(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
代替基板の表面に転移されたカーボンナノチューブアレイ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アレイが前記代替基板に近接する表面は第二表面であり、第二表面と対向する表面は第一表面であり、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形態である第一ステップと、
前記カーボンナノチューブアレイの前記第一表面をレーザーでエッチングし、前記カーボンナノチューブアレイを二つの部分に区分する第二ステップであって、前記二つの部分は保留領域及び除去領域である第二ステップと、
前記除去領域における前記カーボンナノチューブアレイを引き出すことによって、前記除去領域における前記カーボンナノチューブアレイを除去し、前記保留領域における前記カーボンナノチューブアレイを保留する第三ステップと、を含むことを特徴とするパターン化カーボンナノチューブアレイの製造方法。
【請求項２】
前記第一ステップは
代替基板及び成長基板を提供する第一サブステップであって、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形態である第一サブステップと、
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ポリビニルアルコール溶液を設置する第二サブステップと、
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ポリビニルアルコール溶液における溶剤を固体の溶剤に固化させる第三サブステップと、
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サブステップと、
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溶剤を除去する第五サブステップであって、前記固体の溶剤を除去した後、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形態である第五サブステップと、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み、
前記ポリビニルアルコール溶液におけるポリビニルアルコールの質量百分率は０．１％〜２％であることを特徴とする請求項１に記載のパターン化カーボンナノチューブアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン化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素子に関する。
【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。 
【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。ＣＶＤ方法によって、成長するカーボンナノチューブアレイが、基本的に成長基板と垂直して配列するので、カーボンナノチューブの軸向における優れる特性を有効に利用できる。例えば、カーボンナノチューブアレイが発熱素子及び散熱素子の間に設置されることによって、発熱素子の熱量を迅速に散熱素子に伝導できる。また、カーボンナノチューブアレイを導電素子として、直接に集積電路に応用できる。カーボンナノチューブアレイをパターン化できれば、要望の形状を有する素子を形成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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１０１２３９７１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、前記課題を解決するために、本発明は、パターン化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素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のパターン化カーボンナノチューブアレイの製造方法は、代替基板の表面に転移されたカーボンナノチューブアレイ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アレイが前記代替基板に近接する表面は第二表面であり、第二表面と対向する表面は第一表面であり、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形態である第一ステップと、前記カーボンナノチューブアレイの前記第一表面をレーザーでエッチングし、前記カーボンナノチューブアレイを二つの部分に区分する第二ステップであって、前記二つの部分は保留領域及び除去領域である第二ステップと、前記除去領域における前記カーボンナノチューブアレイを引き出すことによって、前記除去領域における前記カーボンナノチューブアレイを除去し、前記保留領域における前記カーボンナノチューブアレイを保留する第三ステップと、を含む。
【０００７】
第一ステップは、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する形態である第一サブステップと、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ポリビニルアルコール（ＰＶＡ，ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）溶液を設置する第二サブステップと、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ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）溶液における溶剤を固体の溶剤に固化させる第三サブステップと、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サブステップと、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溶剤を除去する第五サブステップであって、前記固体の溶剤を除去した後、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形態である第五サブステップと、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み、前記ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）溶液におけるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の質量百分率は０．１％〜２％である。
【発明の効果】
【０００８】
従来の技術と比べて、パターン化カーボンナノチューブアレイの製造方法は以下の有益効果を有する。カーボンナノチューブアレイをそのカーボンナノチューブアレイを設置しようとしている基板に移転し、ここで、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。そして、カーボンナノチューブを引き出すことによって、一部のカーボンナノチューブを除去し、パターン化カーボンナノチューブアレイを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係るパターン化カーボンナノチューブアレイの製造方法を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るパターン化カーボンナノチューブアレイの製造方法を示す正視図である。
【図３】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フィルムの走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】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構造を示す図である。
【図６】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。
【図７】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８】本発明の実施形態３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９】本発明の実施形態３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。
【図１０】本発明の実施形態４に係るカーボンナノチューブ素子の構造を示す図である。
【００１０】
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。
【００１１】
（実施形態１）
図１及び図２を参照すると、本実施形態はパターン化カーボンナノチューブアレイの製造方法を提供する。本実施形態のパターン化カーボンナノチューブアレイの製造方法は、代替基板３０の表面に転移されたカーボンナノチューブアレイ１０を提供するステップであって、該カーボンナノチューブアレイ１０が代替基板３０に近接する表面は第二表面１０４であり、第二表面１０４と対向する表面は第一表面１０２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形態であるステップ（Ｓ１）と、カーボンナノチューブアレイ１０の第一表面１０２をレーザーでエッチングし、カーボンナノチューブアレイ１０を二つの部分に区分するステップであって、該二つの部分は保留領域１２及び除去領域１４であるステップ（Ｓ２）と、第一方向（Ｘ）に沿って、除去領域１４におけるカーボンナノチューブアレイ１０を引き出すことによって、除去領域１４におけるカーボンナノチューブアレイ１０を除去し、保留領域１２におけるカーボンナノチューブアレイ１０を保留するステップ（Ｓ３）と、を含む。
