201125808 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及一種奈米碳管膜的製備方法。 [0002] 〇 【先前技ί标】 奈米碳管（Carbon Nanotube，CNT)係一種由石墨烯片 卷成的中空管狀物，其具有優異的力學、熱學及電學性 質，因此具有廣闊的應用領域。由於單根奈米碳管的尺 寸爲奈米級，難於進行加工，爲便於實際應用，人們嘗 試將多個奈米碳管作爲原材料，製成具有較大尺寸的宏 •觀結構。該宏觀結構由多個奈米碳管組成，可以係膜狀 、線狀或其它形狀。現有技術中一般將由多個奈米碳管 組成的宏觀膜狀結構稱爲奈米礙管膜（Carbon Nan-otube Film)。 [0003] ❹ 1 馮辰等人在中國發明專利申請公佈說明書第 CN1 01239712A號中揭露了一種從奈米碳管陣列中直接拉 取獲得的奈米碳管膜，這種奈米碳管膜具有宏觀尺度且 能够自支撑，其包括多個在凡德瓦爾力作用下首尾相連 的奈米碳管。由於該奈米碳管膜中奈米碳管基本沿同一 方向排列，因此該奈米碳管膜能够較好的發揮奈米碳管 軸向具有的導電及導熱等各種優異性質，具有極爲廣泛 的應用前景。另外，該奈米碳管膜較爲透明，可作爲透 明導電膜應用。 [0004] 然而，該奈米碳管膜均從一奈米碳管陣列中拉出，膜的 面積受到該奈米碳管陣列尺寸的限制。現有技術中的奈 米碳管陣列一般採用化學氣相沈積法生長獲得，具體爲 099102180 表單編號A0101 第3頁/共33頁 0992004199-0 201125808 將一平整的圓形矽片作爲基底，一表面形成一催化劑薄 膜，放置於反應爐中加熱，並通入碳源氣及保護氣體， 该碳源氣在矽片表面的催化劑作用下分解，並在矽片表 面生長出奈米碳管。目前用於生長奈米碳管陣列的反應 爐爲直控ίο英寸的管式反應爐。由於在上述生長過程中 ，官式反應爐内的氣壓小於爐外的大氣壓力，管式反應 爐的爐壁將承受向内的壓力，使該管式反應爐的内徑難 以做到很大。一般地，當管式反應爐的直徑爲1〇英寸， 長度爲2米，内部氣壓爲1〇托（T〇rr)時，内外壁壓力差 爲5萬牛頓。而當管式反應爐的直徑增加到4〇英寸時，内 外壁壓力差可達到2〇萬牛頓。並且，.當直徑增加時，由 於管式反應爐的爐壁曲率下降，其支撐仙也會减弱， 使管式反應爐的穩定性變差甚至破裂，影響安全性。因 此，當採用圓形石夕片作爲基底在1〇英寸管式反應爐内生 長奈米碳管陣列時’該圓形梦片的最大直徑約爲8英寸， 使從該圓形判生長的奈米碳管陣射錄的奈米碳管 膜的面積受到限制，無法滿足實際應，的需要。 【發明内容】 [0005] [0006] =:=r得具有較大寬度的奈米碳管 其包括以下步驟：提供一 拉伸工具從所述奈米碳管 以及向遠離該曲面狀奈米 具拉取該選定的奈米碳管 被連續拉出，從而形成一 一種奈米碳管臈的製備方法， 曲面狀奈米碳管陣列；採用一 陣列中選定一奈米碳管片段； 碳管陣列的方向移動該拉伸工 片段，使奈米碳管首尾相連地 099102180 表單編號A0101 第4頁/共33頁 0992004199-0 201125808 連續的奈米碳管膜。 [0007] 相較於現有技術，由於該奈米碳管陣列爲曲面狀，因此 ，在相同的現有反應爐中製備的該奈米碳管陣列比平面 奈米碳管陣列具有更大的尺寸，使從中拉取獲得的奈米 碳管膜也具有更大的尺寸。 【實施方式】 [0008] 以下將結合附圖詳細說明本發明實施例奈米碳管膜的製 備方法。 Ο [0009] 該奈米碳管膜包括多個奈米碳管，其中至少部分奈米碳 管相互間通過凡德瓦爾力首尾相連，從而使該奈米碳管 膜實現自支撑。