TWI544520B - 異向性奈米碳管織物層和薄膜及其構成方法 - Google Patents

Description

異向性奈米碳管織物層和薄膜及其構成方法

本發明係關於一般地奈米管織物層與薄膜，且更特別地係關於異向性奈米管織物層與薄膜與其形成方法。

【相關申請案之互相參照】

本申請案申請35U.S.C.§120 2009年7月31日提出申請的美國專利申請案第12/533,704號以及2009年7月31日提出申請的美國專利申請案第12/533,695號，兩案均受讓給本發明的受讓人，且兩案在此均以引用的方式併入本文。

本申請案係關於以下美國申請案，其係受讓給本專利申請案的受讓人，並因此以引用的方式併入本文：奈米管薄膜與物品的方法(美國專利申請案第6,835,591號)，其係於2002年4月23日提出申請；使用事先形成奈米管來製造碳奈米管薄膜、層、織物、帶狀物、元件與物品的方法(美國專利申請案第7,335,395號)，其係於2003年1月13日提出申請；具有水平配置奈米織物物品之裝置與其製造方法(美國專利申請案第7,259,410號)，其係於2004年2月11日提出申請；非揮發性電磁場效裝置與使用其之電路與形成其之方法(美國專利申請案第7,115,901號)，其係於2004年6月9日提出申請；在基板上的圖案化奈米線物品與其製造方法(美國專利申請案第7,416,993號)，其係於2004年9月8日提出申請；具有垂直配置奈米織物物品的裝置與其製造方法(美國專利申請案第6,924,538號)，其係於2004年2月11日提出申請；使用碳奈米管的電阻性元件(美國專利申請案第7,365,632號)，其係於2005年9月20日提出申請；以及用來形成高純度奈米管薄膜的可旋轉塗布液體(美國專利申請案第7,375,369號)，其係於2004年6月3日提出申請。

本申請案係關於以下專利申請案，其係被受讓給本發明受讓人，其係並且在此以引用的方式併入本文：異向性奈米管織物層與薄膜與其所形成方法(美國專利申請案第12/533,695號)，其係於2009年7月31日提出申請；異向性奈米管織物層與薄膜與形成其之方法(美國專利申請案第12/533,704號)，其係於2009年7月31日提出申請；製造碳奈米管薄膜、層、織物、帶狀物、元件與物品的方法(美國專利申請案第10/341,005號)，其係於2003年1月13日提出申請；高純度奈米管織物與薄膜(美國專利申請案第10/860,332號)，其係於2004年6月3日提出申請；兩端奈米管裝置與系統與其製造方法(美國專利申請案第11/280,786號)，其係於2005年11月15日提出申請；具有可調整導電率的奈米管物品與其製造方法(美國專利申請案第11/398,126號)，其係於2006年4月5日提出申請；非揮發性奈米管二極體與非揮發性奈米管區塊與使用其之系統與製造其之方法(美國專利申請案第11/835,856號)，其係於2008年8月8日提出申請；用於選擇性傳送來自電子之熱能的碳奈米管(美國專利申請案第12/066,063號)，其係於2008年3月6日提出申請；以及包含成型奈米管層與積體兩端奈米管選擇裝置的微帶天線元件與陣列(美國專利申請案第12/533,687號)，其係於2009年7月31日提出申請。

在整個說明書之相關技術的任何論述絕不被視為承認此技術普遍地已知或在該領域中形成部分的通常知識。

奈米管織物層與薄膜會被使用於複數個電子結構與裝置中。例如，Bertin等人所提出的美國專利申請案第11/835,856號，在此以引用的方式併入本文，其係教導使用奈米管織物層來實施非揮發性裝置的方法，其係譬如不限於區塊開關、可程式電阻元件與可程式邏輯裝置。在此以引用方式併入本文之Bertin等人所提出的美國專利申請案第7,365,632號，其係教導在以薄膜奈米管為主之電阻器之製造內之此些織物層與薄膜的使用。在此以引用方式併入本文之Ward等人所提出的美國專利申請案12/066,063號，其係教導在電子與系統內形成熱傳送元件之此些奈米管織物與薄膜的使用。美國專利申請案，標題為〝包含成型碳奈米管層與積體兩端奈米管選擇裝置的微帶天線元件與陣列〞，其係與本發明(尚未讓與的美國專利申請案)同日提出申請，其係教導在微帶天線(microstrip antenna)元件與陣列之製造中此些奈米管織物與薄膜的使用。

經由先前已知的技術(在所併入的參考中有更詳細的說明)，可使奈米管元件在奈米管織物層或薄膜形成以前或以後表現為傳導性、非傳導性、半傳導性，以允許此些奈米管織物層與薄膜，在電子裝置或系統內提供複數種功能。再者，在一些情形中，如Bertin等人所提出之美國專利申請案第11/280,786號所教導之在兩個或更多非揮發性狀態之間可將奈米管織物層或薄膜的導電性調整，其係在此以引用的方式併入本文，以允許此些奈米管織物層與薄膜被使用當作在電子系統內的記憶體或邏輯元件。

