TW201429867A - 奈米碳管膜貼膜方法 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種奈米碳管膜貼膜方法，該貼膜方法包括以下步驟：提供一奈米碳管陣列；從所述奈米碳管陣列中拉取獲得一初始奈米碳管膜，並將該初始奈米碳管膜懸空設置，該初始奈米碳管膜包括複數個沿一第一方向延伸的奈米碳管；使用一霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜，獲得一處理後的奈米碳管膜，該霧化的有機溶劑包括複數個分散的有機溶劑霧滴，該複數個有機溶劑霧滴的粒徑大於等於10微米，且小於等於100微米；以及提供一支撐膜，將所述處理後的奈米碳管膜貼附在所述支撐膜表面。

Description

奈米碳管膜貼膜方法

本發明涉及一種奈米碳管膜貼膜方法。

范守善等人於2008年8月16日公開的第200833862號中華民國公開專利申請公佈本中揭露了一種從一奈米碳管陣列中直接拉取獲得的連續的宏觀尺度的奈米碳管膜，這種奈米碳管膜包括複數個在凡得瓦力(van der Waals attractive force)作用下首尾相接的奈米碳管。由於該奈米碳管膜中奈米碳管基本平行於奈米碳管膜表面排列，這種宏觀尺度的奈米碳管膜具有一定的透光度。另外，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夠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，具有極為廣泛的應用前景。

然而，由於上述奈米碳管膜的一般呈現黑色或灰黑色，作為透明導電元件在應用上具有一定的局限性。另外，上述奈米碳管膜中的奈米碳管之間主要依靠凡得瓦力相互吸引維持該奈米碳管膜的形狀，且該奈米碳管膜的厚度比較薄，比較易被破壞，所以該奈米碳管膜通常需要貼在一支撐膜上才能使用。

有鑒於此，確有必要提供一種奈米碳管膜貼膜方法，且該方法中使用的奈米碳管膜比較透明。

一種奈米碳管膜貼膜方法，包括：提供一奈米碳管陣列；從所述奈米碳管陣列中拉取獲得一初始奈米碳管膜，並將該初始奈米碳管膜懸空設置，該初始奈米碳管膜包括複數個沿一第一方向延伸的奈米碳管；使用一霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜，獲得一處理後的奈米碳管膜，該霧化的有機溶劑包括複數個分散的有機溶劑霧滴，該複數個有機溶劑霧滴的粒徑大於等於10微米，且小於等於100微米；以及提供一支撐膜，將所述處理後的奈米碳管膜貼附在所述支撐膜表面。

一種奈米碳管膜貼膜方法，包括：提供一奈米碳管陣列，從所述奈米碳管陣列中直接拉取獲得連續的懸空設置的初始奈米碳管膜，該初始奈米碳管膜包括複數個奈米碳管沿第一方向延伸；採用霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜，獲得一處理後的奈米碳管膜，該霧化的有機溶劑包括複數個分散的有機溶劑霧滴，該複數個有機溶劑霧滴的粒徑大於等於10微米，且小於等於100微米；提供一支撐膜供給單元，用以連續地提供一支撐膜；以及提供一壓合裝置，將所述支撐膜與所述處理後的奈米碳管膜接觸貼合後，連續地通過所述壓合裝置。

與先前技術相比較，由本發明提供之奈米碳管膜貼膜方法中多次使用霧化的有機溶劑浸潤處理所述初始奈米碳管膜，且該霧化的有機溶劑包括複數個分散的有機溶劑霧滴，該複數個有機溶劑霧滴的粒徑大於等於10微米，且小於等於100微米，從而使得該初始奈米碳管膜中的奈米碳管收縮形成肉眼幾乎看不到的結構，因此，該處理後的奈米碳管膜變得比較透明。

100；300．．．奈米碳管膜貼膜結構

110．．．奈米碳管陣列

120．．．支撐膜

130．．．初始奈米碳管膜

132．．．有機溶劑

134．．．有機溶劑霧滴

136．．．霧化噴頭

140．．．處理後的奈米碳管膜

250．．．壓輥

260．．．黏膠層

170；270．．．收集裝置

280．．．卷軸

282．．．展平軸

380．．．第一卷軸

382．．．第一展平軸

384．．．第二卷軸

386．．．第二展平軸

390．．．保護膜

圖1為本發明第一實施例所提供之奈米碳管膜貼膜方法流程圖。

圖2為本發明第一實施例奈米碳管膜貼膜工藝流程圖。

圖3為本發明第一實施例採用之初始奈米碳管膜的掃描電鏡照片圖。

圖4本發明第一實施例使用的未經有機溶劑處理的初始奈米碳管膜的製備工藝照片圖。

圖5本發明第一實施例提供之奈米碳管膜的照片圖。

圖6為本發明第二實施例奈米碳管膜貼膜工藝流程圖。

圖7為本發明第三實施例奈米碳管膜貼膜工藝流程圖。

請參閱圖1及圖2，本發明第一實施例提供一種奈米碳管膜貼膜方法，該貼膜方法包括以下步驟：

S10，提供一奈米碳管陣列110；

S20，從所述奈米碳管陣列100中拉取一初始奈米碳管膜130，並將該初始奈米碳管膜130懸空設置，該初始奈米碳管膜130包括複數個沿一第一方向X延伸的奈米碳管；

S30，使用一霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜130形成一處理後的奈米碳管膜140，該霧化的有機溶劑包括複數個分散的有機溶劑霧滴，該複數個有機溶劑霧滴的粒徑大於等於10微米，且小於等於100微米；以及