本發明實施例所述奈米碳管膜的製備方 法包括以下步驟： [0010] 步驟一：提供一曲面狀奈米碳管陣列； [0011] 步驟二：採用一拉伸工具從所述曲面狀奈米碳管陣列中 選定一奈米碳管片段；以及 [0012] 步驟三：向遠離該曲面狀奈米碳管陣列的方向移動該拉 伸工具拉取該選定的奈米碳管片段，使奈米碳管首尾相 連地被連續拉出，從而形成一連續的奈米碳管膜。 [0013] 下面分別對各步驟展開說明。 [0014] 首先對步驟一進一步說明。所述曲面狀奈米碳管陣列係 通過化學氣相沈積法形成於一生長基底的曲面，優選爲 超順排奈米碳管陣列。本實施例中，該超順排奈米碳管 陣列的製備方法具體包括： 0992004199-0 099102180 表單編號A0101 第5頁/共33頁 201125808 [0015] (a)提供一生長基底，該生長基底包括一曲面； [0016] ( b )在該生長基底的曲面上均勻形成一催化劑層；以及 [0017] (c)採用化學氣相沈積法在生長基底的曲面上生長奈米 碳管陣列。 [0018] 該生長基底可選用石英基底、耐高溫玻璃基底、P型或N 型矽基底、熔點高的金屬基底，或選用形成有氧化層的 矽基底。上述基底在生長奈米碳管陣列120的過程中能够 耐受所述退火及反應溫度，不致變形或熔化。所述曲面 可爲柱面，該柱面表示爲具有一定長度的動直線段沿一 曲線執迹平行移動形成的面。該動直線段被稱爲柱面的 直母線，定曲線被稱爲柱面的准線。當准線係圓時所得 柱面稱爲圓柱面，當准線係螺旋線時所得柱面爲螺旋柱 面。請參閱圖1，該生長基底140的曲面142可以爲該直線 段平行地沿一波浪線移動形成的面，所述奈米碳管陣列 120生長於該曲面142，從而也具有一曲面形狀。該請參 閱圖2，該生長基底140a還可以爲螺旋狀生長基底140a ，該生長基底140a的曲面142a可以表示爲具一定寬度的 直線段平行地沿一平面螺旋線軌迹移動形成的面，該直 線段垂直於平面螺旋線所在的平面。曲面142a可以係螺 旋狀生長基底140a的内表面或外表面。該螺旋狀生長基 底140a具有一在平面螺旋線朝外的一端的開口 144a，以 及由該螺旋狀生長基底140a定義的間隙146a，該間隙 146a爲螺旋狀間隙，該間隙146a從該開口 144a延伸至該 螺旋狀生長基底140a中心。可以理解，該生長基底的曲 面不限於上述波浪狀或螺旋狀，只要爲一具有一定寬度 099102180 表單編號A0101 第6頁/共33頁 0992004199-0 201125808 ^ [0019] ❹ 的直線段平行地沿一曲線軌迹移動形成即可。例如，該 生長基底還可以爲彈簧狀生長基底，所述曲面可以表示 爲具一定寬度的直線段沿一空間螺旋線軌迹移動形成的 面。或者，該生長基底可以爲一筒狀生長基底或柱狀生 長基底，如石英管或石英圓柱，該奈米碳管陣列爲筒狀 陣列。請參閱圖6及圖7，該生長基底140c的曲面142c可 以爲該直線段沿圓形軌迹形成的面，該曲面可以爲生長 基底140c的内表面或外表面。 所述步驟（C)可具體爲將上述形成有催化劑層的生長基 底在300°C~900°C (如700°C)的空氣中退火約30分鐘 〜90分鐘；以及將生長基底置於反應爐中，在保護氣體環 境下加熱到500°C〜900°C (如740°C)，然後通入碳源氣 體反應約5分鐘〜30分鐘，生長得到超順排的奈米碳管陣 列。 [0020] 〇 該催化劑層材料可選用鐵（Fe) '鈷（Co)、鎳（Ni) 或其任意組合的合金之一，優選爲約5奈米厚的鐵催化劑 層。當所述反應爐爲管式反應爐時，該螺旋狀生長基底 140a的韩向可平行於管式反應爐的軸向設置於該管式反 應爐内。進一步地，可通過一支架固定該生長基底的兩 端，使該生長基底懸於該反應爐内。該碳源氣可選用乙 炔、乙烯、乙烷等，優選爲乙炔等化學性質較活潑的碳 氫化合物，保護氣體可選用氮氣、氨氣或惰性氣體。 [0021] 該奈米碳管陣列主要由若干奈米碳管構成，其中大多數 奈米碳管整體上彼此平行且垂直於該生長基底表面。該 奈米碳管陣列的頂面與該生長基底表面平行。通過上述 099102180 表單編號A0101 第7頁/共33頁 0992004199-0 201125808 控制生長條件，該奈米碳管陣列中基本不含有雜質，如 無定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。該奈米碳管陣列 中的奈米碳管彼此通過凡德瓦爾力緊密接觸形成陣列。 該奈米碳管陣列的生長面積可以與上述生長基底曲面的 面積基本相同。該奈米碳管陣列中的奈米碳管可以至少 包括單壁奈米碳管、雙壁奈米碳管及多壁奈米碳管中的 一種。該奈米碳管陣列中奈米碳管的高度爲2微米〜10毫 米，優選爲100微米〜900微米。該奈米碳管的直徑爲 1 ~ 5 0奈米。 [0022] 接下來對步驟二進一步說明。請參閱圖4，在上述步驟二 中，該奈米碳管片段143由該奈米碳管陣列中的一個或相 鄰的多個相互平行的一束奈米碳管145組成。該拉伸工具 用於選定並拉取該奈米碳管片段143。該拉伸工具優選爲 具有一定寬度的膠帶或表面具有黏膠的基條。該選定所 述奈米碳管片段143的過程可以採用膠帶或基條的黏膠接 觸該奈米碳管陣列。優選地，該選定的奈米碳管片段143 位於生長基底的曲面中所述直線段所在的邊緣。更爲優 選地，該選定的奈米碳管片段143的寬度與所述直線段的 寬度相等，從而從該奈米碳管陣列中拉取具有該直線段 寬度的奈米碳管膜。 [0023] 接著對步驟三進一步說明。該拉伸工具逐漸遠離該奈米 碳管陣列移動，從而以一定速度拉取該選定的奈米碳管 片段143。當該被選定奈米碳管片段143在拉力作用下沿 拉取方向逐漸脫離生長基底的同時，由於凡德瓦爾力作 用，與該選定的奈米碳管片段143相鄰的其它奈米碳管片 099102180 表單編號A0101 第8頁/共33頁 0992004199-0 201125808 Ο 段首尾相連地相繼地被拉出，從而形成一連續、均勻的 奈米碳管膜。該奈米碳管膜沾寬度與該選定的奈米碳管 片段143的寬度基本相等。優選地，所述拉伸工具沿垂直 於該直線的方向遠離所述奈米碳管陣列移動。拉出的奈 米碳管膜一端與所述拉伸工具連接，另一端與所述曲面 狀奈米碳管陣列連接，在奈米碳管膜與曲面狀奈米碳管 陣列連接處，所述奈米碳管膜與所述基底的切面的夾角 小於90度，優選爲小於30度。在不斷的拉取奈米碳管膜 的過程中，維持該夾角小於30度，即基本所有奈米碳管 均沿與基底的切面小於30度被拉出。當奈米碳管陣列中 的奈米碳管相繼地從奈米碳管陣列中被拉出時，形成的 奈米碳管膜與該奈米碳管陣列之間具有一界線，該界線 隨著奈米碳管陣列不斷消耗而不斷移動。優選地，該界 線始終爲一直線’直至所述奈米碳管陣列中全部奈米碳 管被拉出。 [0024] 請參閱圖5，所述奈米碳管膜係由若干奈米碳管組成的自 Ο 支撑結構。所述若千奈米碳管爲沿該奈米碳管膜的長度 方向擇優取向排列。所述擇優取向係指在奈米碳管膜中 大多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且 ’所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於奈米 碳管膜的表面。進一步地，所述奈米碳管膜中多數奈米 碳管係通過凡德瓦爾力首尾相連。具體地，所述奈米碳 管膜中基本朝同一方向延伸的大多數奈米碳管中每一奈 米碳管與在延伸方向上相鄰的奈米碳管通過凡德瓦爾力 首尾相連。當然，所述奈米碳管膜中存在少數偏離兮 099102180 表單編號Α0〗0】 第9頁/共33頁 〇992〇〇4199.