特許 5795041 透明な導電素子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5795041

(24)【登録日】2015年8月21日

(45)【発行日】2015年10月14日

(54)【発明の名称】透明な導電素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01B 13/00 20060101AFI20150928BHJP

   C01B 31/02 20060101ALN20150928BHJP

【ＦＩ】

   H01B13/00 503B

   !C01B31/02 101F

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-214539(P2013-214539)

(22)【出願日】2013年10月15日

(65)【公開番号】特開2014-112530(P2014-112530A)

(43)【公開日】2014年6月19日

【審査請求日】2013年10月15日

(31)【優先権主張番号】201210493750.8

(32)【優先日】2012年11月28日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】598098331

【氏名又は名称】ツィンファ ユニバーシティ

(73)【特許権者】

【識別番号】500080546

【氏名又は名称】鴻海精密工業股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】姜 開利

(72)【発明者】

【氏名】李 群慶

(72)【発明者】

【氏名】魏 洋

(72)【発明者】

【氏名】▲ハン▼ 守善

【審査官】 月野 洋一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１１６３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０４１１７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０５−２５０９２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１４４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１６３１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｂ １３／００

Ｃ０１Ｂ ３１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カーボンナノチューブフィルムを提供する第一ステップであって、前記カーボンナノチューブフィルムは複数のカーボンナノチューブワイヤと複数のカーボンナノチューブを含み、前記複数のカーボンナノチューブワイヤは間隔をあけて並列に設置され、前記複数のカーボンナノチューブは隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤを連接している第一ステップと、
熱可塑性重合体基板の表面に、前記カーボンナノチューブフィルムを設置する第二ステップと、
前記カーボンナノチューブフィルムが設置された前記熱可塑性重合体基板を加熱された二つの金属ローラに通過させ、熱可塑性重合体基板を加熱して軟化させ、前記カーボンナノチューブフィルムの一部を、軟化した前記熱可塑性重合体基板の中に浸漬させる第三ステップと、
前記カーボンナノチューブワイヤと垂直する方向に沿って、熱可塑性重合体基板及びカーボンナノチューブフィルムを引っ張る第四ステップと、
軟化された熱可塑性重合体基板を硬化し、前記カーボンナノチューブフィルムが引っ張られた後の状態を保持させる第五ステップと、
を含むことを特徴とする透明な導電素子の製造方法。

【請求項2】

カーボンナノチューブフィルムを提供する第一ステップであって、前記カーボンナノチューブフィルムは複数のカーボンナノチューブワイヤと複数のカーボンナノチューブを含み、前記複数のカーボンナノチューブワイヤは間隔をあけて並列に設置され、前記複数のカーボンナノチューブは隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤを連接している第一ステップと、
二つの軟化された熱硬化性重合体基板の間に、前記カーボンナノチューブフィルムを設置する第二ステップと、
前記カーボンナノチューブワイヤと垂直する方向に沿って、熱硬化性重合体基板及びカーボンナノチューブフィルムを引っ張る第四ステップと、
軟化された熱硬化性重合体基板を硬化し、前記カーボンナノチューブフィルムが引っ張られた後の状態を保持させる第五ステップと、
を含むことを特徴とする透明な導電素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、透明な導電素子の製造方法に関し、特にカーボンナノチューブを利用した透明な導電素子の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

カーボンナノチューブは九十年代に発見された新しい一次元ナノ材料である。カーボンナノチューブは、高引張強さ、高熱安定性、理想的な一次元構造、優れた力学特性、電気特性、熱学特性などの特徴を有するので、カーボンナノチューブの応用についての研究が進められており、カーボンナノチューブは、材料科学、化学、物理などの科学領域に広く応用されている。

【0003】

非特許文献１には、透明なカーボンナノチューブフィルムの製造方法が掲載されている。非特許文献１において、基板に成長させたカーボンナノチューブアレイを引き出して、カーボンナノチューブフィルムを形成する。しかし、カーボンナノチューブフィルムの光透過率は低い。