在此以引用方式併入本文之Ward等人所提出的美國專利申請案第7,334,395號，其係教導用來形成奈米管織物層與薄膜於使用事先形成奈米管之基板元件上的複數種方法。該方法包括但不限於旋轉塗層(其中奈米管溶液會被沈積在基板上，隨後會被旋轉，以將該溶液均勻分佈於該基板表面上)、噴霧塗層(其中複數個奈米管會被懸浮在隨後被分配於基板上的氣膠溶液內)、以及奈米管織物的原位生長(其中薄催化劑層首先會被沈積於基板上，並且隨後可被使用來形成奈米管)。再者，在此以引用方式併入本文之Sent等人所提出的美國專利申請案第7,375,369號，其係教導奈米管溶液，該溶液非常適合用來經由旋轉塗層製程將奈米管織物層形成在基板元件上。

在該技術的現有狀態內，對相當薄、高度透明且擁有低均勻薄層電阻的奈米管織物層與薄膜的需求會增加。再者，亦同樣地需要擁有最小空隙(在個別奈米管元件之間的間隙或空間)的此些奈米管織物層與薄膜，譬如以提供實質均勻的電性與機械特性於整個奈米管織物層與薄膜上。為了此目的，在假如方法被研發以致於奈米管織物層與薄膜能夠輕易地形成在異向性狀態中的情形下，其係將是有利的。亦即是，假如此些奈米管織物層與薄膜可被形成，以致於在該些層與薄膜內的個別奈米管元件能夠均全部置於實質相同的方向。以此方式，非常濃密的奈米管織物層與薄膜則可以擁有實質均勻電特性與相當低薄層電阻的該些層與薄膜來實施。

再者，此些奈米管織物層與薄膜則可使用最小層來形成，以將貫穿該織物層與薄膜的光學透明度最大化。

本發明係關於異向性奈米管織物與薄膜的形成。

特別是，本揭露提供一種將異向性奈米管織物層形成在基板元件上的方法。該方法包括首先將第一複數個奈米管元件懸浮在溶劑內，以形成奈米管施加溶液。該方法進一步包括使奈米管施加溶液表現為向列型狀態。該方法進一步包括將奈米管施加溶液施加在基板元件上。

本發明亦關於一種將異向性奈米管織物層形成在基板元件上的方法。該方法首先包括將複數個奈米管元件懸浮在溶劑內，以形成奈米管施加溶液。該方法進一步包括使奈米管溶液流動經過噴嘴元件，以形成排列奈米管元件流。該方法進一步包括將排列奈米管元件流注入到基板元件上。

本發明亦提供一種形成異向性奈米管織物層於基板元件上的方法。該方法包括首先將複數個奈米管元件懸浮在溶劑內，以形成奈米管施加溶液。該方法進一步包括使奈米管溶液流動經過噴嘴元件以形成排列奈米管元件流。該方法進一步包括當該排列奈米管元件通過噴嘴元件時將排列奈米管元件充電。該方法進一步包括將排列奈米管元件流噴射經過至少一個電場並且到基板元件上。該方法進一步包括在噴射步驟內將基板元件相對於噴嘴元件地移動，以形成一成型的奈米管元件層。在一些實施例中，奈米管元件係為碳奈米管。在一些實施例中，該噴嘴元件可在噴射步驟內相對於該基板元件地移動，譬如以形成一成型的奈米管織物層。在一些實施例中，該基板係為彈性的。

本揭露亦提供一種將異向性奈米管織物層形成在基板元件上的方法。該方法包括首先將一層奈米管黏著避開材料形成在基板元件上。該方法進一步包括將光阻遮罩放置在奈米管黏著避開材料層上，以致於至少一區域的奈米管黏著避開材料層被光阻遮罩覆蓋，且至少一區域的奈米管黏著避開材料層沒被光阻遮罩覆蓋。該方法進一步包括將不被光阻遮罩所覆蓋的至少一區域奈米管黏著避開材料層蝕刻，以在奈米管黏著避開材料(nanotube adhesion averter material)層內形成至少一間隙。該方法進一步包括以奈米管黏著促進劑材料來回填奈米管黏著避開材料內的至少一間隙，以形成至少一個奈米管黏著結構。該方法進一步包括剝開光阻遮罩，以留下圖案化施加表面，其係包含剩下的奈米管黏著避開材料與至少一個奈米管黏著結構。該方法進一步包括將一層奈米管元件沈積在該圖案化施加表面上。該方法進一步包括清洗該奈米管元件層，以致於能夠將沒有物理接觸至少一個奈米管黏著結構的實質所有奈米管元件移除。

根據本發明之一態樣，異向性奈米管織物與薄膜係藉由在將該溶液施加在基板元件上以前使奈米管施加溶液表現為向列型狀態來形成。在一些實施例中，向列型狀態係藉由增加溶液中的奈米管元件濃度來得到。在一些實施例中，奈米管元件的濃度可藉由添加奈米管元件或移除溶劑容積來增加。在一些實施例中，該濃度可從大約0.005 g/ml增加到大約0.05 g/ml。

