(57)【要約】【課題】ナノファイバーの塑性変形を抑制することで、接着力の低下が抑制された接着用シート及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板と、該基板に固定された複数のナノファイバーとを有し、ナノファイバーに接触させた被接着物とナノファイバーとの間に作用する分子間力によって、被接着物をナノファイバーの表面に接着保持する接着用シートであって、基板には、該基板の表面に開口する凹部が設けられ、ナノファイバーは、凹部の底面に固定されるとともに、その一部が基板の表面よりも上方に位置しており、被接着物が基板の表面と接触する。【選択図】図２
2010031193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板に固定された複数のナノファイバーとを有し、前記ナノファイバーに接触させた被接着物と前記ナノファイバーとの間に作用する分子間力によって、前記被接着物を前記ナノファイバーの表面に接着保持する接着用シートであって、
前記基板には、該基板の表面に開口する凹部が設けられ、前記ナノファイバーは、前記凹部の底面に固定されるとともに、その一部が前記基板の表面よりも上方に位置しており、前記被接着物は前記基板の表面と接触することを特徴とする接着用シート。
【請求項２】
前記基板として、ベース基板と、該ベース基板の表面の一部に積層配置された支持部材とを有し、
前記凹部の底面は、前記ベース基板の表面であり、
前記基板の表面は、前記支持部材における、前記ベース基板との対向面の裏面であることを特徴とする請求項１に記載の接着用シート。
【請求項３】
前記支持部材は、前記基板よりも弾性率が高い材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項２に記載の接着用シート。
【請求項４】
前記基板は、単一の基板のみからなることを特徴とする請求項１に記載の接着用シート。
【請求項５】
前記ナノファイバーは、カーボンナノチューブであることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の接着用シート。
【請求項６】
前記カーボンナノチューブは、前記基板の表面よりも上方に位置する側の端部付近のほうが、前記凹部の底面側の端部付近よりも密度が高いことを特徴とする請求項５に記載の接着用シート。
【請求項７】
基板と、該基板に固定された複数のナノファイバーとを有し、前記ナノファイバーに接触させた被接着物と前記ナノファイバーとの間に作用する分子間力によって、前記被接着物を前記ナノファイバーの表面に接着保持する接着用シートの製造方法であって、
ベース基板の表面に、前記ナノファイバーを成長させるための触媒を塗布する塗布工程と、
前記ベース基板の表面の一部に、支持部材を設けることで、前記ベース基板と前記支持部材からなる前記基板を形成し、前記ベース基板の表面を底面とし、且つ前記支持部材を側面とする凹部を形成する凹部形成工程と、
前記ナノファイバーの一部が、前記支持部材における前記ベース基板との対向面の裏面よりも上方に位置するように、前記凹部の底面から前記ナノファイバーを成長させる成長工程と、を有することを特徴とする接着用シートの製造方法。
【請求項８】
基板と、該基板に固定された複数のナノファイバーとを有し、前記ナノファイバーに接触させた被接着物と前記ナノファイバーとの間に作用する分子間力によって、前記被接着物を前記ナノファイバーの表面に接着保持する接着用シートの製造方法であって、
ベース基板の表面に、前記ナノファイバーを成長させるための触媒を塗布する塗布工程と、
前記ベース基板の表面に、前記ナノファイバーを成長させる成長工程と、
前記ベース基板の表面の一部に、前記ナノファイバーを押しつぶしながら支持部材を配置することで、前記ベース基板と前記支持部材からなる前記基板を形成し、前記ベース基板の表面を底面とし、且つ前記支持部材を側面とする凹部を形成する凹部形成工程と、を備え、
前記凹部形成工程では、前記支持部材における前記基板との対向面の裏面上に、前記凹部の底面に固定された前記ナノファイバーの一部が位置するように、前記凹部を有する前記基板を形成することを特徴とする接着用シートの製造方法。
【請求項９】
基板と、該基板に固定された複数のナノファイバーとを有し、前記ナノファイバーに接触させた被接着物と前記ナノファイバーとの間に作用する分子間力によって、前記被接着物を前記ナノファイバーの表面に接着保持する接着用シートの製造方法であって、
前記基板の表面に、凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部の底面に、前記ナノファイバーを成長させるための触媒を塗布する塗布工程と、