【0004】

上記のカーボンナノチューブフィルムの光透過率が低いという問題を解決するために、特許文献１には、透明なカーボンナノチューブフィルムの製造方法が掲載されている。該透明なカーボンナノチューブフィルムの製造方法は、以下のステップを含む。第一ステップにおいて、カーボンナノチューブアレイを引き出して、カーボンナノチューブフィルムを形成する。このカーボンナノチューブフィルムは、カーボンナノチューブフィルムの表面と基本的に平行する複数のカーボンナノチューブを含む。第二ステップにおいて、レーザによってカーボンナノチューブフィルムを照射し、カーボンナノチューブフィルムにおける一部のカーボンナノチューブを酸化させて薄くし、カーボンナノチューブフィルムの光透過率を高める。特許文献１に開示された製造方法によって形成された透明なカーボンナノチューブフィルムは、透明電極、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、タッチパネルなどに応用できる。透明なカーボンナノチューブフィルムを使用する際は、ガラス基板或いは樹脂基板の表面に設置する。

【0005】

しかし、特許文献１開示された、レーザでカーボンナノチューブフィルムを照射することによって、カーボンナノチューブフィルムの光透過率を高めた透明なカーボンナノチューブフィルムの製造方法の効率は低く、且つコストも高い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】中華人民共和国１０１５８５５３３Ｂ号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】Ｒａｙ Ｈ．Ｂａｕｇｈｍａｎ、“Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏｔｕｂｅ−ｔｈｅ Ｒｏｕｔｅ ｔｏ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”、Ｓｃｉｅｎｃｅ、２００２年、２９７，７８７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従って、前記課題を解決するために、本発明は製造効率が高く、コストも低い透明な導電素子の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の透明な導電素子の製造方法は、カーボンナノチューブフィルムを提供する第一ステップであって、前記カーボンナノチューブフィルムは複数のカーボンナノチューブワイヤと複数のカーボンナノチューブを含み、前記複数のカーボンナノチューブワイヤは間隔をあけて並列に設置され、前記複数のカーボンナノチューブは隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ間を連接している第一ステップと、熱可塑性重合体基板の表面に、前記カーボンナノチューブフィルムを設置する第二ステップと、熱可塑性重合体基板を加熱して軟化させる第三ステップと、前記カーボンナノチューブワイヤと垂直する方向に沿って、熱可塑性重合体基板及びカーボンナノチューブフィルムを引っ張る第四ステップと、軟化された熱可塑性重合体基板を硬化し、前記カーボンナノチューブフィルムが引っ張られた後の状態を保持させる第五ステップと、を含む。

【0010】

本発明の本発明の導電素子の製造方法は、カーボンナノチューブフィルムを提供する第一ステップであって、前記カーボンナノチューブフィルムは複数のカーボンナノチューブワイヤと複数のカーボンナノチューブを含み、前記複数のカーボンナノチューブワイヤは間隔をあけて並列に設置され、前記複数のカーボンナノチューブは隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ間を連接している第一ステップと、二つの軟化された熱硬化性重合体基板の間に、前記カーボンナノチューブフィルムを設置する第二ステップと、前記カーボンナノチューブワイヤと垂直する方向に沿って、熱硬化性重合体基板及びカーボンナノチューブフィルムを引っ張る第四ステップと、軟化された熱硬化性重合体基板を硬化し、カーボンナノチューブフィルムが引っ張られた後の状態を保持させる第五ステップと、
を含む。

【発明の効果】

【0011】

従来の技術と比べて、本発明の透明な導電素子の製造方法は、以下の優れた点がある。第一に、重合体基板及びカーボンナノチューブフィルムを引っ張ることによって、カーボンナノチューブフィルムの面積を増大させ、且つカーボンナノチューブフィルムの光透過率を向上させる。第二に、重合体基板及びカーボンナノチューブフィルムを引っ張って、透明な導電素子を製造する方法は容易であり、且つコストも低い。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施例１における透明な導電素子の製造方法の工程図である。

【図2】本発明の実施例１におけるカーボンナノチューブフィルムの局部の拡大図である。

【図3】本発明の実施例１におけるカーボンナノチューブフィルムの走査型電子顕微鏡写真である。

【図4】本発明の実施例２における透明な導電素子の製造方法の工程図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。また、以下の各実施例において、同じ部材は同じ符号で標示する。

【0014】

（実施例１）
図１を参照し、本実施例１は透明な導電素子１０の製造方法を提供する。透明な導電素子１０の製造方法は、カーボンナノチューブフィルム１００を提供するステップ（Ｓ１０）と、熱可塑性重合体基板１０６の表面に、カーボンナノチューブフィルム１００を設置するステップ（Ｓ２０）と、熱可塑性重合体基板１０６を加熱して軟化させるステップ（Ｓ３０）と、熱可塑性重合体基板１０６及びカーボンナノチューブフィルム１００を引っ張るステップ（Ｓ４０）と、軟化された熱可塑性重合体基板１０６を硬化して、透明な導電素子１０を形成するステップ（Ｓ５０）と、含む。