【００１２】
図３を参照すると、ステップ（Ｓ１）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が成長されてい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形態であるステップ（Ｓ１２）と、を含む。
【００１３】
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フィルムである。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。
【００１４】
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の第三表面２０２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の第三表面２０２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。
【００１５】
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、大きい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（巨視的なカーボンナノチューブフィルム構造体、即ち、カーボンナノチューブフィルム構造体４０）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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。具体的には、カーボンナノチューブ構造体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４及び図５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構造体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。
【００１８】
また、カーボンナノチューブ構造体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構造体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構造体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構造体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構造体４０の自立構造を維持できる。カーボンナノチューブ構造体４０の厚さは０．５ｎｍ〜１００μｍであり、好ましくは、０．５ｎｍ〜１０μｍである。
【００１９】
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構造体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構造体４０を対向する両側から支持して、カーボンナノチューブ構造体４０の構造を変化させずに、カーボンナノチューブ構造体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。
【００２０】
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。
【００２１】
代替基板３０は固体の基板であり、第四表面３０２を有する。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。代替基板３０は硬質基板或いは軟質基板である。その材料は、金属、ガラス、石英、シリコン、二酸化ケイ素、プラスチック、樹脂の何れか一種である。樹脂は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）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。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。
【００２２】
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して、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及び第一表面１０２と対向する第二表面１０４を含む。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が成長基板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。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の表面から離れ、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から離れる。
【００２３】
一つの例において、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と離れる第一表面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。
【００２４】
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構造体４０を連続的に引き出すことができるようにするために、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（ＦＢＣ）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（ＦＣＣ）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（ＦＢＣ）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（ＦＡＣ）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、ＦＡＣ＜ＦＢＣ＜ＦＣＣ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。
【００２５】
ＦＡＣ＜ＦＢＣ＜ＦＣＣ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。本実施形態において、代替基板３０の材料はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）である。
【００２６】
図６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（ＦＢＣ）を高め、ＦＡＣ＜ＦＢＣ＜ＦＣＣを満たすために、性代替基板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の第二表面１０４との間の結合力（ＦＢＣ）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は相互に平行で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は相互に平行で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に均一に分布する。更に、好ましくは、微構造体３０４は、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の表面積を３０％〜１２０％増加させる。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の吸着力を増大させて、（ＦＢＣ）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、ほかの材料でもよく、例えば、シリコン、ガラス、セラミック、二酸化ケイ素、石英、金属、プラスチック、樹脂の何れか一種である。本実施形態において、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。
【００２７】
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が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。
【００２８】
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の材料の選択範囲を広げる。
【００２９】
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、ＦＡＣ＜ＦＢＣ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、ＦＢＣ＞ＦＣＣとなる。これにより、後のカーボンナノチューブ構造体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。
【００３０】
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及びカーボンナノチューブアレイ１０に小さい圧力を印加できる。この圧力の小さ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ができることを保証する。
【００３１】
