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結晶性炭素ナノ材料を含む導電性材料の製造方法、導電性材料、透明電極、電極、配線、電子装置および半導体装置

国内特許コード P180015100
整理番号 (S2016-0557-N0)
掲載日 2018年6月20日
出願番号 特願2017-011762
公開番号 特開2017-174802
出願日 平成29年1月26日(2017.1.26)
公開日 平成29年9月28日(2017.9.28)
優先権データ
  • 特願2016-053987 (2016.3.17) JP
発明者
  • 種村 眞幸
  • ヴィシュワカルマ ラトネシュクマール リテシュクマール
  • モハマド サウフィ ビン ロスミ
  • カリタ ゴラップ
  • ヤジド ビン ヤコブ
出願人
  • 国立大学法人 名古屋工業大学
発明の名称 結晶性炭素ナノ材料を含む導電性材料の製造方法、導電性材料、透明電極、電極、配線、電子装置および半導体装置
発明の概要 【課題】結晶性炭素ナノ材料を含む導電性材料を、430℃以下の低温で、目的とする場所に直接製造できる導電性材料の製造方法を提供する。
【解決手段】触媒金属膜22と炭素原料膜24とを、430℃以下の温度で加熱して、グラフェン膜26を形成する形成工程を行う。このとき、触媒金属膜22を構成する触媒金属材料として、融点温度が430℃以下の金属元素群である、Zn、Sn、Bi、Pb、Tl、Cs、In、Cd、Rb、Ga、K、Na、Li、Seのいずれか1つ以上を含むものを用いる。
【選択図】図3A
従来技術、競合技術の概要


グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーという結晶性炭素ナノ材料は、次世代ナノ材料として注目を集めている。



結晶性炭素ナノ材料のうちグラフェンの製造方法としては、特許文献1、2に記載の製造方法がある。特許文献1の製造方法は、転写法によるグラフェンの製造方法である。転写法では、目的とする場所とは異なる場所でグラフェンを製造した後、グラフェンを目的とする場所に転写する。一方、特許文献2の製造方法は、無転写法によるグラフェンの製造方法である。無転写法では、目的とする場所に直接グラフェンを製造する。

産業上の利用分野


本発明は、結晶性炭素ナノ材料を含む導電性材料の製造方法、導電性材料、透明電極、電極、配線、電子装置および半導体装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
結晶性炭素ナノ材料の原料となる炭素原料(24、25、42a)と、前記結晶性炭素ナノ材料を形成するための触媒金属材料(22、23、42b)とを、430℃以下の温度で加熱して、結晶性炭素ナノ材料(26、27、44、48)を形成する形成工程を有し、
前記触媒金属材料として、融点温度が430℃以下の金属元素群のいずれか1つ以上を含むものを用いる結晶性炭素ナノ材料を含む導電性材料の製造方法。

【請求項2】
前記形成工程は、
基材(20)の表面上に前記触媒金属材料(22)を堆積させた後、前記触媒金属材料の表面上に前記炭素原料(24)を堆積させる堆積工程と、
前記堆積工程の後、前記炭素原料と前記触媒金属材料とを加熱する加熱工程とを含む請求項1に記載の導電性材料の製造方法。

【請求項3】
前記形成工程は、
基材(20)の表面上に前記炭素原料(24)を堆積させた後、前記炭素原料の表面上に前記触媒金属材料(22)を堆積させる堆積工程と、
前記堆積工程の後、前記炭素原料と前記触媒金属材料とを加熱する加熱工程とを含む請求項1に記載の導電性材料の製造方法。

【請求項4】
前記形成工程は、
基材の表面上に前記炭素原料(42a)と前記触媒金属材料(42b)の混合物(42)を堆積させる堆積工程と、
前記混合物を加熱する加熱工程とを含む請求項1に記載の導電性材料の製造方法。

【請求項5】
基材(20)と触媒金属膜との界面にも結晶性炭素ナノ材料膜を成長させたことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の導電性材料の製造方法。