【0015】

ステップ（Ｓ１０）において、カーボンナノチューブフィルム１００を形成する方法は、カーボンナノチューブアレイを提供するステップ（Ｓ１１）と、カーボンナノチューブアレイからカーボンナノチューブフィルムを引き出すステップ（Ｓ１２）と、を含む。

【0016】

ステップ（Ｓ１１）において、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、アーク放電法或いはレーザ蒸着法によって、カーボンナノチューブアレイを成長させる。本実施例において、前記カーボンナノチューブアレイは、シリコン基板の表面に化学気相蒸着法により成長させた超配列カーボンナノチューブアレイである。

【0017】

ステップ（Ｓ１２）において、前記カーボンナノチューブアレイからカーボンナノチューブフィルムを引き出す工程において、まず、ピンセットなどの工具を利用して複数のカーボンナノチューブの端部を持つ。本実施形態においては、一定の幅を有するテープを利用して複数のカーボンナノチューブの端部を持つ。次に、所定の速度でカーボンナノチューブアレイと基本的に垂直する方向に沿って、複数のカーボンナノチューブを引き出し、複数のカーボンナノチューブ束からなる連続のカーボンナノチューブフィルム１００を形成する。

【0018】

前記複数のカーボンナノチューブを引き出す工程において、複数のカーボンナノチューブがそれぞれシリコン基板から脱離すると、複数のカーボンナノチューブセグメントは分子間力によって端と端とが接合され、連続のカーボンナノチューブフィルム１００が形成される。単一のカーボンナノチューブセグメントは、長さが同じ複数のカーボンナノチューブを含む。該複数のカーボンナノチューブは、相互に平行に並列し、分子間力によって接合されるように配列されている。カーボンナノチューブフィルム１００は複数のカーボンナノチューブセグメントを含む。前記カーボンナノチューブフィルム１００のカーボンナノチューブは、前記カーボンナノチューブフィルム１００を引き出す方向に平行に並列されている。カーボンナノチューブフィルム１００の幅はシリコン基板の幅に関係する。また、カーボンナノチューブフィルム１００の長さはシリコン基板の寸法に限定されず、必要な長さに応じて製造することができる。カーボンナノチューブフィルム１００の厚さは選択されたカーボンナノチューブセグメントに関係し、その厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍである。本実施例において、カーボンナノチューブフィルム１００の厚さは５０ｎｍである。

【0019】

図２、図３を参照すると、上記工程によって形成されたカーボンナノチューブフィルム１００は、間隔をあけて並列に設置される複数のカーボンナノチューブワイヤ１０２と、隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２の間におけるこれらに連接する複数のカーボンナノチューブ１０４と、からなるものであると理解することができる。複数のカーボンナノチューブワイヤ１０２の延伸方向は、カーボンナノチューブフィルムを引き出す方向と同じである。カーボンナノチューブワイヤ１０２は複数のカーボンナノチューブが端と端とで接合されて形成される。カーボンナノチューブワイヤ１０２におけるカーボンナノチューブは、基本的にはカーボンナノチューブワイヤ１０２の軸方向に沿って延伸し、且つ分子間力によって緊密に接合されるように配列されている。複数のカーボンナノチューブワイヤ１０２の一部の間も、分子間力によって緊密に接合されている。複数のカーボンナノチューブワイヤ１０２はＤ１方向に沿って配列され、且つカーボンナノチューブフィルム１００に均一に分布する。