前記ナノファイバーの一部が前記基板の表面よりも上方に位置するように、前記凹部の底面から前記ナノファイバーを成長させる成長工程と、を有することを特徴とする接着用シートの製造方法。
【請求項１０】
基板と、該基板に固定された複数のナノファイバーとを有し、前記ナノファイバーに接触させた被接着物と前記ナノファイバーとの間に作用する分子間力によって、前記被接着物を前記ナノファイバーの表面に接着保持する接着用シートの製造方法であって、
前記基板とは異なる成長用基板の表面に、前記ナノファイバーとしてのカーボンナノチューブを成長させるための触媒を塗布する第１塗布工程と、
前記成長用基板の表面に、前記カーボンナノチューブを成長させる成長工程と、
前記基板の表面に、凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部の底面に、前記カーボンナノチューブを接着固定するための接着剤を塗布する第２塗布工程と、
前記成長用基板の表面と前記基板の表面とを対向させ、且つ前記カーボンナノチューブにおける前記接着剤と対向する部位を前記接着剤に接触させることで、前記成長用基板と前記基板とを前記カーボンナノチューブを介して接着固定する接着工程と、
前記カーボンナノチューブの一部が前記基板の表面よりも上方に位置するように、前記カーボンナノチューブと前記成長用基板とを切り離し、前記基板に前記カーボンナノチューブを転写する転写工程と、を有することを特徴とする接着用シートの製造方法。
【請求項１１】
前記第１塗布工程において、前記成長用基板の表面のうち、前記凹部に対応する領域のみに、前記触媒を塗布することを特徴とする請求項１０に記載の接着用シート製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と、該基板に固定された複数のナノファイバーとを有し、ナノファイバーに接触させた被接着物とナノファイバーとの間に作用する分子間力によって、被接着物をナノファイバーの表面に接着保持する接着用シート、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示すように、第１物品（基板）の表面にナノファイバーを設けることで、基板と第２物品（被接着物）との緊密な接触面積を増やし、これにより、基板と接着物との間に生じるファンデル・ワールス力を増大させ、基板と被接着物とを接着する接着性デバイス（接着用シート）が提案されている。
【特許文献１】特表２００６−５２６０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に示される接着用シートは、ファンデル・ワールス力によって接着用シートに被接着物を接着するようにしているので、コンタクト接着剤を用いた接着方法とは異なり、幾度も接着用シートに被接着物を着脱することができる。
【０００４】
ところで、特許文献１に示される接着用シートでは、被接着物を接着用シートに接着する際の加圧力、及び被接着物自体の重量がナノファイバーのみに直接作用するので、ナノファイバーに塑性変形が生じてしまう虞がある。接着用シートと被接着物との緊密な接触は、被接着物における微細な表面凹凸の形状に対応してナノファイバーが変形し、被接着物の表面とナノファイバーとが接触することで実現される。したがって、ナノファイバーに塑性変形が生じると、ナノファイバーが、被接着物における微細な表面凹凸の形状に対応して変形することができなくなるため、接着用シートと被接着物との緊密な接触が実現されず、接着用シートと被接着物との間に生じるファンデル・ワールス力が弱まり、接着用シートと被接着物との接着力が低下する虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、ナノファイバーの塑性変形を抑制することで、接着力の低下が抑制された接着用シート及びその製造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】
【０００６】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基板と、該基板に固定された複数のナノファイバーとを有し、ナノファイバーに接触させた被接着物とナノファイバーとの間に作用する分子間力によって、被接着物をナノファイバーの表面に接着保持する接着用シートであって、基板には、該基板の表面に開口する凹部が設けられ、ナノファイバーは、凹部の底面に固定されるとともに、その一部が基板の表面よりも上方に位置しており、被接着物は基板の表面と接触することを特徴とする。
【０００７】