在一些實施例中，奈米管層可藉由噴霧、浸泡塗層或旋轉塗層被施加。在一些實施例中，該基板係為彈性。在一些實施例中，奈米管黏著避開材料層係為自動組裝單一層。

在一些實施例中，奈米管黏著避開材料層係為雙(三甲氧基矽基甲基)苯。在一些實施例中，光阻遮罩可以預先設定圖案放置在該層奈米管黏著避開材料層上。在一些實施例中，該蝕刻步驟可經由反應性電漿蝕刻製程來進行。在一些實施例中，該奈米管黏著促進劑材料係為胺丙基三乙氧基矽烷(aminopropyltriethoxysilane)。在一些實施例中，相關於該基板元件，奈米管黏著結構是窄的。在一些實施例中，奈米管黏著結構的範圍寬度從大約1 nm至大約10 nm。在一些實施例中，該圖案化施加表面為實質上平面。

在一些實施例中，奈米管元件層可經由浸泡塗層製程來施加。在一些實施例中，浸泡塗層製程可使用空氣-液體界面。在一些實施例中，浸泡塗層製程使用液體-液體界面。在一些實施例中，浸泡塗層製程使用包括奈米管元件的奈米管施加溶液。

在一些實施例中，奈米管元件的濃度可被最佳化，以促進異向性奈米管織物層形成在該至少一個奈米管黏著結構上。在一些實施例中，可使奈米管施加溶液表現為向列型狀態，以促進異向性奈米管織物層形成在該至少一個奈米管黏著結構上。在一些實施例中，向列型狀態包括在該奈米管施加溶液中奈米管元件的濃度大於0.05 g/ml。

在一些實施例中，浸泡塗層製程的速度可被最佳化，以將異向性奈米管織物層形成在該至少一個奈米管黏著結構上。在一些實施例中，浸泡塗層製程的速度範圍大約是5.4微米/秒至大約54微米/秒。在一些實施例中，在浸泡塗層製程內的周圍溫度可被最佳化，以將異向性奈米管織物層形成在該至少一個奈米管黏著結構上。在一些實施例中，周圍溫度係為室溫。在一些實施例中，奈米管元件層可經由旋轉塗層製程被施加。在一些實施例中，奈米管元件層可經由噴霧塗層製程被施加。

在一些實施例中，該基板元件可從包含矽晶圓、半導體、塑膠、玻璃、彈性聚合物、彈性基板與透明基板之群組中選出。在一些實施例中，奈米管織物層的厚度大約50 nm至大約200 nm。

在本揭露的另一態樣下，異向性奈米管織物與薄膜可使用流體誘發的個別奈米管元件排列來形成，當它們被沈積在基板元件上時。

在本揭露的另一態樣下，異向性奈米管織物與薄膜可使用奈米管黏著促進劑材料來形成，其係被使用來形成圖案化奈米管黏著表面。

本發明的其他特徵與優點將從本揭露的以下說明而變得明顯，該說明係相關於附圖而提供於下。

第1A圖顯示用先前已知方法(如在合併參考案內所詳細討論)來產生的異向性奈米管織物層。複數個奈米管元件110a係被任意地散佈在基板元件120a上的單一層中。個別奈米管元件110a的方向(相關於奈米管織物層的平面)是隨機的，其係在奈米管織物層內造成複數個間隙或空隙130。這些間隙130造成整個奈米管織物層的非均勻電性特徵，且在一些情形中，複數層是必要的，以得到奈米管織物層內之所希望的電性特徵(譬如但不限於低薄片電阻與方向性導電率)。

第1B圖顯示經由本發明方法所形成的異向性奈米管織物層。在第1B圖中所描述的示範性奈米管織物層內，複數個奈米管元件110b會被分佈於基板元件120b上，以致於實質所有的個別奈米管元件110b會被定向於織物層平面內的相同方向中，以形成異向性奈米管織物。應該注意的是，在第1A圖所描述的，存在於異向性奈米管織物層中的間隙區域130，其係會在第1B圖所描述的異向性奈米管織物中被最小化。

第2圖係為經由本發明方法所形成之異向性奈米管織物層的穿透式電子顯微鏡影像，其係對應在第1B圖中所描述的示範性織物層。

在本發明的一種態樣中，異向性奈米管織物可藉由使用表現為向列型(或液晶)相位的奈米管施加溶液來實施。佛洛里-赫金斯溶液理論--那些熟諳該技藝者所熟知的一種描述聚合物溶液熱力學的數學模型--其係教導，就包含懸浮在溶劑內之實質剛硬(亦即，不可彎曲)溶質的溶液而言，當該溶液的濃度增加時，可使該溶液受到從異向性到向列型的相位變化。亦即是，藉由增加溶劑內溶質的容積密度(或濃度)，可使溶液表現為向列型相位。

