特許 5847250 カーボンナノチューブフィルムの製造方法

(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】5847250

(24)【登録日】2015年12月4日

(45)【発行日】2016年1月20日

(54)【発明の名称】カーボンナノチューブフィルムの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C01B 31/02 20060101AFI20151224BHJP

   B82Y 40/00 20110101ALI20151224BHJP

【ＦＩ】

   C01B31/02 101F

   B82Y40/00

【請求項の数】2

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-150577(P2014-150577)

(22)【出願日】2014年7月24日

(65)【公開番号】特開2016-3179(P2016-3179A)

(43)【公開日】2016年1月12日

【審査請求日】2014年7月24日

(31)【優先権主張番号】201410262024.4

(32)【優先日】2014年6月13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】魏 洋

(72)【発明者】

【氏名】▲ハン▼ 守善

【審査官】 森坂 英昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０３８２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３４１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１６６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２４８２３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 Matthew A. MEITL, et al.，Solution Casting and Transfer Printing Single-Walled Carbon Nanotube Films，Nano Letters，２００４年 ７月２９日，Volume 4, Issue 9，pp 1643-1647，Publication Date (Web): July 29, 2004

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０１Ｂ ３１／００ − ３１／３６

Ｂ８２Ｙ ４０／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の代替基板を提供し、複数のカーボンナノチューブアレイをそれぞれ前記複数の代替基板の表面に移転する第一ステップであって、前記カーボンナノチューブアレイの形態はカーボンナノチューブフィルムを前記カーボンナノチューブアレイから連続的に引き出すことを保証する形態である第一ステップと、
前記複数の代替基板を並列に配列し、隣接する前記カーボンナノチューブアレイの側面を接触させ、分子間力によって、接合したカーボンナノチューブアレイを形成し、前記接合したカーボンナノチューブアレイの面積は前記カーボンナノチューブアレイの面積より大きい第二ステップと、
前記接合したカーボンナノチューブアレイから前記カーボンナノチューブフィルムを引き出す第三ステップと、を含み、
前記カーボンナノチューブフィルムは端と端で接続される複数のカーボンナノチューブを含むことを特徴とするカーボンナノチューブフィルムの製造方法。

【請求項2】

前記代替基板の少なくとも一つの側面が、該代替基板と対応する前記カーボンナノチューブアレイの少なくとも一つの側面と同じ平面に存在することを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブフィルムの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カーボンナノチューブフィルムの製造方法に関し、特に、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獲得する製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

カーボンナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏｔｕｂｅ，ＣＮＴ）は１９９１年に飯島によって発見され、２１世紀において重要な新素材の１つであると期待されている。カーボンナノチューブは機械・電気・熱特性に優れていることから、エレクトロニクス、バイオテクノロジー、エネルギー、複合材料等、広範な分野での応用が期待されている。しかし、一本のカーボンナノチューブがナノスケールの大きさであるので、利用し難い。現在、複数のカーボンナノチューブを原材料として、大きい寸法の巨視的なカーボンナノチューブフィルムを形成することができる。

【0003】

特許文献１に、カーボンナノチューブアレイから直接にカーボンナノチューブフィルムが引き出されることが開示されている。該カーボンナノチューブフィルムは分子間力で端と端で接続される複数のカーボンナノチューブからなる自立構造体であり、優れた透明度及び巨視的な寸法を有する。カーボンナノチューブアレイから直接に引き出されるカーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列されるので、カーボンナノチューブの軸方向における優れた導電性及び熱伝導性を有し、広範な分野で応用できる。例えば、タッチパネル、液晶ディスプレイ、スピーカ、加熱装置、薄膜トランジスタ、発光ダイオードなどの分野である。

【0004】

しかし、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アレイから引き出される。従って、カーボンナノチューブフィルムの幅はカーボンナノチューブアレイのサイズに制限される。従来技術においては、ＣＶＤ方法によって、カーボンナノチューブアレイを成長基板に直接に成長する。成長基板のサイズは製造工程に制限され、また、化学気相堆積反応炉のサイズに制限される。現在、カーボンナノチューブアレイを成長する成長基板の直径の最大は８インチであり、大きい幅を有するカーボンナノチューブフィルムの生産を満足できない。

【0005】

特許文献２には、カーボンナノチューブフィルムを引き伸ばす方法が掲示された。カーボンナノチューブアレイから引き出したカーボンナノチューブフィルムを、更に横方向に沿って引き伸ばす。これにより、カーボンナノチューブフィルムの幅を大きくさせる。しかし、カーボンナノチューブアレイから引き出した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同士の間の分子間力のみで相互に吸着して形成するカーボンナノチューブフィルムである。従って、該カーボンナノチューブフィルムを引き伸ばす際、カーボンナノチューブフィルムは破壊され易く、大規模に応用できない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】中国特許出願公開第１０１４５８９７５号明細書

【特許文献2】中国特許出願公開第１０１７３４６４４号明細書

【特許文献3】中国特許出願公開第１０１２３９７１２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従って、前記課題を解決するために、本発明は、大きい寸法のカーボンナノチューブフィルムの製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のカーボンナノチューブフィルムの製造方法は複数の代替基板を提供し、複数のカーボンナノチューブアレイをそれぞれ前記複数の代替基板の表面に移転する第一ステップであって、前記カーボンナノチューブアレイの形態はカーボンナノチューブフィルムを前記カーボンナノチューブアレイから連続的に引き出すことを保証する形態である第一ステップと、前記複数の代替基板を並列に配列し、隣接する前記カーボンナノチューブアレイの側面を接触させ、分子間力によって接合したカーボンナノチューブアレイを形成し、前記接合したカーボンナノチューブアレイの面積は前記カーボンナノチューブアレイの面積より大きい第二ステップと、前記接合したカーボンナノチューブアレイから前記カーボンナノチューブフィルムを引き出す第三ステップと、を含み、前記カーボンナノチューブフィルムは端と端で接続される複数のカーボンナノチューブを含む。

【0009】

本発明のカーボンナノチューブフィルムの製造方法において、前記代替基板の少なくとも一つの側面が、該代替基板と対応する前記カーボンナノチューブアレイの少なくとも一つの側面と同じ平面に存在する。

