JP4737249B2 - 薄膜の製造方法及びその装置、並びに電子装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、カーボンナノチューブ等からなる薄膜の製造方法及びその装置、並びにその薄膜を有する電子装置の製造方法に関するものである。
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。
従来、ＣＮＴ薄膜の製造方法としては、例えば、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、可溶化したＣＮＴからなる膜を水面上に展開し、水面に対して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−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、及び、溶液中のＣＮＴをフィルタ上に均一に堆積させて基板上にＣＮＴを転写するフィルタ法等が知られている。
また、「ＣＮＴ含有フィルムの製造方法及びＣＮＴ含有コーティング」と題する後記の特許文献１には、以下の記述がある。
即ち、ＣＮＴ含有コーティングフィルムの製造方法は、少なくともＣＮＴと溶媒とを含有する第１の分散液を基材の表面に塗布し、第１の分散液の溶媒を除去してＣＮＴを３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の分散液を塗布して、この第２の分散液をＣＮＴの３次元網目構造の中に浸透させる。
この特許文献１に示された発明を用いて作製されたフィルムは、少ないＣＮＴ含有量であっても優れた導電性及び透明性を得ることができる。この好ましい実施形態においては、フィルム中にＣＮＴが約０．００１重量％〜約１重量％存在する。更に好ましくは、フィルム中にＣＮＴが約０．０１重量％〜約０．１重量％存在し、このために優れた透明性が得られて低ヘイズとなる。
次に、「ＣＮＴ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」と題する後記の特許文献２には、以下の記述がある。
即ち、界面活性剤を含有させたＣＮＴ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ＣＮＴ薄膜に比べてはるかに均質で、しかも薄いＣＮＴ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、ＣＮＴ分散液からなる膜中に存在するＣＮＴが、基板上に堆積してＣＮＴ薄膜が形成されたからであるといえる。
また、後記の非特許文献１には、ＣＶＤ（ケミカルベーパーデポジション）法によるシングルウォールカーボンナノチューブＳＷＣＮＴアレイの形成についての記載がある。
また、後記の非特許文献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）円形ダイを用いて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３つの基本ステップからなる、ｂｌｏｗｎ−ｂｕｂｂｌｅ ｆｉｍｓ（ＢＢＦｓ）法の記載がある。
また、ＣＮＴの薄膜を形成するためのＬＢ法は、後記の非特許文献３、４及び５に述べられている。
特許第３６６５９６９号公報（特許請求の範囲（請求項１）、段落００１３） 特開２００６−２９８７１５号公報（段落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） 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） Xiaolin Li et. al., J. AM. CHEM. SOC. 2007, 129, 4890-4891 Yeji KIM et. al., Jpn. J. Appl. Phys. Vol.42(2003) 7629-7634 Jun Matsui et. al., Chemistry Letters Vol. 35, No.1(2006)42-43
電子機器に用いられる材料は、多くの場合に、基板上に薄膜を形成することによって、電気回路や蓄電素子又は発光素子として応用されている。
材料として一般的な金属及び酸化物を用いる場合には、例えば、スパッタ法や蒸着法又はＣＶＤ法といった真空ドライプロセスによって均一な成膜を行うことができる。
また一方で、有機分子や生体分子又はナノ材料と呼ばれるような物質を用いる場合には、めっき法、ろ過法、スプレー法又はラングミュア−ブロジェット(ＬＢ)法等の液相プロセスにより、比較的簡易な設備で成膜することができる。
これ等の中で、真空ドライプロセスは均一性や結晶性の高い薄膜が得られる方法であることが知られているが、原子レベルの成長となるために、分子材料等には用い難い。従って、多くの分子材料は液相プロセスで成膜することが望ましいが、この場合には、分子材料を溶媒に可溶させるか又は十分に分散させる必要が生じる。また、適切な溶液が得られた場合であっても、成膜時における膜厚の制御が難しく、均一な薄膜を得ることは容易ではない。
また、めっき法は、蓄電池の分野(電気化学分野)でよく用いられる方法である。この方法では、電極基板に材料を凝集又は析出させることにより薄膜を得る方法であるために、溶媒や電極等の条件が限られてしまう。このことから、一部の材料にのみ効果のある方法であるといえる。
ろ過法及びスプレー法は、簡便でありかつ材料を選ばない場合が多い方法であるが、形成する薄膜の均一性が劣るために、電子機器の作製には用いられていない。
ＬＢ法は、両親媒性の分子を液面に膜化させ、これに基板を挿入することにより基板の表面に分子膜を形成する方法である。この方法を用いて形成した有機単分子層が学術分野で数多く報告されているが、このようにして得られた薄膜の電子機器への応用はほとんど例がない。これは、２つの液相を用いるために、得られる薄膜の均一性が低下することや、両親媒性の分子薄膜の用途が限定されること等が理由であると考えられる。しかも、これに加えて、ＣＮＴ等のナノ材料においては液−液界面に薄膜を形成することが難しいこと、また分散液とは異なる液への浸漬により、基板への付着が安定しないことが理由として挙げられる。そもそも、ＣＮＴのＬＢ膜（液面上の単分子膜）を形成するには、分散性が劣っているため、成膜条件が制限されることも実用上の課題である。
上記したような課題は、特に、ＣＮＴのような一次元性を持ったナノスケール材料の薄膜の作製においてより顕著な問題となる。特に、このような材料は、一般に揮発性及び可溶性に劣るために、上記した方法で均一な膜厚分布を持った薄膜を得ることは困難である。
このような課題を解決するため、図１６に示すように、本出願人が既に提起した特願２００８−３９５１５による先願発明１は、シャボン玉状の気泡１０を基板１４上に成長させることにより、ＣＮＴ２２からなるＣＮＴ薄膜２０を作製する技術である。
このＣＮＴ薄膜２０を形成するには、ま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。