S40，提供一支撐膜120，將所述處理後的奈米碳管膜140貼附在所述支撐膜120的表面。

步驟S10中的奈米碳管陣列110優選為超順排奈米碳管陣列。

所述奈米碳管陣列110為單壁奈米碳管陣列、雙壁奈米碳管陣列及多壁奈米碳管陣列中的一種或多種。本實施例中，該超順排奈米碳管陣列的製備方法採用化學氣相沈積法，其具體步驟包括：（a）提供一平整基底，該基底可選用P型或N型矽基底，或選用形成有氧化層的矽基底，本實施例優選為採用4英寸的矽基底；（b）在基底表面均勻形成一催化劑層，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；（c）將上述形成有催化劑層的基底在700℃~900℃的空氣中退火約30分鐘~90分鐘；（d）將處理過的基底置於反應爐中，在保護氣體環境下加熱到500℃~740℃，然後通入碳源氣體反應約5~30分鐘，生長得到超順排奈米碳管陣列，其高度為50微米~5毫米。該超順排奈米碳管陣列為複數個彼此平行且垂直於基底生長的奈米碳管形成的純奈米碳管陣列。通過上述控制生長條件，該超順排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得瓦力緊密接觸形成陣列。該奈米碳管陣列與上述基底面積基本相同。本實施例中碳源氣可選用乙炔、乙烯、甲烷等化學性質較活潑的碳氫化合物，本實施例優選的碳源氣為乙炔；保護氣體為氮氣或惰性氣體，本實施例優選的保護氣體為氬氣。

可以理解，所述奈米碳管陣列110不限於上述製備方法，也可為石墨電極恒流電弧放電沈積法、雷射蒸發沈積法等。

S20，包括以下步驟：（a）採用一拉伸工具從上述奈米碳管陣列110中選定一定寬度的複數個奈米碳管片斷，本實施例優選為採用具有一定寬度的膠帶接觸奈米碳管陣列110以選定一定寬度的複數個奈米碳管片斷；（b）以一定速度沿基本平行於第一方向X拉取該複數個奈米碳管片斷，以形成一連續的初始奈米碳管膜130。其中，所述拉伸工具可以為具有一定寬度的膠帶、鑷子或夾子。本實施例中，所述拉取方向基本平行與所述第一方向X，即，該拉取方向為沿基本垂直於奈米碳管陣列110的生長方向。該第一方向X平行於所述初始奈米碳管膜130中的奈米碳管的延伸方向。

在上述拉伸過程中，該複數個奈米碳管在拉力作用下沿拉伸方向逐漸脫離生長基底的同時，由於凡得瓦力作用，該選定的複數個奈米碳管分別與其他奈米碳管首尾相連地連續地被拉出，從而形成一連續、均勻且具有一定寬度的自支撐的初始奈米碳管膜130。該初始奈米碳管膜130包括複數個首尾相連的奈米碳管，該奈米碳管基本沿拉伸方向擇優取向排列。該直接拉伸獲得該初始奈米碳管膜130的方法簡單快速，適宜進行工業化應用。

所述初始奈米碳管膜130係由若干奈米碳管組成的自支撐結構。請參閱圖3，所述初始奈米碳管膜130中大多數奈米碳管的軸向基本沿同一方向延伸。而且，所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於初始奈米碳管膜的表面。進一步地，所述初始奈米碳管膜130包括複數個相互平行的奈米碳管及通過凡得瓦力首尾相連的奈米碳管。具體地，所述初始奈米碳管膜130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得瓦力首尾相連。當然，所述初始奈米碳管膜130中存在少數偏離該延伸方向的奈米碳管，這些奈米碳管不會對初始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。所述自支撐主要通過初始奈米碳管膜130中存在連續的通過凡得瓦力首尾相連延伸排列的奈米碳管而實現。

具體地，所述初始奈米碳管膜130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，不能排除初始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。

具體地，所述初始奈米碳管膜130包括複數個連續且定向排列的奈米碳管束。該複數個奈米碳管束通過凡得瓦力沿同一方向首尾相連。每一奈米碳管束包括複數個通過凡得瓦力緊密結合的相互平行的奈米碳管。該奈米碳管束具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該初始奈米碳管膜130中的奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。

該初始奈米碳管膜130的寬度與奈米碳管陣列110的尺寸以及步驟（a）中拉伸工具選定的複數個奈米碳管的寬度有關，該初始奈米碳管膜130的長度不限，可根據實際需求制得。當該奈米碳管陣列110的生長面積為4英寸時，該初始奈米碳管膜130的寬度為0.5奈米~10釐米。該初始奈米碳管膜130的厚度為0.5奈米~100微米。

可以理解，在初始奈米碳管膜130從所述奈米碳管陣列110中拉出的過程中，所述奈米碳管陣列110面積不斷減小，所述奈米碳管陣列110中的奈米碳管不斷被從奈米碳管陣列110中首尾相連的拉出從而形成所述初始奈米碳管膜130。由於該初始奈米碳管膜130仍處於拉取階段，並未與奈米碳管陣列110脫離，該初始奈米碳管膜130的一端與該奈米碳管陣列110通過凡得瓦力相連，另一端與所述拉伸工具相連。

可以理解，可同時提供複數個奈米碳管陣列110，並同時分別從該複數個奈米碳管陣列110中拉取獲得複數個初始奈米碳管膜130。另外，也可以從一個奈米碳管陣列110中拉取獲得複數個初始奈米碳管膜130。