【発明の効果】

【0010】

従来の技術と比べて、本発明のカーボンナノチューブフィルムの製造方法は以下の有利な効果を有する。カーボンナノチューブアレイを代替基板に移転し、且つカーボンナノチューブアレイの形態はカーボンナノチューブフィルムをカーボンナノチューブアレイ１０から連続的に引き出すことを保証できる形態である。幅が広いカーボンナノチューブフィルム或いは長さが長いカーボンナノチューブフィルムを製造しよう際、複数の代替基板を並列に配列し、複数のカーボンナノチューブアレイを相互に接触させることによって、接合したカーボンナノチューブアレイを形成し、形成したカーボンナノチューブアレイから幅が広く、或いは長さが長いカーボンナノチューブフィルムを引出すことできる。これにより、厚さが薄いカーボンナノチューブフィルムを直接に引き出して、カーボンナノチューブフィルムが破壊されることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態１に係るカーボンナノチューブフィルムの製造方法を示す図である。

【図2】本発明の一つの例に係るカーボンナノチューブアレイの転移方法を示す図である。

【図3】本発明の実施形態１に係るカーボンナノチューブアレイから引き出された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】本発明の実施形態１に係るカーボンナノチューブアレイから引き出されたカーボンナノチューブの構造を示す図である。

【図5】本発明の一つの例に係るカーボンナノチューブアレイの転移方法を示す図である。

【図6】本発明の実施形態２に係るカーボンナノチューブアレイの転移方法を示す図である。

【図7】本発明の実施形態３に係るカーボンナノチューブアレイの転移方法を示す図である。

【図8】本発明の実施形態３に係るカーボンナノチューブアレイの転移方法を示す図である。

【図9】本発明の実施形態１に係る二つの並列に配列された代替基板における、接合したカーボンナノチューブアレイの側面を示す図である。

【図10】本発明の実施形態１に係る代替基板における接合した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を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。また、以下の各実施形態において、同じ構成要素は同じ符号を付与している。

【0013】

（実施形態１）
図１を参照すると、本実施形態はカーボンナノチューブフィルムの製造方法を提供する。本実施形態のカーボンナノチューブフィルムの製造方法は、複数の代替基板３０を提供し、複数のカーボンナノチューブアレイ１０をそれぞれ複数の代替基板３０の表面に移転するステップであって、カーボンナノチューブアレイ１０の形態はカーボンナノチューブフィルム４０をカーボンナノチューブアレイ１０から連続的に引き出すことを保証できる形態であるステップ（Ｓ１）と、複数の代替基板３０を並列に配列し、隣接するカーボンナノチューブアレイ１０の側面を接触させ、分子間力によって、接合したカーボンナノチューブアレイ８０を形成し、接合したカーボンナノチューブアレイ８０の面積はカーボンナノチューブアレイ１０の面積より大きいステップ（Ｓ２）と、接合したカーボンナノチューブアレイ８０からカーボンナノチューブフィルム４０を引き出すステップ（Ｓ３）と、を含む。

【0014】

図２を参照すると、ステップ（Ｓ１）において、一つのカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０に移転する方法は、代替基板３０及び成長基板２０を提供し、成長基板２０の第三表面２０２にカーボンナノチューブアレイ１０を有するステップであって、カーボンナノチューブアレイ１０の形態はカーボンナノチューブフィルム４０をカーボンナノチューブアレイ１０から連続的に引き出すことを保証できる形態であるステップ（Ｓ１１）と、カーボンナノチューブアレイ１０を成長基板２０から代替基板３０の第四表面３０２に転移するステップであって、代替基板３０に転移されたカーボンナノチューブアレイ１０の形態はカーボンナノチューブフィルム４０をカーボンナノチューブアレイ１０から連続的に引き出すことを保証できる形態であるステップ（Ｓ１２）と、を含む。

【0015】

カーボンナノチューブフィルム４０は、端と端で接続される複数のカーボンナノチューブを含む。カーボンナノチューブフィルム４０は、複数のカーボンナノチューブが分子間力で端と端で接続されて形成される巨視的なフィルムである。好ましくは、カーボンナノチューブフィルム４０は、端と端で接続される複数のカーボンナノチューブのみからなる。

【0016】

カーボンナノチューブアレイ１０は、ＣＶＤ（化学気相堆積）法によって成長基板２０の表面に成長する。カーボンナノチューブアレイ１０におけるカーボンナノチューブは相互に基本的に平行であり、且つ成長基板２０の表面と垂直である。隣接するカーボンナノチューブは相互に接触して、且つ分子間力で結合される。

【0017】

成長条件を制御することによって、カーボンナノチューブアレイ１０は基本的に不純物を含まない。不純物は、例えば、アモルファスカーボン或いは残留した触媒の金属粒である。カーボンナノチューブアレイ１０が基本的に不純物を含まず、且つカーボンナノチューブが相互に緊密に接触して、且つ隣接するカーボンナノチューブとの間に、大きな分子間力を有するので、一部のカーボンナノチューブ（カーボンナノチューブセグメント）を引き出す際、該一部のカーボンナノチューブと隣接するカーボンナノチューブが分子間力の作用によって端と端で接続され、連続的に引き出すことができ、自立構造体（カーボンナノチューブフィルム）を形成する。カーボンナノチューブが端と端で接続されて引き出される前記カーボンナノチューブアレイ１０は、超配列カーボンナノチューブアレイである。超配列カーボンナノチューブアレイについては特許文献１に掲載されている。

【0018】

成長基板２０は超配列カーボンナノチューブアレイの成長に適した基板であり、その材料は、例えば、Ｐ型シリコン、Ｎ型シリコン、或いは酸化シリコンである。

【0019】

カーボンナノチューブアレイ１０から引き出されるカーボンナノチューブフィルム４０は、端と端で接続される複数のカーボンナノチューブを含む。具体的に、カーボンナノチューブフィルム４０は自立構造体であり、基本的に同じ方向に沿って配列される複数のカーボンナノチューブを含む。図３及び図４を参照すると、カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列されている。複数のカーボンナノチューブの延伸する方向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である。また、複数のカーボンナノチューブは分子間力で接続されている。具体的には、複数のカーボンナノチューブにおける各カーボンナノチューブは、延伸する方向における隣接するカーボンナノチューブと、分子間力で端と端とが接続されているので、カーボンナノチューブフィルムが自立構造を実現できる。更に、カーボンナノチューブフィルム４０は、複数のカーボンナノチューブセグメントを含むことができる。複数のカーボンナノチューブセグメントは、長軸方向に沿って、分子間力で端と端が接続されている。それぞれのカーボンナノチューブセグメントは、相互に平行に、分子間力で結合された複数のカーボンナノチューブを含む。単一のカーボンナノチューブセグメントにおいて、複数のカーボンナノチューブの長さは同じである。