次に、図１６（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、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、ＣＮＴ２２を含むシャボン玉状の膜からなる気泡１０をノズル１２の一端に形成させる。
そして、図１６（Ａ）の手順（２）及び（３）に示すように、気泡１０を基板１４に接触させ、空気の流入によって更に気泡１０を膨張させ、最終的には、図１６（Ａ）の手順（４）の段階で気泡１０を破裂させた後、乾燥して、基板１４上にＣＮＴの薄膜２０を残す。
この製造方法によれば、基板１４の面上で一次元ナノ材料２２を含む膜からなる気泡１０を膨張させて、基板１４と気泡１０の膜との接触面積を増大させるので、配向性が高くて透明性及び導電性が良好であり、一次元ナノ材料２２からなる薄膜２０を形成することができる。また、分散液における一次元ナノ材料の濃度、又は／及び、基板と気泡の膜との接触面積を制御することによって、一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。また、室温大気中でＣＮＴの（極薄の）薄膜２０を形成できると共に、あらゆる形状やサイズの基板１４に応用できるという特徴もある。
しかしながら、この方法によって得られるＣＮＴ薄膜２０は、ノズル１２の位置を中心として気泡１０を径方向に成長（膨張）させているため、これに伴う放射状の配向性と膜厚分布を持っており、ＣＮＴ薄膜２０全体で見た時には、同一方向において配向性及び膜厚に高い均一性があるとは言い難い。
また、気泡１０を基板１４の表面に接触させた後に、ノズル１２を介して空気１６を気泡１０内に送ることにより気泡１０を成長させているので、操作の自動化が難しく、かつ基板１４の大面積化に伴って、ＣＮＴ極薄膜２０の膜厚分布の不均一性が目立つという問題点もある。
こうした問題点を解決するために、図１７に示すように、本出願人は特願２００８−１４５９１６において、別の先願発明２による分散液膜を用いた極薄膜形成技術を提起した。
図１７について、この先願発明２の実施の形態による薄膜製造装置２４ａを説明する。
この薄膜製造装置２０ａは、薄膜を形成する平板状の基板１７を保持する基板保持部６と、分散液膜２１を保持する分散液膜保持リング２５と、この保持リング２５の支持部７と、ＣＮＴ分散液８を貯蔵する分散液貯蔵部９とから構成されている。また、基板支持部６とリング支持部７とは、上下鉛直方向に別々に直線移動可能な移動手段１５ａ又は１５ｂに固定され、この移動手段１５ａ又は１５ｂと共に上下鉛直方向に別々に直線移動するように構成されている。
なお、図１７においては、分散液膜保持リング２５は、分散液膜２１を保持した状態を理解し易くするために、下方からの斜視図にて示す。基板１７も、下方からの斜視図にて示す。また、基板１７上へ移行した分散液膜の乾燥手段や、保持リング２５に残存した分散液膜２１の破裂手段等は図示省略している。
この先願発明２によれば、ＣＮＴと界面活性剤とを混合して、ＣＮＴが分散された分散液８を調製して貯蔵部９に収容し、この分散液８に対し保持リング２５を下降させて浸漬し、引き上げることによってリング２５の内側に分散液８の膜２１を形成し、この状態で基板１７を分散液膜２１に対し垂直に往復スライド移動させることにより、分散液８を基板１７の表面に膜状に移行させ、基板１７の表面に形成された膜状の分散液８を乾燥させることを経て、ＣＮＴ薄膜を基板１７上に形成する。
従って、分散液膜２１に対する基板１７のスライド移動方向に沿って分散液膜２１を基板１７上で流動させ、これに伴って分散液中のＣＮＴを一方向に配向させ易くなり、高配向で均一膜厚の薄膜を作製することができ、かつ配向方向に異方性を持った電気特性及び光学特性を有する透明導電膜、基板面内配線や線偏光板等に応用することができ、またこれらを組み込んだ薄膜トランジスタ等の電子装置を得ることができる。また、スライド移動の回数を制御することにより、薄膜の厚さを制御することができ、その導電性及び透明性等を制御することができる。しかも、ＣＮＴのような揮発性及び可溶性に劣る材料でも、室温、大気中で薄膜を操作性良く形成することができ、ＣＮＴのみならず他の多様な材料への応用を期待でき、大面積の基板１７上への成膜も可能となり、基板材料として特定のものを選択しなくても成膜可能となり、更に成膜時の材料劣化も生じない。
しかしながら、この先願発明２による方法には、なお改善すべき課題があることが判明した。例えば、分散液膜２１自体が溶液等と比べて不安定であること、基板１７のサイズが限定されること、基板１７の縁部に薄膜の形成ムラが生じること、薄膜材料の配向性を制御することが十分でないこと、及び、プロセスのスループットが著しく高くはないこと等である。
これ等の要因によって、成膜された薄膜の電気伝導特性、光学特性及び均一性等の諸性能が、例えば、ディスプレイや太陽電池への応用を十分に行えるものとはならないことがある。
こうした問題が生じる原因として、図１８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、主に基板１７のスライド時に分散液膜２１の重力方向への反りやリング２５の形状の限界が生じることが考えられる。例えば、リング２５の内側に形成された分散液膜２１は重力によるそれ自体の自重で下方へ垂れ下がり、張力が中心部Ｃに集中して撓んでしまい、中心部Ｃとその周辺部Ｐとでその径方向外周側へ向うにつれて分散液膜に厚みの不均一性（中心部は厚みムラは小さいが周辺側では大きくなり易いこと）が生じる傾向がある。
また、図１８（Ｃ）に示すように、スライド時の摩擦力によって、分散液膜２１が、基板１７の縁部（リング２５の内周側）に比べて中央部の方でより基板１７に強く引きずられる傾向がある。また、リング２５の形状によって基板１７のサイズが制限される上に、基板１７と分散液膜２１との形状対称性が異なることからムラの原因となる。
これ等のことが分散液膜２１の不安定性に繋がり、基板１７に成膜された薄膜のＣＮＴ配向性が低下したり、スループットの低下をもたらす要因になると考えられる。
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、薄膜構成材料の配向性、薄膜の膜厚の均一性及びその制御性、成膜の安定性をより向上させることのできる操作性の容易な薄膜の製造方法及びその装置、並びにその薄膜を用いた電子装置の製造方法を提供することにある。
即ち、本発明は、薄膜構成材料と界面活性剤とを混合して、前記構成材料が分散された分散液を調製する第１工程と、環状の保持手段の内周側に、前記分散液からなる分散液膜を形成する第２工程と、前記保持手段の内側空間の中央部と外周との間に前記保持手段の内周に沿って配置した筒状の支持体と、前記分散液膜とを接触させた状態で相対的に移動させることにより、前記分散液を前記支持体の表面に膜状に移行させる第３工程と、前記支持体の表面に形成された前記膜状の分散液を乾燥させることを経て、前記薄膜を形成する第４工程とを有する、薄膜の製造方法に係るものである。
