JP2015196640A - カーボンナノチューブアレイの転移方法及びカーボンナノチューブ構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はカーボンナノチューブアレイの転移方法及びカーボンナノチューブ構造体の製造方法に関する。
【解決手段】本発明のカーボンナノチューブアレイの転移方法は代替基板及び成長基板を提供し、前記成長基板の表面にカーボンナノチューブアレイを有する、第一ステップと、代替基板をカーボンナノチューブアレイの第二表面に設置し、代替基板とカーボンナノチューブアレイの間に液相状態の媒体を設置する第二ステップと、代替基板とカーボンナノチューブアレイの間に設置された液相状態の媒体を固体の媒体に固化させる第三ステップと、代替基板及び成長基板のうちの少なくとも一方を移動させて、カーボンナノチューブアレイを成長基板から脱離させ、代替基板に転移する第四ステップと、温度を上昇させることによって、代替基板とカーボンナノチューブアレイの第二表面との間の固体の媒体を除去する第五ステップと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、カーボンナノチューブアレイの転移方法及びカーボンナノチューブ構造体の製造方法に関し、特に、カーボンナノチューブアレイの転移方法及びカーボンナノチューブフィルム或いはカーボンナノチューブワイヤの製造方法に関する。

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構造体を形成することができる。巨視的なカーボンナノチューブ構造体は、例えば、複数のカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブフィルム、及び複数のカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブワイヤである。

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。

前記カーボンナノチューブフィルムを形成する原理は、超配列カーボンナノチューブアレイにおけるカーボンナノチューブが分子間力で緊密に結合され、一部のカーボンナノチューブが引き出される際、隣接するカーボンナノチューブが分子間力の作用で端と端で接続されて引き出されるので、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。しかし、カーボンナノチューブの間に分子間力のみによって、カーボンナノチューブが相互に吸着され、カーボンナノチューブフィルムが形成されるので、いったんカーボンナノチューブアレイの形態が破壊されたり、或いは変化したりすると、均一なカーボンナノチューブフィルムを連続に引き出すことができない。従いまして、従来の方法は、成長基板（一般的に、単結晶のシリコン）の表面にカーボンナノチューブアレイを成長させた後、成長基板に直接に成長したカーボンナノチューブアレイを引き出す工程を行い、カーボンナノチューブフィルムを獲得する。

現在、カーボンナノチューブアレイの生産者はカーボンナノチューブアレイと成長基板とを共に、ユーザーに提供する。しかし、これにより、成長基板の回収までの期間が長くなり、新たなカーボンナノチューブアレイの成長基板として迅速に利用することができない。また、コストが高い単結晶のシリコンは運送中に破壊され易い。また、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ワイヤを引き出すことには、以上の問題が存在する。

中国特許出願公開第１０１４５８９７５号明細書 中国特許出願公開第１０１２３９７１２号明細書

従って、前記課題を解決するために、本発明は、コストが低く、生産プロセスが簡単であるカーボンナノチューブアレイの転移方法及びカーボンナノチューブ構造体の製造方法を提供する。