【0020】

また、カーボンナノチューブフィルム４０は、少数のランダムなカーボンナノチューブを含む。しかし、大部分のカーボンナノチューブは同じ方向に沿って配列されているので、このランダムなカーボンナノチューブの延伸方向は、大部分のカーボンナノチューブの延伸方向には影響しない。具体的には、カーボンナノチューブフィルム４０における多数のカーボンナノチューブは、絶対的に直線状ではなくやや湾曲している。または、延伸する方向に完全に配列せず、少しずれている場合もある。従って、同じ方向に沿って配列されている多数のカーボンナノチューブの中において、隣同士のカーボンナノチューブが部分的に接触する可能性がある。実際に、カーボンナノチューブフィルム４０は複数の空隙を有し、即ち、隣接するカーボンナノチューブの間に空隙を有する。これにより、カーボンナノチューブフィルム４０は優れた透明度を有する。且つ、隣接するカーボンナノチューブの接触する部分の分子間力及び端と端で接続される部分の分子間力がカーボンナノチューブフィルム４０の自立構造を維持できる。カーボンナノチューブフィルム４０の厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍであり、好ましくは、０．５ｎｍ〜１０μｍである。

【0021】

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４０を独立して利用することができる形態のことである。すなわち、カーボンナノチューブフィルム４０を対向する両側から支持して、カーボンナノチューブフィルム４０の構造を変化させずに、カーボンナノチューブフィルム４０を懸架できることを意味する。カーボンナノチューブフィルム４０におけるカーボンナノチューブが、分子間力で接続されて配列されているので、自立構造体が実現される。

【0022】

カーボンナノチューブアレイ１０からカーボンナノチューブフィルムを引き出す方法は、特許文献３に掲載されている。

【0023】

図２を参照すると、代替基板３０は固体の基板であり、第四表面３０２を有する。代替基板３０は軟質基板でも良く、硬質基板でもよい。その材料は、金属、ガラス、石英、シリコン、酸化ケイ素、プラスチック、樹脂の何れか一種である。例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）或いはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）である。好ましくは、代替基板３０は弾性基板である。カーボンナノチューブアレイ１０が第四表面３０２に設置される。カーボンナノチューブアレイ１０を成長基板２０から代替基板３０の第四表面３０２に転移する工程において、カーボンナノチューブアレイ１０の形態を基本的に維持し、カーボンナノチューブフィルム４０をカーボンナノチューブアレイ１０から連続的に引き出すことを保証できる。即ち、カーボンナノチューブアレイ１０は超配列カーボンナノチューブアレイの形態を維持する。

【0024】

カーボンナノチューブアレイ１０の形態を維持することを前提に、カーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０に転移した後、カーボンナノチューブアレイ１０は代替基板３０の第四表面３０２に逆さに設置される。具体的には、カーボンナノチューブアレイ１０は第一表面１０２と、第二表面１０４と、第一側面１０６と、を含む。第一表面１０２と第二表面１０４とは対向する。第一側面１０６は第一表面１０２及び第二表面１０４とそれぞれ連接する。各カーボンナノチューブは成長基板２０の第三表面２０２に成長し、カーボンナノチューブアレイ１０を形成する。各カーボンナノチューブの、成長基板２０の第三表面２０２と隣接する一端をカーボンナノチューブの下端と定義し、下端と対向する端部をカーボンナノチューブの上端と定義する。成長基板２０において、第一表面１０２はカーボンナノチューブアレイ１０におけるカーボンナノチューブの下端に形成され、第二表面１０４はカーボンナノチューブアレイ１０におけるカーボンナノチューブの上端に形成される。第一側面１０６はカーボンナノチューブアレイ１０の外側におけるカーボンナノチューブの管壁からなる。カーボンナノチューブアレイ１０の第一表面１０２は、成長基板２０の第三表面２０２と近接し、或いは成長基板２０の第三表面２０２に設置される。該第一表面１０２はカーボンナノチューブアレイ１０における各カーボンナノチューブの成長下端である。第二表面１０４は成長基板２０の第三表面２０２から離れ、カーボンナノチューブアレイ１０における各カーボンナノチューブの成長上端である。カーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０に転移した後、カーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４は代替基板３０の第四表面３０２と近接し、或いは代替基板３０の第四表面３０２に設置される。カーボンナノチューブアレイ１０の第一表面１０２は、代替基板３０の第四表面３０２から離れている。カーボンナノチューブアレイ１０の第一側面１０６はカーボンナノチューブの長手方向に沿って延伸する。カーボンナノチューブアレイ１０が成長基板２０に設置される場合、第一側面１０６は成長基板２０の第三表面２０２と基本的に直交する。カーボンナノチューブアレイ１０が代替基板３０に移転した後、第一側面１０６は代替基板３０の第四表面３０２と基本的に直交する。

【0025】

一つの例において、カーボンナノチューブアレイ１０を成長基板２０から代替基板３０に移転するステップ（Ｓ１２）は、代替基板３０の第四表面３０２を、カーボンナノチューブアレイ１０の成長基板２０と離れている第二表面１０４と接触させるステップ（Ｓ１２１）と、代替基板３０及び成長基板２０のうちの少なくとも一方を移動させて、代替基板３０と成長基板２０とを離れさせ、カーボンナノチューブアレイ１０を成長基板２０から脱離させ、代替基板３０に転移するステップ（Ｓ１２２）と、含む。