本発明はまた、前記薄膜構成材料と前記界面活性剤とを含有する分散液を貯蔵する分散液貯蔵手段と、前記分散液からなる膜を保持する環状の分散液膜保持手段と、前記分散液膜と前記支持体とを接触させた状態で相対的に移動させる移動手段と、筒状の支持体の表面に膜状に移行して形成された膜状の分散液の乾燥手段とを有する、薄膜の製造装置に係るものである。
本発明はまた、薄膜構成材料と界面活性剤とを混合して、前記構成材料が分散された分散液を調製する第１工程と、環状の保持手段の内周側に、前記分散液からなる分散液膜を形成する第２工程と、前記保持手段の内側空間の中央部と外周との間に前記保持手段の内周に沿って配置した筒状の支持体と、前記分散液膜とを接触させた状態で相対的に移動させることにより、前記分散液を前記支持体の表面に膜状に移行させる第３工程と、前記支持体の表面に形成された前記膜状の分散液を乾燥させることを経て、前記薄膜を形成する第４工程とを有する、電子装置の製造方法も提供するものである。
本発明によれば、前記保持手段の内側空間の中央部と外周との間に前記保持手段の内周に沿って配置した筒状の支持体と前記分散液膜とを接触させた状態で相対的に移動させることにより、前記分散液を前記支持体の表面に膜状に移行させているので、前記分散液膜に対して前記支持体が前記保持手段の内周に沿って（その中心部を避けて）前記分散液膜に対し比較的一様な状態で接触して相対的に移動し、この相対的移動方向に沿って前記分散液膜を前記支持体上で流動させながら、反りや張力集中、摩擦力の影響を受けないで比較的均等な状態で、前記分散液中の前記構成材料を前記支持体上に前記相対的移動方向に沿ってムラなく均一に一方向に配向させ易くなる。これによって、高配向で均一膜厚の薄膜を作製することができ、かつ配向方向に異方性を持った電気特性及び光学特性（例えば導電性及び／又は光透過性）を有する透明電極、基板面内配線（導電線路）や線偏光板等に応用することができ、またこれらを組み込んだ電子装置を得ることができる。
また、前記相対的移動の回数を制御することにより、薄膜の厚さを制御することができ、その導電性及び透明性等を制御することができる。
しかも、室温、大気中で前記薄膜を操作性良く形成することができ、前記保持手段に保持された前記分散液膜の成膜有効領域（又はサイズ）を拡げつつ、前記保持手段の形状によってサイズが制限されることなしに大面積の前記支持体上へも成膜が可能となり、また支持体材料として特定のものを選択しなくても成膜可能となり、更に成膜時の材料劣化も生じ難くなる。
本発明においては、前記構成材料の配向性を高めるために、前記保持手段を水平方向に配置し、前記分散液膜を水平方向に形成し、前記支持体を垂直方向に相対的に往復して移動させるのが望ましい。
前記支持体と前記分散液膜とを一層均等に接触させるためには、前記支持体の外周と前記分散液膜の外周とが相似形で、なおかつ共に線対称形状、特に共に円形であるのが望ましい。
この場合、前記支持体の中心と前記分散液膜の中心とが同軸であるのが、前記支持体の外周と前記分散液膜の外周との間隔をほぼ一定に保てるため、一層均一な薄膜を形成する上で望ましい。
また、前記支持体を筒状に（例えば平板状のものを筒状に弾性変形させて）保持するために、前記支持体を筒状の保持部材の外面に固定するのが望ましい。
また、筒状の保持部材を用いないで、前記支持体を単独で筒状にして前記相対的移動させてもよい。
また、前記薄膜のより良好な導電性及び透明性等の性能向上のために、前記乾燥の後に、前記薄膜の配向性を保持しながら前記支持体を純水等により洗浄し、不要な残留物を除去するのが望ましい。
また、前記薄膜の導電性及び透明性等を制御するために、少なくとも前記第２工程から前記第４工程までを繰り返すことにより、前記薄膜の膜厚制御を行うことができる。
また、配向性の高い前記構成材料からなる前記薄膜を前記支持体上に形成するために、前記分散液膜に対して交差する方向、特に直交する方向に、前記分散液膜に対して前記支持体を相対的に移動させるのが望ましい。
また、前記支持体として透明な高分子基板を用いるのが望ましい。このようなフレキシブルな高分子基板を使用すれば、これに前記一次元ナノ材料等からなる薄膜を電極又は配線又は導電線路として形成したフレキシブルな（屈曲性又は柔軟性のある）電極体又は配線又は導電線路体を製造することができる。
また、前記構成材料が一次元ナノ材料、例えばＣＮＴ（カーボンナノチューブ）であるのが望ましい。
更に、本発明によって得られる電子装置は、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、電界効果トランジスタ、タッチパネル及び太陽電池のいずれかであってよい。
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に詳細に説明する。
第１の実施の形態
図１〜図７は、本発明の第１の実施の形態を詳細に説明するものである（図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図７のＡ−Ａ’線に沿う断面に相当する各操作段階を示す）。
まず、図７について、本実施の形態による薄膜製造装置３４ａを説明する。
この薄膜製造装置３４ａは、基板（支持体としての透明な高分子基板）３７を円筒状に保持固定する基板保持部材（円筒状の保持手段）４７と、基板保持部材４７と支持部移動手段１５ａとを接続する基板支持部６と、分散液膜（ＣＮＴ分散液からなる膜）３１を保持する分散液膜保持リング（分散液膜保持手段）３５と、この保持リング３５の支持部７と、ＣＮＴ分散液８を貯蔵するＣＮＴ分散液貯蔵部（分散液貯蔵手段）９とから構成されている。
また、基板支持部６とリング支持部７とは、上下鉛直方向に別々に直線移動可能な移動手段１５ａ又は１５ｂにそれぞれ固定され、この移動手段１５ａ又は１５ｂと共に上下鉛直方向に別々に直線移動するように構成されている。
なお、図７においては、分散液膜保持リング３５は、分散液膜３１を保持した状態を理解し易くするために、下方からの斜視図にて示す。基板３７及びその保持部材４７も、下方からの斜視図にて示す。また、基板３７上へ移行した分散液膜の乾燥手段や、保持リング３５に残存した分散液膜２１の破裂手段等は図示省略している。
次に、この薄膜製造装置３４ａを用いて基板３７の表面上に薄膜１８を製造する方法を説明する。
この製造プロセスは、図５にフローで示し、図１及び図２にその主要段階を断面で示すが、まず、ＣＮＴ（薄膜構成材料又は一次元ナノ材料）２２と界面活性剤とを混合することによって、ＣＮＴ２２が分散されたＣＮＴ分散液８を調製し、これをＣＮＴ分散液貯蔵部９に貯蔵する（第１工程）。
次に、分散液膜保持リング３５を下方に移動させてＣＮＴ分散液貯蔵部９内のＣＮＴ分散液８に浸漬し、更に上方へ引き上げることにより、図１（ａ）に明示するように、ＣＮＴ分散液８からなる分散液膜３１（シャボン膜）を分散液膜保持リング３５の内側に形成する（第２工程）。分散液膜３１は、それ自身の表面張力によってリング３５内に膜状に保持される。