本発明のカーボンナノチューブアレイの転移方法は、代替基板及び成長基板を提供する第一ステップであって、前記成長基板の表面にカーボンナノチューブアレイを有し、前記カーボンナノチューブアレイが前記成長基板と隣接する表面は第一表面であり、前記第一表面と対向する表面は第二表面であり、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構造体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できる、第一ステップと、前記代替基板を前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面に設置し、前記代替基板と前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面との間に液相状態の媒体を設置する第二ステップと、前記代替基板と前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面との間に設置された前記液相状態の媒体を固体の媒体に固化させる第三ステップと、前記代替基板及び前記成長基板のうちの少なくとも一方を移動させて、前記代替基板と前記成長基板とを離れさせ、前記カーボンナノチューブアレイを前記成長基板から脱離させ、前記代替基板に転移する第四ステップと、温度を上昇させることによって、前記代替基板と前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面との間の前記固体の媒体を除去する第五ステップであって、前記固体の媒体を除去した後、前記カーボンナノチューブアレイの形態は前記カーボンナノチューブ構造体を前記カーボンナノチューブアレイから連続に引き出すことを保証できる、第五ステップと、含み、前記カーボンナノチューブ構造体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構造体の製造方法は第一基板及び第二基板を提供する第一ステップであって、前記第一基板の表面にカーボンナノチューブアレイを有し、前記カーボンナノチューブアレイが前記第一基板と隣接する表面は第一表面であり、前記第一表面と対向する表面は第二表面であり、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構造体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できる、第一ステップと、前記第二基板を前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面に設置し、前記第二基板と前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面との間に液相状態の媒体を設置する第二ステップと、前記第二基板と前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面との間に設置された前記液相状態の媒体を固体の媒体に固化させる第三ステップと、前記第二基板及び前記第一基板のうちの少なくとも一方を移動させて、前記第二基板と前記第一基板とを離れさせ、前記カーボンナノチューブアレイを前記第一基板から脱離させ、前記第二基板に転移する第四ステップと、温度を上昇させることによって、前記第二基板と前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面との間の前記固体の媒体を除去する第五ステップであって、前記固体の媒体を除去した後、前記カーボンナノチューブアレイの形態は前記カーボンナノチューブ構造体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できる、第五ステップと、前記第二基板に転移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構造体を引き出す第六ステップと、含み、前記カーボンナノチューブ構造体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。

従来の技術と比べて、本発明のカーボンナノチューブアレイの転移方法及びカーボンナノチューブ構造体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成長させる工程及び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構造体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成長基板から異なる基板に転移設置されるので、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構造体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基板はコストが低い材料からなることができる。これにより、カーボンナノチューブアレイの生産者はカーボンナノチューブアレイを代替基板に転移でき、カーボンナノチューブアレイと代替基板とを共にユーザーを提供でき、コストが高い成長基板は迅速に回収でき、生産プロセスを簡単にする。よって、本発明のカーボンナノチューブアレイの転移方法及びカーボンナノチューブ構造体の製造方法は、カーボンナノチューブフィルム及びカーボンナノチューブワイヤに対しての産業的応用に有利であり、生産方式を変えて、生産コストを低くする。

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の転移方法を示す図である。 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。 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。 本発明のもう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。 本発明の実施形態２に係るカーボンナノチューブ構造体の製造方法を示す図である。 本発明の実施形態１に係る代替基板に転移した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写真である。

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。

（実施形態１）
図１を参照すると、本発明のカーボンナノチューブアレイ１０の転移方法は、代替基板３０及び成長基板２０を提供し、成長基板２０の表面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が成長基板２０と隣接する表面は第一表面１０２であり、第一表面１０２と対向する表面は第二表面１０４であり、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構造体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ステップ（Ｓ１）と、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（Ｓ２）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（Ｓ３）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（Ｓ４）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構造体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ステップ（Ｓ５）と、を含む。

カーボンナノチューブ構造体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み、複数のカーボンナノチューブが分子間力で相互に結合され、且つ端と端で接続されて形成される巨視的な構造体であり、例えば、カーボンナノチューブフィルム或いはカーボンナノチューブワイヤである。好ましくは、カーボンナノチューブ構造体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。

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。カーボンナノチューブアレイ１０は第一表面１０２及び第一表面１０２と対向する第二表面１０４を含む。カーボンナノチューブは成長基板２０の表面に成長し、カーボンナノチューブアレイ１０を形成する。カーボンナノチューブが成長基板２０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が形成され、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が形成される。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の表面と近接し、或いは成長基板２０の表面に設置される。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の表面から離れ、カーボンナノチューブアレイ１０の成長上端である。

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（例えば、カーボンナノチューブフィルム或いはカーボンナノチューブワイヤである）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。

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。

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構造体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構造体４０はカーボンナノチューブフィルムでもよい。該カーボンナノチューブフィルム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２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。

また、カーボンナノチューブフィルムは、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の厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍであり、好ましくは、０．５ｎｍ〜１０μｍである。カーボンナノチューブ構造体４０の幅が小さい場合、カーボンナノチューブ構造体４０は自立構造を有するカーボンナノチューブワイヤである。