步驟S30主要係使用霧化的有機溶劑至少一次浸潤處理懸空的初始奈米碳管膜130。其中，該霧化的有機溶劑可以係事先準備，也可以係即時製備的。當該霧化的有機溶劑係即時製備時，該步驟S30可以包括：提供一揮發性有機溶劑132；將所述有機溶劑132霧化形成所述複數個分散的有機溶劑霧滴134，該複數個有機溶劑霧滴134噴灑在所述懸空設置的初始奈米碳管膜130的表面並逐漸滲透進該初始奈米碳管膜130中的奈米碳管上，使得該懸空的初始奈米碳管膜130被該複數個有機溶劑霧滴134浸潤至少一次。所述有機溶劑霧滴134為懸浮於周圍介質中的細小的有機溶劑液滴。其中，可以採用超聲波霧化、高壓霧化等方式使所述有機溶劑132霧化成有機溶劑霧滴134，使得霧化後的有機溶劑的粒徑大於等於10微米，且小於等於100微米。

具體地，提供所述有機溶劑132；將所述有機溶劑132霧化成細小的有機溶劑霧滴134，該有機溶劑霧滴134的粒徑大於等於10微米，且小於等於100微米，如20微米，50微米；然後將該有機溶劑有機溶劑霧滴134噴灑在所述初始奈米碳管膜130的表面，進入該初始奈米碳管膜130中，使得有機溶劑霧滴134至少一次浸潤該初始奈米碳管膜130，進而使得該初始奈米碳管膜130收縮形成所述處理後的奈米碳管膜140。其中，該有機溶劑霧滴的粒徑大於等於10微米，且小於等於100微米可以保證該初始奈米碳管膜130與該有機溶劑霧滴之間具有合適的介面張力使該初始奈米碳管膜130收縮，且使得該初始奈米碳管膜130中的奈米碳管均勻分散，從而形成所述處理後的奈米碳管膜140。

由於有機溶劑132具有較高的揮發性，易於揮發，所以，當所述有機溶劑霧滴134噴灑在所述初始奈米碳管膜130上，並滲透進該初始奈米碳管膜130時，有機溶劑霧滴134揮發，使初始奈米碳管膜130中原有的比較鬆散的奈米碳管束收緊，由於所述有機溶劑霧滴134的粒徑大於等於10微米，且小於等於100微米，尺寸較小，每個有機溶劑霧滴134浸潤的初始奈米碳管膜130中的奈米碳管束的範圍有限，從而使得初始奈米碳管膜130中的奈米碳管束收縮後的直徑小於等於10微米，同時肉眼幾乎觀察不到處理後的奈米碳管膜140中的奈米碳管束。因此，所述初始奈米碳管膜130由原來的呈黑色或灰黑色，如圖4所示，經過有機溶劑液滴處理後，形成的處理後的奈米碳管膜140變得比較透明，如圖5所示。所以，該透明的處理後的奈米碳管膜的製備方法比較簡單、高效，而且易於操作。另外，該透明的處理後的奈米碳管膜140的製備方法不會對環境造成污染，適合大規模生產。所以，該處理後的奈米碳管膜140可以作為透明導電元件，可以廣泛地應用於顯示器件中，如觸摸屏。

所述有機溶劑132具有較高的揮發性，易於揮發。該有機溶劑132可以為乙醇、甲醇、丙酮或乙酸等可揮發性溶劑。在噴灑有機溶劑132的有機溶劑霧滴134的過程中，應確保有機溶劑霧滴134噴出時的氣流的壓強比較小，不能吹破所述初始奈米碳管膜130。

該步驟S30包括使用所述霧化的有機溶劑多次浸潤處理懸空的初始奈米碳管膜130。此時，該步驟可以包括以下分步驟：

提供至少一個霧化噴頭136，該至少一個霧化噴頭136設置於所述初始奈米碳管膜130的上方；以及

使該至少一個霧化噴頭136與所述懸空設置的初始奈米碳管膜130沿平行於第一方向X的方向做相對運動，同時，霧化所述有機溶劑132使所述有機溶劑132形成複數個有機溶劑霧滴134，該複數個有機溶劑霧滴134從所述至少一個霧化噴頭136噴灑在所述初始奈米碳管膜130上，以浸潤該初始奈米碳管膜130使該初始奈米碳管膜130收縮形成所述處理後的奈米碳管膜140。

當所述初始奈米碳管膜130經過多次有機溶劑霧滴134浸潤處理時，所述霧化噴頭136的數量可以係一個，該一個霧化噴頭136可以沿所述第一方向X在所述初始奈米碳管膜130上方移動。具體地，固定所述懸空設置的奈米碳管膜，同時，採用該一個霧化噴頭136沿平行於所述第一方向X的方向來回移動，且使得該初始奈米碳管膜130在各個方向上均被多次浸潤，即，經過該霧化噴頭136噴出的有機溶劑霧滴134不僅覆蓋該初始奈米碳管膜130的長度方向，而且也覆蓋該初始奈米碳管膜130的寬度方向。此外，該步驟S30也可以採用複數個沿一第二方向設置的霧化噴頭136，且使該複數個霧化噴頭136沿平行於該第一方向X的方向往復運動，從而使得懸空設置的初始奈米碳管膜130被多次浸潤處理。其中，該第二方向與第一方向X交叉設置。優選地，該第二方向垂直於該第一方向X。

