JP2016108213A - 接合したカーボンナノチューブアレイの製造方法及びカーボンナノチューブフィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、接合したカーボンナノチューブアレイの製造方法及びカーボンナノチューブフィルムの製造方法に関する。【解決手段】本発明の接合したカーボンナノチューブアレイの製造方法は、代替基板及び成長基板（表面に複数のカーボンナノチューブアレイを有する）を提供し、代替基板と複数のカーボンナノチューブアレイとの間に液相状態の媒体を設置し、代替基板と複数のカーボンナノチューブアレイと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、複数のカーボンナノチューブアレイを成長基板から脱離させ、代替基板に転移し、温度を上昇させることによって、代替基板と複数のカーボンナノチューブアレイとの間に、液相状態の媒体を形成し、複数のカーボンナノチューブアレイの側面を相互に接触させ、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する。【選択図】図２
Description
本発明は、接合したカーボンナノチューブアレイの製造方法及びカーボンナノチューブフィルム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。一方、現在、複数のカーボンナノチューブを原材料として、大きな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には、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、分子間力で端と端とが接続された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は、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ので、そのカーボンナノチューブの軸方向において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が挙げられる。
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（化学気相堆積）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させる。成長基板のサイズは製造工程に制限され、また、ＣＶＤ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させる成長基板の直径は最大で８インチ（略２０３．２ミリメートル）であるため、さらに大きな幅を有するカーボンナノチューブフィルムを生産できない。
特許文献２には、カーボンナノチューブフィルムの製造方法が開示されている。特許文献２では、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引っ張って、カーボンナノチューブフィルムの幅を大きくして、幅が大きなカーボンナノチューブフィルムを得る。特許文献３には、カーボンナノチューブフィルムの製造方法が開示されている。特許文献３では、独立し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の端部を、長手方向に相互に連接させて、長いカーボンナノチューブフィルムを得る。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が分子間力によって結合して形成された薄膜である。従って、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引っ張って、或いは連接させた場合、カーボンナノチューブフィルムが損傷し易いため、産業的応用に不利である。
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接合したカーボンナノチューブアレイの製造方法及びカーボンナノチューブフィルムの製造方法を提供する。
本発明の接合したカーボンナノチューブアレイの製造方法は、代替基板及び成長基板を提供し、成長基板の表面に複数のカーボンナノチューブアレイを有する第一ステップであって、複数のカーボンナノチューブアレイが成長基板と隣接する表面は第一表面であり、第一表面と対向する表面は第二表面である第一ステップと、代替基板を複数のカーボンナノチューブアレイの第二表面に設置し、代替基板と複数のカーボンナノチューブアレイの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、代替基板と複数のカーボンナノチューブアレイの第二表面と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、代替基板と成長基板とを離し、複数の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、代替基板と複数のカーボンナノチューブアレイの第二表面との間に、液相状態の媒体を形成する第五ステップであって、複数のカーボンナノチューブアレイは代替基板の表面でスライドできる第五ステップと、複数のカーボンナノチューブアレイを代替基板の表面にスライドさせ、複数のカーボンナノチューブアレイの側面を相互に接触させ、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する第六ステップと、を含む。
本発明の接合したカーボンナノチューブフィルムの製造方法は、代替基板及び成長基板を提供し、成長基板の表面に複数のカーボンナノチューブアレイを有する第一ステップであって、複数のカーボンナノチューブアレイが成長基板と隣接する表面は第一表面であり、第一表面と対向する表面は第二表面である第一ステップと、代替基板を複数のカーボンナノチューブアレイの第二表面に設置し、代替基板と複数のカーボンナノチューブアレイの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、代替基板と複数のカーボンナノチューブアレイの第二表面と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、代替基板と成長基板とを離し、複数の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、代替基板と複数のカーボンナノチューブアレイの第二表面との間に、液相状態の媒体を形成する第五ステップであって、複数のカーボンナノチューブアレイは代替基板の表面にスライドできる第五ステップと、複数のカーボンナノチューブアレイを代替基板の表面にスライドさせ、複数のカーボンナノチューブアレイの側面を相互に接触させ、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する第六ステップと、代替基板と接合したカーボンナノチューブアレイとの間の液相状態の媒体を除去する第七ステップと、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第八ステップと、を含む。
従来の技術と比べて、本発明の接合したカーボンナノチューブアレイの製造方法及び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からカーボンナノチューブフィルムを引き出すこと保証する前提下で、複数のカーボンナノチューブアレイを相互に接合して、大面積を有する接合したカーボンナノチューブアレイを形成し、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。これにより、幅が大きい或いは長いカーボンナノチューブフィルムを得ることができ、また、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直接に処理せず、カーボンナノチューブフィルムに対する損傷を防止できる。