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或いはカーボンナノチューブワイヤの構造を変化させずに、カーボンナノチューブフィルム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或いはカーボンナノチューブワイヤ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いるので、自立構造体が実現される。

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引き出す方法は、特許文献２に掲載されている。

代替基板３０は固体の基板であり、軟質基板或いは硬質基板である。代替基板３０はカーボンナノチューブアレイ１０が設置される表面を有する。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に転移する際、カーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面に逆さに設置する。また、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構造体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。

ステップ（Ｓ２）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の量は小さい。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の第二表面における液相状態の媒体６０が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１０ｍ〜３００ｍである。本実施形態において、液相状態の媒体６０は水である。

ステップ（Ｓ２）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構造体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（ｆ）を印加しない。代替基板３０がカーボンナノチューブアレイ１０に圧力を印加する際、印加される圧力は小さい。この圧力の大小は、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構造体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。好ましくは、圧力は０＜ｆ＜２Ｎ/ｃｍ^２である。カーボンナノチューブアレイ１０に圧力を印加する際、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基本的に成長基板２０の表面と垂直である。

ステップ（Ｓ２）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（Ｓ２１）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（Ｓ２２）と、含む。

ステップ（Ｓ２１）において、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。

ステップ（Ｓ３）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。本実施形態において、温度を水の凝固点以下に低下させて、水を氷に固化させる。

図３を参照すると、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。本実施形態において、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。

図４を参照すると、もう一つの例において、ステップ（Ｓ２）によって、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。前記液相状態の媒体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、前記ステップ（Ｓ３）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を、低温箱７０に置く必要がなくなる。

ステップ（Ｓ２）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。

ステップ（Ｓ５）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’の厚さが小さいので、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。本実施形態において、氷を水に溶解させて且つ乾燥させ、或いは氷を直接昇華させ、氷を除去する。

固体の媒体６０’を除去した後、カーボンナノチューブ構造体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（Ｓ１）からステップ（Ｓ５）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。

カーボンナノチューブ構造体４０をカーボンナノチューブアレイ１０から引き出す際、代替基板３０とカーボンナノチューブアレイ１０の間の結合力が小さいので、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が端と端で接続して引き出されることができ、カーボンナノチューブ構造体４０を形成する。本発明のカーボンナノチューブアレイ１０の転移方法において、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構造体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、軟質材料或いは硬質材料である。例えば、金属、ガラス、石英、シリコン、二酸化シリコン、プラスチック、樹脂、ポリメタクリル酸メチル、テレフタル酸ポリエチレン中の何れか一種である。

（実施形態２）
図５を参照すると、本発明のカーボンナノチューブ構造体４０の製造方法を提供する。カーボンナノチューブ構造体４０の製造方法は、前記ステップ（Ｓ１）及びステップ（Ｓ５）を含み、更に、代替基板３０におけ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構造体４０を引き出すステップ（Ｓ６）と、含む。

ステップ（Ｓ６）が従来の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構造体を引き出すステップと異なる点は以下のとおりである。カーボンナノチューブ構造体４０は代替基板３０に転移したカーボンナノチューブアレイ１０から引き出されたものであり、成長基板２０に成長したカーボンナノチューブアレイ１０から直接に引き出されたものではない。好ましくは、カーボンナノチューブ構造体４０は、代替基板３０の表面に逆さに設置されるカーボンナノチューブアレイ１０から引き出される。即ち、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構造体４０を引き出す。

ステップ（Ｓ６）は、引き工具５０で、代替基板３０の表面に設置されるカーボンナノチューブアレイ１０における一部のカーボンナノチューブセグメントを選択するステップ（Ｓ６１）と、引き工具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、連続的なカーボンナノチューブ構造体４０を形成するステップ（Ｓ６２）と、を含む。

ステップ（Ｓ６１）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を有するストリップを採用し、カーボンナノチューブアレイ１０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。カーボンナノチューブワイヤを引き出す場合、幅が狭い工具（ピンセット）によって、幅が狭いカーボンナノチューブセグメントを選択する。ステップ（Ｓ６２）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、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°である。