以引用方式併入本文之Sen等人所提出的美國專利第7,375,369號，其係教導非常適合經由旋轉塗層操作來形成奈米管織物層的奈米管施加溶液(亦即是，懸浮在溶劑中之原來奈米管元件的體積)。在此一溶液內的個別奈米管元件(在奈米管施加溶液內的溶質)是剛硬的，其係具有實質大的長度對直徑比率。再者，在此一溶液內的奈米管元件濃度可被輕易控制(其係藉由例如引進複數個額外個別奈米管元件，或者藉由移除溶劑的容積)。利用佛洛里-赫金斯溶液理論，此一施加溶液的濃度--亦即懸浮在溶劑容積內的奈米管元件容積密度─可被製造，以便使該施加溶液表現為向列型(或液晶)相位。此向列型施加溶液可經由旋轉塗層製程被施加到基板元件，以形成異向性奈米管層(如在第1B圖與第2圖中所描述)。

第3A-3B圖顯示改變示範性溶液濃度以實施在該溶液內從異向性到向列型之相位改變的技術(由佛洛里-赫金斯溶液理論所教導)。在第3A圖中所描述的異向性溶液包含懸浮在溶劑320a內的複數個顆粒310a。應該注意的是，在第3A圖中所描述異向性溶液內的顆粒301a並沒有在方向上顯示任何的均勻性。第3B圖顯示呈向列型(或液晶)相位的示範性溶液。如在第3A圖中，在第3B圖中所描述的溶液包含懸浮在溶劑320b內的複數個顆粒310b。在第3B圖中所描述的溶液內，在溶劑320b內顆粒310b密度的增加會造成該些顆粒310b自動排列，以使溶液表現為向列型(或液晶)相位。

如那些熟諳該技藝者所已知的，佛洛里-赫金斯溶液理論教導使硬桿溶液--亦即是如第3A圖與第3B圖中所描述溶在溶劑內的複數硬桿--表現為雙相狀態--亦即是，在異向與向列型相位中呈平衡的狀態--所需要的關鍵濃度(c)，其係由以下所產生：

c=3.3ρD/L

在此：

ρ=該硬桿元件的密度

D=該硬桿元件的直徑

L=該桿元件的長度

在基本示範性碳奈米管施加溶液內，個別碳奈米管元件會擁有以下參數：

ρ=～1.75 g/ml

D=1-2 nm

L=200 nm-1000 nm

因此，就此碳奈米管施加溶液而言，形成雙相狀態所需要的奈米管元件關鍵濃度(亦即，在異向性相位與向列型相位之間的臨界值)範圍從大約0.005 g/ml至大約0.05 g/ml，基本濃度則在0.01 g/ml。再者，為了使此一碳奈米管施加溶液表現為向列型狀態，在該溶液中奈米管元件的濃度應該從小於大約0.005 g/ml的水平增加到大於0.05 g/ml的水平。

應該注意的是，當先前實例(打算顯示使示範性奈米管施加溶液表現為向列型狀態的示範性製程)提供明確的濃度範圍給示範性奈米管施加溶液時，本發明方法不限於此事項。確實，在先前實例內所使用的特定值不打算代表對所有奈米管施加溶液而言明確的濃度範圍，此濃度範圍將依據複數個參數，其係包括但不限於懸浮在施加溶液內之個別奈米管元件的密度、直徑與長度。

第4圖係為顯示當該溶液濃度改變時示範性奈米管施加溶液之相位改變的圖。在示範性奈米管施加溶液內，個別奈米管元件所有均擁有實質為100的長度對直徑比(L/D)。在第4圖中所描述的圖描繪佛洛里-赫金斯互動參數(X)相對於該示範性奈米管施加溶液濃度，以便顯示相位改變(從異向性到向列型)在哪裡發生。佛洛里-赫金斯互動參數(X)--有時稱為〝混合熱能〞--其係為那些熟諳該技藝者所眾所皆知，其係並且是在當說明溶液相位改變時在佛洛里-赫金斯溶液理論內的有用指示劑。

在第4圖中所描述的圖式顯示三種明顯不同的區域：異向性區域410，其中使該示範性溶液表現為異向性狀態；向列型區域420，其中使該示範性溶液表現為向列型狀態；以及雙相區域430，其中使該示範性溶液表現為混合異向性與向列型狀態。藉由改變該示範性溶液的濃度以使它能夠維持在第4圖所描述圖式的向列型區域420內，其係將可使該示範性溶液表現為向列型相位。經由此一向列型溶液之旋轉塗層施加所實施的織物，其係將造成實質向列型奈米管織物層。

應該注意的是，當第4圖圖式顯示有利於使特定示範性奈米管施加溶液表現為向列型相位的特定濃度範圍時，本發明不限於此方面。確實，譬如被描述於第4圖中的圖式取決於複數個參數，包括但不限於個別奈米管元件的L/D、溶液溫度與所使用溶劑的型態。因此較佳地，本發明方法不限於所呈現的此特定實例。