另外，該步驟S30還可以通過以下步驟實現。具體地，提供複數個霧化噴頭136，且該複數個霧化噴頭136沿第一方向X設置於所述初始奈米碳管膜130的上方；以及霧化所述有機溶劑132使所述有機溶劑132形成有機溶劑霧滴134，並分別從複數個霧化噴頭136噴出並灑在所述初始奈米碳管膜130上，同時使所述奈米碳管膜沿第一方向X移動，從而使得該初始奈米碳管膜130經過多次有機溶劑的有機溶劑霧滴134的浸潤形成所述處理後的奈米碳管膜140。

因此，無論該步驟S30採用何種方向實現，至少使得懸空設置的初始奈米碳管膜130在寬度方向上被所述霧化的有機溶劑浸潤。優選地，該初始奈米碳管膜130在長度方向及寬度方向上均被霧化的有機溶劑浸潤。具體地，該步驟S30無論採用一個霧化噴頭136還係複數個霧化噴頭136實現，霧化噴頭136的排列方式都應該滿足使得從霧化噴頭136中噴出的有機溶劑霧滴134至少能夠覆蓋所述初始奈米碳管膜130的寬度方向，從而保證該初始奈米碳管膜130均勻被浸潤。其中，所述複數個霧化噴頭136包括至少兩個霧化噴頭136。

本實施例中，該步驟S30採用一個霧化噴頭136沿第一方向X做往返運動，使得所述初始奈米碳管膜130兩次經過有機溶劑霧滴134的浸潤處理。具體地，所述初始奈米碳管膜130的一端與所述奈米碳管陣列110連接，另一端固定於一收集裝置170，且位於該奈米碳管陣列110與收集裝置170之間的初始奈米碳管膜130係懸空設置的。其中，運動該收集裝置170可以使得該初始奈米碳管膜130沿第一方向X連續地從所述奈米碳管陣列110中拉出。所述一個霧化噴頭136設置在所述懸空設置的初始奈米碳管膜130的上方。採用高壓霧化的方式使得所述有機溶劑132形成複數個有機溶劑有機溶劑霧滴134並分別從該霧化噴頭136中噴出灑落在所述懸空設置的初始奈米碳管膜130的表面，浸潤該初始奈米碳管膜130使該初始奈米碳管膜130收縮。旋轉所述收集裝置170，初始奈米碳管膜130連續地沿第一方向X從奈米碳管陣列中被拉出，所述霧化噴頭136的在該初始奈米碳管膜130的上方做往返運動使該初始奈米碳管膜130兩次經過所述有機溶劑霧滴134浸潤處理，並收縮形成所述處理後的奈米碳管膜140。本實施例中，所述有機溶劑132為乙醇。

該初始奈米碳管膜130經過多次的霧化的有機溶劑浸潤處理可以使得該初始奈米碳管膜130多次收縮在一起。具體地，該初始奈米碳管膜130多次受到有機溶劑霧滴134的浸潤並多次收縮。在該初始奈米碳管膜130受到多次浸潤處理的過程中，由於所述複數個有機溶劑霧滴134在該多次浸潤處理中灑落在該初始奈米碳管膜130的位置不同，由於霧滴尺寸小，該初始奈米碳管膜130中的位於同一位置的奈米碳管束先後受到的表面張力也不同，從而使得該位於同一位置的初始奈米碳管膜中的奈米碳管束先後受到不同程度的收縮，不會將複數個奈米碳管束聚集形成黑色線狀結構，收縮後的奈米碳管束相互交叉形成一具有均勻的網狀結構的處理後的奈米碳管膜140，該處理後的奈米碳管膜140中的網狀結構肉眼幾乎觀察不到。因此，該處理後的奈米碳管膜140比較透明。同時，該初始奈米碳管膜130經過多次浸潤處理後，該初始奈米碳管膜130均勻收縮，從而使得形成的處理後的奈米碳管膜140中的奈米碳管分佈更加均勻，也使得該處理後的奈米碳管膜140具有較高的抗拉強度。優選地，該步驟S20中，所述初始奈米碳管膜130經過多次有機溶劑浸潤處理，且每次有機溶劑132都經過霧化處理形成有機溶劑霧滴134。所述初始奈米碳管膜130需要經過多次上述的霧化的有機溶劑處理形成的處理後的奈米碳管膜140不僅比較透明，而且還具有較高的強度，即使該處理後的奈米碳管膜140纏繞在收集裝置170上，該處理後的奈米碳管膜140也不會被拉斷，從而可以實現連續生產處理後的奈米碳管膜140。

可以理解，所述收集裝置170不僅可以使得所述初始奈米碳管膜130不斷從奈米碳管陣列中拉出外，還可以收集、鋪設所述處理後的奈米碳管膜140。

步驟S40中的可以通過將所述處理後的奈米碳管膜140直接貼附在支撐膜120上實現並形成一奈米碳管膜貼膜結構100。由於所述奈米碳管陣列110中的奈米碳管非常純淨，且由於奈米碳管本身的比表面積非常大，所以所述處理後的奈米碳管膜140也具有較好的黏性。因此，該處理後的奈米碳管膜140可直接通過自身的黏性固定在所述支撐膜120表面。另外，也可以進一步預先在支撐膜120的表面形成一黏膠層，該處理後的奈米碳管膜140應直接覆蓋該支撐膜120具有該黏膠層的表面，並通過該黏膠層固定於所述支撐膜120表面。所述黏膠層可以通過噴塗黏膠等方式形成在所述支撐膜120的表面。