このように本発明によれば、基板に凹部が設けられ、ナノファイバーは、凹部の底面に固定されるとともに、その一部が基板の表面よりも上方に位置している。また、被接着物が基板の表面と接触するようになっている。これにより、被接着物を接着用シートに接着固定する際、基板の表面が、ナノファイバーの変形量を制限するストッパとしての役割を果たすようになっている。したがって、被接着物からナノファイバーに、ナノファイバーの弾性変形領域を超えるような応力（すなわち、塑性変形するような応力）の印加が抑制され、ひいては接着力の低下が抑制される。
【０００８】
また、被接着物とナノファイバーとの間に作用する分子間力によって、被接着物を接着用シートに接着しているので、被接着物に、基板表面に対して水平な方向（以下、単に水平方向と示す）に力を加えても、ナノファイバーと被接着物との緊密な接触が保たれる。これに対し、被接着物に、基板表面に対して垂直な方向（以下、単に垂直方向と示す）に力を加えると、ナノファイバーと被接着物との緊密な接触が失われる方向（分子間力が失われる方向）に力が働くため、被接着物を接着用シートから容易に引き剥がすことができる。このように、水平方向に対する接着力を確保しつつ、垂直方向に対して剥がれ易い接着用シートを提供することができる。
【０００９】
請求項２に記載のように、基板として、ベース基板と、該ベース基板の表面の一部に積層配置された支持部材とを有し、凹部の底面はベース基板の表面であり、基板の表面は、支持部材における、ベース基板との対向面の裏面である構成としても良い。
【００１０】
請求項３に記載のように、支持部材としては、基板よりも弾性率が高い材料を用いて形成されているのが好ましい。これにより、支持部材の変形が抑制されて、ストッパとしての機能が高まるため、ナノファイバーの塑性変形をより効果的に抑制することができる。
【００１１】
請求項４に記載のように、基板は、単一の基板のみからなる構成としても良い。これにより、基板として、ベース基板と支持部材を有する構成に比べて、構成を簡素化することができる。
【００１２】
請求項５に記載のように、ナノファイバーとしては、カーボンナノチューブを採用することができる。この場合、請求項６に記載のように、カーボンナノチューブは、基板の表面よりも上方に位置する側の端部付近のほうが、凹部の底面側の端部付近よりも密度が高い構成が好ましい。
【００１３】
これによれば、カーボンナノチューブと被接着物との接触面積をより大きくとることができるため、接着力を向上することができる。
【００１４】
なお、請求項７〜９に記載の発明の作用効果は、請求項１に記載の発明の作用効果と同様なので、その記載を省略する。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、基板と、該基板に固定された複数のナノファイバーとを有し、ナノファイバーに接触させた被接着物とナノファイバーとの間に作用する分子間力によって、被接着物を前記ナノファイバーの表面に接着保持する接着用シートの製造方法であって、基板とは異なる成長用基板の表面に、ナノファイバーとしてのカーボンナノチューブを成長させるための触媒を塗布する第１塗布工程と、成長用基板の表面に、カーボンナノチューブを成長させる成長工程と、基板の表面に、凹部を形成する凹部形成工程と、凹部の底面に、カーボンナノチューブを接着固定するための接着剤を塗布する第２塗布工程と、成長用基板の表面と基板の表面とを対向させ、且つカーボンナノチューブにおける接着剤と対向する部位を接着剤に接触させることで、成長用基板と基板とをカーボンナノチューブを介して接着固定する接着工程と、カーボンナノチューブの一部が基板の表面よりも上方に位置するように、カーボンナノチューブと成長用基板とを切り離し、基板にカーボンナノチューブを転写する転写工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
カーボンナノチューブの生成は、一般に、６００℃以上の温度で行われる。したがって、カーボンナノチューブを成長させ、且つ該カーボンナノチューブを固定するための基材の材料は、耐熱性を有する物に限定される。しかしながら、本発明によれば、転写を用いることで、カーボンナノチューブを成長させるための基材（成長用基板）と、カーボンナノチューブを固定するための基材（基板）を別々にしている。したがって、カーボンナノチューブを固定する基材（基板）の材料を選択する自由度を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明者によって、カーボンナノチューブにおける成長用基板側の端部のほうが、もう一方の端部よりも接着力が高いことが確認されている。