【0020】

複数のカーボンナノチューブワイヤ１０２の隣接する二つの間における複数のカーボンナノチューブ１０４は、隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２に連接する。即ち、隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２の間には、複数のカーボンナノチューブ１０４が存在し、且つカーボンナノチューブ１０４は少なくとも隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２と接触する。具体的に、一つのカーボンナノチューブ１０４が隣接するそれぞれ二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２と接触する場合、該一つのカーボンナノチューブ１０４の一部（例えば一端）は、一つのカーボンナノチューブワイヤ１０２に接触し、もう一部（例えば他端）は、他のカーボンナノチューブワイヤ１０２に接触する。一つのカーボンナノチューブ１０４が隣接するそれぞれ三つのカーボンナノチューブワイヤ１０２と接触する場合、該一つのカーボンナノチューブ１０４の一部（例えば一端）は、一つのカーボンナノチューブワイヤ１０２に接触し、もう一部（例えば中間部）は、もう一つのカーボンナノチューブワイヤ１０２に接触し、また一部（例えば他端）は、他のカーボンナノチューブワイヤ１０２に接触する。また、カーボンナノチューブワイヤ１０２の間には、端と端とが接合された複数のカーボンナノチューブ１０４を有することもできる。複数のカーボンナノチューブ１０４の延伸方向は複数のカーボンナノチューブワイヤ１０２の延伸方向と角度αを成す。該角度αは０°〜９０°である（０°は含まず）。複数のカーボンナノチューブ１０４と複数のカーボンナノチューブワイヤ１０２とを相互に連接することによって、カーボンナノチューブフィルム１００におけるカーボンナノチューブを導電ネットに形成させる。

【0021】

カーボンナノチューブフィルム１００は自立構造体である。ここで、自立構造体とは、支持体材を利用せず、カーボンナノチューブフィルム１００がそれ自身で特定の形状を保持することができることを意味する。従って、カーボンナノチューブフィルム１００は、その一部分を支持体に設置させることによって、カーボンナノチューブフィルム１００自身のフィルム構造を維持することができるため、カーボンナノチューブフィルム１００の形状は変化しない。例えば、カーボンナノチューブフィルム１００はフレームに設置されるか、或いは間隔があけられた二つの支持構造体に設置され、フレーム及び支持構造体と接触しないカーボンナノチューブフィルム１００の中間部分は懸架して設置することができる。

【0022】

カーボンナノチューブフィルム１００の長さ、幅及び厚さは制限されず、必要に応じて選択できる。好ましくは、カーボンナノチューブフィルム１００の厚さは０．５ｎｍ〜１ｍｍであり、カーボンナノチューブフィルム１００の長さは５０μｍ〜５ｍｍであり、カーボンナノチューブフィルム１００におけるカーボンナノチューブの直径は０．５ｎｍ〜５０ｎｍである。

【0023】

カーボンナノチューブフィルム１００は、カーボンナノチューブワイヤ１０２の配列方向と垂直する方向に力を受けると変形する。すなわち、カーボンナノチューブフィルム１００は、カーボンナノチューブワイヤ１０２の配列方向と垂直する方向に、所定の力を受けると変形するが、破壊されないことを意味している。該カーボンナノチューブワイヤ１０２と垂直する方向はＤ２方向である。Ｄ２方向はＤ１方向と垂直する。Ｄ２方向にカーボンナノチューブフィルム１００を引っ張ると、カーボンナノチューブフィルム１００は変形し、隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２間の距離は変化する。カーボンナノチューブフィルム１００を引っ張る前では、隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２が分離されているものと、隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２が分離されていないものとを含むので、隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２間の距離は０μｍ〜１０μｍである。Ｄ２方向にカーボンナノチューブフィルム１００が引っ張ると、隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２が分離されているものと、隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２が分離されていないものとを含み、隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２間の距離は０μｍ〜５０μｍとなる。具体的には、カーボンナノチューブフィルム１００の変形率の増加に伴い、複数のカーボンナノチューブワイヤ１０２間の距離は増大する。同時に、複数のカーボンナノチューブ１０４の延伸方向と複数のカーボンナノチューブワイヤ１０２の延伸方向とが成す角度αは大きくなる。該角度αの最大値は９０°である。カーボンナノチューブフィルム１００のＤ２方向における変形率が非常に大きい場合、カーボンナノチューブフィルム１００の一体性は破壊される。即ち、カーボンナノチューブフィルム１００におけるカーボンナノチューブは一体の導電ネットを形成できず、複数の分散された導電性パスを形成する。従って、好ましくは、カーボンナノチューブフィルム１００のＤ２方向での変形率は３００％以下である。カーボンナノチューブフィルム１００のＤ２方向での変形率が３００％以下であるとは、カーボンナノチューブフィルム１００にＤ２方向で所定の力を与えて引っ張り、Ｄ２方向でのカーボンナノチューブフィルム１００の幅が、引っ張る前のカーボンナノチューブフィルム１００のＤ２方向の幅の３倍以下を保証すると、カーボンナノチューブフィルム１００が、一体性を有して、破壊されないことを意味している。