在本發明另一態樣中，異向性奈米管織物層係經由流體所誘發的個別奈米管元件排列來形成。

第5圖顯示奈米管施加系統的簡化圖式，其係提供一種將呈預定圖案的異向性奈米管織物層形成在基板元件表面上的方法。供應槽520包含懸浮在施加溶液中的複數個個別奈米管元件510。泵結構540吸取該施加溶液(連同個別奈米管元件510)向上經過注入管530並且將其提供到噴嘴結構550。當個別奈米管元件510流動經過噴嘴結構550時，它們會被強迫為均勻方向，以實質匹配噴嘴結構550的方向。

在本發明之此態樣的一個實施例中，當個別奈米管元件510被強迫經過噴嘴結構550時，該個別奈米管元件510會被充電，其係例如藉由使奈米管元件510通過充電板560a與560b之間。奈米管元件510可藉由熟諳該技藝者所已知的任何方法來充電，以將奈米管元件充電。個別奈米管元件510會以充分速率離開噴嘴組件550，以便通過水平偏向面板570a與570b、垂直偏向面板580a與580b之間、而且最後將它們沈積在基板元件590上，以形成奈米管織物層595。雖然垂直與水平偏向板兩者均顯示於第5圖中，但是奈米管元件可經由水平或垂直面板或具有任何其它排列情形的面板被充電。當個別奈米管元件510在它們離開噴嘴組件550以前被排列時，奈米管織物層595將傾向於異向性，所有沈積在基板元件590上的奈米管元件510則將被定向於實質相同的方向中。在一些實施例中，其中個別奈米管元件510被實質平行噴嘴組件550地排列，圓形噴嘴則將被應用。在其它實施例中，其中個別奈米管元件510被實質垂直噴嘴組件550排列，橢圓或開槽噴嘴則將被應用。

電能可被提供到(為了清楚起見，其係經過沒有被顯示於第5圖中的額外電路)水平偏向面板570a與570b與垂直偏向面板580a與580b，以便提供可變量值的電場。這兩電場可被使用來分別將充電的個別奈米管元件510偏向於水平與垂直方向。以此方式，在無需移動基板元件590或噴嘴組件550之下，個別奈米管元件510可被沈積在已知半徑內之基板元件590上的特定點上(這可被描述為對施加到基板元件590之奈米管元件510流的〝細微〞目標調整)。此外，基板元件590可在垂直噴嘴組件550的任何方向中移動(如第5圖所示)，以便能夠形成呈希望圖案的異向性奈米管織物層595(這可被稱為對施加到基板元件590之奈米管元件510流的〝粗糙〞目標調整)。

在另一實施例中，偏向板570a與570b或580a與580b可被使用來放置在基板上以前將奈米管的排列情形轉動，以產生不再與起源於噴嘴550之奈米管平行的沈積。這係藉由誘發面板之間的高電場來完成，其係會將該奈米管的排列情形從平行轉動到垂直。

應該注意的是，在本發明之此態樣的一些實施例中，基板元件590可在空間維持固定而且噴嘴結構550(連同充電板560a與560b、水平偏向板560a與560b、以及垂直偏向板580a與580b)可移動以提供〝粗糙〞的目標調整。再者，應該注意的是，在本發明之此態樣的一些實施例中，充電板560a與560b、水平充電板570a與570b、以及垂直充電板580a與580b不會被使用。在此些實施例中，沒有使用對奈米管元件510流的任何〝細微〞目標調整。

第6圖顯示經由第5圖所描述之奈米管施加系統所形成的示範性異向性奈米管織物。三個成型軌道610a、610b與610c係形成在基板元件620上。成型軌道610a、610b與610c的每一個係為在不需要圖案化或蝕刻技術下形成為希望幾何與方向的異向性奈米管織物層。以此方式，高傳導性以及在一些實施例中的高度透明-電性軌道，其係可被快速地形成在基板元件上。此一技術可有利於觸碰螢幕應用(其係一般需要傳導柵格以覆蓋在顯示元件上)與太陽能單元的製造。奈米管織物層係為單一層或多層排列織物。單一層織物的示範性厚度範圍從大約50 nm至150 nm，同時多層織物厚度範圍從大約75 nm至大約200 nm。

在本發明的另一態樣中，異向性奈米管織物層可使用形成為在基板上窄條的黏著促進劑材料來實施。

第7A圖描述胺丙基三乙氧基矽烷(APTS)的結構化學圖，其係為促進碳奈米管元件黏著的材料。如在第7A圖中所描述的，APTS包含兩基：氧基矽烷基，其係輕易地黏著到矽晶圓(其係將被使用於標準半導體製造製程中)；以及胺基(H₂N-)，其係輕易地黏著到碳奈米管元件。誠如將在隨後圖式中顯示的，一層APTS可呈希望圖案地施加在基板元件上，其係並且可被使用來形成異向性奈米管織物層。

第7B圖描述雙(三甲氧基矽基甲基)苯的結構化學圖，其係傾向於避開碳奈米管元件的黏著。由於APTS(描述於第7A圖)，雙(三甲氧基矽基甲基)苯包含一對氧基矽烷(oxysilane)，其係輕易地黏著到矽晶圓。不過，剩餘的基--苯環─不會輕易地黏著到碳奈米管元件。誠如將顯示於隨後圖式(且在其討論中)，一層雙(三甲氧基矽基甲基)苯可被形成在基板元件上並被使用來避免奈米管織物層的形成。