これは、成長用基板側の端部のほうが、もう一方の端部よりも、垂直方向における密度が高いため（単位面積当たりのカーボンナノチューブの本数が多いため）、カーボンナノチューブと被接着物との接触面積をより大きくとることができるためであると考えられる。本発明によれば、カーボンナノチューブにおける成長用基板側の端部を成長用基板から切り離すことで、該端部を自由端とし、該端部と被接着物とが接着するように構成された接着用シートとなっている。したがって、接着力が向上された接着用シートを提供することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、請求項１に記載の発明の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００１９】
請求項１１に記載のように、第１塗布工程において、成長用基板の表面のうち、溝部に対応する領域のみに、触媒を塗布するようにしても良い。これにより、余分な塗布領域を失くし、コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を、ナノファイバーにカーボンナノチューブを採用した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る接着用シートの概略構成を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、接着用シートに被接着物を接着固定した状態を示す断面図である。図４は、接着用シートに被接着物を接着固定した状態を示す平面図である。図５は、支持部材の厚さｈを説明するための断面図であり、（ａ）は、被接着物を接着用シートに接着固定していない状態を示し、（ｂ）は、被接着物を接着用シートに接着固定した状態を示す。図６は、第１実施形態に係る接着用シートの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）は、塗布工程を示し、（ｂ）は、凹部形成工程を示し、（ｃ）は、成長工程を示している。なお、図２〜図４においては、便宜上、後述する触媒１４と接着剤１５を省略している。また、以下においては、基板表面に対して水平な方向を単に水平方向と示し、基板表面に対して垂直な方向を単に垂直方向と示す。
【００２１】
図１及び図２に示すように、接着用シート１００は、要部として、基板１０と、カーボンナノチューブ２０と、を有している。
【００２２】
基板１０は、ベース基板１１と、支持部材１２によって構成されている。ベース基板１１は、図示しない触媒を介して、カーボンナノチューブ２０を、その表面１１ａに固定するものである。本実施形態では、ベース基板１１は断面略矩形状とされ、例えばシリコンによって形成されている。支持部材１２は、接着用シート１００に接着固定される被接着物を支えるものであり、ベース基板１１よりも弾性率が高い材料によって形成されている。図１に示すように、本実施形態に係る支持部材１２は格子状に形成されており、例えばステンレスによって形成されている。また、図２に示すように、支持部材１２は、図示しない触媒及び接着剤を介してベース基板１１の表面１１ａの一部に固定され、支持部材１２における表面１１ａとの対向面の裏面が、被接着物を搭載する搭載面となっている（以下、搭載面を、表面１０ａと示す）。そして、これらベース基板１１と支持部材１２によって、ベース基板１１における表面１１ａの一部を底面１３ａとし、支持部材１２を側面とする凹部１３（図１及び図２に示す破線で囲まれた部位）が構成されている。
【００２３】
カーボンナノチューブ２０は、カーボンナノチューブ２０と被接着物との間に作用する分子間力（主にファンデル・ワールス力）によって、被接着物を接着用シート１００に接着するものである。カーボンナノチューブ２０は、図２に示すように、主として、カーボンナノチューブ２０における一方の端部２１が、図示しない触媒を介して凹部１３の底面１３ａに固定され、他方の端部２２が表面１０ａよりも上方に位置し、自由端となっている。すなわち、垂直方向において、底面１３ａと端部２２との間に、表面１０ａが位置するようになっている。
【００２４】
図２に示すように、カーボンナノチューブ２０における垂直方向の長さＬは、支持部材１２における垂直方向の厚さｈよりも長くなっている。したがって、図３に示すように、接着用シート１００に被接着物３０を接着固定すると、被接着物３０の微細な表面凹凸３１に合わせてカーボンナノチューブ２０が変形し、カーボンナノチューブ２０の端部２２及び側面部２３が被接着物３０における微細な表面凹凸３１と接触する。これより、接着用シート１００と被接着物３０との緊密な接触が実現され、被接着物３０が分子間力によって接着用シート１００に接着される。このように、分子間力によって接着用シート１００に被接着物３０が接着されるので、被接着物３０に、水平方向の力を加えても、カーボンナノチューブ２０と被接着物３０との緊密な接触が保たれる。これに対し、被接着物３０に、垂直方向の力を加えると、カーボンナノチューブ２０と被接着物３０との緊密な接触が失われる方向（分子間力が失われる方向）に力が働くため、被接着物３０を接着用シート１００から容易に引き剥がすことができる。以上のようにして、水平方向に対する接着力を確保しつつ、垂直方向に対して剥がれ易い接着用シート１００となっている。