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及び図２を参照すると、実施形態１は、接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法を提供する。本実施形態１の接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法は、代替基板３０及び成長基板２０を提供し、成長基板２０の表面には複数の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、複数の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ステップ（Ｓ１）と、代替基板３０を複数の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と複数の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と複数の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、複数の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と複数の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を形成するステップであって、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面でスライドできるステップ（Ｓ５）と、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面でスライドさせ、複数のカーボンナノチューブアレイ１０の側面１０６（図７を参照）を相互に接触させ、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を形成するステップであって、接合したカーボンナノチューブアレイ８０の形態は、カーボンナノチューブフィルム４０を、接合したカーボンナノチューブアレイ８０から連続的に引き出すことを保証できるステップ（Ｓ６）と、を含む。
図１及び図２を参照すると、実施形態１は、接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法を提供する。本実施形態１の接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法は、代替基板３０及び成長基板２０を提供し、成長基板２０の表面には複数の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、複数の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ステップ（Ｓ１）と、代替基板３０を複数の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と複数の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と複数の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、複数の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と複数の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を形成するステップであって、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面でスライドできるステップ（Ｓ５）と、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面でスライドさせ、複数のカーボンナノチューブアレイ１０の側面１０６（図７を参照）を相互に接触させ、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を形成するステップであって、接合したカーボンナノチューブアレイ８０の形態は、カーボンナノチューブフィルム４０を、接合したカーボンナノチューブアレイ８０から連続的に引き出すことを保証できるステップ（Ｓ６）と、を含む。
カーボンナノチューブフィルム４０は、端と端とが接続された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、且つ端と端とが接続されて形成された巨視的な構造体である。好ましくは、カーボンナノチューブフィルム４０は、端と端とが接続された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法によって成長基板２０の表面に成長させる。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。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の表面に近接する、或いは成長基板２０の表面に設置される。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は基本的に不純物を含まず、また、カーボンナノチューブが相互に緊密に接触し、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とが接続されて、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）を形成する。カーボンナノチューブが端と端と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フィルム４０は、端と端とが接続された複数のカーボンナノチューブを含む。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た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は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、分子間力で端と端とが接続されている。各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する。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。また、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とが接続された部分の分子間力により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。
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を独立して利用することができる形態のことである。即ち、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、自立構造体を実現することができる。
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引き出す方法は、特許文献４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。その材料は、金属、ガラス、石英、シリコン、シリカ、プラスチック、樹脂の何れか一種である。または、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。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。好ましくは、カーボンナノチューブアレイ１０が設置される代替基板３０の表面は平滑な表面である。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。
ステップ（Ｓ２）において、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の一つの表面に設置する。複数のカーボンナノチューブアレイ１０は間隔をあけて設置される。複数のカーボンナノチューブアレイ１０の間には特定の間隙が形成されている。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。液相状態の媒体６０は、好ましくは、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る、或いは液膜からなる。この液滴の直径及び液膜の厚さはそれぞれ１０ｎｍ〜３００ｎｍである。複数のカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４及び代替基板３０は、液相状態の媒体６０と接触する。