〇 201125808 伸方向的奈米$炭管，這些奈米碳管不會對奈米碳管膜中 大多數奈米碳管的整體取向排列構成明顯影響。所述自 支撑爲奈米碳管膜不需要大面積的載體支撑，而只要相 對兩邊提供支撑力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態 ，即將該奈米碳管膜置於（或固定於）間隔一定距離設 置的兩個支撑體上時，位於兩個支撑體之間的奈米碳管 膜能够懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撑主要通過奈 米碳管膜中存在連續的通過凡德瓦爾力首尾相連延伸排 列的奈米碳管而實現。具體地，所述奈米碳管膜中基本 朝同一方向延伸的多數奈米碳管，並非絕對的直線狀， 可以適當的彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列， 可以適當的偏離延伸方向。因此，不能排除奈米碳管膜 的基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳 管之間可能存在部分接觸。 [0025] 在宏觀上，由於該奈米碳管膜中大多數奈米碳管沿奈米 碳管膜長度方向延伸，該奈米碳管膜長度方向具有比寬 度方向明顯優異的導電及導熱性能，另外，由於多數奈 米碳管彼此通過凡德瓦爾力首尾相連，在宏觀上該奈米 碳管膜爲一自支撑結構。 [0026] 具體地，每一奈米碳管膜包括多個連續且定向排列的奈 米碳管片段143。該多個奈米碳管片段143通過凡德瓦爾 力首尾相連。每一奈米碳管片段143由多個相互平行的奈 米碳管145組成，該多個相互平行的奈米碳管145通過凡 德瓦爾力緊密結合。該奈米碳管片段143具有任意的長度 、厚度、均勻性及形狀。 099102180 表單編號Α0101 第10頁/共33頁 0992004199-0 201125808 [0027] [0028] ◎ [0029] [0030] [0031]
[0032] 所述奈米碳管膜的厚度爲0.5奈米〜100微米，長度與奈米 碳管陣列的面積有關。該奈米碳管膜的比表面積可大於 100平方米每克。該奈米碳管膜具有較好的透光性，可見 光透過率可以達到75%以上。 進一步地，本實施例還提供一拉取所述奈米碳管膜100並 在拉取的同時將該奈米碳管膜100覆蓋於一基底的方法。 該方法適用於從形狀特殊的生長基底表面連續地拉取奈 米碳管膜100。該方法可以包括： 提供一捲繞於一第一卷軸的層狀基底，該層狀基底具有 一第一表面及一第二表面，該第一表面對奈米碳管的黏 結力遠大於該第二表面對奈米碳管的黏結力，該第一卷 軸的軸向與所述直線段平行； 以該層狀基底端部的第一表面接觸部分所述奈米碳管陣 列，以選定所述奈米碳管片段；以及 轉動所述第一卷軸，使層狀基底逐漸脫離第一卷軸，並 向遠離該奈米碳管陣列的方向拉取該選定的奈米碳管片 段，從而首尾相連地沿同一方向拉出多個奈米碳管片段 ，進而形成所述連續的奈米碳管膜並覆蓋於該層狀基底 的第一表面。 進一步地，可提供一第二卷軸，在拉取所述奈米碳管膜 並覆蓋在層狀基底的同時，將覆蓋有奈米碳管膜的層狀 基底捲繞在該第二卷軸上。 進一步地，隨著所述奈米碳管不斷從奈米碳管陣列中拉 出，奈米碳管陣列不斷被消耗，該奈米碳管膜與奈米碳 099102180 表單編號A0101 第11頁/共33頁 0992004199-0 [0033] 201125808 管陣列的界線也在不斷移動，因此，所述第一卷軸與第 二卷軸可共同相對於該生長基底的曲面平行移動，以保 持該第一卷軸與所述界線的相對位置不變。優選地，該 第一卷軸的直徑小於所述生長基底的曲面具有的最小曲 率半徑。 [0034] 如圖2及圖3所示，當從所述螺旋狀生長基底140a的曲面 142a上生長的奈米碳管陣列120a拉取奈米碳管膜100時 ，該方法具體爲： [0035] 步驟1 :提供一捲繞於一第一卷軸160的層狀基底170以及 一第二卷軸162，該層狀基底170具有一第一表面172及 一第二表面174，該第一表面172對奈米碳管的黏結力遠 大於該第二表面174對奈米碳管的黏結力，該第一卷轴 160與第二卷軸162的軸向與所述直線段平行； [0036] 步驟2 :以所述層狀的層狀基底170端部的第一表面172接 觸所述奈米碳管陣列120a，以選定所述奈米碳管片段143 > [0037] 步驟3 :轉動所述第一卷軸160，使層狀的層狀基底170逐 漸脫離第一卷軸160，以一定速度向遠離該奈米碳管陣列 120a的方向拉取該選定的奈米碳管片段143，從而首尾相 連地沿同一方向拉出多個奈米碳管片段143，進而形成所 述連續的奈米碳管膜100並覆蓋於該層狀的層狀基底170 的第一表面172後使該層狀基底170捲繞至該第二卷軸 162 ;以及 [0038] 步驟4 :在將層狀基底170捲繞至第二卷軸162的同時，使 099102180 表單編號A0101 第12頁/共33頁 0992004199-0 201125808 該第一卷軸160相對於該螺旋狀生長基底140a的曲面平行 移動，從而從所述螺旋狀生長基底140a的開口 144a進入 該間隙146a。 [0039] ❹
下面就上述步驟1至4作進一步說明。該層狀基底170可爲 一表面具有塗層的柔性聚合物膜、金屬箔或紙。該柔性 聚合物膜的材料可以爲塑膠或樹脂，本實施例爲聚對苯 二甲酸乙二酯（PET)。該塗層可以由矽、石蠟或特氟隆 等不乾膠底紙表面的常用塗層材料形成。該層狀基底170 具有塗層的表面爲第二表面174。由於所述奈米碳管膜 100具有極大的比表面積，因此具有較強的黏性，與所述 塑膠、樹脂、金屬箔或紙等材料直接接觸時可直接黏附 結合，而該奈米碳管膜100對矽、石蠟或特氟隆等材料的 黏結力則較弱。因此，當該奈米碳管膜100—表面與所述 層狀基底170的第一表面172接觸，另一表面與第二表面 174接觸時，該奈米碳管膜100可與該第二表面174容易 地分離。另外，該層狀基底170的另一表面可具有膠黏層 ，該具有膠黏層的表面爲第一表面172。從而使該奈米碳 管膜100更爲牢固地與該第一表面172結合。該膠黏層可 以爲一壓敏膠黏層、一熱炼膠層或一感光膠層。該層狀 基底170捲繞於所述第一卷軸160上，並與該第二卷軸 162相互平行設置，且平行於所述直線段。 [0040] 在步驟2中，所述層狀基底170位於端部的部分第一表面 172黏附所述奈米碳管陣列120a中的奈米碳管，從而作爲 所述拉伸工具選定所述奈米碳管片段143。優選地，該選 定的奈米碳管片段143與所述第一卷軸160的軸線基本平 099102180 表單編號A0101 第13頁/共33頁 0992004199-0 201125808 行，從而與所述直線段基本平行。本實施例中，該層狀 基底170爲捲繞於第一卷軸160的帶狀基底，該帶狀層狀 基底170的第一表面172平行於第一卷轴160的邊緣接觸 所述奈米碳管陣列120a，並選定所述奈米碳管片段143。 [0041] 在步驟3中，當該層狀基底170被捲繞於第二卷轴162時， 由於該層狀基底170的端部選定了所述奈米碳管片段143 ，該被選定的奈米碳管片段143沿遠離該奈米峻管陣列 120a的方向被拉出’從而形成所述奈米碳管膜1〇〇。優選 地，通過調整該第一卷軸160與所述的相對位置，使所述 奈米碳管片段143始終傾斜的被拉出。