次に、図１（ｂ）に明示するように、分散液膜保持リング３５の内側に形成された分散液膜３１に対し基板保持部材４７を下降させ、その外側に固定された基板３７を分散液膜３１に接触させた状態で、直交する方向に基板３７を相対的に下方へ移動（スライド移動）させ、更に、図１（ｃ）に明示するように、上方へ移動（スライド移動）させることにより、換言すれば、分散液膜３１に対して基板３７を上下方向に相対的に往復スライド移動させることにより、保持リング３５の分散液膜３１からＣＮＴ分散液８を基板３７の表面に膜状に移行させる（第３工程）。
一例として、この往復スライド移動回数は１０回でよく、また保持リング３５を図７の位置に位置固定して基板３７を上下移動させることができる。
こうして、図２（ｄ）に明示するように、ＣＮＴ分散液８を基板３７の表面上に積層状態で膜状に移行させ、基板３７と分散液膜３１とを分離した後に、基板３７の表面に形成された膜状のＣＮＴ分散液８を乾燥手段、例えば温風の吹き付けによって乾燥させることにより、図２（ｅ）に明示するように、スライド移動方向にＣＮＴ２２が配向された薄膜１８を形成する（第４工程）。図２（ｅ）は、薄膜１８を成膜した基板３７を保持部材４７から分離した状態を示す。図３は、ＣＮＴ２２の配向状態を斜視図で示すが、これを平板状に展開して電子デバイスの製造に用いる。
次に、分散液膜保持リング３５に残存する分散液膜をエアブロー等により破裂させて除去する（第５工程）。しかる後に、この保持リング３５は上記第２工程に再び使用する。
また、基板３７を純水による水洗で洗浄し、残存水分等の不要な残留物を除去する（第６工程）。この結果、基板３７上には、残留物のないＣＮＴ薄膜１８を形成できる。
更に、上記の少なくとも第２工程から第４工程（更には、第５及び第６工程）までを少なくとも１回行い、望ましくは２〜６回繰り返すことにより、基板１７上に最終的に成膜されるＣＮＴ薄膜１８の膜厚を制御することができる。
上述の高分子基板３７の材質は、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（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）及びこれ等の誘導体の何れかとすることができる。
例えば、ＣＮＴからなる薄膜１８が形成される高分子基板３７が使用される目的、用途及び使用環境に対応して、光学的特性、電気的特性及び機械的特性に応じた高分子基板３７の材質を適宜選択することができる。
次に、ＣＮＴ２２及び界面活性剤からなるＣＮＴ分散液８について説明する。
ＣＮＴ２２には、例えば、アーク放電、レーザアブレーション、化学的気相成長（ＣＶＤ）法等によって作製されたものを使用することができる。これらのＣＮＴ２２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って酸処理、水酸化ナトリウム等によってアルカリ処理することによって、非晶質炭素等の不純物を除去できるので、精製された純度の高いＣＮＴ２２を使用することができる。
また、ＣＮＴ２２としては、例えば、単層構造のシングルウォールＣＮＴ（ＳＷＣＮＴ）、２層構造のダブルウォールＣＮＴ（ＤＷＣＮＴ）、多層構造のマルチウォールＣＮＴ（ＭＷＣＮＴ）等を用いることができる。また、ＣＮＴ２２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。
次に、界面活性剤としては、例えば、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、両性界面活性剤及び非イオン界面活性剤等を用いることができる。
陰イオン界面活性剤としては、例えば、Ｃ8Ｈ17ＳＯ3 -Ｎａ+、Ｃ10Ｈ21ＳＯ3 -Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ3 -Ｎａ+、Ｃ14Ｈ29ＳＯ3 -Ｎａ+、Ｃ16Ｈ33ＳＯ3 -Ｎａ+、Ｃ8Ｈ17ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ10Ｈ21ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ11Ｈ23ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4 -Ｌｉ+、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4 -Ｋ+、（Ｃ12Ｈ25ＳＯ4 -）2Ｃａ2 +、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4 -Ｎ（ＣＨ3）4 +、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4 -Ｎ（Ｃ2Ｈ5）4 +、Ｃ12Ｈ25ＳＯ4 -Ｎ（Ｃ4Ｈ9）4 +、Ｃ13Ｈ27ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ14Ｈ29ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ15Ｈ31ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ16Ｈ33ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＣＨ（ＳＯ4 -Ｎａ+）Ｃ3Ｈ7、Ｃ10Ｈ21ＣＨ（ＳＯ4 -Ｎａ+）Ｃ5Ｈ11、Ｃ13Ｈ27ＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＣＨ（Ｃ2Ｈ5）ＣＨ2ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ11Ｈ23ＣＨ（Ｃ3Ｈ7）ＣＨ2ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ10Ｈ21ＣＨ（Ｃ4Ｈ9）ＣＨ2ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＯＣ2Ｈ4ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）2ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）4ＳＯ4 -Ｎａ+、Ｃ8Ｈ17ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＳＯ3 -Ｎａ+、Ｃ10Ｈ21ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＳＯ3 -Ｎａ+、Ｃ12Ｈ25ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＳＯ3 -Ｎａ+、Ｃ14Ｈ29ＯＯＣ（ＣＨ2）2ＳＯ3 -Ｎａ+、ｐ-ｎ-Ｃ8Ｈ17Ｃ6Ｈ4ＳＯ3 -Ｎａ+、ｐ-ｎ-Ｃ10Ｈ21Ｃ6Ｈ4ＳＯ3 -Ｎａ+、ｐ-ｎ-Ｃ12Ｈ25Ｃ6Ｈ4ＳＯ3 -Ｎａ+、Ｃ7Ｆ15ＣＯＯ-Ｋ+、Ｃ7Ｆ15ＣＯＯ-Ｎａ+、（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）4ＣＯＯ-Ｎａ+又はｎ-Ｃ8Ｆ17ＳＯ3 -Ｌｉ+等を用いることができる。