【0026】

ステップ（Ｓ１２）を常温で行うことができる。ステップ（Ｓ１２１）及びステップ（Ｓ１２２）において、カーボンナノチューブアレイ１０の形態はカーボンナノチューブフィルム４０をカーボンナノチューブアレイ１０から連続的に引き出すことを保証できる形態である。カーボンナノチューブアレイ１０が代替基板３０に転移した後、カーボンナノチューブフィルム４０を連続的に引き出すことができるために、代替基板３０の第四表面３０２とカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４の間は分子間力のみで結合する。代替基板３０とカーボンナノチューブアレイ１０の間の結合力（Ｆ_ＢＣ）は、カーボンナノチューブアレイ１０におけるカーボンナノチューブ同士の間の分子間力（Ｆ_ＣＣ）より小さい。また、代替基板３０とカーボンナノチューブアレイ１０の間の結合力（Ｆ_ＢＣ）は、成長基板２０の第三表面２０２とカーボンナノチューブアレイ１０の間の結合力（Ｆ_ＡＣ）より大きい。これにより、カーボンナノチューブアレイ１０を成長基板２０から脱離させ、代替基板３０に転移させる。即ち、Ｆ_ＡＣ＜Ｆ_ＢＣ＜Ｆ_ＣＣである。カーボンナノチューブアレイ１０を成長基板２０から脱離させ、代替基板３０に転移させる工程では、代替基板３０の第四表面３０２がカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４と接触して発生する結合力（例えば、分子間力）のみによって、カーボンナノチューブアレイ１０を成長基板２０から脱離させる。

【0027】

Ｆ_ＡＣ＜Ｆ_ＢＣ＜Ｆ_ＣＣを満たすために、代替基板３０の表面は適切な表面エネルギーを有することができ、且つ代替基板３０の表面とカーボンナノチューブアレイ１０の間に適切な表面エネルギーを有することができる。これにより、代替基板３０の表面とカーボンナノチューブアレイ１０とが接触することのみによって、代替基板３０の表面とカーボンナノチューブアレイ１０との間に、十分な結合力（例えば、分子間力）を発生させて、カーボンナノチューブアレイ１０を成長基板２０から脱離させる。これにより、代替基板３０の第四表面３０２がカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４と接触して発生する結合力（例えば、分子間力）のみによって、カーボンナノチューブアレイ１０を成長基板２０から脱離させるために、適切な材料を選択して代替基板３０を製造する。代替基板３０の表面は平面である。本例において、代替基板３０の材料はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）である。

【0028】

図５を参照すると、もう一つの例において、代替基板３０の第四表面３０２がカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４との間の結合力（Ｆ_ＢＣ）を高め、Ｆ_ＡＣ＜Ｆ_ＢＣ＜Ｆ_ＣＣを満たすために、代替基板３０の第四表面３０２に複数の微構造体３０４を有することができる。これにより、第四表面３０２の表面積を増大でき、代替基板３０の材料が変化しない条件で、代替基板３０の第四表面３０２とカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４との間の結合力（Ｆ_ＢＣ）を高める。複数の微構造体３０４を有する第四表面３０２はカーボンナノチューブアレイ１０と十分に接触する。微構造体３０４は代替基板３０の第四表面３０２における突起或いは溝である。微構造体３０４の形状は半球形、錐体、歯形、矩形、台形、階段形状或いは他の形状である。微構造体３０４は点状、線状、ストリップ状、片状を呈することができる。一つの例において、複数の微構造体３０４は相互に平行して且つ間隔をあけて設置される溝からなる構造体である。もう一つの例において、複数の微構造体３０４は相互に平行して且つ間隔をあけて均一に分布される半球形からなる構造体である。好ましくは、複数の微構造体３０４は代替基板３０の第四表面３０２に均一に分布される。更に、好ましくは、微構造体３０４によって、平滑な表面の表面積より、微構造体３０４を有する代替基板３０の第四表面３０２の表面積は３０％〜１２０％増加する。代替基板３０の第四表面３０２に複数の微構造体３０４を形成することによって、第四表面３０２の吸着力を増大し、（Ｆ_ＢＣ）を高める。従って、代替基板３０の材料はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）に制限されず、ほかの弾性材料でも良く、例えば、プラスチック或いはゴムである。本例において、代替基板３０の材料はポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）或いはポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）である。

【0029】

カーボンナノチューブアレイ１０が代替基板３０の第四表面３０２に設置される際、カーボンナノチューブアレイ１０が第四表面３０２と十分に接触できることを保証するために、代替基板３０の第四表面３０２は適切な平滑度を維持する。好ましくは、微構造体３０４の突起の高さ或いは溝の深さはカーボンナノチューブアレイ１０の高さの０．５％〜１０％である。更に、好ましくは、微構造体３０４の突起の高さ或いは溝の深さは５μｍ〜１００μｍである。フォトリソグラフィ法、レーザーエッチング法、化学エッチング法によって、微構造体３０４を獲得する。

【0030】

代替基板３０の第四表面３０２に複数の微構造体３０４を形成することによって、第四表面３０２の表面積を増大し、代替基板３０とカーボンナノチューブアレイ１０との間の結合力を高め、且つ代替基板３０の材料の選択範囲が広がる。

【0031】

代替基板３０を接着剤でカーボンナノチューブアレイ１０に貼り付けることはしない。従来の接着剤によっても、Ｆ_ＡＣ＜Ｆ_ＢＣを満たし、カーボンナノチューブアレイ１０を成長基板２０から脱離させることができる。しかし、カーボンナノチューブアレイ１０におけるカーボンナノチューブ同士の間の分子間力が小さいので、従来の任意の接着剤では、Ｆ_ＢＣ＞Ｆ_ＣＣとなる。これにより、後のカーボンナノチューブフィルム４０を引き出すステップを行うことができない。ステップ（Ｓ１２１）及びステップ（Ｓ１２２）において、代替基板３０は固体状態を維持する。

【0032】

ステップ（Ｓ１２１）において、代替基板３０の第四表面３０２とカーボンナノチューブアレイ１０におけるカーボンナノチューブの上端とを十分に接触させるために、代替基板３０にカーボンナノチューブアレイ１０への小さい圧力（ｆ）を印加できる。この圧力の大きさはカーボンナノチューブアレイ１０の形態を維持でき、カーボンナノチューブフィルム４０をカーボンナノチューブアレイ１０から連続的に引き出すことができることを保証する。