具體地，所述奈米 碳管膜100—端與所述層狀基底17〇連接，另—端與所述 曲面狀奈米碳管陣列120a連接，在奈米碳管膜1〇〇與曲面 狀奈米碳管陣列120a連接處，所述奈米碳管膜1〇〇與所述 生長基底140a的切面夾角小於90度，優選小於3〇度。該 拉出的奈米碳管膜1〇〇—端維持與所述奈米碳管陣列12〇3 相連’通過將該層狀基底170捲繞至該第二卷轴162，該 奈米碳管膜100相繼覆蓋至所述層狀基底17〇的第一表面 172，並對奈米碳管陣列120a中的奈米碳管産生拉力使 更多的奈米碳管片段143被首尾相連地相繼從奈米碳管陣 列ma中拉出’ «蓋於所述第—表面172，與該層狀基 底170—同被捲繞於所述第二卷軸162上。在捲繞於第二 卷軸162時，可如圖3所示，使未覆蓋奈米碳管膜⑽的第 二表面174更爲靠近第二卷轴162軸心，也可相反地使第 一表面172更爲靠近第二卷軸162的轴心。 [0042] 隨著奈米碳管片段M3不斷地從所述奈来碳管陣列12〇a$ 099102180 表單編號A0101 第14頁/共33頁 0992004199-0 201125808 相繼地被拉出，該奈米碳管陣列120a的面積不斷减小， 該奈米碳管陣列1 20a與該奈米碳管膜1 00之間的界線 122a不斷移動。因此，在步驟4中，在使層狀基底170捲 繞於第二卷軸162的同時，該第一卷軸160應相對於所述 生長基底140a的曲面不斷平行移動，從而從所述螺旋狀 生長基底140a的開口 144a進入該間隙146a。該第二卷軸 162可隨同第一卷軸160相對於生長基底140a的曲面不斷 平行移動。可以理解，該間隙146的寬度應能足以容納該 捲繞於第一卷軸160的層狀基底170以及該第二卷軸162 。通過移動該層狀基底170，從而維持拉取方向與生長基 底140a的角度不變，並使所述第一卷轴160與所述界線 122a等速移動，進而將整個奈米碳管陣列120a拉取完畢 〇 [0043] 由於該層狀基底170的第二表面174與所述奈米碳管膜 100易於分離，因此，該捲繞於第二卷軸162上的層狀基 底170可被展平，形成一奈米碳管膜100與層狀基底170 層叠的雙層結構。 [0044] 所述將第一卷軸160及第二卷軸162相對於曲面生長基底 移動的方法可應用生長於其它各種曲面生長基底的奈米 碳管陣列中。 [0045] 請參閱圖6，當從一筒狀生長基底140b的内表面142b上 生長的奈米碳管陣列120b拉取奈米碳管膜100時，所述拉 取奈米碳管膜100的方法可以包括： [0046] 步驟1 :提供一捲繞於一第一卷軸160的層狀基底170以及 099102180 表單編號A0101 第15頁/共33頁 0992004199-0 201125808 一第二卷軸162 ’該層狀基底170具有一第一表面172及 一第二表面174，該第一表面172對奈米碳管的黏結力遠 大於該第二表面174對奈米碳管的黏結力，該第一卷軸 160與第二卷輛162的轴向與所述直線段平行，且一並設 置於該筒狀生長基底140b内部； [0047] 步驟2 以所述層狀基底17〇端部的第一表面172接觸所述 奈米碳管陣列1 2〇b，以選定所述奈米碳管片段143 ; [0048] 步驟3 :通過將該層狀基底170捲繞至該第二卷軸162，以 一定速度向遠離該奈米碳管陣列120b的方向拉取該選定 的奈米碳管片段143，從而首尾相連地沿同一方向拉出多 個奈米碳管片段143，進而形成所述連續的奈米碳管膜 100並覆蓋於該層狀基底170的第一表面172 ;以及 [0049] 步驟4 :在將層狀基底170捲繞至第二卷轴1 62的同時，使 該第一卷轴160相對於該筒狀生長基底140b的曲面爭行移 動，雉持該第一卷軸丨6〇與筒狀生長基底J40b的距離基本 不變，並沿所述奈米碳管陣列120b消耗的方向運動。 [0050] 可以理解’所述筒狀生長基底不限於圓形筒’該筒狀生 長基底的截面也可係橢圓或者具有圓角的其他多邊形等 。請參閱圖7，該筒狀生長基底140c還可以爲具有〆平行 於筒狀生長基底140c轴向的開口的未封閉筒狀生長基底 140c，該筒狀生長基底丨^以的截面爲未封閉的圓形。所 述奈米碳管陣列也不限於生長在所述筒狀生長基底的内 表面，當生長於筒狀生長基底的外表面時，也可依照上 述方法邊拉取所述奈米碳管膜1〇〇，邊將所述奈米碳管膜 099102180 表單編號A0101 第16頁/共33頁 0992004199-0 201125808 100覆蓋於層狀基底170表面。 [0051] 在從上述各種生長基底的曲面上的奈米碳管陣列上拉取 奈米碳管膜時，通過移動所述第一卷軸160使所述奈米碳 官片段143始終傾斜的被杈出。具體地，在拉伸過程中， 所述奈米碳管膜100—端與所述層狀基底17〇連接，另一 端與所述曲面狀奈米碳管陣列丨2〇b連接，在奈米碳管膜 100與曲面狀奈米碳管陣列12〇13連接處，所述奈米碳管膜 100與所述生長基底140 b的切面成一小於9〇度的夾角， 優選小於30度。 [0052] 可以理解，所述邊拉取形成奈米碳管膜1〇〇的同時邊將奈 米碳管膜100覆蓋於層狀基底170表面的方法可應用於其 它形狀的曲面生長基底，如波浪狀生長基底12〇 '彈簧狀 生長基底或柱狀生長基底等。 [0053] 另外，本發明實施例還提供另一種從曲面狀奈米碳管陣 列拉取奈米碳管膜的方法，該方法同樣適用於具有複雜 曲面的奈米碳管陣歹彳λ如生長於所述螺旋狀生長基底 14Da表面的奈来破管陣列120a1。請*參閱圖8，該方法包 括以下步驟： [0054] 提供多個第三卷轴182以及一層狀基底i7〇a ; [0〇55]將該多個第三卷轴182平行於所述螺旋狀生長基底i4〇a的 曲面142a設置； [0056] 099102180 將該層狀基底17 0 a依次通過該多個第三卷轴18 2表面沿一 U形路徑運動’該U形路徑由一去路徑、一頂點及一回路 徑組成，該層狀基底17 0 a在去路徑部分沿進入所述間隙 表單編號A0101 第17頁/共33頁 nqQ9 201125808 146a的方向運動，並繞過 所述開口 u4a向外的方向二回路徑部分向從 [0057] [0058] 採用一拉伸工具從所述生長於螺旋狀生長基底_的曲 面购的奈来碳管陣列咖拉取—奈米碳管膜⑽，並 將該奈米碳管㈣議設於所述層狀基底ma表面 移動所述多㈣三卷軸182，使所述層狀基底i7_所^ 跡路徑運動的同時，沿所述奈米碳管陣列12^消耗的方 向從所述開口 144a進入所述間隙146a，從而使更多 碳管組_所述奈米碳料細並鋪設 層狀基底170a表面。 ^ 心 米 該多個第三卷㈣2可平行於定義所述曲w —的直奸 設置。該多個第三卷軸182起到支撑所述層狀基底心 作用，同時通料行於所述《狀生長基底140a的曲面 ⑽運動，緩慢的把所述層狀基底⑽運送至所述螺旋 狀生長基底l4Ga的内部，從而_生長於螺旋狀生長其 底1術内部的奈米碳管能够順利地被拉出。所述層狀ς 底1703在去路徑和回路徑的運勢方向相反。所述層狀^ 底17〇3在沿所述U形路徑運動的同時，從所述開口 144: 在所述間隙U6a中運動並進人螺旋狀生長基底14〇a中 。理解’該多個第三祕182的運動速度與所述奈, 碳管陣列120a的消耗速度基本相等。在所述拉取的過程 中，仍應保持所述奈米碳管以—定錢從所述奈米碳管 陣列120a中被技出，即在奈米碳管膜剛與曲面狀奈米碳 管陣列120a連接處’所述奈米碳管膜1〇〇與所述生長基底 140a的切面爽角小於9〇度，優選小於3〇度。 099102180 表單編號A0101 第18頁/共33頁 0992004199-0 201125808 [0059] [0060] Ο [0061]
