができる。
その他、第二の態様について説明した事項を除いては、第一の態様と同様に行うことができる。
【００４０】
［第三の態様］
本発明のパターンニング方法の第三の態様は、下地層を、印刷することによりパターンニングする方法である。
具体的には、本発明のパターンニング方法の第三の態様は、基板上に下地層をパターン印刷して下地層パターンを付与し、下地層パターンが付与された基板上にカーボンナノチューブ含有層を形成し、下地層パターンとカーボンナノチューブ含有層との積層部分を剥離してカーボンナノチューブ含有層に所望のパターンを付与する方法である。
【００４１】
本発明のパターンニング方法の第三の態様によれば、印刷法により、安価で高い生産性を実現することができる。また、基板とカーボンナノチューブ含有層との間に介在する下地層を基板から剥離するとともに、剥離される下地層の上に位置するカーボンナノチューブ含有層が除去されるため、非導電パターン部での高い絶縁性を実現できる。
【００４２】
本発明のパターニング方法の第三の態様において、下地層を構成する材料は、熱可塑性樹脂であって、製膜後、適当な剥離液によって基板から剥離可能なものである。熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、軟質塩化ビニル樹脂、硬質塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ナイロン樹脂、アクリル樹脂、アクリレートスチレン樹脂、アセタール樹脂、メチルペンテン樹脂等が挙げられ、剥離液としては、前記熱可塑性樹脂を溶解する溶剤を好適に用いることができ、例えば、トルエン、ジクロロメタン、アセトン、イソプロピルアルコール、エタノールアミン、エチルアルコール、エチルベンゼン、塩化エチル、塩化メチル、キシレン、クロロフォルム、ジエチルエーテル、四塩化炭素、ジオキサン、シクロヘキサン、ジクロロベンゼン等が挙げられる。剥離液は、使用する熱可塑性樹脂に応じて適宜選択することができる。
【００４３】
下地層は、グラビア印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷等の既知の印刷法により形成することができる。熱可塑性樹脂を基板上に所望のパターンで印刷した後、乾燥させることにより、基板上に下地層パターンが形成される。
【００４４】
本発明のパターニング方法の第三の態様において、基板及びカーボンナノチューブ含有層は、上記説明した第一の態様と同じである。カーボンナノチューブ含有層の形成は、第一の態様と同様に行うことができる。
【００４５】
本発明のパターニング方法の第三の態様では、基板とカーボンナノチューブ含有層との間に介在する下地層を基板から剥離するとともに、剥離される下地層の上に位置するカーボンナノチューブ含有層を除去する。下地層の剥離は、剥離液中に浸漬したり、剥離液を噴霧又は塗布したりすることにより行うことができる。
【００４６】
以下、図面を用いて、本発明を更に具体的に説明する。
図１は、本発明のパターンニング方法の第一の態様を示す各工程の断面図である。
図１（ａ）に示すように、まず、基板１を用意する。
次いで、図１（ｂ）に示すように、基板１の上に下地層２を形成する。
次いで、図１（ｃ）に示すように、下地層２の上にカーボンナノチューブ含有層３を形成する。
次いで、図１（ｄ）に示すように、フォトマスク４を介して露光を行い、図１（ｅ）に示すように、現像する。図１（ｄ）中の矢印は照射光である。図１では、下地層としてポジ型レジストを用いた例を示しており、現像により露光部の下地層とカーボンナノチューブ含有層が除去され、非露光部が基板上に残され、所定のパターンが形成される。ネガ型レジストを用いた場合には、非露光部が除去され、露光部が基板上に残される。
以上の工程により、パターンニングされたカーボンナノチューブ電極１０が形成される。
【００４７】
図２は、本発明のパターンニング方法の第二の態様を示す各工程の断面図である。
図２（ａ）に示すように、まず、基板１を用意する。
次いで、図２（ｂ）に示すように、基板１の上に下地層２を形成する。
次いで、図２（ｃ）に示すように、フォトマスク４を介して露光を行い、図２（ｄ）に示すように、現像する。図２（ｃ）中の矢印は照射光である。図２では、下地層としてポジ型レジストを用いた例を示しており、現像により露光部が除去され、非露光部が基板上に残され、所定のパターンで下地層パターンが形成される。ネガ型レジストを用いた場合には、非露光部が除去され、露光部が基板上に残される。
次いで、図２（ｅ）に示すように、基板１及び下地層２の上にカーボンナノチューブ含有層３を形成する。
次いで、図２（ｆ）に示すように、非露光部の下地層パターンとカーボンナノチューブ含有層との積層部分を剥離して、カーボンナノチューブ含有層に所定のパターンが形成される。
以上の工程により、パターンニングされたカーボンナノチューブ電極１０が形成される。
【００４８】
図３は、本発明のパターンニング方法の第三の態様を示す各工程の断面図である。
図３（ａ）に示すように、まず、基板１を用意する。
次いで、図３（ｂ）に示すように、基板１の上に下地層２を所定のパターンでパターン印刷して、下地層パターンを形成する。
次いで、図３（ｃ）に示すように、基板１及び下地層パターンの上にカーボンナノチューブ含有層３を形成する。
次いで、図３（ｄ）に示すように、下地層パターンとカーボンナノチューブ含有層との積層部分を剥離して、カーボンナノチューブ含有層に所定のパターンが形成される。
以上の工程により、パターンニングされたカーボンナノチューブ電極１０が形成される。