【0024】

カーボンナノチューブフィルム１００のＤ２方向での変形率は、カーボンナノチューブフィルム１００の厚さ及び密度に関係する。カーボンナノチューブフィルム１００の厚さ及び密度が大きいほど、カーボンナノチューブフィルム１００のＤ２方向における変形率は大きい。更に、カーボンナノチューブフィルム１００の変形率は、カーボンナノチューブワイヤ１０２間に存在するカーボンナノチューブ１０４の含有量に関係する。特定の範囲内において、カーボンナノチューブワイヤ１０２間に存在するカーボンナノチューブ１０４の含有量が多いほど、カーボンナノチューブフィルム１００のＤ２方向における変形率は大きくなる。但し、カーボンナノチューブフィルム１００のＤ２方向における変形率は３００％以下である。本実施例において、カーボンナノチューブフィルム１００の厚さは５０ｎｍであり、カーボンナノチューブフィルム１００のＤ２方向での変形率は１５０％である。

【0025】

カーボンナノチューブフィルム１００の光透過率はカーボンナノチューブフィルム１００の厚さ及び密度に関係する。カーボンナノチューブフィルム１００の厚さ及び密度が大きいほど、カーボンナノチューブフィルム１００の光透過率は低くなる。更に、カーボンナノチューブフィルム１００の光透過率は、カーボンナノチューブワイヤ１０２間の距離及びカーボンナノチューブワイヤ１０２間に存在するカーボンナノチューブ１０４の含有量に関係する。カーボンナノチューブワイヤ１０２間の距離が大きく、カーボンナノチューブワイヤ１０２間に存在するカーボンナノチューブ１０４の含有量が小さいほど、カーボンナノチューブフィルム１００の光透過率は高くなる。光透過率に影響を与える要因（カーボンナノチューブフィルム１００の厚さ及び密度、カーボンナノチューブワイヤ１０２間の距離、及びカーボンナノチューブワイヤ１０２間に存在するカーボンナノチューブ１０４の含有量など、又は他の要素）によって、カーボンナノチューブフィルム１００の光透過率は６０％〜９２％となる。ここでのカーボンナノチューブフィルム１００の光透過率の範囲は、カーボンナノチューブフィルム１００を引っ張る前の光透過率、及びカーボンナノチューブフィルム１００を引っ張った後の光透過率を含む。本実施例において、厚さが５０ｎｍである引っ張る前のカーボンナノチューブフィルム１００の光透過率は６７％〜８２％である。引っ張って変形率を１２０％としたカーボンナノチューブフィルム１００の光透過率は８４％〜９２％である。例えば、波長が５５０ｎｍの緑光をカーボンナノチューブフィルム１００に照射すると、引っ張る前のカーボンナノチューブフィルム１００の光透過率は７８％である。引っ張って変形率を１２０％としたカーボンナノチューブフィルム１００の光透過率は８９％である。

【0026】

ステップ（Ｓ２０）において、カーボンナノチューブフィルム１００を熱可塑性重合体基板１０６の表面に直接に貼付して設置する。また、複数のカーボンナノチューブフィルム１００を熱可塑性重合体基板１０６の同一表面に積層して設置することができる。この時、複数のカーボンナノチューブフィルム１００におけるカーボンナノチューブワイヤ１０２は同じ方向に沿って延伸する。もう一つの例として、複数のカーボンナノチューブフィルム１００を熱可塑性重合体基板１０６の相対する二つの表面に積層して設置することができる。この時、複数のカーボンナノチューブフィルム１００におけるカーボンナノチューブワイヤ１０２は同じ方向に沿って延伸する。更に、カーボンナノチューブフィルム１００は積層する二つの熱可塑性重合体基板１０６の間に設置することもできる。

【0027】

熱可塑性重合体基板１０６は熱可塑性重合体薄膜である。熱可塑性重合体基板１０６の形状及び寸法は制限されない。熱可塑性重合体基板１０６の厚さは１μｍ〜２ｍｍであるが好ましくは、１００μｍ〜１ｍｍである。熱可塑性重合体基板１０６の材料は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレン・テレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、繊維素エステル、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡＣ）などのいずれか一種或いは多種である。本実施例において、熱可塑性重合体基板１０６は矩形のＰＥＴ薄膜であり、その厚さは１００μｍである。