【0033】

代替基板３０における複数の微構造体３０４により第四表面３０２は高度差を有する。第四表面３０２における溝がカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４と接触する際、第四表面３０２における突起が突起と接触するカーボンナノチューブに圧力を印加し、カーボンナノチューブアレイ１０における突起と接触するカーボンナノチューブは微小の湾曲を発生する。複数の微構造体３０４が小さい高さを有するので、代替基板３０が成長基板２０と分離する工程で、カーボンナノチューブアレイ１０が元の高さに回復でき、且つカーボンナノチューブアレイ１０からカーボンナノチューブフィルム４０を連続的に引き出すことができる。

【0034】

ステップ（Ｓ１２２）において、カーボンナノチューブアレイ１０を成長基板２０から脱離させる工程では、好ましくは、カーボンナノチューブアレイ１０におけるすべてのカーボンナノチューブを同時に成長基板２０から脱離させる。即ち、代替基板３０及び成長基板２０のうちの少なくとも一方の移動方向は、成長基板２０のカーボンナノチューブが成長する表面と垂直であり、カーボンナノチューブアレイ１０におけるカーボンナノチューブを、カーボンナノチューブの成長方向に沿って成長基板２０から脱離させる。代替基板３０及び成長基板２０が共に移動する場合、両者の移動方向は、成長基板２０のカーボンナノチューブが成長する表面と垂直である。

【0035】

ステップ（Ｓ１２１）及びステップ（Ｓ１２２）において、まず、カーボンナノチューブアレイ１０が成長基板２０から押される力を受け、次に、代替基板３０に向けて引かれる力を受ける。

【0036】

図１及び図９を参照すると、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を複数の代替基板３０にそれぞれ移転した後、ステップ（Ｓ２）において、複数の代替基板３０を同じ水平高度で並列に配列し、且つ隣接する代替基板３０の第二側面３０６を相互に接触させる。複数の代替基板３０を緊密に並列に配列することによって、複数の代替基板３０におけるカーボンナノチューブアレイ１０の第一側面１０６を相互に接触させる。即ち、隣接するカーボンナノチューブアレイ１０の第一側面１０６におけるカーボンナノチューブを直接に接触させることを実現する。これにより、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を接合して、面積が大きく、接合したカーボンナノチューブアレイ８０を形成する。隣接するカーボンナノチューブアレイ１０の第一側面１０６におけるカーボンナノチューブが十分に緊密に接触する際、隣接するカーボンナノチューブアレイ１０の第一側面１０６におけるカーボンナノチューブの間に十分な分子間力を発生し、該発生する分子間力はカーボンナノチューブアレイ１０の内部におけるカーボンナノチューブ同士の間の分子間力と基本的に同じである。これにより、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を一体構造体に形成でき、接合したカーボンナノチューブアレイ８０を形成する。接合したカーボンナノチューブアレイ８０の面積は複数のカーボンナノチューブアレイ１０の面積の総和と基本的に同じである。複数のカーボンナノチューブアレイ１０の第一側面１０６を相互に接触させることによって、面積が大きい接合したカーボンナノチューブアレイ８０を獲得する。接合したカーボンナノチューブアレイ８０は少なくとも一つの方向における寸法を増大する。本実施形態において、接合したカーボンナノチューブアレイ８０は第一方向（Ｘ）における寸法を増大する。

【0037】

複数の代替基板３０におけるカーボンナノチューブアレイ１０が相互に接触することを実現するために、代替基板３０の少なくとも一つの第二側面３０６が、該代替基板３０と対応するカーボンナノチューブアレイ１０の少なくとも一つの第一側面１０６と一直線に合わさる。即ち、代替基板３０の少なくとも一つの第二側面３０６が、該代替基板３０と対応するカーボンナノチューブアレイ１０の少なくとも一つの第一側面１０６と同じ平面に存在する。複数の代替基板３０が並列に配列する際、複数の代替基板３０の第二側面３０６を相互に接触させる。これにより、代替基板３０の第四表面に設置されるカーボンナノチューブアレイ１０の第一側面１０６を相互に接触させる。

【0038】

代替基板３０に転移したカーボンナノチューブアレイ１０の面積が代替基板３０の第四表面３０２の面積より小さい場合、或いは代替基板３０の形状及びカーボンナノチューブアレイ１０の形状の原因で、隣接する代替基板３０の第二側面３０６を接触させることが難しく、隣接するカーボンナノチューブアレイ１０の第一側面１０６を接触させることが難しい場合、代替基板３０を並列に配列する前に、代替基板３０及びカーボンナノチューブアレイ１０を切断するステップを有してもよい。このステップにおいて、代替基板３０及びカーボンナノチューブアレイ１０を切断することによって、代替基板３０の少なくとも一つの第二側面３０６がカーボンナノチューブアレイ１０の少なくとも一つの第一側面１０６と同じ平面に存在する。隣接する二つのカーボンナノチューブアレイ１０の第一側面１０６の形状は相互に対応し、接触する面積を大きくする。

【0039】

レーザーエッチング法或いは機械切割法によって、代替基板３０及びカーボンナノチューブアレイ１０を切断する。

【0040】

本実施形態において、単結晶シリコン成長基板２０に成長する二つのカーボンナノチューブアレイ１０は二つの矩形の代替基板３０の表面にそれぞれ移転し、レーザーエッチング法で線１０８に沿って切り、カーボンナノチューブアレイ１０’を有する二つの正方形の代替基板３０を形成する。

【0041】

更に、カーボンナノチューブアレイ１０をカーボンナノチューブアレイ１０の面積と同じである代替基板３０の第四表面３０２に移転することができる。また、まず、代替基板３０の第四表面３０２の面積と同じであるカーボンナノチューブアレイ１０を形成し、次に、該カーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の第四表面３０２に移転することができる。

【0042】

隣接するカーボンナノチューブアレイ１０の第一側面１０６が相互に接触する際、接触面積が大きければ大きいほど、大きい分子間力を発生する。好ましくは、代替基板３０は弾性基板であり、隣接する代替基板３０の第二側面３０６を相互に接触させる工程で、代替基板３０に圧力を印加し、代替基板３０を圧縮して小さくし、隣接するカーボンナノチューブアレイ１０の距離を短縮し、緊密に接触させる。