ステップ（Ｓ４）はステップ（Ｓ６）と異なる。ステップ（Ｓ４）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（Ｓ６）は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或いはカーボンナノチューブワイヤを引き出すことを目指す。従って、カーボンナノチューブアレイ１０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。

本発明のカーボンナノチューブアレイの転移方法及びカーボンナノチューブ構造体の製造方法は以下の有利な効果を有する。液相状態の媒体をスプレーし及び冷凍する簡単な工程によって、カーボンナノチューブアレイを代替基板と固く結合させ、代替基板の材料は制限されず、且つ固体の媒体を除去した後、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構造体を引き出すことができる。これにより、カーボンナノチューブアレイが成長する工程及び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構造体を引き出す工程において、カーボンナノチューブアレイを成長基板から異なる基板に設置して、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構造体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基板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の生産者はカーボンナノチューブアレイを代替基板に転移でき、カーボンナノチューブアレイと代替基板とを共にユーザーを提供でき、コストが高い成長基板は迅速に回収でき、生産プロセスを簡単にする。よって、本発明のカーボンナノチューブアレイの転移方法及びカーボンナノチューブ構造体の製造方法は、カーボンナノチューブフィルム及びカーボンナノチューブワイヤに対しての産業的応用に有利であり、生産方式を変えて、生産コストを低くする。

１０ カーボンナノチューブアレイ
１０２ 第一表面
１０４ 第二表面
２０ 成長基板
３０ 代替基板
４０ カーボンナノチューブ構造体
５０ 引き工具
６０ 液相状態の媒体
６０’ 固体の媒体
７０ 低温箱

Claims (2)

1. 代替基板及び成長基板を提供する第一ステップであって、前記成長基板の表面にカーボンナノチューブアレイを有し、前記カーボンナノチューブアレイが前記成長基板と隣接する表面は第一表面であり、前記第一表面と対向する表面は第二表面であり、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構造体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、第一ステップと、
   前記代替基板を前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面に設置し、前記代替基板と前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面との間に液相状態の媒体を設置する第二ステップと、
   前記代替基板と前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面との間に設置された前記液相状態の媒体を固体の媒体に固化させる第三ステップと、
   前記代替基板及び前記成長基板のうちの少なくとも一方を移動させて、前記代替基板と前記成長基板とを離れさせ、前記カーボンナノチューブアレイを前記成長基板から脱離させ、前記代替基板に転移する第四ステップと、
   温度を上昇させることによって、前記代替基板と前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面との間の前記固体の媒体を除去する第五ステップであって、前記固体の媒体を除去した後、前記カーボンナノチューブアレイの形態は前記カーボンナノチューブ構造体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、第五ステップと、含み、
   前記カーボンナノチューブ構造体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アレイの転移方法。
2. 第一基板及び第二基板を提供する第一ステップであって、前記第一基板の表面にカーボンナノチューブアレイを有し、前記カーボンナノチューブアレイが前記第一基板と隣接する表面は第一表面であり、前記第一表面と対向する表面は第二表面であり、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構造体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、第一ステップと、
   前記第二基板を前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面に設置し、前記第二基板と前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面との間に液相状態の媒体を設置する第二ステップと、
   前記第二基板と前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面との間に設置された前記液相状態の媒体を固体の媒体に固化させる第三ステップと、
   前記第二基板及び前記第一基板のうちの少なくとも一方を移動させて、前記第二基板と前記第一基板とを離れさせ、前記カーボンナノチューブアレイを前記第一基板から脱離させ、前記第二基板に転移する第四ステップと、
   温度を上昇させることによって、前記第二基板と前記カーボンナノチューブアレイの前記第二表面との間の前記固体の媒体を除去する第五ステップであって、前記固体の媒体を除去した後、前記カーボンナノチューブアレイの形態は前記カーボンナノチューブ構造体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、第五ステップと、
   前記第二基板に転移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構造体を引き出す第六ステップと、含み、
   前記カーボンナノチューブ構造体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構造体の製造方法。