[0062] 099102180 該層狀基底170a爲一柔性基底，如柔性聚合物膜、金屬 箔或紙。該層狀基底170a的寬度可與所述螺旋狀生長基 底140a曲面的直線段的長度相等，該層狀基底170a的長 度不限，可足够長，以使所有拉出的奈米碳管膜1 00均能 鋪設於層狀基底170a表面。 可以理解，上述通過第三卷軸182輸送層狀基底170a從曲 面上生長的奈米碳管陣列120a中拉取奈米碳管膜100的方 法不限於從所述螺旋狀生長基底140a表面拉取奈米碳管 膜100，本領域技術人員可以容易地將該方法應用於從任 何由一直線段沿一曲線軌迹運動定義的曲面上的奈米碳 管陣列中拉取奈米碳管膜。 由於該生長基底可以具有較大的用於生長奈米碳管陣列 的表面積，與平面生長基底比較，在現有的相同反應爐 中，可充分利用反應爐内的空間，生長出較大尺寸的奈 米碳管陣列，從而使從該奈米碳管陣列中拉取獲得的奈 米碳管膜具有較大的面積。該具有較大寬度的奈米碳管 膜可作爲透明導電膜方便地應用於面積較大的觸膜屏及 液晶顯示器等裝置中。 综上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提 出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例 ，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案 技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化， 皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 圖式簡單說明】 圖1係本發明實施例一種形成於波浪狀基底的奈米碳管陣 表單編號A0101 第19頁/共33頁 0992004199-0 [0063] 201125808 列的結構示意圖。 [0064] 圖2係本發明實施例一種從形成於螺旋狀基底的奈米碳管 陣列中拉取奈米碳管膜的側視結構示意圖。 [0065] 圖3係圖2的局部放大示意圖。 [0066] 圖4係一奈米碳管片段的結構示意圖。 [0067] 圖5係本發明實施例奈米碳管膜的掃描電鏡照片。 [0068] 圖6係本發明實施例一種從形成於筒狀基底内表面的奈米 碳管陣列中拉取奈米碳管膜的侧視結構示意圖。 10069] 圖7係本發明實施例一種從形成於具有開口的筒狀基底内 表面的奈米碳管陣列中拉取奈米碳管膜的側視結構示意 圖。 [0070] 圖8係本發明實施例另一種從形成於螺旋狀基底的奈米碳 管陣列中拉取奈米碳管膜的侧視結構示意圖。 【主要元件符號說明】 [0071] 奈米碳管膜：100 [0072] 奈米碳管陣列·· 120，120a，120b [0073] 界線：122a [0074] 生長基底：140，140a，140b，140c [0075] 曲面：142， 142a, 142c [0076] 内表面：142b [0077] 奈米碳管片段：143 099102180 表單編號A0101 第20頁/共33頁 0992004199-0 201125808 [0078] [0079] [0080] [0081] [0082] [0083] [0084] Ο [0085] [0086] 開口 ： 1 4 4 a 奈米碳管：145 間隙：146a 第一卷軸：160 第二卷軸：162 層狀基底：170, 第一表面：172 第二表面：174 第三卷軸：182 170a 099102180 表單編號A0101 第21頁/共33頁 0992004199-0