所述支撐膜120可以為玻璃、石英等硬質材料，也可以為柔性薄膜狀材料。所述柔性材料可選擇為聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚碸(PES)、聚亞醯胺(PI)、纖維素酯、苯並環丁烯(BCB)、聚氯乙烯(PVC)及丙烯酸樹脂等材料中的一種或多種。優選地，所述支撐膜120的透光度在75%以上的柔性材料。可以理解，形成所述支撐膜120的材料並不限於上述列舉的材料，只要能使支撐膜120起到支撐和透光的作用即可。

該步驟S40也可以包括以下步驟：S41，提供一支撐膜供給單元，用以連續地提供一支撐膜；以及S42，提供一壓合裝置，將所述支撐膜與所述處理後的奈米碳管膜接觸貼合後，連續地通過所述壓合裝置，連續地形成所述奈米碳管貼膜結構100。因此，可以採用卷對卷（roll-to-roll）的制程將處理後的奈米碳管膜140貼在支撐膜120上。進一步，可以包括步驟S43，提供一收集裝置，用於連續地收集所述奈米碳管貼膜結構100。

本實施例中，所述支撐膜120為一平面型的PET膜，且該PET膜置於一收集裝置170上，隨著收集裝置170的旋轉，該處理後的奈米碳管膜140不斷地鋪設在支撐膜120上並依靠其自身的黏性直接黏附在該支撐膜120上，且所述初始奈米碳管膜130連續從奈米碳管陣列110中拉出，依次經過兩次有機溶劑處理，連續地形成所述處理後的奈米碳管膜140，且該處理後的奈米碳管膜140不斷地鋪設在支撐膜120上，可以工業化生產。

可以理解，當同時分別從複數個奈米碳管陣列110中拉取複數個初始奈米碳管膜130，且該複數個奈米碳管陣列110在所述奈米碳管的生長方向上間隔設置時，即該複數個奈米碳管陣列110相互間隔地層疊設置時，該複數個初始奈米碳管膜130在遠離該複數個奈米碳管陣列110的一端分別相互層疊形成一懸空設置的初始奈米碳管結構，該懸空設置的初始奈米碳管結構經過溶劑浸潤處理以形成所述處理後的奈米碳管膜140，再將該處理後的奈米碳管膜140貼在所述支撐膜120上。當該複數個奈米碳管陣列110並排設置時，從該複數個奈米碳管陣列110中拉取的複數個初始奈米碳管膜130在遠離奈米碳管陣列110的一端，該複數個初始奈米碳管膜130並排且懸空設置，該複數個懸空設置的初始奈米碳管膜130經過溶劑浸潤處理之後形成複數個處理後的奈米碳管膜140，再將該複數個處理後的奈米碳管膜140並排鋪設在所述支撐膜120上，使得該處理後的奈米碳管膜140的寬度不限，從而使該奈米碳管膜貼膜結構100的寬度不限。

請參閱圖6，本發明第二實施例提供一奈米碳管膜貼膜方法，該貼膜方法可以採用卷對卷（roll-to-roll）的制程實現，具體包括以下步驟：

步驟一：提供一奈米碳管陣列110、支撐膜120以及一對壓輥250，該支撐膜120通過該一對壓輥250之間。

在該步驟中，所述支撐膜120由所述支撐膜供給單元提供。當所述支撐膜120由柔性材料組成時，該支撐膜供給單元包括一卷軸280以及纏繞於該卷軸280上的支撐膜120。優選地，該支撐膜供給單元進一步包括一展平軸282，該展平軸282用於繃緊提供給所述壓輥250的支撐膜120，使得該支撐膜120的表面比較平坦、光滑，以便後續形成的處理後的奈米碳管膜140可以較好地貼在該支撐膜120上，減少或避免該處理後的奈米碳管膜140在貼附過程中產生褶皺。所以，使用該展平軸282繃緊支撐膜120的步驟位於利用所述卷軸280提供支撐膜與壓合支撐膜120與處理後的奈米碳管膜140的步驟之間。也就係說，纏繞於卷軸280上的支撐膜120通過展平軸282繃緊之後提供給所述一對壓輥250。

所述一對壓輥250為所述壓合裝置，為通過其間的物體施加一壓力。該壓輥250可以為橡膠輥或金屬輥。所述壓合裝置包括一控制單元及該一對壓輥250，且通過該控制單元控制該一對壓輥250以一定速度沿相反的方向轉動。該兩個壓輥250相互貼合併有一定相互作用力，從而能夠為通過其間的物體施加一壓力。其中，所述一對壓輥250平行且相互貼合設置，該一對壓輥250優選為兩個表面光滑的圓輥。具體地，該壓輥250可以為一熱軋機中的壓輥，該壓輥可以被加熱至一定溫度。所述壓輥250的長度應大於等於所述支撐膜120的寬度。

步驟一還進一步提供一收集裝置270，所述支撐膜120通過該一對壓輥250之間並與該收集裝置270連接；該收集裝置可以主要用於連續收集奈米碳管膜貼膜結構100，如，收集軸。本實施例中，所述收集裝置270為一卷軸。為使該支撐膜120能夠平滑地通過所述一對壓輥250並受到所述收集裝置270的牽引，所述收集裝置270、卷軸280以及一對壓輥250的軸線相互平行。

步驟二：從所述奈米碳管陣列110中拉取一初始奈米碳管膜130，該初始奈米碳管膜130的一端與所述奈米碳管陣列110相連，該初始奈米碳管膜130懸空設置，且包括複數個沿一第一方向X延伸的奈米碳管。該初始奈米碳管膜130的寬度應小於等於所述支撐膜120及兩個壓輥250的寬度。