【0043】

図１及び図１０を参照すると、ステップ（Ｓ３）が従来のカーボンナノチューブフィルムを引き出すステップと異なるのは、以下の点である。複数の代替基板３０に移転した複数のカーボンナノチューブアレイ１０が接合して、接合したカーボンナノチューブアレイ８０を獲得し、接合したカーボンナノチューブアレイ８０から、カーボンナノチューブフィルム４０を引き出すのであり、成長基板２０に直接に成長するカーボンナノチューブアレイ１０から、カーボンナノチューブフィルム４０を引き出すのではない。好ましくは、カーボンナノチューブフィルム４０は、代替基板３０の表面に逆さに設置される接合したカーボンナノチューブアレイ８０から引き出される。即ち、接合したカーボンナノチューブアレイ８０におけるカーボンナノチューブアレイ１０の成長下部からカーボンナノチューブフィルム４０を引き出す。

【0044】

ステップ（Ｓ３）において、任意の方向に沿って、接合したカーボンナノチューブアレイ８０からカーボンナノチューブフィルム４０を引き出すことができる。カーボンナノチューブアレイ１０からカーボンナノチューブフィルムを直接に引き出すことに比べ、第一方向（Ｘ）と垂直である第二方向（Ｙ）に沿って、接合したカーボンナノチューブアレイ８０からカーボンナノチューブフィルム４０を引き出す方が、引き出したカーボンナノチューブフィルム４０の幅が大きい。また、第一方向（Ｘ）に沿って、接合したカーボンナノチューブアレイ８０からカーボンナノチューブフィルム４０を引き出す際、引き出したカーボンナノチューブフィルム４０の長さが長い。これにより、接合したカーボンナノチューブアレイ８０から引き出すカーボンナノチューブフィルム４０の寸法は大きくなる。複数のカーボンナノチューブアレイ１０が接合する際、緊密に接触するので、隣接するカーボンナノチューブアレイ１０の間は十分な分子間力を有し、接合したカーボンナノチューブアレイ８０は一体になる。これにより、接合したカーボンナノチューブアレイ８０から一体化されたカーボンナノチューブフィルム４０を引き出すことができ、引き出したカーボンナノチューブフィルム４０はそれぞれ独立のカーボンナノチューブフィルムからなるものではない。複数のカーボンナノチューブアレイ１０を接合する工程は、複数のカーボンナノチューブアレイ１０の形態に影響を与えないので、接合したカーボンナノチューブアレイ８０からカーボンナノチューブフィルム４０を引き出すことができる。

【0045】

ステップ（Ｓ３）は代替基板３０の表面における接合したカーボンナノチューブアレイ８０に対して、引き道具５０によって、カーボンナノチューブセグメントを選択するステップ（Ｓ３１）と、引き道具５０を移動させることによって、特定の速度で選択したカーボンナノチューブセグメントを引き、端と端で接続される複数のカーボンナノチューブセグメントを引き出し、連続なカーボンナノチューブ構造体４０を形成するステップ（Ｓ３２）と、を含む。

【0046】

ステップ（Ｓ３１）において、カーボンナノチューブフィルムを引き出す場合、特定の幅を有する接着テープ或いは接着性を有するストリップを採用し接合したカーボンナノチューブアレイ８０と接触させ、特定の幅を有するカーボンナノチューブセグメントを選択する。該カーボンナノチューブセグメントの幅方向は第一方向である。第一方向におけるカーボンナノチューブアレイ１０の長さが増大されるので、選択できるカーボンナノチューブセグメントの幅を増大する。ステップ（Ｓ３２）において、選択したカーボンナノチューブセグメントの引き出す方向は、接合したカーボンナノチューブアレイ８０におけるカーボンナノチューブの成長方向と角αを成す。角αは０°〜９０°（０°は含まず）であり、好ましくは、３０°〜９０°であり、選択したカーボンナノチューブセグメントの引き出す方向は第一方向と垂直である。

【0047】

ステップ（Ｓ１２２）はステップ（Ｓ３）と異なる。ステップ（Ｓ１２２）はカーボンナノチューブアレイ１０全体を成長基板２０から脱離でき、且つカーボンナノチューブアレイ１０が成長基板２０から脱離した後、カーボンナノチューブアレイ１０の形態を維持できることを目指す。ステップ（Ｓ３）は接合したカーボンナノチューブアレイ８０からカーボンナノチューブフィルム４０を引き出すことを目指す。従って、接合したカーボンナノチューブアレイ８０全体が代替基板３０から脱離せず、一部のカーボンナノチューブ、例えば、カーボンナノチューブセグメントを代替基板３０から脱離させ、引き出したカーボンナノチューブセグメントが隣接するカーボンナノチューブセグメントを動かし、隣接するカーボンナノチューブセグメントが端と端で接続されて引き出され、次々に代替基板３０から脱離する。

【0048】

本発明のカーボンナノチューブフィルムの製造方法は以下の有利な効果を有する。カーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０に移転し、且つカーボンナノチューブアレイ１０の形態はカーボンナノチューブフィルム４０をカーボンナノチューブアレイ１０から連続的に引き出すことを保証できる形態である。幅が広いカーボンナノチューブフィルム４０或いは長さが長いカーボンナノチューブフィルム４０を製造しようとする際、複数の代替基板３０を並列に配列し、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を相互に接触させることによって、接合したカーボンナノチューブアレイ８０を形成し、形成したカーボンナノチューブアレイ８０から幅が広く、或いは長さが長いカーボンナノチューブフィルム４０を引出すことできる。これにより、厚さが薄いカーボンナノチューブフィルムを直接に引き伸ばして、カーボンナノチューブフィルムが破壊されることを防止する。