また、陽イオン界面活性剤としては、例えば、Ｃ8Ｈ17Ｎ（ＣＨ3）3 +Ｂｒ-、Ｃ10Ｈ21Ｎ（ＣＨ3）3 +Ｂｒ-、Ｃ12Ｈ25Ｎ（ＣＨ3）3 +Ｂｒ-、Ｃ14Ｈ29Ｎ（ＣＨ3）3 +Ｂｒ-、Ｃ16Ｈ33Ｎ（ＣＨ3）3 +Ｂｒ-、Ｃ12Ｈ25Ｐｙｒ+Ｂｒ-、Ｃ12Ｈ25Ｐｙｒ+Ｃｌ-、Ｃ12Ｈ25Ｐｙｒ+Ｃｌ-、Ｃ16Ｈ33Ｐｙｒ+Ｃｌ-、Ｃ12Ｈ25Ｎ+（Ｃ2Ｈ5）（ＣＨ3）2Ｂｒ-、Ｃ12Ｈ25Ｎ+（Ｃ8Ｈ17）（ＣＨ3）2Ｂｒ-、Ｃ14Ｈ29Ｎ+（Ｃ2Ｈ5）3Ｂｒ-又はＣ14Ｈ29Ｎ+（Ｃ4Ｈ9）3Ｂｒ-等を用いることができる。
また、両性界面活性剤としては、例えば、Ｃ8Ｈ17Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ10Ｈ21Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ12Ｈ25Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ14Ｈ29Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ16Ｈ33Ｎ+（ＣＨ3）2ＣＨ2ＣＯＯ-、Ｃ10Ｈ21ＣＨ（Ｐｙｒ+）ＣＯＯ-又はＣ14Ｈ29ＣＨ（Ｐｙｒ+）ＣＯＯ-等を用いることができる。
また、非イオン界面活性剤としては、例えば、Ｃ8Ｈ17ＣＨＯＨＣＨ2ＯＨ、Ｃ12Ｈ25ＣＨＯＨＣＨ2ＣＨ2ＯＨ、Ｃ8Ｈ17（ＯＣ2Ｈ4）3ＯＨ、Ｃ10Ｈ21（ＯＣ2Ｈ4）4ＯＨ、Ｃ11Ｈ23（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）2ＯＨ、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）4ＯＨ、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）6ＯＨ、Ｃ12Ｈ25（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、Ｃ13Ｈ27（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、Ｃ14Ｈ29（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、Ｃ15Ｈ31（ＯＣ2Ｈ4）8ＯＨ、ｐ-ｔ-Ｃ8Ｈ17Ｃ6Ｈ4Ｏ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）2Ｈ、ｐ-ｔ-Ｃ8Ｈ17Ｃ6Ｈ4Ｏ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）8Ｈ、ｎ-オクチル-β-Ｄ-グルコシド又はｎ-デシル-β-Ｄ-グルコシド等を用いることができる。
上記の界面活性剤の内、陰イオン界面活性剤であるｐ−ｎ−Ｃ12Ｈ25Ｃ6Ｈ4ＳＯ3 -Ｎａ+（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＳＤＢＳ：sodium dodecyl benzene sulfonate））やＣＨ3（ＣＨ2）11ＳＯ4 -Ｎａ+（硫酸ドデシルナトリウム（ＳＤＳ：sodium dodecyl sulfate））を使用することが、ＣＮＴ２２の分散を良好にする上で好ましいが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。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。
また、ＣＮＴ薄膜１８の厚さを１００μｍ以下とすることにより、このＣＮＴ薄膜１８が高い透明性を有することになるので、高い透明性が要求される透明電極に使用できる。
上述のように、予め作製したＣＮＴ２２等を含んだ分散液膜３１と基板３７とを相対的にスライド移動させることにより、厚さが均一なＣＮＴ薄膜１８が半自動的に得られる。
この方法は、分散液膜３１と基板３７とを接触状態で相対的にスライド移動させることにより、分散液膜３１の相対的スライド移動方向に配向した極薄のＣＮＴ薄膜１８を形成できるという点に特徴があるが、これは従来のＬＢ法とは大きく異なっている。
即ち、既述したように、ＬＢ法による成膜では、薄膜の電気的及び光学的特性は単一のＣＮＴ特性と比べて著しく劣るが、これは、既述したＬＢ法自体の課題に加えて、ＣＮＴ２２等の一次元ナノ材料において液−液界面に薄膜を形成することが難しいこと、また、分散液とは異なる液への浸漬により、基板への付着が安定しないことが理由として挙げられる。また、そもそも、ＣＮＴ２２のＬＢ膜(液面上の単分子膜)を形成させるには、分散性が劣っているために、成膜条件が制限されることも実用上の課題である。
これに対し、本実施の形態によれば、液−液界面を形成しないＣＮＴ分散液８を用いて、分散液膜３１と基板３７とを相対的にスライド移動させているので、そのスライド移動方向に沿って高配向に配向された均一膜厚のＣＮＴ薄膜１８を容易かつ確実に安定して基板３７上に形成することができ、配向方向に異方性を持った電気特性及び光学特性を有した基板面内配線（導電線路）や線偏光板等を作成できる。
そして、図４（ａ）に示すように、基板保持部材４７に保持された円筒形の基板３７が分散液膜３１に接触した後に、図４（ｂ）に示すように、スライド移動を行ったとき、分散液膜３１の中央部Ｃが基板３７とは接触せず、その周辺部Ｐが円周方向全体に亘って均等に接触するために、基板３７の表面に分散液８をムラなく移行することができ、均一なＣＮＴ薄膜１８を形成することができる。
なお、図６に示すように、上述した効果を十分に得る上で、分散液膜保持リング３５の内径Ａと基板保持部材４７の外側面に固定された基板３７（又はリング３５）の外径Ｂとの比には一定の好ましい関係があり、Ａ：Ｂ＝１：（０．８〜０．９９）とすることが望ましい。但し、リング３５の内径は種々であってよく、その内径に応じて上記のＡ／Ｂの比を適宜決めることができる。この比があまり大きすぎると、操作時のリング３５の振動が分散液膜に悪影響を及ぼして均一な成膜を行えず、またあまり小さいと、分散液膜の既述した反りや摩擦の影響が生じて均一な成膜を行えない可能性がある。
基板３７及び基板保持部材４７の曲率半径は１０ｍｍ以上（直径２０ｍｍ以上）、分散液膜３１及びリング３５の円周長は３０ｍｍ以上としてよい。
本実施の形態によれば、分散液膜３１（リング３５）と同軸であって相似形の円筒状の基板３７をスライドさせることにより、分散液膜３１の重力方向への反りの影響を最小限に抑え、かつ分散液膜３１のサイズ（有効領域）を最大限に生かしたサイズの成膜が可能となる。
この方法を用いることにより、分散液膜３１の余剰サイズを減らして安定性を向上させると共に、成膜時の分散液膜３１と基板３７との対称性を高めて分散液膜３１の反り返りやムラを減少させ、均一膜厚の薄膜を高スループットで形成することが可能になる。