具體地，就在水媒介中以-COOH基來機能化的碳奈米管而言，有三種表面修飾劑可被使用當作黏著促進劑：質子性鹼(其係由於與在碳奈米管上與酸基的互動來促進黏著)、非質子性鹼與極非質子。

以下係為非常適合使用當作本發明所教導之黏著促進劑之示範性材料的清單。應該注意的是，以下清單不包含適合使用以本發明方法的所有黏著促進劑材料。確實，以下清單僅僅意圖提供示範性黏著促進劑材料的非限制性清單：

質子性鹼促進劑：

‧胺丙基三乙氧基矽烷(APTS)

‧二(3-三甲氧基矽烷基丙基)胺

‧3-(雙(-羥乙基)氨基)丙烷三乙氧基矽烷

‧N-丁基胺丙基三甲氧基矽烷

非質子性鹼促進劑：

‧3-(N,N-二甲胺基丙基)-三甲氧基矽烷

‧N-n-淑丁基-2,2-二甲氧基矽雜環戊

極非質子促進劑：

‧乙醯氧基丙基三甲氧基矽烷

‧　(N-乙醯基甘胺醯基)-3-胺丙基三甲氧基矽烷

‧　苯甲醯氧基丙基三甲氧基矽烷

同樣地，以下係為非常適合使用當作本發明所教導黏著避開劑的示範性材料清單。應該注意的是，以下清單不包括適合使用以本發明方法之所有黏著避開劑材料。確實，以下清單僅僅意圖提供示範性黏著避開劑材料的非限制性清單：

‧雙(三甲氧基矽基乙基)苯

‧六甲基二矽氮烷

‧十八烷基三氯矽烷

第8圖係為顯示一種形成異向性奈米管織物層的製造製程圖，其係使用奈米管黏著促進劑材料--譬如但不限於APTS--以及奈米管黏著避開材料--譬如但不限於雙(三甲氧基矽基甲基)苯之組合，以形成圖案化施加表面。

在第一製程步驟801中，可提供基板元件810。在第二製程步驟802中，可將自動組裝單層的奈米管黏著促進避開材料820--譬如但不限於雙(三甲氧基矽基甲基)苯--沈積在基板元件810上。在第三製程步驟803中，光阻塊830a、830b與830c會呈預定圖案地沈積在奈米管黏著避開材料單層820上。在第四製程步驟804中，蝕刻製程--譬如但不限於氧等離子體蝕刻製程─其係會被使用來將不被光阻塊830a、830b與830c覆蓋的奈米管黏著避開材料單層820的那些區域移除，以形成間隙820a與820b。在第五製程步驟805中，間隙820a與820b會回填以黏著促進劑材料--譬如但不限於APTS，以形成奈米管黏著結構840a與840b。在第六製程步驟806中，可將光阻塊830a、830b與830c剝開。

在第七製程步驟807中，將一層奈米管元件850沈積在由奈米管黏著避開材料單層820以及奈米管黏著結構840a與840b所形成的圖案化施加表面的表面上。在一種實施例中，奈米管元件係經由在第5圖中所描述的噴霧塗層方法來施加。在本發明之此態樣的一種實施例中，浸泡塗層製程可被使用來施加奈米管織物層。第9、10與11圖顯示適合用來施加奈米管織物層850的示範性浸泡製程。示範性浸泡塗層製程將詳細地說明於以下那些圖式的討論中。不過，應該注意的是，本發明之此態樣的方法不限於浸泡塗層製程。在第七製程步驟807內，複數個其它施加方法可被應用來將奈米管織物層850施加在由奈米管黏著避開材料單層820以及奈米管黏著結構840a與840b所形成的圖案化施加表面上。此些其它施加方法包括但不限於旋轉塗層與噴霧塗層。

在第八與最後製程步驟808中，整個組件會被清洗並乾燥，以僅僅將奈米管纖維層850a與850b留在奈米管黏著結構840a與840b上。當奈米管材料沒有黏著到單層820時，沈積在奈米管黏著避開單層820上的奈米管材料，其係會在清洗製程內被移除。

經由使用圖案化奈米管黏著表面內相當窄的奈米管黏著結構840a與840b，當該個別奈米管元件僅僅侷限於包含奈米管黏著促進劑材料之圖案化施加表面區域時，在奈米管織物層850a與850b內的個別奈米管元件將傾向於自動排列並且形成異向性奈米管織物層。例如，奈米管黏著結構的寬度大約為1 nm至大約10 nm。謹慎控制浸泡塗層製程的使用--其中譬如但不限於周圍溫度、浸泡塗層溶液中奈米管元件的容積密度、以及將基板結構插入並從浸泡塗層溶液移除之速率的參數會被最佳化--其係亦可助於產生這些異向性奈米管織物層。用於浸泡塗層製程的示範性參數包括室溫、溶液的容積密度，其係與大約約2.0的光學密度以及大約5.4微米/秒至大約54微米/秒之浸泡塗層拉拔速率之間有關聯。如以上所討論，織物層係為單一或多層排列奈米管織物，其具有從大約50 nm至大約200 nm的厚度範圍。