また、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する。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させるように選択される。好ましくは、圧力は０＜ｆ＜２Ｎ／ｃｍ２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の表面に垂直である。成長基板２０及び代替基板３０がカーボンナノチューブアレイ１０に圧力を印加することを防止するために、成長基板２０と代替基板３０との間にスペーサ装置（図示せず）を設置しても良い。このスペーサ装置によって、代替基板３０と成長基板２０の間に特定の空間が形成される。また、スペーサ装置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との間の精確な距離を制御することができる。スペーサ装置の高さをｈ１と定義し、カーボンナノチューブアレイ１０の高さをｈ２と定義する。ｈ１はｈ２と同じ高さである。
ステップ（Ｓ２）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（Ｓ２１）と、液相状態の媒体６０が形成されたカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４を、代替基板３０の表面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を液滴に形成する、或いは液相状態の媒体６０を霧化して、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。
もう一つの例において、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が形成された代替基板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を液滴に形成する、或いは液相状態の媒体６０を霧化して、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、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ことが好ましい。
図５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、複数の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。
図６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。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に入れる必要はなくなる。
ステップ（Ｓ４）において、カーボンナノチューブアレイ１０は代替基板３０と結合した後、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における全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に垂直であり、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に垂直である。
ステップ（Ｓ５）において、温度を上昇させることによって、代替基板３０と複数のカーボンナノチューブアレイ１０の第二表面１０４との間における固体の媒体６０’を液相状態の媒体６０に溶解させる。これにより、複数のカーボンナノチューブアレイ１０と代替基板３０との間における結合力及び摩擦力が減少するので、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面でスライドさせることができる。
図７を参照すると、ステップ（Ｓ６）において、カーボンナノチューブアレイ１０の側面１０６に垂直な方向に沿って、少なくとも一つのカーボンナノチューブアレイ１０に力を印加し、少なくとも一つのカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面に移動させ、複数のカーボンナノチューブアレイ１０の側面１０６（ここで、カーボンナノチューブアレイ１０の側面１０６は、カーボンナノチューブアレイ１０が代替基板３０に対して垂直になる側面である）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。これにより、複数のカーボンナノチューブアレイ１０は接合されて面積が増大し、接合したカーボンナノチューブアレイ８０が形成される。隣接するカーボンナノチューブアレイ１０の側面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が発生し、該発生した分子間力は、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が形成される。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。
代替基板３０の表面における複数のカーボンナノチューブアレイ１０の側面１０６を相互に接触させて、接触面積を大きくするために、複数のカーボンナノチューブアレイ１０の各側面１０６の内、隣接する２つの側面１０６の形状は対応するのが好ましい。複数のカーボンナノチューブアレイ１０の側面１０６の相互に接触する面積が大きくなるほど、複数のカーボンナノチューブアレイ１０の側面１０６の間の分子間力も大きくなる。好ましくは、複数のカーボンナノチューブアレイ１０は矩形アレイである。また、複数のカーボンナノチューブアレイ１０の側面１０６が相互に接触する際、複数のカーボンナノチューブアレイ１０に力を印加するのが好ましい。これにより、複数のカーボンナノチューブアレイ１０は緊密に結合できる。複数のカーボンナノチューブアレイ１０に印加する力は、カーボンナノチューブアレイ１０の形態を変化させないように選択される。複数のカーボンナノチューブアレイ１０に印加する力は、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ように選択される。
ステップ（Ｓ６）の後、代替基板３０と接合したカーボンナノチューブアレイ８０との間の液相状態の媒体６０を除去するステップ（Ｓ７）を設けてもよい。具体的には、液相状態の媒体６０を乾燥或いは加熱して、液相状態の媒体６０を揮発或いは蒸発させ、液相状態の媒体６０を除去する。液相状態の媒体６０を除去する工程は、接合したカーボンナノチューブアレイ８０の形態に影響を与えない。液相状態の媒体６０の厚さは薄いので、液相状態の媒体６０を除去した後、接合したカーボンナノチューブアレイ８０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。
カーボンナノチューブフィルム４０を接合したカーボンナノチューブアレイ８０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（Ｓ７）まで、カーボンナノチューブアレイ１０及び接合したカーボンナノチューブアレイ８０の形態を基本的に維持する必要がある。
（実施形態２）
実施形態２は、接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法を提供する。本実施形態２の接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法は、代替基板３０及び成長基板２０を提供し、成長基板２０の表面に複数の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、複数の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ステップ（Ｓ１）と、代替基板３０を複数の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と複数の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と複数の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とを離して、複数の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と複数の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を形成するステップであって、複数のカーボンナノチューブアレイ１０が代替基板３０の表面をスライドできるステップ（Ｓ５）と、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面でスライドさせ、複数のカーボンナノチューブアレイ１０の側面１０６を相互に接触させ、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を形成するステップであって、接合したカーボンナノチューブアレイ８０の形態はカーボンナノチューブフィルム４０を接合したカーボンナノチューブアレイ８０から連続的に引き出すことを保証できるステップ（Ｓ６）と、を含む。