本實施例該步驟二的實施方式與第一實施例提供之步驟S20的實施方式基本相同。

步驟三：多次使用一霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜130形成一處理後的奈米碳管膜140，該霧化的有機溶劑包括複數個有機溶劑霧滴134，該複數個有機溶劑霧滴134的粒徑大於等於10微米，且小於等於100微米。

步驟三與第一實施例提供之步驟S30基本相同。不同之處在於：該具體實施例中採用複數個霧化噴頭136實現所述初始奈米碳管膜130多次霧化的有機溶劑浸潤處理。

本實例中，所述初始奈米碳管膜130的一端與所述奈米碳管陣列110連接，另一端固定於所述支撐膜120，且位於該奈米碳管陣列110與一對壓輥250之間的初始奈米碳管膜130係懸空設置的。兩個霧化噴頭136沿第一方向X間隔設置在所述懸空設置的初始奈米碳管膜130的上方。所述一對壓輥250以相反的方向轉動，帶動該初始奈米碳管膜130沿第一方向X連續地從所述奈米碳管陣列110中拉出。同時，採用高壓霧化的方式使得所述有機溶劑132形成複數個有機溶劑有機溶劑霧滴134並分別從該兩個霧化噴頭136中噴出灑落在所述懸空設置的初始奈米碳管膜130的表面，兩次浸潤該初始奈米碳管膜130使該初始奈米碳管膜130收縮。本實施例中，所述有機溶劑132為乙醇。

步驟四：將所述處理後的奈米碳管膜140與所述支撐膜120層疊通過該一對壓輥250之間壓合在一起形成所述奈米碳管膜貼膜結構100。具體地，同時使所述一對壓輥250及所述收集裝置270運動，所述處理後的奈米碳管膜140與所述支撐膜120重疊設置，該兩個壓輥250將該重疊設置的支撐膜120及所述處理後的奈米碳管膜140壓合在一起，使得處理奈米碳管膜140與支撐膜120具有較大的接觸面積，從而使得處理後的奈米碳管膜140與支撐膜120結合在一起形成奈米碳管膜貼膜結構100，該收集裝置270在帶動該奈米碳管膜貼膜結構100運動。

該壓輥250的軸線與所述奈米碳管陣列110表面平行，從而使從所述奈米碳管陣列110中拉取的初始奈米碳管膜130、處理後的奈米碳管膜140與壓輥250的軸線基本平行，以達到將所述支撐膜120固定在收集裝置270上的目的。

本實施例中，該步驟四還可以包括以下步驟：在該支撐膜120待與所述處理後的奈米碳管膜140接觸的表面噴塗UV膠，以形成一黏膠層260，且該黏膠層260處於待固化或待凝固的狀態；該處理後的奈米碳管膜140與該黏膠層260接觸並與支撐膜120一起進入所述一對壓輥250，該處理後的奈米碳管膜140、黏膠層260與該支撐膜120該壓輥250壓合在一起，使處理後的奈米碳管膜140中的至少部分奈米碳管嵌入該黏膠層260中；以及採用紫外光照射該黏膠層260，從而使該黏膠層260感光固化，並與所述處理後的奈米碳管膜140牢固地結合。

另外，當該一對壓輥250具有一較高的溫度時，可以熱壓通過於其間的支撐膜120以及處理後的奈米碳管膜140，從而使該處理後的奈米碳管膜140與所述支撐膜120更牢固的結合。當具有黏膠層260的支撐膜120通過加熱的壓輥250時，該黏膠層260可被融化，所述處理後的奈米碳管膜140中的部分奈米碳管嵌入該黏膠層260中，從而將該支撐膜120與該處理後的奈米碳管膜140牢固地結合在一起。

在該步驟四中，所述一對壓輥250以相反的方向轉動，重疊設置並壓合通過該一對壓輥250的支撐膜120以及處理後的奈米碳管膜140，從而使得該處理後的奈米碳管膜140壓合在支撐膜120上形成所述奈米碳管膜貼膜結構100。隨著所述壓輥250的轉動，所述處理後的奈米碳管膜140不斷形成，從而帶動所述初始奈米碳管膜130連續從所述奈米碳管陣列110中拉出，並使得該初始奈米碳管膜130連續經過多次有機溶劑霧滴134的浸潤處理形成該處理後的奈米碳管膜140。同時，該壓輥250的轉動帶動所述支撐膜120連續不斷地從所述卷軸280拉出，並在壓輥250之間與所述處理後的奈米碳管膜140壓合在一起形成所述奈米碳管膜貼膜結構100。隨著收集裝置270與所述壓輥250以相同的速度運動，所述奈米碳管膜貼膜結構100連續地纏繞在該收集裝置270上。因此，本發明第二實施例提供之奈米碳管膜貼膜方法可以實現大規模連續生產。也就係說，本發明第二實施例提供之奈米碳管膜貼膜方法可以實現連續地將奈米碳管膜貼在一支撐膜上。本實施例提供之奈米碳管膜貼膜方法得到的奈米碳管膜貼膜結構100可以作為透明導電元件，尤其係具有較高透光度及導電異向性的透明元件。可以廣泛地應用於顯示器件中，如觸摸屏。