また、往復スライド移動回数を制御することにより、薄膜１８の膜厚を制御して、その導電性及び／又は透明性を容易に制御することができる。
その他、単分子層レベルの極薄膜１８を作製できるため、透明性に優れる。或いは、薄膜の積層化及び高密度化が容易となる。
また、基板３７の材質やサイズ等の条件を選ばずに成膜が可能であると共に、成膜時の材料劣化がほとんどなく、室温大気中での成膜が可能であり、装置の構造が簡便であり、自動化が容易であり、更には薄膜の大面積化が容易である。
本実施の形態による薄膜１８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、例えば、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、太陽電池における透明電極として好適である。
また、導電線路、電界効果トランジスタ又はタッチパネルを構成することもできる。
第２の実施の形態
図８は、本発明の第２の実施の形態を示すものである。
本実施の形態における薄膜製造装置３４ｂは、基板３７が単独で基板支持部６に支持されていること以外は、上述した第１の実施の形態と同様である。
本実施の形態によれば、基板３７を保持するための基板保持部材４７を省略することができ、装置３４ｂの構造を簡易なものにすることができる。
その他、本実施の形態においても、上述した第１の実施の形態で述べたと同様の作用及び効果が得られる。
第３の実施の形態
図９は、ＣＮＴ薄膜を電子装置に適用した本発明の第３の実施の形態を示すものである（図９（Ａ）は、ＣＮＴ薄膜の導電特性を説明するための模式的平面図、図９（Ｂ）はＣＮＴ薄膜を用いたバックゲート型電界効果トランジスタの断面図である）。
図９（Ａ）は、多数のＣＮＴ４２（上述のＣＮＴ２２に相当）が連接した状態で基板４１（上述の基板３７に相当）上に２次元に密着して配列する場合、ＣＮＴ４２からなる高密度配向膜の軸方向における導電特性を説明する図である。
このＣＮＴ配向膜の抵抗値は、ＣＮＴ４２の１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る。
また、ＣＮＴ配向膜の光透過率は、膜厚とＣＮＴの光吸収係数から推定することができ、例えば、ＣＮＴ４２の軸方向の線抵抗４３を２,４００Ω／μｍ、ＣＮＴ４２の壁面間の接触抵抗４４を５０，０００Ω、ＣＮＴ４２の先端部間の接触抵抗４５を５０，０００Ω（その他の要因は省略する。）等とする時、２分子層が積層されてなるＣＮＴ薄膜の波長５５０ｎｍにおける光透過率は９６％、電極４０ａと４０ｂの間の抵抗値は約１４０Ωとなる。
図９（Ｂ）は、ＣＮＴ薄膜をチャネル５３に用いたバックゲート型電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の概略構成を示すものであって、例えば、基板５６（上述の基板４７に相当）面にゲート電極５５が積層され、このゲート電極５５に、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ゲート絶縁物層５４が積層され、この絶縁物層５４にチャネル５３が積層され、このチャネル５３にソース電極５１及びドレイン電極５２がそれぞれ積層されている。
このような構成において、基板５６、ゲート電極５５、絶縁物層５４、チャネル５３、ソース電極５１及びドレイン電極５２をそれぞれ透明層によって形成することにより、光学的に透明なＦＥＴを実現することができる。
そして、上記のＦＥＴにおいて、ゲート電極５５、ソース電極５１及びドレイン電極５２を金属性のＣＮＴによって形成する一方、チャネル５３を半導体性のＣＮＴによって形成することができる。
これらのＣＮＴはいずれも、上述した第１又は第２の実施の形態で述べた方法で高配向及び均一膜厚に形成することによって、必要な導電性又は透明性を付与することができる。
なお、ＣＮＴ薄膜を用いたＦＥＴは、上記のバックゲート型電界効果トランジスタのみならず、トップゲート型の構成としてもよい。
第４の実施の形態
図１０は、透明導電膜を使用したタッチパネルに適用した本発明の第４の実施の形態を示すものである。
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％以上の光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においては、電極を構成する膜は５００Ω／ｓｑ以下のシート抵抗とその均一性が望まれる（これは、他のデバイスでの透明導電膜も同様）。
図１０（ａ）の断面図に示すように、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とから構成され、上部基板２ａと下部基板２ｂとは、僅かな隙間（空間）５を保ちながら両電極１ａ、１ｂを対向させ、電気絶縁層４を介して接合されている。
例えば、上部基板２ａと下部基板２ｂとの間隔５は、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１ａと下部電極１ｂが常時接触してＯＮ状態となることを防止してパネルに表示される画像に影響を与えないように、５μｍ〜５０μｍ程度とされる。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によって両電極が接触しないので、電流は流れない。なお、上部電極１ａはＩＴＯ（インジウムドープの酸化錫）膜によって形成されているが、下部電極１ｂもＩＴＯによって形成されてもよい。
図１０（ｂ）は、指又は専用ペンによってＰＥＴ基板２ａ側の所定箇所を押圧することにより、ＰＥＴ基板２ａのタッチされた部分が変形して下側にたわみ、透明導電膜１ａと１ｂと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。
上記のタッチパネルにおいて、例えば透明導電膜１ａを（更には、下部電極１ｂも）上述したＣＮＴ薄膜で構成し、このＣＮＴ薄膜を上述した第１又は第２の実施の形態で述べた方法で高配向及び均一膜厚に形成することによって、必要な導電性又は透明性を付与することができる。
上記の各実施の形態により、分散液膜３１と基板２ａ又は２ｂの摺動方向に沿った高配向な薄膜１ａ又は１ｂを作製することができる。この作製された薄膜により、配向方向に異方性を持った電気特性及び光学特性の電極１ａ又は１ｂ（又は配線）を形成することができる。
以下、本発明を具体的な実施例について詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例１
１．本実施例においては、上述した第１の実施の形態に基づいて、７５μｍ厚のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）基板３７（Ａ４サイズ：２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）を１分間水洗した。