実施形態２は、接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法を提供する。本実施形態２の接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法は、代替基板３０及び成長基板２０を提供し、成長基板２０の表面に複数の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、複数の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ステップ（Ｓ１）と、代替基板３０を複数の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と複数の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と複数の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とを離して、複数の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と複数の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を形成するステップであって、複数のカーボンナノチューブアレイ１０が代替基板３０の表面をスライドできるステップ（Ｓ５）と、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面でスライドさせ、複数のカーボンナノチューブアレイ１０の側面１０６を相互に接触させ、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を形成するステップであって、接合したカーボンナノチューブアレイ８０の形態はカーボンナノチューブフィルム４０を接合したカーボンナノチューブアレイ８０から連続的に引き出すことを保証できるステップ（Ｓ６）と、を含む。
本実施形態２の接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法は、実施形態１の接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法と基本的に同じであるが、異なる点は以下の点である。代替基板３０の材料は氷であり、ステップ（Ｓ３）において、液相状態の媒体６０を固体の媒体６０’に固化させる際、氷基板によって、液相状態の媒体６０を冷却させ、液相状態の媒体６０を固体の媒体６０’に固化させる。該氷基板は水或いは溶液を冷却することによって得る。氷基板はスライドする表面を有し、カーボンナノチューブアレイ１０を設置することに用いる。
（実施形態３）
実施形態３は接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法を提供する。本実施形態３の接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法は、代替基板３０及び成長基板２０を提供し、成長基板２０の表面に複数の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、複数の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ステップ（Ｓ１）と、代替基板３０を複数の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と複数の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と複数の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、複数の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と複数の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を形成するステップであって、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面をスライドできるステップ（Ｓ５）と、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面にスライドさせ、複数のカーボンナノチューブアレイ１０の側面１０６を相互に接触させ、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を形成するステップであって、接合したカーボンナノチューブアレイ８０の形態はカーボンナノチューブフィルム４０を接合したカーボンナノチューブアレイ８０から連続的に引き出すことを保証できるステップ（Ｓ６）と、を含む。
実施形態３は接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法を提供する。本実施形態３の接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法は、代替基板３０及び成長基板２０を提供し、成長基板２０の表面に複数の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、複数の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ステップ（Ｓ１）と、代替基板３０を複数の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と複数の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と複数の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、複数の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と複数の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を形成するステップであって、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面をスライドできるステップ（Ｓ５）と、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面にスライドさせ、複数のカーボンナノチューブアレイ１０の側面１０６を相互に接触させ、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を形成するステップであって、接合したカーボンナノチューブアレイ８０の形態はカーボンナノチューブフィルム４０を接合したカーボンナノチューブアレイ８０から連続的に引き出すことを保証できるステップ（Ｓ６）と、を含む。