請參閱圖7，本發明第三實施例提供一奈米碳管膜貼膜方法，該貼膜方法與第一實施例提供之奈米碳管膜貼膜方法基本相同，不同之處在於：該第二實施例中提供一第一卷軸380、第一展平軸382、一第二卷軸384、一第二展平軸386以及一保護膜390。所述支撐膜120纏繞在該第一卷軸380上可以實現連續提供該支撐膜120。該支撐膜120由該第一卷軸380提供，並通過該第一展平軸382繃緊後傳送到壓輥250之間。所述保護膜390由一保護膜供給單元連續提供。該保護膜供給單元包括所述第二卷軸384，所述第二展平軸386以及纏繞在該第二卷軸384上的保護膜390。該保護膜390由該第二卷軸384通過該第二展平軸386傳送到壓輥250之間。該第二展平軸386用於繃緊390。

具體地，該第三實施例提供之奈米碳管膜貼膜方法包括以下步驟：

提供所述奈米碳管陣列110、纏繞於第一卷軸380的支撐膜120、第一展平軸382、第二展平軸386、一纏繞於第二卷軸384的保護膜390、所述一對壓輥250以及所述收集裝置270，該支撐膜120通過該一對壓輥250之間並與該收集裝置270連接。其中，所述壓輥250的長度應大於所述支撐膜120以及保護膜390的寬度。本實施例中，所述第一卷軸380、第一展平軸382、第二卷軸384、第二展平軸386以及兩壓輥250的軸線相互平行。該支撐膜120由所述第一展平軸382繃緊後穿過所述壓輥250並捲繞於所述收集裝置270。所述保護膜390通過第二展平軸386繃緊後穿過所述壓輥250並捲繞於所述收集裝置270。

該保護膜390包括一保護基膜以及一隔離層。該隔離層均勻塗布並固定於該保護基膜一表面。該保護基膜的材料可以與所述支撐膜120相同，另外，該保護基膜的材料還可以選擇為紙張或其他纖維質材料。該隔離層的材料可以選擇為矽、石蠟及特氟隆(teflon)中的一種或多種。另外，該保護膜390還可選擇為一不乾膠中不黏的底紙或底膜。本實施例中，該隔離層為一特氟隆塗層。

從所述奈米碳管陣列110中拉取所述初始奈米碳管膜130，該初始奈米碳管膜130的一端與所述奈米碳管陣列110相連，另一端固定於所述支撐膜120。該初始奈米碳管膜130在進入所述一對壓輥250之前懸空設置。該初始奈米碳管膜130包括複數個奈米碳管，該複數個奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連且沿第一方向X延伸。

提供所述揮發性有機溶劑132及複數個霧化噴頭136，該複數個霧化噴頭136沿第一方向X間隔設置在所述初始奈米碳管膜130的上方。轉動所述一對壓輥250，該初始奈米碳管膜130沿第一方向X向遠離奈米碳管陣列110的方向移動，並經過所述複數個霧化噴頭136的下方。同時，霧化所述有機溶劑132形成複數個有機溶劑霧滴134，該複數個有機溶劑霧滴134通過該複數個霧化噴頭136噴出並灑在所述懸空設置的初始奈米碳管膜130上，使該初始奈米碳管膜130收縮形成處理後的奈米碳管膜140。

將所述保護膜390、所述處理後的奈米碳管膜140及所述支撐膜120層疊通過該一對壓輥250之間壓合在一起形成一奈米碳管膜貼膜結構300。其中，該保護膜390的隔離層與該初始奈米碳管膜130及後續形成的處理後的奈米碳管膜140易於分離。具體地，本實施例中，在所述支撐膜120的一個表面噴塗UV膠形成所述黏膠層260，且該黏膠層260處於待固化或待凝固的狀態。將所述處理後的奈米碳管膜140的一端沿支撐膜120的長度方向與所述通過壓輥250前的支撐膜120表面的黏膠層260相貼合，並將所述保護膜390的一端沿支撐膜120的長度方向覆蓋於所述貼合於支撐膜120的初始奈米碳管膜130表面並固定。該保護膜390直接覆蓋所述處理後的奈米碳管膜140表面，並使該保護膜390的隔離層與所述初始奈米碳管膜130直接接觸。轉動所述一對壓輥250，該兩個壓輥250將所述支撐膜120、所述處理後的奈米碳管膜140以及所述保護膜390壓合在一起。紫外光照射所述黏膠層260，從而使該黏膠層260固化並與該處理後的奈米碳管膜140牢固地結合，使得該處理後的奈米碳管膜140牢固固定在支撐膜120上，從而形成所述奈米碳管膜貼膜結構300。同時，轉動該收集裝置270，該所述奈米碳管膜貼膜結構300連續不斷地纏繞在收集裝置270上。此外，隨著所述壓輥250的轉動，所述處理後的奈米碳管膜140不斷的形成，而且該支撐膜120及保護膜390分別從所述第一卷軸380及第二卷軸384上拉出。因此，該奈米碳管膜貼膜結構300可以連續不斷地形成，該第三實施例提供之奈米碳管膜貼膜方法可以連續地大規模工業化生產。

綜上所述，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。舉凡熟悉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內。

100．．．奈米碳管膜貼膜結構

110．．．奈米碳管陣列

120．．．支撐膜

130．．．初始奈米碳管膜

132．．．有機溶劑

134．．．有機溶劑霧滴

136．．．霧化噴頭

140．．．處理後的奈米碳管膜

250．．．壓輥

260．．．黏膠層

270．．．收集裝置

280．．．卷軸

282．．．展平軸

Claims (17)