２．次に、ＳＤＢＳ(sodium dodecyl benzene sulfonate)の１％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によって出力５０Ｗで１０分間ホモジナイズ処理を行って分散液８を作成した。ＳＷＮＴはCarbon solutions inc製のＰ３−ＳＷＮＴであった。
３．次に、ポリスチレンによって、外周が２９７ｍｍで内周が２８５ｍｍ、高さが２１０ｍｍとなるような中空状円筒型の基板保持部材４７を成形した。
４．次に、この基板保持部材４７の外周面に基板３７を間隙なく巻き付け、接着テープで止めた。
５．次に、内周が３３０ｍｍの分散液膜支持リング３５と、４．で作製した円筒型基板３７付きの円筒型保持部材４７とを同軸に固定した。
６．次に、分散液膜保持リング３５を下降させて２．で作製したＣＮＴ分散液に浸漬させ、引き上げることによりリング３５に分散液膜３１を形成した。
７．次に、円筒型基板３７と分散液膜保持リング３５とを同軸の状態のまま、保持部材４７を下降させ、円筒型基板３７を分散液膜３１に対して垂直に当てた。
８．次に、同軸を保った状態で、円筒型基板３７が分散液膜３１を通過するように、基板支持部６を下方へ２１０ｍｍスライド移動させた。この時のスライド移動速度は４０ｍｍ／ｓｅｃであった。
９．次に、円筒型基板３７を分散液膜３１から引き戻すように上方へ２１０ｍｍスライド移動させた。この時のスライド移動速度も４０ｍｍ／ｓｅｃであった。
１０．そして、上記８及び９のスライド移動を１０往復繰り返した。
１１．次に、円筒型基板３７を分散液膜３１から離して乾燥させた。
１２．次に、円筒型基板３７を純水に１０分間浸漬させて洗浄した後に、残存水滴を除去した。
１３．保持リング３５に残存した分散液膜をエアブローによって破裂させ、再使用に備えた。
１４．そして、上記６〜１３を６回繰り返した（往復スライド移動回数は合計６０回）。
実施例２
本実施例では、下記のように条件を変えたこと以外は、上記の実施例１と同様に操作した。
基板３７のサイズ：１３０ｍｍ×２２０ｍｍ
界面活性剤：アルキルエーテル硫酸ナトリウムエステルの１％水溶液
基板保持部材４７のサイズ：外周１３０ｍｍ、内周１２６ｍｍ及び高さ２２０ｍｍ
分散液膜保持リング３５の内周：１４０ｍｍ
スライド移動距離：２２０ｍｍ
基板３７の往復スライド移動回数：合計５０回（上記６〜１３を５回繰り返し）
実施例３
本実施例では、下記のように条件を変えたこと以外は、上記の実施例１と同様に操作した。
基板３７の材質：１２５μｍ厚のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
基板保持部材４７のサイズ：外周２１０ｍｍ、内周２０５ｍｍ及び高さ２９７ｍｍ
分散液膜保持リング３５の内周：２４０ｍｍ
スライド移動距離：１４８ｍｍ
スライド移動速度：３０ｍｍ／ｓｅｃ
基板３７の往復スライド移動回数：合計５０回（上記６〜１３を５回繰り返し）
実施例４
本実施例では、下記のように条件を変えたこと以外は、上記の実施例１と同様に操作した。
基板３７の材質：２５０μｍ厚のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
基板３７のサイズ：１４８ｍｍ×２１０ｍｍ
基板保持部材４７のサイズ：外周２１０ｍｍ、内周２００ｍｍ及び高さ１４８ｍｍ
分散液膜保持リング３５の内周：２２０ｍｍ
スライド移動距離：１４８ｍｍ
スライド移動速度：３０ｍｍ／ｓｅｃ
基板３７の往復スライド移動回数：合計５０回（上記６〜１３を５回繰り返し）
次に、以上の各実施例において得られたＣＮＴ薄膜の性能評価について説明する。
まず、実施例３においては、図１１（Ａ）、（Ｂ）に異なる倍率で示すＳＥＭ（走査電子顕微鏡）像のＳＷＮＴ透明導電膜が得られた。
また、このＳＷＮＴ透明導電膜は、図１２に示す如きＡＦＭ像（Ａ）及び（Ｂ）と、表面凹凸分布（基板表面上の高さプロファイルのトータル分布）とを示すＣＮＴ薄膜１８として得られた（但し、（Ａ）、（Ｂ）は薄膜内の異なる領域について示したものである）。これによれば、線状のＣＮＴがほぼ一方向に沿って配向した部分が存在していることが明確に分る（他の実施例でも同様）。
次に、実施例２において、合計の往復スライド移動回数を変えたときにＣＮＴ薄膜のシート抵抗は図１３に示すように変化した。これによれば、往復スライド移動回数が増加すると、シート抵抗値が減少することが分る。これは、往復スライド移動回数が増加したことにより、基板３７に形成されるＣＮＴ薄膜１８の膜厚が大きくなってその導電性が向上した結果である。
図１４は、図１３のデータに基づいて、ＣＮＴ薄膜のシート抵抗値と光透過率との関係を示すものである。これによれば、往復スライド移動回数の制御によって、シート抵抗値又は光透過率を任意に制御できることが分り、例えばシート抵抗５００Ω／ｓｑ以下、光透過率８０％以上とするには、往復スライド移動回数を５０回以上（特に６０回以下）とするのがよい。
図１５は、実施例２にて作製した導電性薄膜１８のシート抵抗分布状況を立体的に示す斜視図（Ａ）及び各座標位置におけるシート抵抗値（Ｂ）を示すものである（但し、水平方向Ｘ及び垂直方向Ｙは、図３に示したが、円筒型に成膜された薄膜を平面に展開したときの各方向である）。これによれば、シート抵抗値は薄膜１８の各位置間においてほぼ同等であり、平均値は４２８４Ω／ｓｑであり、目的とする薄膜が得られたことが理解できる。
以上、本発明を実施の形態及び実施例について説明したが、これらの例は本発明の技術的思想に基いて種々に変形が可能である。
例えば、上述した基板３７の材質や形状は必要に応じて任意に適切に設定することができる。基板３７及びリング３５は水平断面が楕円形や矩形型でもよく、基板３７については不定形であってもよい。また、保持部材４７に対する基板３７の取り付けは巻き付けた後に接着テープで止めてもよいし、粘着剤を用いて貼り付けてもよい（いずれの場合も、成膜後に基板３７を分離可能にしておく）。
また、薄膜１８を構成する物質の種類、分散液９中の界面活性剤の種類及び濃度等の条件は、必要に応じて任意に適切に設定することができる。
また、基板３７を分散液膜３１に対し往復スライド移動させたが、この逆であってもよいし、或いは両者を異なる速度で共に移動させてもよい。
薄膜１８を構成する物質の種類については、一次元ナノ材料として、単層のＣＮＴだけではなく、２層又は多層のＣＮＴ、フラーレンの重合体（連結体）、又は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、セルロース等の有機物ナノファイバーを用いることができる。
本発明は、一次元ナノ材料を配向させることにより、各種電子装置に好適な導電性及び光透過率が良好な透明電極又は配線等を作成することができる。