當先前討論將基板元件810描述當作矽晶圓時(其係在半導體製造製程中為典型)，應該注意的是，本發明方法不限於此方面。確實，基板元件810可從複數種材料形成，包括但不限於半導體、塑膠、譬如玻璃、光學玻璃與石英的透明材料、銦-錫氧化物薄膜以及彈性聚合/塑膠基板，譬如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚烯烴與聚碳酸酯。再者，基板係為彈性基板。由於奈米管織物的彈性特性，奈米管織物可被施加到彈性基板且奈米管織物可以彈性基板來彎曲或撓曲，而不會負面性地影響奈米管織物的性能或操作壽命。再者，在第8圖中所描述的製造方法--以及明確地，使用譬如APTS之奈米管黏著促進劑材料的技術--其係允許奈米管織物層(異向性與均向性兩者)形成在不會輕易單獨黏在奈米管織物的複數個表面上。

第12A-12E圖係為經由第8圖所描述之製造方法所形成並且在那圖式討論中詳細說明之異向性奈米管織物層的一系列掃瞄式電子顯微鏡影像(其係呈倍率增加)。參考第12A圖，暗區域1210係為窄的異向性奈米管織物層，其係對應在第8圖中的異向性奈米管織物層850a與850b。較寬的亮區域1220沒有實質包含任何奈米管元件，其係並且對應在第8圖中的奈米管黏著避開材料820。

第12B圖，將在第12A圖所描述的結構倍率增加20倍，其係提供單一窄異向性奈米管織物層1210a的全貌圖。在第12B圖中所使用的倍率水平上，在異向性奈米管織物層1210a內的個別奈米管元件會僅僅開始分解為圖式，且在奈米管黏著避開材料1220上之此些奈米管元件的不存在則是明顯的。

第12C圖將在第12B圖中所描述的結構倍率增加2.5倍，第12D圖將在第12B圖中所描述的結構倍率增加5倍，且第12E圖將在第12B圖中所描述的結構倍率增加10倍。在這三穿透式電子顯微鏡影像內(第12C圖、第12D圖與第12E圖)，在異向性織物1210a中個別奈米管元件的排列方向是明顯的。

第9圖顯示適合在第8圖所示製造製程內使用的氣體-液體界面浸泡塗層製程，其係並且詳細地討論於上。在第一製程步驟901中，複數個奈米管元件920會被配置在液體930的表面上。基板組件910--包含基板元件910a(其係對應在第8圖中的基板元件810)與圖案化奈米管施加層910b─係懸浮在液體930上。使用以懸浮的裝置--且在隨後製程步驟中，下降與上升--基板組件910，為了清楚起見，其係並沒有被顯示於第9圖中。引導設備950會被放置在液體930內，且在隨後的製程步驟中，其係會被使用來將個別奈米管元件920引導朝向並且到基板組件910上。

在第二製程步驟902中，基板組件910會被降到液體930內，且引導設備950會被使用來將浮動於液體930表面上的個別奈米管元件920對著圖案化奈米管施加層910b壓縮。在第三製程步驟930中，基板組件910會從液體930被向上提，同時引導設備950會同時向前移動，以連續將個別奈米管元件920引導朝向並到圖案化奈米管施加層910b上。在第四與最後製程步驟904中，基板組件910會被完全從液體930提出，且異向性奈米管織物層會被形成在被浸入到液體930內的部份基板組件910上。雖然此異向性奈米管織物層的厚度取決於複數個因子--譬如但不限於浸泡塗層製程速度、浮動於液體930表面上的奈米管元件920濃度、與使用以形成圖案化奈米管施加層910b的材料--在某些實施例中，例如，異向性奈米管織物層的厚度範圍從1 nm至1000 nm，而某些厚度範圍則在大約50 nm至大約200 nm之間。

第10圖顯示適合在第8圖所示製造製程內使用以及在以上詳細討論的液體-液體界面浸泡塗層製程。在第一製程步驟1001中，複數個奈米管元件1020會被配置在第一液體1030表面上，且第二液體1040會被配置在該複數個奈米管元件1020上。第一液體1030與第二液體1040的相對密度能夠將複數個奈米管元件1020持續壓縮於它們之間。

仍參考第一製程步驟1001，基板組件1010--包含基板元件1010a(其係對應第8圖中的基板元件810)與圖案化奈米管施加層1010b--其係會被懸浮在第二液體1040上。使用於懸浮的設備--且在隨後製程步驟中，下降與上升--為了清楚起見，基板組件1010並沒有顯示於第10圖中。引導設備1050會被放置在第二液體1040內，以部份地延伸入第一液體1030內。在隨後製程步驟中，引導設備1050會被使用來將個別奈米管元件1020引導朝向基板組件1010並且在其之上。