【0028】

ステップ（Ｓ３０）において、熱可塑性重合体基板１０６を加熱して軟化させる装置は金属ダブルローラ、平板熱圧モールド成形機（ａ ｔａｂｌｅｔ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）、熱圧機、平板加硫装置（ａ ｆｌａｔ ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）、オーブンなどのいずれか一種である。ステップ（Ｓ３０）を実施する目的は、熱可塑性重合体基板１０６に高弾力性をもたせるためである。

【0029】

本実施例において、金属ダブルローラによって、熱可塑性重合体基板１０６を加熱して軟化させる。該金属ダブルローラは二つの金属ローラ及び加熱装置を含む。前記二つの金属ローラは相反する方向に回転できる。前記加熱装置は二つの金属ローラの加熱に用いる。加熱された二つの金属ローラは、カーボンナノチューブフィルム１００が設置された熱可塑性重合体基板１０６を徐々に通過する。その速度は１ｍｍ／分〜１０ｍ／分である。二つの金属ローラが加熱される温度は、熱可塑性重合体基板１０６が軟化される温度より高い。これにより、可塑性ポリマー基板１０６を軟化でき、カーボンナノチューブフィルム１００と熱可塑性重合体基板１０６とを緊密に接触させ、且つカーボンナノチューブフィルム１００と可塑性ポリマー基板１０６との間の空気を排除できる。金属ローラが加熱される温度は、可塑性ポリマー基板１０６の材料に関係する。つまり、熱可塑性重合体基板１０６の材料によって、金属ローラが加熱される温度は異なる。更に、前記金属ダブルローラは、カーボンナノチューブフィルム１００及び熱可塑性重合体基板１０６に圧力を与える。従って、カーボンナノチューブフィルム１００の一部は、軟化した熱可塑性重合体基板１０６の中に浸漬する。これにより、カーボンナノチューブフィルム１００と熱可塑性重合体基板１０６とを更に緊密に接触させることができる。本実施例において、熱可塑性重合体基板１０６はＰＥＴ薄膜であり、熱可塑性重合体基板１０６を軟化させる温度は１５０℃〜２００℃である。

【0030】

前記ステップ（Ｓ３０）は、真空の環境で行うことができる。これにより、カーボンナノチューブフィルム１００と可塑性ポリマー基板１０６との間の空気を更に排除できる。

【0031】

ステップ（Ｓ４０）において、軟化された熱可塑性重合体基板１０６及びカーボンナノチューブフィルム１００を引っ張る力が、Ｄ２方向に分力を有していれば、軟化された熱可塑性重合体基板１０６及びカーボンナノチューブフィルム１００を引っ張る方向は制限されない。好ましくは、Ｄ２方向に沿って、軟化された熱可塑性重合体基板１０６及びカーボンナノチューブフィルム１００を引っ張る。

【0032】

本実施例において、まず、二つの固定装置１１０を、カーボンナノチューブフィルム１００のカーボンナノチューブワイヤ１０２の延伸方向に垂直する軟化された熱可塑性重合体基板１０６の両端に固定する。次に、Ｄ２方向に沿って、二つの固定装置１１０にそれぞれ相反する引張力を与える。二つの固定装置１１０を使用して、軟化された熱可塑性重合体基板１０６及びカーボンナノチューブフィルム１００を引っ張る際に、軟化された熱可塑性重合体基板１０６及びカーボンナノチューブフィルム１００に対して均一の引張力を与える。これにより、カーボンナノチューブフィルム１００を保護し、一体の導電ネットを形成することを保証する。

【0033】

軟化された熱可塑性重合体基板１０６及びカーボンナノチューブフィルム１００を引っ張る力及び速度は、必要に応じて選択できる。軟化された熱可塑性重合体基板１０６及びカーボンナノチューブフィルム１００を引っ張る速度がより速い場合、軟化された熱可塑性重合体基板１０６及びカーボンナノチューブフィルム１００は破壊され易い。これにより、カーボンナノチューブフィルム１００の一体性を破壊し、導電ネットを形成することができない。従って、軟化された熱可塑性重合体基板１０６及びカーボンナノチューブフィルム１００を引っ張る速度は２０ｃｍ／秒より遅いことが好ましい。本実施例において、軟化された熱可塑性重合体基板１０６及びカーボンナノチューブフィルム１００を引っ張る速度は５ｃｍ／秒である。前記の速度によって、軟化された熱可塑性重合体基板１０６及びカーボンナノチューブフィルム１００を引っ張った後、カーボンナノチューブフィルム１００におけるカーボンナノチューブワイヤ１０２及び複数のカーボンナノチューブ１０４は相互に連接されている。これにより、カーボンナノチューブフィルム１００におけるカーボンナノチューブは導電ネットを形成する。

