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炭素繊維-導電性ポリマー複合膜およびその製造方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P08A013548
整理番号 NI0600004
掲載日 2008年8月1日
出願番号 特願2006-073957
公開番号 特開2007-246780
登録番号 特許第4729708号
出願日 平成18年3月17日(2006.3.17)
公開日 平成19年9月27日(2007.9.27)
登録日 平成23年4月28日(2011.4.28)
発明者
  • 伊東 栄次
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 炭素繊維-導電性ポリマー複合膜およびその製造方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】低電圧にて安定した電子放出ができる炭素繊維-導電性ポリマー複合膜およびその製造方法を提供する。
【解決手段】主として、炭素繊維5と導電性ポリマー10aとから構成される炭素繊維-導電性ポリマー複合膜1であって、炭素繊維5は、溶液中にて一価の陰イオンとなる官能基と2価以上の陽イオンとがイオン結合した帯電修飾型の炭素繊維である炭素繊維-導電性ポリマー複合膜1とする。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


近年、電子放出電極を用いたフラットパネルディスプレイの開発が進められている。電子放出電極の有力な材料としては、カーボンナノチューブ(Carbon Nano Tube:CNT)が挙げられる。CNTは、炭素原子が規則的に配列したグラフェンシートを巻いた円筒形状の形態を有し、その直径が1nm程度から数百nm程度、長さが0.5μmから数十μm程度の極めてアスペクト比の高い繊維である。



CNTは、一層のグラフェンシートのみから構成された単層CNT(Single-Walled CNT、以後、「SWCNT」という。)と、複数層のグラフェンシートが同心円筒状に構成された多層CNT(Multi-Walled CNT、以後、「MWCNT」という。)に、大別される。CNTは、極めて細い繊維であるため、印加電圧が低くても多量の電子の放出が期待できる。これが、CNTを、フラットディスプレイの冷陰極として最も好適な材料とする理由である。



電子放出電極を含む電子放出体の製造方法として、例えば、次のような方法が知られている。まず、CNTを界面活性剤および溶媒と混合し、超音波をかけながらCNT分散液を作製する。続いて、陽極と陰極とを一定の距離を離してCNT分散液内に配置し、陽極と陰極との間に接続した電源を利用して適当な電圧を与える。この結果、CNTが陰極に引かれて付着する。その後、付着した堆積物から不純物粒子を取り除くため、200~600℃の比較的低温度で熱処理し、これを電子放出体とする(例えば、特許文献1を参照)。



また、次のような製造方法も知られている。CNTとドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(SDS)との混合物に蒸留水を加え、十分な超音波分散を行い、ストック溶媒とする。次に、このストック溶媒を蒸留水で希釈し、導電性ポリマー入れて溶解させる。続いて、この中に電解塩を入れて、電解重合溶媒を作製する。その後、作用極としてITO透明電極、対極として白金ワイヤー、参照極としてAg/AgClを用い、電析によって、CNT-導電性ポリマー複合膜からなる電子放出体を製造する方法が知られている(例えば、特許文献2を参照)。

【特許文献1】特開2001-110303号公報(特許請求の範囲)

【特許文献2】特開2004-315786号公報(特許請求の範囲)

産業上の利用分野


本発明は、炭素繊維-導電性ポリマー複合膜およびその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
主として、炭素繊維と導電性ポリマーとから構成される炭素繊維-導電性ポリマー複合膜であって、
上記炭素繊維は、溶液中にて一価の陰イオンとなる官能基と2価以上の陽イオンとがイオン結合した帯電修飾型の炭素繊維であることを特徴とする炭素繊維-導電性ポリマー複合膜。

【請求項2】
前記官能基は、カルボキシル基であることを特徴とする請求項1に記載の炭素繊維-導電性ポリマー複合膜。

【請求項3】
前記炭素繊維は、平均直径200nm以下のカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項1または2に記載の炭素繊維-導電性ポリマー複合膜。

【請求項4】
前記導電性ポリマーは、ポリチオフェンの誘導体あるいはポリフェニレンビニレンの誘導体であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の炭素繊維-導電性ポリマー複合膜。

【請求項5】
主として、炭素繊維と導電性ポリマーとから構成される炭素繊維-導電性ポリマー複合膜の製造方法であって、
溶液中にて一価の陰イオンとなる官能基と2価以上の陽イオンとがイオン結合した帯電修飾型の炭素繊維と、導電性ポリマーとを混合した電析浴の中に、陰極と陽極とを配置する電極配置工程と、
上記陽極と上記陰極との間に、直流に交流を重畳させ、あるいは直流のみを流して電析を行う電析工程と、
を有することを特徴とする炭素繊維-導電性ポリマー複合膜の製造方法。

【請求項6】
溶液中にて一価の陰イオンとなる官能基と結合する炭素繊維と導電性ポリマーとを混合して混合液を作製する混合工程と、
上記混合液に、2価以上の陽イオンを加えて、上記官能基と上記2価以上の陽イオンとがイオン結合した帯電修飾型の炭素繊維を有する電析浴を作製する電析浴作製工程と、
をさらに含む請求項5に記載の炭素繊維-導電性ポリマー複合膜の製造方法。

【請求項7】
前記官能基は、カルボキシル基であることを特徴とする請求項5または6に記載の炭素繊維-導電性ポリマー複合膜の製造方法。

【請求項8】
前記炭素繊維は、平均直径200nm以下のカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載の炭素繊維-導電性ポリマー複合膜の製造方法。

【請求項9】
前記導電性ポリマーは、ポリチオフェンの誘導体あるいはポリフェニレンビニレンの誘導体であることを特徴とする請求項5から8のいずれか1項に記載の炭素繊維-導電性ポリマー複合膜の製造方法。
産業区分
  • 高分子化合物
  • その他機械要素
  • 電子管
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006073957thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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