本発明の第１の実施の形態によるＣＮＴ薄膜の製造工程を順次示す概略断面図である。 同、ＣＮＴ薄膜の製造工程を示す断面図である。 同、ＣＮＴ薄膜の底面側からみた斜視図である。 同、ＣＮＴ薄膜の製造時の状況を説明するための断面図である。 同、ＣＮＴ薄膜の製造工程を示すフローチャートである。 同、基板と分散液膜保持リングとのサイズ関係を説明するための断面図である。 同、薄膜製造装置の概略正面図である。 本発明の第２の実施の形態による薄膜製造装置の概略正面図である。 本発明の第３の実施の形態によるＣＮＴ薄膜の導電特性を示す概略平面図（Ａ）及び電子装置への応用例の概略断面図（Ｂ）である。 本発明の第４の実施の形態による透明導電膜を使用したタッチパネルの無押圧時の断面図（ａ）及び押圧時の断面図（ｂ）である。 本発明の実施例３（往復スライド移動回数が５０回）によるＣＮＴ薄膜のＳＥＭ像である。 同、ＣＮＴ薄膜のＡＦＭ像及び凹凸分布図である。 本発明の実施例２によるＣＮＴ薄膜のシート抵抗値と往復スライド移動回数との関係を示すグラフである。 同、ＣＮＴ薄膜のシート抵抗値と光透過率との関係を示すグラフである。 同、ＣＮＴ薄膜の各座標位置におけるシート抵抗値を立体的に示す斜視図（Ａ）及びＣＮＴ薄膜のシート抵抗値の分布表（Ｂ）である。 先願発明による薄膜の形成手順を示す正面及び平面図（Ａ）、斜視図（Ｂ）及び断面詳細図（Ｃ）である。 別の先願発明による薄膜製造装置の概略正面図である。 同、薄膜の製造時の状況を説明するための断面図である。
符号の説明
１ａ、１ｂ…透明導電膜、２ａ、２ｂ、３７、４１、５６…基板、６…基板支持部、
７…リング支持部、８…ＣＮＴ分散液、９…ＣＮＴ分散液貯蔵部、
１５ａ、１５ｂ…移動手段、１８…ＣＮＴ薄膜、３１…分散液膜、２２、４２…ＣＮＴ、
３４ａ、３４ｂ…薄膜製造装置、３５…分散液膜保持リング、４０ａ、４０ｂ…電極、
４７…基板保持部材、５１…ソース電極、５２…ドレイン電極、５３…チャネル、
５４…ゲート絶縁物層、５５…ゲート電極、Ｃ…中央部、Ｐ…周辺部

Claims (20)

  1. 薄膜構成材料と界面活性剤とを混合して、前記構成材料が分散された分散液を調製す る第１工程と、
    環状の保持手段を前記分散液に浸漬し、更に引き上げることにより、前記保持手段の 内周側に、前記分散液からなる分散液膜をそれ自体の表面張力によって形成する第２工 程と、
    前記保持手段の内側空間の中央部と外周との間にて前記保持手段の上方にその内周に 沿って筒状の支持体を配置し、この筒状の支持体を前記保持手段に対して相対的に下降 移動させて前記分散液膜に接触させ、この状態で更に相対的に下降移動させた後に、前 記保持手段に対して相対的に上昇移動させることにより、前記分散液を前記支持体の表 面に膜状に移行させる第３工程と、
    前記支持体の表面に形成された前記膜状の分散液を乾燥させることを経て、薄膜を形 成する第４工程と
    を有する、薄膜の製造方法。
  2. 前記保持手段を水平方向に配置し、前記分散液膜を水平方向に形成し、前記支持体を垂直方向に相対的に往復して移動させる、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
  3. 前記支持体の外周と前記分散液膜の外周とが相似形である、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
  4. 前記支持体の中心と前記分散液膜の中心とが同軸である、請求項３に記載した薄膜の製造方法。
  5. 前記支持体を筒状の保持部材の外面に固定する、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
  6. 前記支持体を単独で前記相対的移動させる、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
  7. 前記支持体及び前記保持手段の外周又は内周形状が円形である、請求項４に記載した薄膜の製造方法。
  8. 前記移動方向に前記構成材料を配向させる、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
  9. 前記乾燥の後に前記支持体を洗浄して、不要な残留物を除去する、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
  10. 前記第２工程から前記第４工程を繰り返すことにより、前記薄膜の膜厚制御を行う、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
  11. 前記分散液膜に対して交差する方向に、前記分散液膜に対して前記支持体を相対的に移動させる、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
  12. 前記支持体として透明な高分子基板を用いる、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
  13. 前記構成材料が一次元ナノ材料である、請求項１に記載した薄膜の製造方法。
  14. 前記一次元ナノ材料がカーボンナノチューブである、請求項１３に記載した薄膜の製造方法。
  15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載した製造方法に用いられる製造装置であって、前記薄膜構成材料と前記界面活性剤とを含有する分散液を貯蔵する分散液貯蔵手段と、前記分散液からなる膜を保持する環状の分散液膜保持手段と、前記分散液膜と前記支持体とを接触させた状態で前記支持体を相対的に上下移動させる移動手段と、前記支持体の表面に膜状に移行して形成された膜状の分散液の乾燥手段とを有する、薄膜の製造装置。
  16. 前記支持体の洗浄手段を有する、請求項１５に記載した薄膜の製造装置。
  17. 薄膜構成材料と界面活性剤とを混合して、前記構成材料が分散された分散液を調製す る第１工程と、
    環状の保持手段を前記分散液に浸漬し、更に引き上げることにより、前記保持手段の 内周側に、前記分散液からなる分散液膜をそれ自体の表面張力によって形成する第２工 程と、
    前記保持手段の内側空間の中央部と外周との間にて前記保持手段の上方にその内周に 沿って筒状の支持体を配置し、この筒状の支持体を前記保持手段に対して相対的に下降 移動させて前記分散液膜に接触させ、この状態で更に相対的に下降移動させた後に、前 記保持手段に対して相対的に上昇移動させることにより、前記分散液を前記支持体の表 面に膜状に移行させる第３工程と、
    前記支持体の表面に形成された前記膜状の分散液を乾燥させることを経て、薄膜を形 成する第４工程と
    を有する、電子装置の製造方法。
  18. 請求項２〜請求項１４のいずれか１項に記載の製造方法によって、前記薄膜を形成する、請求項１７に記載した電子装置の製造方法。
  19. 前記薄膜が導電性及び／又は光透過性を有しており、透明電極又は導電線路として使用される、請求項１７に記載した電子装置の製造方法。
  20. 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、電界効果トランジスタ、タッチパネル及び太陽電池のいずれかを製造する、請求項１７に記載した電子装置の製造方法。
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