【0034】

カーボンナノチューブフィルム１００は、軟化された熱可塑性重合体基板１０６上に固定されているため、軟化された熱可塑性重合体基板１０６が引っ張られることに伴い、カーボンナノチューブフィルム１００も引っ張られる。Ｄ２方向に、カーボンナノチューブフィルム１００が引っ張られると、カーボンナノチューブワイヤ１０２間の距離は増大し、これと同時に、カーボンナノチューブ１０４の延伸方向とカーボンナノチューブワイヤ１０２の延伸方向とが成す角度αも増大する。カーボンナノチューブフィルム１００を引っ張る前の、並列して設置されたカーボンナノチューブワイヤ１０２間の距離は０〜１０μｍである。Ｄ２方向にカーボンナノチューブフィルム１００が引っ張られると、隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２が分離されているものと、隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２が分離されていないものとを含むので、隣接する二つのカーボンナノチューブワイヤ１０２間の距離は０μｍ〜５０μｍとなる。即ち、カーボンナノチューブフィルム１００を引っ張った後に、並列して設置されたカーボンナノチューブワイヤ１０２間の最大距離は５０μｍである。カーボンナノチューブフィルム１００のＤ２方向における変形率は３００％以下であり、カーボンナノチューブフィルム１００が引っ張られた後でも、カーボンナノチューブフィルム１００のフィルム状構造を保持することができる。本実施例において、カーボンナノチューブフィルム１００は単層カーボンナノチューブフィルムであり、Ｄ２方向に沿って、カーボンナノチューブフィルム１００を引っ張る。カーボンナノチューブフィルム１００のＤ２方向における変形率は１５０％である。

【0035】

ステップ（Ｓ５０）において、温度を下げることによって、軟化された熱可塑性重合体基板１０６を硬化する。本実施例においては、自然冷却法によって、軟化された熱可塑性重合体基板１０６を室温まで下げて硬化させる。これにより、カーボンナノチューブフィルム１００が引っ張られた後の状態を保持する。

【0036】

（実施例２）
図４を参照すると、本実施例２は透明な導電素子１０の製造方法を提供する。該透明な導電素子１０の製造方法は、カーボンナノチューブフィルム１００を提供するステップ（Ｓ１０）と、二つの軟化された熱硬化性重合体基板１０６の間に、カーボンナノチューブフィルム１００を設置するステップ（Ｓ２０）と、熱硬化性重合体基板１０６及びカーボンナノチューブフィルム１００を引っ張るステップ（Ｓ３０）と、軟化された熱硬化性重合体基板１０６を硬化するステップ（Ｓ４０）と、を含む。

【0037】

本実施例２の透明な導電素子１０の製造方法は、本実施例１の透明な導電素子１０の製造方法と基本的に同じであるが、異なる点は、重合体基板１０６は熱硬化性重合体基板であり、且つカーボンナノチューブフィルム１００が二つの軟化された熱硬化性重合体基板１０６の間に設置されることである。

【0038】

熱硬化性重合体基板１０６の材料は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド（ＢＭＩ） 樹脂、ポリスチレン樹脂、シアン酸エステル樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和のポリ酸性樹脂（ｐｏｌｙ ａｃｉｄ ｒｅｓｉｎ）などのいずれか一種或いは多種である。

【0039】

熱硬化性重合体基板１０６を加熱して硬化させる。熱硬化性重合体基板１０６を加熱して硬化させる温度は、熱硬化性重合体基板１０６の材料によって選択できる。

【0040】

本発明が提供する透明な導電素子の製造方法は以下の優れた点がある。第一に、重合体基板及びカーボンナノチューブフィルムを引っ張ることによって、カーボンナノチューブフィルムの面積を増大させ、且つカーボンナノチューブフィルムの光透過率を向上させる。第二に、重合体基板及びカーボンナノチューブフィルムを引っ張って、透明な導電素子を製造する方法は容易であり、且つコストも低い。

【符号の説明】

【0041】

１０ 透明な導電素子
１００ カーボンナノチューブフィルム
１０２ カーボンナノチューブワイヤ
１０４ カーボンナノチューブ
１０６ 重合体基板
１１０ 固定装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】