代替基板３０における複数の微構造体３０４が第四表面３０２に高度差を有させる。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と分離する工程において、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構造体４０を連続的に引き出すことができる。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
図１及び図２を参照すると、ステップ（Ｓ２）において、レーザーエッチング方法によって、カーボンナノチューブアレイ１０の第一表面１０２に少なくとも一つの溝１０６を形成する。レーザー束はカーボンナノチューブアレイ１０の第一表面１０２を照射すると、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がエネルギーを吸収した後、カーボンナノチューブの温度が上昇し、且つカーボンナノチューブが空気中の酸素と酸化されるので、カーボンナノチューブを焼き、一部のカーボンナノチューブを除去し、溝１０６を形成できる。レーザー束の走査ルートをコンピューターによって設定できるので、カーボンナノチューブアレイ１０の第一表面１０２に複雑なエッチングパターンを正確に形成できる。レーザー束の仕事率は２Ｗ〜５０Ｗであることができる。レーザー束の走査速度は０．１ｍｍ／秒〜１００００ｍｍ／秒であることができる。レーザー束の幅は１μｍ〜４００μｍであることができる。本実施形態において、ＹＡＧレーザーによってレーザー束を発射し、波長は１．０６μｍであり、仕事率は３．６Ｗであり、レーザー束の走査速度は１００ｍｍ／秒である。
【００３５】
溝１０６の深さはカーボンナノチューブアレイ１０の高さより小さい。好ましくは、溝１０６の深さは０．５μｍ〜１０μｍである。溝１０６の最小の幅は１μｍである。溝１０６の深さ及び幅は、保留領域１２及び除去領域１４におけるカーボンナノチューブを有効に分離し、カーボンナノチューブ同士の間における分子間力を低下し、後で除去領域１４におけるカーボンナノチューブを引き出す際、保留領域１２におけるカーボンナノチューブを引き出さないことを保証する。
【００３６】
溝１０６の長さは制限されず、長くてもよい。溝１０６はカーボンナノチューブアレイ１０の第一表面１０２に線状のパターンを形成でき、保留領域１２及び除去領域１４に区分する。好ましくは、保留領域１２及び除去領域１４を溝１０６によって、完全に区分できる。即ち、保留領域１２及び除去領域１４はそれぞれの単独の領域であり、隣接する保留領域１２及び除去領域１４の間に溝１０６を有する。他の例（図示せず）では、溝１０６がカーボンナノチューブアレイ１０の成長方向を貫通してもよく、隣接する保留領域１２及び除去領域１４は互いに接触しない。また、除去領域１４におけるカーボンナノチューブアレイ１０を引き出す角度によって、カーボンナノチューブ構造体４０を引き出す工程を調整することができ、且つカーボンナノチューブ構造体を引き出す工程を終止させる。これにより、保留領域１２及び除去領域１４はそれぞれの単独の領域でなくてもよい。
【００３７】
ステップ（Ｓ３）において、代替基板３０に転移したカーボンナノチューブアレイ１０からカーボンナノチューブ構造体４０を引き出すことができるので、除去領域１４におけるカーボンナノチューブアレイ１０を引き出すことによって、除去領域１４におけるカーボンナノチューブを除去できる。溝１０６が保留領域１２及び除去領域１４におけるカーボンナノチューブ同士の間の分子間力を減少させるので、除去領域１４の辺縁におけるカーボンナノチューブアレイ１０を引き出す際、引き出したカーボンナノチューブ構造体４０は弱い分子間力で、カーボンナノチューブアレイ１０と分離する。従って、除去領域１４におけるカーボンナノチューブアレイ１０を引き出す工程は保留領域１２におけるカーボンナノチューブアレイ１０に影響を与えない。これにより、代替基板３０の表面に保留領域１２のみが存在し、パターン化のカーボンナノチューブアレイ１０を獲得する。
【００３８】
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。代替基板３０に移転し、且つレーザーエッチングによって形成する除去領域１４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。これは、成長基板２０に直接に成長した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を引き出すこととは異なる。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。
【００３９】
ステップ（Ｓ３）は引き道具５０で、代替基板３０の表面における除去領域１４に設置された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（Ｓ３１）と、引き道具５０を移動させることによって、第二方向に沿って、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。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、除去領域１４における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、幅が狭い道具（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。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工程に、除去領域１４におけるカーボンナノチューブアレイ１０を全部に引き出す。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、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。
【００４０】
ステップ（Ｓ１２）はステップ（Ｓ３）と異なる。ステップ（Ｓ１２）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、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。
【００４１】
本実施形態において、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形態である。カーボンナノチューブアレイ１０の第一表面１０２に溝１０６を形成し、除去領域１４を保留領域１２と区分し、除去領域１４におけるカーボンナノチューブを引き出すことによって、除去領域１４におけるカーボンナノチューブを除去し、パターン化カーボンナノチューブアレイを形成する。これにより、本実施形態のパターン化カーボンナノチューブアレイの製造方法は、レーザーエッチングによって、除去領域１４を直接に除去する際、除去領域１４の面積が大きいので完全に除去できず、効率が低いという欠点を防止し、且つ操作が簡単であり、エネルギーを節約することができる。
【００４２】
（実施形態２）
図７を参照すると、本実施形態はパターン化カーボンナノチューブアレイの製造方法を提供する。本実施形態のパターン化カーボンナノチューブアレイの製造方法は実施形態１のパターン化カーボンナノチューブアレイと基本的に同じであるが、以下の点が異なる。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り過ぎないので、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が代替基板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の高さの以下である。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を圧縮することができるが、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を連続的に引き出すことができないほどに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。
【００４３】
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０．９ｈ２〜１ｈ２である。
【００４４】
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における元々垂直であ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が成長基板２０と分離させる工程に、カーボンナノチューブアレイ１０自身の弾性により、始めの高さを回復でき、且つカーボンナノチューブ構造体４０を引き出す状態を維持できる。
【００４５】
スペーサ装置２２が成長基板２０に設置することができ、或いは、スペーサ装置２２が代替基板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に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、ボール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。他の一つの例において、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。更に他の一つの例において、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。
【００４６】
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を有するかどうかということとは独立している。即ち、実施例形態において、スペーサ装置２２が微構造体３０４と任意に組み合わせることができる。
【００４７】
（実施形態３）