本実施形態３の接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法は、実施形態１の接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法と基本的に同じであるが、異なる点は以下の点である。本実施形態３の液相状態の媒体６０は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を溶剤に溶解して形成した濃度が低い溶液である。カーボンナノチューブフィルム４０を接合したカーボンナノチューブアレイ８０から連続的に引き出すことに影響を与えないために、形成した液相状態の媒体６０におけるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の含有量は少ない。即ち、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、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の含有量は少ない。好ましくは、形成した液相状態の媒体６０において、ポリビニルアルコールの質量百分率は０．１％〜２％である。液相状態の媒体６０において、液体の溶剤が水或いは有機溶剤である場合、液体の溶剤を固体に固化する工程において、代替基板３０及びカーボンナノチューブアレイ１０の間に十分な結合力をもたせ、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。カーボンナノチューブアレイ１０が成長基板２０と分離した後、代替基板３０及びカーボンナノチューブアレイ１０の間における固体を除去する際、代替基板３０とカーボンナノチューブアレイ１０とが直接に接触するため、代替基板３０及びカーボンナノチューブアレイ１０の間における結合力は弱くなる可能性がある。従って、溶剤に微量のポリビニルアルコールを溶解することによって、代替基板３０及びカーボンナノチューブアレイ１０の間における結合力を高める。代替基板３０及びカーボンナノチューブアレイ１０の間における結合力が非常に大きくなって、カーボンナノチューブフィルム４０を、接合したカーボンナノチューブアレイ８０から連続的に引き出せないことを防止するために、ポリビニルアルコール溶液の濃度（質量百分率）は２％以下であることが好ましい。
本実施形態におけるステップ（Ｓ７）において、ポリビニルアルコール溶液における溶剤を除去すると、ポリビニルアルコールは、代替基板３０と接合したカーボンナノチューブアレイ８０との間に残る。ポリビニルアルコールの含有量は少ないので、代替基板３０及びカーボンナノチューブアレイ１０の間における結合力を高め、代替基板３０はカーボンナノチューブアレイ１０と分子間力によって結合する。これにより、代替基板３０及びカーボンナノチューブアレイ１０の間における結合力は高まる。代替基板３０及びカーボンナノチューブアレイ１０の間における結合力を高めても、後の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が代替基板３０の表面に脱離でき、カーボンナノチューブフィルム４０を引き出す工程に影響を与えないことが好ましい。
（実施形態４）
図８及び図９を参照すると、実施形態４は、カーボンナノチューブフィルム４０の製造方法を提供する。本実施形態４のカーボンナノチューブフィルム４０の製造方法は、代替基板３０及び成長基板２０を提供し、成長基板２０の表面に複数の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、複数の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ステップ（Ｓ１）と、代替基板３０を複数の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と複数の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と複数の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、複数の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と複数の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を形成するステップであって、複数のカーボンナノチューブアレイ１０が代替基板３０の表面をスライドできるステップ（Ｓ５）と、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面にスライドさせ、複数のカーボンナノチューブアレイ１０の側面を相互に接触させ、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を形成するステップであって、接合したカーボンナノチューブアレイ８０の形態は、カーボンナノチューブフィルム４０を接合したカーボンナノチューブアレイ８０から連続的に引き出すことを保証できるステップ（Ｓ６）と、代替基板３０と接合したカーボンナノチューブアレイ８０との間の液相状態の媒体６０を除去するステップ（Ｓ７）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（Ｓ８）と、を含む。
図８及び図９を参照すると、実施形態４は、カーボンナノチューブフィルム４０の製造方法を提供する。本実施形態４のカーボンナノチューブフィルム４０の製造方法は、代替基板３０及び成長基板２０を提供し、成長基板２０の表面に複数の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、複数の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ステップ（Ｓ１）と、代替基板３０を複数の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と複数の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と複数の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、複数の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と複数の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を形成するステップであって、複数のカーボンナノチューブアレイ１０が代替基板３０の表面をスライドできるステップ（Ｓ５）と、複数のカーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０の表面にスライドさせ、複数のカーボンナノチューブアレイ１０の側面を相互に接触させ、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を形成するステップであって、接合したカーボンナノチューブアレイ８０の形態は、カーボンナノチューブフィルム４０を接合したカーボンナノチューブアレイ８０から連続的に引き出すことを保証できるステップ（Ｓ６）と、代替基板３０と接合したカーボンナノチューブアレイ８０との間の液相状態の媒体６０を除去するステップ（Ｓ７）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（Ｓ８）と、を含む。
本実施形態４のカーボンナノチューブフィルムの製造方法は、基本的に、実施形態１の接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法と基本的に同じステップを含み、更に、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（Ｓ８）を含む。
ステップ（Ｓ８）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フィルム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フィルム４０が代替基板３０に転移した複数のカーボンナノチューブアレイ１０が接触して形成された、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点である。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た、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、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。
ステップ（Ｓ８）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４０を直接に引き出すことに比べ、第一方向（Ｘ）に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の幅は大きい。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の長さは長い。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はそれぞれ独立した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。