1. 一種奈米碳管膜貼膜方法，包括：
   提供一奈米碳管陣列；
   從所述奈米碳管陣列中拉取獲得一初始奈米碳管膜，並將該初始奈米碳管膜懸空設置，該初始奈米碳管膜包括複數個沿一第一方向延伸的奈米碳管；
   使用一霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜，獲得一處理後的奈米碳管膜，該霧化的有機溶劑包括複數個分散的有機溶劑霧滴，該複數個有機溶劑霧滴的粒徑大於等於10微米，且小於等於100微米；以及
   提供一支撐膜，將所述處理後的奈米碳管膜貼附在所述支撐膜表面。
2. 如請求項第1項所述之奈米碳管膜貼膜方法，其中，所述使用霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜的步驟進一步包括多次使用所述霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜。
3. 如請求項第1項所述之奈米碳管膜貼膜方法，其中，所述使用霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜的步驟具體包括：提供至少一霧化噴頭；使所述至少一霧化噴頭與所述懸空設置的初始奈米碳管膜沿平行於所述第一方向的方向相對移動。
4. 如請求項第1項所述之奈米碳管膜貼膜方法，其中，所述使用霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜的步驟具體包括：提供複數個霧化噴頭，並將該複數個霧化噴頭沿所述第一方向設置在所述初始奈米碳管膜的上方；以及使所述初始奈米碳管膜連續地通過所述複數個霧化噴頭的下方。
5. 如請求項第1項所述之奈米碳管膜貼膜方法，其中，所述使用霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜的步驟具體包括：提供複數個霧化噴頭，該複數個霧化噴頭沿一第二方向排列，將所述複數個霧化噴頭與所述懸空設置的初始奈米碳管膜沿平行於所述第一方向的方向相對移動，其中，該第二方向與第一方向交叉設置。
6. 如請求項第1項所述之奈米碳管膜貼膜方法，其中，所述霧化有機溶劑的方法為超聲波霧化法或高壓霧化法。
7. 如請求項第6項所述之奈米碳管膜貼膜方法，其中，所述霧化的有機溶劑為乙醇、甲醇、丙酮或乙酸。
8. 如請求項第1項所述之奈米碳管膜貼膜方法，其中，在將所述奈米碳管膜貼附在所述支撐膜表面的步驟之後進一步包括採用熱壓處理該貼附有奈米碳管膜的支撐膜的步驟。
9. 如請求項第1項所述之奈米碳管膜貼膜方法，其中，進一步提供一保護膜，該保護膜覆蓋在所述奈米碳管膜的表面，使得該奈米碳管膜層疊設置於該保護膜與所述支撐膜之間。
10. 一種奈米碳管膜貼膜方法，包括：
    提供一奈米碳管陣列，從所述奈米碳管陣列中直接拉取獲得連續的懸空設置的初始奈米碳管膜，該初始奈米碳管膜包括複數個沿第一方向延伸的奈米碳管；
    採用霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜，獲得一處理後的奈米碳管膜，該霧化的有機溶劑包括複數個分散的有機溶劑霧滴，該複數個有機溶劑霧滴的粒徑大於等於10微米，且小於等於100微米；
    提供一支撐膜供給單元，用以連續地提供一支撐膜；以及
    提供一壓合裝置，將所述支撐膜與所述處理後的奈米碳管膜接觸貼合後，連續地通過所述壓合裝置。
11. 如請求項第10項所述奈米碳管膜貼膜方法，其中，所述採用霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜的步驟進一步包括多次使用所述霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜。
12. 如請求項第10項所述之奈米碳管膜貼膜方法，其中，所述採用霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜的步驟具體包括：提供至少一霧化噴頭；使所述至少一霧化噴頭與所述懸空設置的初始奈米碳管膜沿平行於所述第一方向的方向相對往返移動。
13. 如請求項第10項所述之奈米碳管膜貼膜方法，其中，所述採用霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜的步驟具體包括：提供複數個霧化噴頭，並將該複數個霧化噴頭沿所述第一方向設置在所述初始奈米碳管膜的上方；以及使所述初始奈米碳管膜連續地通過所述複數個霧化噴頭的下方。
14. 如請求項第10項所述之奈米碳管膜貼膜方法，其中，所述採用霧化的有機溶劑浸潤處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜的步驟具體包括：提供複數個霧化噴頭，該複數個霧化噴頭沿一第二方向排列，將所述複數個霧化噴頭與所述懸空設置的初始奈米碳管膜沿平行於所述第一方向的方向相對移動，其中，該第二方向與第一方向交叉設置。
15. 如請求項第10項所述之奈米碳管膜貼膜方法，其中，所述支撐膜單元包括一卷軸，且所述支撐膜纏繞於該卷軸；所述壓合裝置包括一對壓輥，所述支撐膜與所述處理後的奈米碳管膜通過該一對壓輥之間壓合在一起；所述支撐膜單元、所述壓合裝置配合所述奈米碳管陣列使用卷對卷制程使處理後的奈米碳管膜連續貼在所述支撐膜上。
16. 如請求項第15項所述之奈米碳管膜貼膜方法，其中，進一步提供一收集裝置，該收集裝置收集貼合有處理後的奈米碳管膜的支撐膜；且該收集裝置與所述支撐膜單元、所述壓合裝置及所述奈米碳管陣列配合使用卷對卷制程使處理後的奈米碳管膜連續貼在所述支撐膜上。
17. 如請求項第15項所述之奈米碳管膜貼膜方法，其中，進一步提供一保護膜供給單元，該保護膜供給單元連續提供一保護膜；且該保護膜供給單元與所述支撐膜單元、所述壓合裝置及所述奈米碳管陣列配合使用卷對卷制程使處理後的奈米碳管膜連續貼在所述支撐膜及保護膜之間上。