本実施形態はパターン化カーボンナノチューブアレイの製造方法を提供する。本実施形態のパターン化カーボンナノチューブアレイの製造方法は実施形態１のパターン化カーボンナノチューブアレイ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を設置し、該液相状態の媒体６０はポリビニルアルコール（ＰＶＡ）溶液であるステップ（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形態であるステップ（Ｓ３２４）と、を含む。
【００４８】
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はポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を溶剤に溶解して形成する濃度が低い溶液である。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において、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、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（ＰＶＡ）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有させ、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。しかし、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、溶液の蒸発の原因で、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は弱くなり、後のカーボンナノチューブ構造体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の表面に脱離する可能性があり、カーボンナノチューブ構造体４０を引き出す工程に影響を与える。溶剤に微量のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）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ことができる。且つ代替基板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いので、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さないことを防止するために、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）溶液の濃度（質量百分率）が２％以下であることは好ましい。
【００４９】
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。
【００５０】
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。この圧力の小ささは、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に圧力を印加する際、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／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が成長基板２０と垂直である状態を基本的に保持する。
【００５１】
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（Ｓ３２１２）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。
【００５２】
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（Ｓ３２１２）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。
【００５３】
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、温度溶剤の凝固点以下（例えば、０℃以下である）に低下させ、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）溶液における溶剤を固体の溶剤にさせる。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。
【００５４】
図８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。例えば、該低温箱７０は冷蔵庫の冷凍室である。
【００５５】
図９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に特定の時間にわたって置いた後、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。
【００５６】
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。
【００５７】
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’における固体の溶液を液体の溶液に溶解させ、且つ液体の溶液を乾燥させ、或いは液体の溶液を直接に昇華させ、液体の溶液を除去する。固体の媒体６０’を除去する工程は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）溶液における溶剤のみを除去し、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）をカーボンナノチューブアレイ１０及び代替基板３０の間に残すものである。ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の含有量が少ないので、カーボンナノチューブアレイ１０及び代替基板３０は主に分子間力によって結合し、同時にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）は一部の結合力を提供する。これにより、カーボンナノチューブアレイ１０が代替基板３０との結合性は優れ、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に影響を与えない。
【００５８】
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（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。
【００５９】
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際、カーボンナノチューブアレイ１０が代替基板３０との結合力が少ない必要である。これにより、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端と端で接続して引き出すことができ、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、硬質基板或いは軟質基板でもよい。その材料は、金属、ガラス、石英、シリコン、二酸化ケイ素、プラスチック、樹脂の何れか一種である。樹脂は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）である。
【００６０】
本実施形態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。
【００６１】
（実施形態４）
本実施形態は実施形態１のパターン化カーボンナノチューブアレイを利用するカーボンナノチューブ素子８０を提供する。該カーボンナノチューブ素子８０は本体８４及び本体８４に設置されるパターン化カーボンナノチューブアレイ８２を含む。パターン化カーボンナノチューブアレイ８２は、カーボンナノチューブ構造体４０をパターン化カーボンナノチューブアレイ８２から連続的に引き出すことができるものである。パターン化カーボンナノチューブアレイ８２が設置される本体８４を前記基板３０として、まず、カーボンナノチューブアレイ１０を本体８４に転移し、次いて、前記ステップによって、パターン化カーボンナノチューブアレイ８２を形成する。本体８４の材料は制限されず、絶縁性な有機高分子ポリマーが使用できる。本体８４は特定の領域のカーボンナノチューブの導電性、伝熱性或いは力学性能を利用する装置である。例えば、本体８４は印刷回路板、集積回路板、処理装置、散熱素子の何れか一種である。
【符号の説明】
【００６２】
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    溝
１２    保留領域
１４    除去領域
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
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
８０    レーザー装置
８２    パターン化カーボンナノチューブアレイ
８４    本体
【図１】
0005878212.tif 000002
【図２】
0005878212.tif 000003
【図３】
0005878212.tif 000004
【図５】
0005878212.tif 000005
【図６】
0005878212.tif 000006
【図７】
0005878212.tif 000007
【図８】
0005878212.tif 000008
【図９】
0005878212.tif 000009
【図１０】
0005878212.tif 000010
【図４】
0005878212.tif 000011