【0049】

（実施形態２）
図６を参照すると、本実施形態はカーボンナノチューブフィルムの製造方法を提供する。本実施形態のカーボンナノチューブフィルムの製造方法は実施形態１のカーボンナノチューブフィルムの製造方法と基本的に同じであるが、異なる点は以下である。代替基板３０と成長基板２０の間にスペーサ装置２２が設置される。スペーサ装置２２によって、代替基板３０の第四表面３０２と成長基板２０の第三表面２０２との距離を維持し、代替基板３０の第四表面３０２と成長基板２０の第三表面２０２との距離が非常に小さくないので、カーボンナノチューブアレイ１０を倒すことを防止する。スペーサ装置２２の代替基板３０及び成長基板２０の間における高さはカーボンナノチューブアレイ１０の高さ以下である。これにより、カーボンナノチューブアレイ１０がスペーサ装置２２と高度差（Ｚ）を有する。且つ、スペーサ装置２２の高さは、カーボンナノチューブアレイ１０を圧縮でき、カーボンナノチューブアレイ１０からカーボンナノチューブフィルム４０を連続的に引き出すことができないほどの圧縮されたカーボンナノチューブアレイ１０の最小の高さより高い。ステップ（Ｓ１２１）において、スペーサ装置２２及びカーボンナノチューブアレイ１０は、代替基板３０と成長基板２０の間に設置される。

【0050】

スペーサ装置２２は固体装置であり、好ましくは、剛性の素子である。スペーサ装置２２によって、代替基板３０と成長基板２０の間に特定の空間を形成させる。且つ、スペーサ装置２２の高さを制御することによって、代替基板３０と成長基板２０の間に精確な距離を制御する。スペーサ装置２２の高さをｈ_１と定義し、カーボンナノチューブアレイ１０の高さをｈ_２と定義する。ｈ_１は０．９ｈ_２〜１ｈ_２である。

【0051】

スペーサ装置２２の高さがカーボンナノチューブアレイ１０の高さより小さい場合に、代替基板３０がカーボンナノチューブアレイ１０における、元々垂直するカーボンナノチューブを少し湾曲させる。代替基板３０と成長基板２０の間にスペーサ装置２２が設置されるので、カーボンナノチューブが少し湾曲される。代替基板３０を成長基板２０と分離させる工程で、カーボンナノチューブアレイ１０自身の弾性により、元の高さを回復でき、且つカーボンナノチューブフィルム４０を引き出す状態を維持できる。

【0052】

スペーサ装置２２を成長基板２０に設置することができ、或いは、スペーサ装置２２を代替基板３０に設置することができる。その他、スペーサ装置２２が代替基板３０の一部であることができ、即ち、代替基板３０は二つの突起を有する。適切な高さを有すれば、スペーサ装置２２の形状は制限されず、塊状、片状、球状の何れか一種である。スペーサ装置２２は複数でもよい。スペーサ装置２２が複数である場合、カーボンナノチューブアレイ１０の外縁と隣接する基板に均一に設置され、代替基板３０と成長基板２０の間に特定の間隔を提供する。一つの例において、スペーサ装置２２は円環形であり、カーボンナノチューブアレイ１０の外縁に設置される。もう一つの例において、スペーサ装置２２は複数の円筒形であり、カーボンナノチューブアレイ１０の外縁に均一に分布される。

【0053】

スペーサ装置２２が代替基板３０と成長基板２０との間に設置されることは、代替基板３０の第四表面３０２に微構造体３０４を有するかしないかと関係しない。即ち、実施形態において、スペーサ装置２２を微構造体３０４と任意に組み合わせることができる。

【0054】

（実施形態３）
本実施形態はカーボンナノチューブフィルムの製造方法を提供する。本実施形態のカーボンナノチューブフィルムの製造方法は実施形態１のカーボンナノチューブフィルムの製造方法と基本的に同じであるが、ステップ（Ｓ３２）がステップ（Ｓ１２）と異なる。具体的には、ステップ（Ｓ３２）は、代替基板３０をカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４に設置し、代替基板３０とカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４との間に液相状態の媒体６０を設置するステップ（Ｓ３２１）と、代替基板３０とカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４との間に設置された液相状態の媒体６０を固体の媒体６０’に固化させるステップ（Ｓ３２２）と、代替基板３０及び成長基板２０のうちの少なくとも一方を移動させて、代替基板３０と成長基板２０とを離れさせ、カーボンナノチューブアレイ１０を成長基板２０から脱離させ、代替基板３０に転移するステップ（Ｓ３２３）と、温度を上昇させることによって、代替基板３０とカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４との間の固体の媒体６０’を除去するステップであって、固体の媒体６０’を除去した後、カーボンナノチューブアレイ１０の形態はカーボンナノチューブフィルム４０をカーボンナノチューブアレイ１０から連続的に引き出すことを保証できる形態であるステップ（Ｓ３２４）と、を含む。

【0055】

ステップ（Ｓ３２１）において、液相状態の媒体６０を細かい液滴或いは液膜の形態でカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４に設置する。液相状態の媒体６０は水或いは低分子量有機溶剤である。低分子量有機溶剤はエチルアルコール、アセトン、メチルアルコールの何れか一種である。液相状態の媒体６０がカーボンナノチューブアレイ１０に浸透して、カーボンナノチューブアレイ１０の形態に影響を与えることを防止するために、液相状態の媒体６０の量は少ない。好ましくは、液相状態の媒体６０はカーボンナノチューブを濡らさない液体であり、例えば、水である。カーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４における液相状態の媒体６０は複数の液滴からなり、或いは液膜からなる。その液滴の直径及び液膜の厚さはそれぞれ１０ｎｍ〜３００μｍである。代替基板３０及びカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４は液相状態の媒体６０とそれぞれ接触する。

【0056】

ステップ（Ｓ３２１）において、カーボンナノチューブアレイ１０の形態を基本的に維持し、カーボンナノチューブフィルム４０をカーボンナノチューブアレイ１０から連続的に引き出すことを保証できる。代替基板３０はできるだけカーボンナノチューブアレイ１０に圧力を印加しない。或いは代替基板３０がカーボンナノチューブアレイ１０に圧力（ｆ）を印加する際、印加される圧力は小さい。この圧力の大きさは、カーボンナノチューブアレイ１０の形態を維持でき、カーボンナノチューブフィルム４０をカーボンナノチューブアレイ１０から連続的に引出させるように選択される。例えば、代替基板３０がカーボンナノチューブアレイ１０に圧力（ｆ）を印加する際、カーボンナノチューブアレイ１０を倒さない。好ましくは、圧力は０＜ｆ＜２Ｎ／ｃｍ^２である。