ステップ（Ｓ８）は、引き工具５０によって、代替基板３０の表面に設置されて接合したカーボンナノチューブアレイ８０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（Ｓ８１）と、引き工具５０を移動させることによって、第二方向（Ｙ）に沿って、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、端と端とが接続された複数のカーボンナノチューブセグメントを引き出し、連続したカーボンナノチューブフィルム４０を形成するステップ（Ｓ８２）と、を含む。
ステップ（Ｓ８１）において、特定の幅を有する接着テープ或いは接着を有するシートを採用し、接合したカーボンナノチューブアレイ８０と接触させて、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。第一方向（Ｘ）に複数のカーボンナノチューブアレイ１０が接触するので、第一方向（Ｘ）における接合したカーボンナノチューブアレイ８０の幅は大きくなり、幅が大きいカーボンナノチューブセグメントを選択できる。ステップ（Ｓ８２）において、選択したカーボンナノチューブセグメントを引き出す方向は、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度αを成す。角度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（Ｓ８）と異なる。ステップ（Ｓ４）においては、カーボンナノチューブアレイ１０の全体を成長基板２０から脱離させ、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（Ｓ８）においては、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から一度に脱離せず、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の端と端とが接続されて引き出されて、次々に代替基板３０から脱離する。
本発明の接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法及びカーボンナノチューブフィルム４０の製造方法は以下の有利な効果を有する。第一に、液相状態の媒体６０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１０を代替基板３０と固く結合させる。この際、代替基板３０の材料は制限されず、また、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。これにより、カーボンナノチューブアレイ１０を成長させ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から異なる基板に設置して、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が設置される基板をコストが低い材料から形成することができ、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１０を代替基板３０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とを共にユーザーを提供でき、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する。よって、本発明の接合したカーボンナノチューブアレイ８０の製造方法及びカーボンナノチューブフィルム４０の製造方法は、カーボンナノチューブフィルム４０に対しての産業的応用に有利であり、生産コストが低い。第二に、カーボンナノチューブアレイ１０を代替基板３０に移転して、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における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、形成した接合されたカーボンナノチューブアレイ８０は幅が広く、或いは長さが長いカーボンナノチューブフィルム４０を引き出すことできる。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すことで、カーボンナノチューブフィルムが損傷するのを防止することができる。
１０ カーボンナノチューブアレイ
１０２ 第一表面
１０４ 第二表面
１０６ 側面
２０ 成長基板
３０ 代替基板
３０２ 代替基板の表面
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
１０２ 第一表面
１０４ 第二表面
１０６ 側面
２０ 成長基板
３０ 代替基板
３０２ 代替基板の表面
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
Claims (2)
- 代替基板及び成長基板を提供し、前記成長基板の表面に複数のカーボンナノチューブアレイを有する第一ステップであって、前記複数の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る第一ステップと、
前記代替基板を前記複数の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複数の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複数の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し、前記複数の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複数のカーボンナノチューブアレイの前記第二表面との間に、前記液相状態の媒体を形成する第五ステップであって、前記複数のカーボンナノチューブアレイは前記代替基板の表面でスライドできる第五ステップと、
前記複数のカーボンナノチューブアレイを前記代替基板の表面でスライドさせ、前記複数のカーボンナノチューブアレイの側面を相互に接触させ、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する第六ステップと、
を含むことを特徴とする接合したカーボンナノチューブアレイの製造方法。 - 代替基板及び成長基板を提供し、前記成長基板の表面に複数のカーボンナノチューブアレイを有する第一ステップであって、前記複数の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る第一ステップと、
前記代替基板を前記複数の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複数の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複数の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し、前記複数の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複数のカーボンナノチューブアレイの前記第二表面との間に、前記液相状態の媒体を形成する第五ステップであって、前記複数のカーボンナノチューブアレイは前記代替基板の表面にスライドできる第五ステップと、
前記複数のカーボンナノチューブアレイを前記代替基板の表面にスライドさせ、前記複数のカーボンナノチューブアレイの側面を相互に接触させ、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する第六ステップと、
前記代替基板と前記接合したカーボンナノチューブアレイとの間の前記液相状態の媒体を除去する第七ステップと、
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八ステップと、
を含むことを特徴とする接合したカーボンナノチューブフィルムの製造方法。
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