【００２５】
また、図４に示すように、カーボンナノチューブ２０における平面略矩形状の領域２４（図４に示す破線で囲まれた領域）は、凹部１３の底面１３ａの大きさに相当し、被接着物３０よりも小さい面積を有するように設計されている。したがって、図４に示すように、接着用シート１００における任意の領域に被接着物３０を接着固定した際に、被接着物３０と、カーボンナノチューブ２０及び表面１０ａが接触するようになっている。すなわち、被接着物３０をカーボンナノチューブ２０によって接着用シート１００に接着しつつ、被接着物３０を基板１０（支持部材１２）によって支える構成となっている。
【００２６】
なお、支持部材１２の厚さｈは、図５（ｂ）に示すように、支持部材１２（基板１０）に、理想的な表面（表面に凹凸形状を有さない平らな表面）を有する被接着物３０を搭載した場合、被接着物３０からカーボンナノチューブ２０に作用する外力（被接着物３０を接着用シート１００に接着固定する際の加圧力、及び被接着物３０自体の重量であり、以下、これらをまとめて単に外力と示す）によって、カーボンナノチューブ２０に塑性変形が生じないように設定されている。すなわち、厚さｈは、カーボンナノチューブ２０の垂直方向における長さが、ｈに変形するような外力が印加された場合に、カーボンナノチューブ２０に塑性変形が生じないように設定されている。
【００２７】
次に、被接着物３０を接着用シート１００に搭載した場合における、カーボンナノチューブ２０の変形を説明する。被接着物３０を接着用シート１００に搭載すると、初め、カーボンナノチューブ２０のみに外力が印加される。これにより、被接着物３０の表面凹凸３１の形状に合わせてカーボンナノチューブ２０の変形が進行する。そして、カーボンナノチューブ２０における垂直方向の長さがｈになるまで変形されると、被接着物３０が表面１０ａに接触し、基板１０（支持部材１２）によって、被接着物３０が底面１３ａの方向に押し込まれるのが抑制される。これにより、カーボンナノチューブ２０への外力の作用が抑制され、カーボンナノチューブ２０の変形が止まる。このように、基板１０（支持部材１２）が、カーボンナノチューブ２０の変形量を制限するストッパとしての役割を果たす構成となっている。したがって、カーボンナノチューブ２０における垂直方向の長さがｈ未満に変形されるのが抑制され、カーボンナノチューブ２０の塑性変形が抑制される。これにより、接着用シート１００の接着力の低下が抑制される。
【００２８】
次に、本実施形態に係る接着用シート１００の製造方法を説明する。図６（ａ）に示すように、先ずベース基板１１の表面１１ａに、カーボンナノチューブ２０を成長させるための触媒１４を、スパッタリング法によって、堆積形成する。触媒１４としては、例えば、鉄やコバルトなどを採用することができる。以上が、特許請求の範囲に記載の塗布工程に相当する。
【００２９】
次に、図６（ｂ）に示すように、ベース基板１１の表面１１ａにおける所定位置に、接着剤１５を介して、支持部材１２を接着固定する。これにより、基板１０を形成し、ベース基板１１の表面１１ａ（触媒１４）の一部を底面とし、且つ支持部材１２を側面とする凹部１３（図６（ｂ）に示す破線で囲まれた部位）を形成する。以上が、特許請求の範囲に記載の凹部形成工程に相当する。なお、接着剤１５としては、カーボン接着剤を採用することができる。
【００３０】
次に、基板１０を、アルゴンと水素の混合気体の雰囲気下で室温から８００℃まで昇温し、酸化した触媒１４を還元する。そして、上記した混合気体に、エチレンやエタノールなどの炭素源を混入し、８００℃を数十分間維持することで、図６（ｃ）に示すように、凹部１３の底面１３ａにカーボンナノチューブ２０を形成する。カーボンナノチューブ２０は、初めランダムな方向に伸びはじめるが、隣接するカーボンナノチューブ２０同士によって、水平方向への伸びが阻まれ、水平方向への伸びが飽和状態となると、開放側である、基板１０の上方に延びる。この際、カーボンナノチューブ２０の端部２２が、表面１０ａよりも上方に位置するまで、８００℃の状態を維持するようにする。以上が、特許請求の範囲に記載の成長工程に相当する。
【００３１】