【0057】

一つの例において、ステップ（Ｓ３２１）は、カーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４に層状の液相状態の媒体６０を形成するステップ（Ｓ３２１１）と、代替基板３０の表面を、液相状態の媒体６０を形成したカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４と接触させるステップ（Ｓ３２２２）と、含む。具体的に、液相状態の媒体６０を液滴に形成し、或いは液相状態の媒体６０を霧化させ、カーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４にスプレーする。

【0058】

もう一つの例において、ステップ（Ｓ３２１）は、代替基板３０の表面に層状の液相状態の媒体６０を形成するステップ（Ｓ３２１１）と、液相状態の媒体６０を形成した代替基板３０の表面を、カーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４と接触させるステップ（Ｓ３２２２）と、含む。具体的に、液相状態の媒体６０を液滴に形成し、或いは液相状態の媒体６０を霧化させ、代替基板３０の表面にスプレーする。

【0059】

ステップ（Ｓ３２２）において、代替基板３０とカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４との間に設置された液相状態の媒体６０を固体の媒体６０’に固化させる。具体的には、温度を液相状態の媒体６０の凝固点以下に低下させる。代替基板３０及びカーボンナノチューブアレイ１０が液相状態の媒体６０と接触するので、液相状態の媒体６０を固化した後、代替基板３０及びカーボンナノチューブアレイ１０は緊密に結合される。代替基板３０をカーボンナノチューブアレイ１０と更に緊密に結合させるために、好ましくは、代替基板３０の材料は液相状態の媒体６０を濡らす材料である。

【0060】

一つの例において、代替基板３０、液相状態の媒体６０、カーボンナノチューブアレイ１０及び成長基板２０からなる積層構造体の温度を、低温箱７０の中で凝固点以下に低下させる。該低温箱７０は冷蔵庫の冷凍室である。

【0061】

図８を参照すると、もう一つの例において、ステップ（Ｓ３２２）において、液相状態の媒体６０をカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４に設置する際、まず、代替基板３０の温度を凝固点以下に低下させる。次に、温度を凝固点以下に低下させた代替基板３０を、液相状態の媒体６０を有するカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４と接触させる。具体的には、低温箱７０の温度を凝固点以下に低下させて、代替基板３０を低温箱７０に特定の時間を置いた後、取り出す。代替基板３０の温度は、カーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４における液相状態の媒体６０を固体の媒体６０’に変化させることができる。これにより、代替基板３０、液相状態の媒体６０、カーボンナノチューブアレイ１０及び成長基板２０からなる前記積層構造体を、低温箱７０に置く必要がなくなる。

【0062】

ステップ（Ｓ３２３）において、カーボンナノチューブアレイ１０が代替基板３０と結合し、成長基板２０から分離する。好ましくは、カーボンナノチューブアレイ１０におけるすべてのカーボンナノチューブを同時に成長基板２０から脱離させる。即ち、代替基板３０及び成長基板２０のうちの少なくとも一方の移動方向は、成長基板２０のカーボンナノチューブが成長する表面と垂直であり、カーボンナノチューブアレイ１０におけるカーボンナノチューブを、カーボンナノチューブの成長方向に沿って成長基板２０から脱離させる。代替基板３０及び成長基板２０が共に移動する際、両者の移動方向は、成長基板２０のカーボンナノチューブが成長する表面と垂直である。

【0063】

ステップ（Ｓ３２４）において、温度を上昇させることによって、固体の媒体６０’を液相状態の媒体６０に溶解させ、且つ液相状態の媒体６０を乾燥させ、或いは固体の媒体６０’を直接に昇華させ、固体の媒体６０’を除去する。固体の媒体６０’を除去する工程は、カーボンナノチューブアレイ１０の形態に影響を与えない。固体の媒体６０’の厚さが薄いので、固体の媒体６０’を除去した後、カーボンナノチューブアレイ１０は代替基板３０の表面と接触でき、且つ分子間力で結合する。

【0064】

固体の媒体６０’を除去した後、カーボンナノチューブフィルム４０をカーボンナノチューブアレイ１０から連続的に引き出すことを保証できるようにするために、ステップ（Ｓ３２１）からステップ（Ｓ３２４）まで、カーボンナノチューブアレイ１０の形態を基本的に維持する必要がある。

【0065】

本実施形態において、カーボンナノチューブアレイ１０を転移する工程において、固体の媒体６０’によって、カーボンナノチューブアレイ１０と代替基板３０との間の結合力を増加させて、カーボンナノチューブアレイ１０を成長基板２０と分離させる。また、カーボンナノチューブ構造体４０を引き出す前に、固体の媒体６０’を除去し、カーボンナノチューブアレイ１０と代替基板３０との間の結合力を、カーボンナノチューブフィルム４０を連続的に引き出すことができるまでに減少させる。これにより、代替基板３０の材料は制限されず、従来の剛性基板でも良く、弾性基板でもよい。

【0066】

カーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０に移転することによって、カーボンナノチューブアレイ１０が成長する工程及びカーボンナノチューブアレイ１０からカーボンナノチューブフィルム４０を引き出す工程において、カーボンナノチューブアレイ１０を成長基板２０から異なる代替基板３０に設置して、カーボンナノチューブアレイ１０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、カーボンナノチューブアレイが設置される代替基板３０はコストが低い材料からなることができ、カーボンナノチューブアレイ１０の生産者はカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板に転移でき、カーボンナノチューブアレイ１０と代替基板３０とを共にユーザーに提供でき、コストが高い成長基板２０は迅速に回収でき、生産プロセスを簡単にし、生産コストを低くする。

【符号の説明】

【0067】

１０ カーボンナノチューブアレイ
１０２ 第一表面
１０４ 第二表面
１０６ 第一側面
２０ 成長基板
２２ スペーサ装置
２０２ 第三表面
３０ 弾性代替基板
３０２ 第四表面
３０４ 微構造体
３０６ 第二側面
４０ カーボンナノチューブフィルム
５０ 引き工具
６０ 液相状態の媒体
６０’ 固体の媒体
７０ 低温箱
８０ 接合したカーボンナノチューブアレイ

【図1】

【図2】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図3】