【００４９】
［本発明のパターン電極］
本発明のパターン電極は、上記説明した本発明のパターンニング方法によってパターンニングされた、カーボンナノチューブを用いたパターン電極である。
本発明のパターン電極は、ディスプレイ、タッチパネル、太陽電池、電子機器等に用いることができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００５０】
実施例１
１０ｃｍ角（０．５ｔ）の白板ガラスを基板として用い、これを純水にて充分水洗したあと、ＵＶ洗浄を５分間実施した。洗浄後の基板をスピンコーターに設置し、ポジ型レジスト（ＭＩＣＲＯＰＯＳＩＴ  Ｓ１８１３（ＳＨＩＰＬＥＹ社製））を２０００ｒｐｍにて２０秒間スピンコートした後、窒素気流中で１１５℃にて１０分間ベーキングした。
基板上に形成されたポジ型レジスト層の上から、単層カーボンナノチューブ水分散液（ＫＨ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ製、０．１ｗｔ％）をバーコーター（＃  １０）で塗布し、窒素気流中で６０℃にて５分間、次いで１００℃にて５分間乾燥した。
【００５１】
乾燥して得られた積層体に対して、Ｌ／Ｓ＝１／１ｍｍのフォトマスクを用いて、紫外線照射１７０ｍＪ（５０ｍＷ×３．４秒）の露光（ズース・マイクロテック製マスクアライナＭＪＢ４）を行った。
露光後の積層体を、現像液（ＭＩＣＲＯＰＯＳＩＴ  ＣＤ−２６（ＳＨＩＰＬＥＹ社製））中に室温で１分間浸漬した後、純水にて充分水洗した。その結果、露光部のレジストとカーボンナノチューブの積層物が除去され、非露光部のレジストとカーボンナノチューブの積層物が基板上に残された、基板上に所定のパターンを有するカーボンナノチューブ電極が得られた。
抵抗を測定したところ、非露光部の抵抗は面抵抗換算で９００Ω／□であり、露光部の抵抗は１０７Ω／□以上であった。
【００５２】
実施例２
１０ｃｍ角（０．５ｔ）の白板ガラスを基板として用い、これを純水にて充分水洗したあと、ＵＶ洗浄を５分間実施した。洗浄後の基板をスピンコーターに設置し、ポジ型レジストＭＩＣＲＯＰＯＳＩＴ  Ｓ１８１３（ＳＨＩＰＬＥＹ社製）を２０００ｒｐｍにて２０秒間スピンコートした後、窒素気流中で１１５℃にて１０分間ベーキングした。
次いで、この基板に対して、Ｌ／Ｓ＝１／１ｍｍのフォトマスクを用いて、紫外線照射１５０ｍＪ（５０ｍＷ×３．０ｓ）の露光（ズース・マイクロテック製マスクアライナＭＪＢ４）を行った。
【００５３】
露光後の基板を、現像液（ＭＩＣＲＯＰＯＳＩＴ  ＣＤ−２６（ＳＨＩＰＬＥＹ社製））中に室温で１分間浸漬した後、純水にて充分水洗した。その結果、露光部が除去され、非露光部が残されて、所定のパターンが基板上に形成された。
さらに、基板上に形成されたパターンの上から、単層カーボンナノチューブ水分散液（ＫＨ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ製、０．１ｗｔ％）をバーコーター（＃  １０）で基板上に塗布し、窒素気流中で６０℃にて５分間、次いで１００℃にて５分間乾燥した。
【００５４】
乾燥して得られた積層体をアセトン中に２時間浸漬し、その後、超音波洗浄機にて３分間洗浄した。その結果、非露光部のレジストとカーボンナノチューブの積層物が基板から剥離し、露光部にカーボンナノチューブが残された、基板上に所定のパターンを有するカーボンナノチューブ電極が得られた。
抵抗を測定したところ、露光部の抵抗は面抵抗換算で７５０Ω／□であり、非露光部の抵抗は１０７Ω／□以上であった。
【００５５】
実施例３
１０ｃｍ角（０．５ｔ）の白板ガラスを基板として用い、これを純水にて充分水洗したあと、ＵＶ洗浄を５分間実施した。塩素化ポリエチレン（ＨＥ５０５（日本製紙ケミカル製））をトルエン中に５重量％の濃度で溶解し、グラビア印刷法を用いて、Ｌ／Ｓ＝１／１ｍｍのパターンをガラス基板上に印刷で形成した。その後、窒素気流中で１２０℃にて５分間、乾燥した。
次いで、基板上に形成されたパターンの上から、単層カーボンナノチューブ水分散液（ＫＨ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ製、０．１ｗｔ％）をバーコーター（＃  １０）で基板上に塗布し、窒素気流中で６０℃にて５分間、次いで１００℃にて５分間乾燥した。
【００５６】
乾燥して得られた積層体をトルエン中に１時間浸漬し、その後、超音波洗浄機にて１分間洗浄した。その結果、塩素化ポリエチレンとカーボンナノチューブの積層物が基板から剥離し、塩素化ポリエチレンの非印刷部位のカーボンナノチューブ膜が残存し、所望のパターンを有する電極が得られた。
抵抗を測定したところ、カーボンナノチューブ残存部の抵抗は面抵抗換算で７８０Ω／□であり、非残存部の抵抗は１０７Ω／□以上であった。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の方法によりパターンニングされたカーボンナノチューブ電極は、ディスプレイ用の電極、ディスプレイに組み込まれたタッチパネル用の電極、太陽電池の電極等に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  基板
２  下地層
３  カーボンナノチューブ含有層
４  フォトマスク
１０  カーボンナノチューブ電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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