以上の工程を経ることで、カーボンナノチューブ２０における端部２２及び側面部２３を被接着物３０との接触部位とする接着用シート１００を製造することができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、凹部形成工程の後に、成長工程を実施する例を示した。しかしながら、成長工程を実施した後に、凹部形成工程を行っても良い。図７に示すように、成長工程終了後、支持部材１２によって、カーボンナノチューブ２０の一部を押しつぶすことで支持部材１２をベース基板１１の表面１１ａにおける所定位置に設け、基板１０を形成し、凹部１３を形成しても良い。これによっても、接着用シート１００を製造することができる。図７は、凹部形成工程の変形例を示す断面図である。
【００３３】
本実施形態では、図１に示すように、支持部材１２が格子状に形成され、該支持部材１２によってカーボンナノチューブ２０が囲まれる配置例を示した。しかしながら、カーボンナノチューブ２０及び支持部材１２の配置は、上記例に限定されない。例えば、図８に示すように、カーボンナノチューブ２０を縞模様状に配置し、該カーボンナノチューブ２０の周囲を支持部材１２によって囲む配置としても良い。また、図９に示すように、支持部材１２を千鳥状に配置し、支持部材１２が形成されていない領域にカーボンナノチューブ２０を配置しても良い。この配置の場合、図１０に示すように、接着用シート１００における任意の領域に被接着物３０を搭載した際に、被接着物３０を少なくとも３つの支持部材１２によって支えるように、支持部材１２の隣接間隔が設定されている。これにより、被接着物３０を接着用シート１００に搭載した際に、被接着物３０が垂直方向に傾くことを抑制し、ひいては、カーボンナノチューブ２０の塑性変形を抑制することができる。図８及び図９は、カーボンナノチューブと支持部材の配置の変形例を示す平面図であり、図１０は、支持部材の隣接間隔を説明するための平面図である。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図１１に基づいて説明する。図１１は、第２実施形態に係る接着用シートの概略構成を示す断面図であり、第１実施形態で示した図２に対応している。
【００３５】
第２実施形態に係る接着用シート及びその製造方法は、第１実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。
【００３６】
第１実施形態では、ベース基板１１の所定位置に、支持部材１２を設けることで、基板１０を形成し、且つ凹部１３を形成する例を示した。しかしながら、本実施形態では、図１１に示すように、基板１０の所定位置に、エッチングによって、凹部１３（図１１に示す破線で囲まれた部位）を形成し、該凹部１３の底面１３ａに触媒１４を塗布し、第１実施形態で示した成長工程を経ることで、底面１３ａにカーボンナノチューブ２０を成長させ、接着用シート１００を製造しても良い。このように、単一の基板のみによって、凹部１３を有する基板１０を形成しているので、第１実施形態で示したように、基板１０として、ベース基板１１と支持部材１２を有する構成に比べて、構成を簡素化することができる。
【００３７】
なお、凹部１３における底面１３ａ（触媒１４）から基板１０の表面１０ａまでの長さは、第１実施形態で示した支持部材１２の厚さｈと同じに設定されており、カーボンナノチューブ２０の端部２２が、基板１０の表面１０ａよりも上方に位置するようになっている。したがって、第１実施形態と同様に、基板１０が、カーボンナノチューブ２０の変形量を制限するストッパとしての役割を果たすので、カーボンナノチューブ２０における垂直方向の長さがｈ未満に変形されるのが抑制され、カーボンナノチューブ２０の塑性変形が抑制される。これにより、接着用シート１００の接着力の低下が抑制される。
【００３８】
また、本実施形態に示した接着用シート１００は、単一の基板によって、凹部を有する基板１０を形成した以外、第１実施形態で示した接着用シート１００と、構造上異なる点はない。したがって、図１、図８、及び図９で示したような、カーボンナノチューブ２０の配置を採用することができるのは、言うまでもない。この場合、第１実施形態で示した支持部材１２が、図１１に示す凸部１６に相当する。
【００３９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図１２〜図１４に基づいて説明する。図１２〜図１４は、第２実施形態に係る接着用シートの製造方法を説明するための断面図であり、第１実施形態で示した図６に対応している。図１２（ａ）は、第１塗布工程を示し、（ｂ）は、成長工程を示している。図１３（ａ）は、凹部形成工程を示し、（ｂ）は、第２塗布工程を示している。図１４（ａ）は、接着工程を示しており、（ｂ）は、転写工程を示している。