【請求項6】
前記加熱工程の前記温度が、前記触媒金属材料の融点以上とし、液相から結晶性炭素ナノ材料膜を成長させることを特徴とする請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の導電性材料の製造方法。

【請求項7】
前記加熱工程の前記温度が、前記触媒金属材料の融点未満とし、固相から結晶性炭素ナノ材料膜を成長させることを特徴とする請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の導電性材料の製造方法。

【請求項8】
前記堆積工程では、インクジェット法、印刷法または浸漬法によって、前記混合物を堆積させる請求項4~請求項7のいずれか1項に記載の導電性材料の製造方法。

【請求項9】
触媒金属材料(14a、14c、36a、36c、56a、56c)と、
前記触媒金属材料の表面上に形成された結晶性炭素ナノ材料(14b、14d、36b、36d、56b、56d)とを備え、
前記触媒金属材料は、融点温度が430℃以下の金属元素群である、Zn、Sn、Bi、Pb、Tl、Cs、In、Cd、Rb、Ga、K、Na、Li、Seのいずれか1つ以上を含んでいる導電性材料。

【請求項10】
触媒金属材料(14a、14c)と、
前記触媒金属材料の表面上に形成された結晶性炭素ナノ材料(14b、14d)とを備え、
前記触媒金属材料は、融点温度が430℃以下の金属元素群である、Zn、Sn、Bi、Pb、Tl、Cs、In、Cd、Rb、Ga、K、Na、Li、Seのいずれか1つ以上を含んでいる透明電極。

【請求項11】
触媒金属材料(56a、56c)と、
前記触媒金属材料の表面上に形成された結晶性炭素ナノ材料(56b、56d)とを備え、
前記触媒金属材料は、融点温度が430℃以下の金属元素群である、Zn、Sn、Bi、Pb、Tl、Cs、In、Cd、Rb、Ga、K、Na、Li、Seのいずれか1つ以上を含んでいる電極。

【請求項12】
触媒金属材料(36a、36c)と、
前記触媒金属材料の表面上に形成された結晶性炭素ナノ材料(36b、36d)とを備え、
前記触媒金属材料は、融点温度が430℃以下の金属元素群である、Zn、Sn、Bi、Pb、Tl、Cs、In、Cd、Rb、Ga、K、Na、Li、Seのいずれか1つ以上を含んでいる配線。

【請求項13】
基材(12)と、
前記基材の表面上に形成された透明電極(14)とを備え、
前記透明電極は、触媒金属材料(14a、14c)と結晶性炭素ナノ材料(14b、14d)の複合材料で構成され、
前記触媒金属材料は、融点温度が430℃以下の金属元素群である、Zn、Sn、Bi、Pb、Tl、Cs、In、Cd、Rb、Ga、K、Na、Li、Seのいずれか1つ以上を含んでいる電子装置。

【請求項14】
基材(54)と、
前記基材の表面上に形成された電極(56)とを備え、
前記電極は、触媒金属材料(56a、56c)と結晶性炭素ナノ材料(56b、56d)の複合材料で構成され、
前記触媒金属材料は、融点温度が430℃以下の金属元素群である、Zn、Sn、Bi、Pb、Tl、Cs、In、Cd、Rb、Ga、K、Na、Li、Seのいずれか1つ以上を含んでいる電子装置。

【請求項15】
基材(34)と、
前記基材の表面上に形成された配線(36)とを備え、
前記配線は、触媒金属材料(36a、36c)と結晶性炭素ナノ材料(36b、36d)の複合材料で構成され、
前記触媒金属材料は、融点温度が430℃以下の金属元素群である、Zn、Sn、Bi、Pb、Tl、Cs、In、Cd、Rb、Ga、K、Na、Li、Seのいずれか1つ以上を含んでいる半導体装置。

【請求項16】
前記触媒金属材料が、Sn、Zn、Bi、In、およびSeの少なくともいずれか1つを含むことを特徴とする請求項9~請求項15のいずれか1項に記載の導電性材料、透明電極、電極、配線、電子装置、半導体装置。

国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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