【００４０】
第３実施形態に係る接着用シート及びその製造方法は、第１実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。
【００４１】
第１実施形態では、基板１０にカーボンナノチューブ２０を成長させ固定した接着用シート１００、及びその製造方法を示した。これに対し、本実施形態では、先ず成長用基板４０にカーボンナノチューブ２０を成長させ、該カーボンナノチューブ２０を基板１０に転写した接着用シート１００、及びその製造方法を示す。
【００４２】
先ず、本実施形態に係る接着用シート１００の製造方法を説明する。初めに、例えばシリコンからなる成長用基板４０と、例えばポリカーボネートからなる基板１０を用意する。そして、図１２（ａ）に示すように、成長用基板４０の表面４０ａ全面に、カーボンナノチューブ２０を成長させるための触媒１４を塗布し、図１３（ａ）に示すように、基板１０の所定位置に、エッチングによって、凹部１３を形成する。この際、凹部１３における底面１３ａから基板１０の表面１０ａまでの長さは、第１実施形態で示した支持部材１２の厚さｈと同じに設定される。以上が、特許請求の範囲に記載の第１塗布工程と凹部形成工程に相当する。なお、第１実施形態で示したように、ベース基板１１に支持部材１２を設けることで基板１０を形成し、これによって、凹部１３を形成しても良い。
【００４３】
次に、図１２（ｂ）に示すように、成長用基板４０の表面４０ａに、カーボンナノチューブ２０を成長させ、図１３（ｂ）に示すように、基板１０における凹部１３の底面１３ａに熱硬化性の接着剤１７を塗布する。以上が、特許請求の範囲に記載の成長工程と、第２塗布工程に相当する。なお、接着剤１７としては、熱硬化性のアクリル接着剤を用いることができる。
【００４４】
次に、図１４（ａ）に示すように、成長用基板４０の表面４０ａと基板１０の表面１０ａとを対向させ、且つカーボンナノチューブ２０における接着剤１７と対向する部位における端部２２と接着剤１７を接触させ、熱を印加して接着剤１７を硬化させる。これにより、カーボンナノチューブ２０を介して成長用基板４０と基板１０を接着固定する。この際、カーボンナノチューブ２０における、基板１０の表面１０ａと対向する部位２５は、押しつぶされる。以上が、特許請求の範囲に記載の接着工程に相当する。
【００４５】
最後に、図１４（ｂ）に示すように、カーボンナノチューブ２０の垂直方向の長さがＬとなるように、カーボンナノチューブ２０と成長用基板４０とを切り離し、基板１０にカーボンナノチューブ２０を転写する。以上が、特許請求の範囲に記載の転写工程に相当する。
【００４６】
以上の工程を経ることで、カーボンナノチューブ２０における端部２１及び側面部２３を被接着物３０との接触部位とする接着用シート１００を製造することができる。
【００４７】
本発明者によって、端部２１及び側面部２３を被接着物３０との接触部位とする接着用シート１００の方が、端部２２及び側面部２３を被接着物３０との接触部位とする接着用シート１００よりも、接着力が高いことが確認されている。これは、端部２１のほうが、もう一方の端部２２よりも、垂直方向における密度が高いため（単位面積あたりのカーボンナノチューブ２０の本数が多いため）、カーボンナノチューブ２０と被接着物３０との接触面積をより大きくとることができるためであると考えられる。このように、本実施形態によれば、第１実施形態及び第２実施形態で示された接着用シート１００よりも接着力が向上された接着用シート１００を提供することができる。
【００４８】
また、本発明によれば、カーボンナノチューブ２０を成長させるための成長用基板４０と、カーボンナノチューブ２０を固定するための基板１０を別々にしている。したがって、カーボンナノチューブ２０を固定する基板１０の材料を選択する自由度を向上させることができる。また、カーボンナノチューブの生成に使用した成長用基板４０を再利用することがで、コストを削減することもできる。
【００４９】
また、本発明によれば、凹部１３における底面１３ａから基板１０の表面１０ａまでの長さがｈに設定されており、カーボンナノチューブ２０における垂直方向の長さがＬとなっている。したがって、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、基板１０が、カーボンナノチューブ２０の変形量を制限するストッパとしての役割を果たすので、カーボンナノチューブ２０における垂直方向の長さがｈ未満に変形されるのが抑制され、カーボンナノチューブ２０の塑性変形が抑制される。これにより、接着用シート１００の接着力の低下が抑制される。
【００５０】
本実施形態では、第１塗布工程において、成長用基板４０の表面４０ａ全面に触媒１４を塗布する例を示した。しかしながら、図１５に示すように、成長用基板４０の表面４０ａのうち、基板１０の凹部１３に対応する領域のみに、触媒１４を塗布するようにしても良い。これにより、余分な塗布領域を失くし、コストを削減することができる。図１５は、第１塗布工程の変形例を示す断面図である。
【００５１】
また、本実施形態に示した接着用シート１００は、成長用基板４０に成長させたカーボンナノチューブ２０を基板１０に転写した以外、第１実施形態及び第２実施形態で示した接着用シート１００と、構造上異なる点はない。したがって、図１、図８、及び図９で示したような、カーボンナノチューブ２０の配置を採用することができるのは、言うまでもない。この場合、第１実施形態で示した支持部材１２が、図１４（ｂ）に示す凸部１６に相当する。
【００５２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００５３】
なお、本実施形態で示した接着用シート１００は、接着用シート１００に被接着物を幾度も着脱するような使用に適している。上記したように、本実施形態で示された接着用シート１００は、分子間力を接着力として有しているので、水平方向に対して剥がれ難く、垂直方向に対して剥がれ易い性質を有している。したがって、例えば、工場の製造ラインにおいて半導体チップなどの小さな部品を運搬する際に適用することができる。キャリアに接着用シート１００を設け、該接着用シート１００に半導体チップを接着することで、運搬の際に半導体チップがキャリアから落ちることを抑制し、且つ使用時に半導体チップをキャリアから容易に取り外すことができる。また、例えば、部品を掴むロボットハンドに接着用シート１００を設けても良い。これにより、ロボットハンドと部品との着脱を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１実施形態に係る接着用シートの概略構成を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】接着用シートに被接着物を接着固定した状態を示す断面図である。
【図４】接着用シートに被接着物を接着固定した状態を示す平面図である。
【図５】支持部材の厚さｈを説明するための断面図であり、（ａ）は、被接着物を接着用シートに接着固定していない状態を示し、（ｂ）は、被接着物を接着用シートに接着固定した状態を示している。
【図６】第１実施形態に掛かる接着用シートの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）は、塗布工程を示し、（ｂ）は、凹部形成工程を示し、（ｃ）は、成長工程を示している。
【図７】凹部形成工程の変形例を示す断面図である。
【図８】カーボンナノチューブと支持部材の配置の変形例を示す平面図である。
【図９】カーボンナノチューブと支持部材の配置の変形例を示す平面図である。
【図１０】支持部材の隣接間隔を説明するための平面図である。
【図１１】第２実施形態に係る接着用シートの概略構成を示す断面図である。
【図１２】第３実施形態に係る接着用シートの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）は、第１塗布工程を示し、（ｂ）は、成長工程を示している。
【図１３】第３実施形態に係る接着用シートの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）は、凹部形成工程を示し、（ｂ）は、第２塗布工程を示している。
【図１４】第３実施形態に係る接着用シートの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）は、接着工程を示しており、（ｂ）は、転写工程を示している。
【図１５】第１塗布工程の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０・・・基板
１１・・・ベース基板
１２・・・支持部材
１３・・・凹部
２０・・・カーボンナノチューブ
３０・・・被接着物
１００・・・接着用シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010031193.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010031193.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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