在第二製程步驟1002中，基板組件1010會被下降到第一液體1030與第二液體1040兩者內。引導設備1050被使用來將被壓縮於第一液體1030與第二液體1040之間的個別奈米管元件1020對著圖案化奈米管施加層1010b壓縮。在第三製程步驟1003中，基板組件1010會被上升，同時引導設備1050會被同時向前移動，以連續將個別奈米管元件1020引導朝向圖案化奈米管施加層1010b並且在其之上。在第四與最後製程步驟1004中，基板組件1010會被完全提出第一液體1030與第二液體1040，且異向性奈米管織物層會被形成在被浸入於第一液體1030內的部份基板組件1010上。雖然此異向性奈米管織物層的厚度取決於複數個因子，譬如但不限於浸泡塗層製程的速率、被壓縮於第一液體1030與第二液體1040之間的奈米管元件1020濃度、以及使用以形成圖案化奈米管施加層1010b的材料--在一些實施例中，例如，此異向性奈米管織物層的厚度範圍從1 nm至1000 nm，一些厚度範圍則在大約50 nm至大約200 nm之間。

第11圖顯示浸泡塗層製程，其係使用適合使用於第8圖所示並被詳細討論於上之製造製程內的奈米管溶液。在第一製程步驟1101中，複數個奈米管元件1120會被懸浮在奈米管溶液1130中(此些奈米管溶液係被詳細地說明於Sen等人所提出的美國專利申請案第7,375,369號內，其係以引用的方式併入本文)。基板組件1110--包含基板元件1110a(其係對應第8圖中的基板元件810)與圖案化奈米管施加層1110b--其係會被懸浮在奈米管溶液1130上。使用以懸浮的設備--且在隨後製程步驟中，下降與上升--基板組件1110，其係會為了清楚起見而沒有顯示於第11圖中。

在第二製程步驟1102中，基板組件1110會被下降到奈米管施加溶液1130內，且懸浮在奈米管施加溶液1130內的個別奈米管元件1120會被允許以實質接觸圖案化奈米管施加層1110b。在第三與最後製程步驟1103中，基板組件1110會被完全提出奈米管施加溶液1130，且異向性奈米管織物層會被形成在被浸泡於奈米管施加溶液1130內的部份基板組件1110上。雖然此異向性奈米管織物層的厚度取決於複數個因子--譬如但不限於浸泡塗層製程的速率、在奈米管施加溶液1130內的奈米管元件1120濃度、以及使用以形成圖案化奈米管施加層1010b的材料--在一些實施例中，例如，此異向性奈米管織物層的厚度範圍從1 nm至1000 nm，一些厚度範圍從在大約50 nm至大約200 nm之間。

第13A-13E圖係為顯示觸碰螢幕裝置的組件圖，其係包括經由本發明方法所形成的複數個薄異向性奈米管織物層。參考第13A圖，電子裝置組件1310包括顯示螢幕元件1310a、電子罩殼1310b、以及沿著電子罩殼1310b表面的複數個傳導軌道，其係沿著顯示螢幕元件1310a的兩邊緣以均勻相隔的間隔提供接點。電子裝置組件1310意圖成為那些熟諳該技藝者所已知的示範性電子裝置。確實，用於複數個商業產品的基礎電子組件，譬如但不限於蜂巢式電話、商用導航系統與電子閱讀器，其係由以電子裝置組件1310來描述的簡化結構所充分代表。

現在參考第13B圖，複數個水平定向的異向性奈米管織物物品1320會被沈積在顯示螢幕元件1310a上，以致於每一個水平定向奈米管織物物品1320能夠與軌道元件1310c電性接觸。如先前所討論地，本發明所呈現的複數種方法，其係用來將此些異向性奈米管織物物品沈積在可被使用來形成顯示螢幕元件1310a之譬如玻璃或塑膠的基板元件上。此些方法會被描述於先前圖式中，並且被詳細地討論如上。

現在參考第13C圖，透明介質層1330係被沈積在水平定向異向性奈米管織物物品1320上，以提供新的基板表面於水平定向奈米管織物物品1320上，並與之電性絕緣。現在參考第13D圖，複數個垂直定向異向性奈米管織物物品1340會被沈積在透明介質層1330上，以致於每一奈米管織物物品1340能夠與軌道元件1310c電性接觸。第13E圖提供該整個組件的展開圖。

由於它們的異向性特徵，水平定向奈米管織物物品1320與垂直定向奈米管織物物品1340會維持非常地薄，同時仍維持充分的傳導性。這會允許兩組織物物品1320與1340維持高度透明並且沒有阻礙顯示螢幕元件1310a的功能。以此方式，複數個窄異向性奈米管織物物品(水平定向奈米管織物物品1320與垂直定向奈米管織物物品1340)可被使用來產生複數個交叉點電容切換元件，其係可被使用來將透明觸碰螢幕界面提供在顯示螢幕元件1310a上。

應該注意的是，描述於第13D-13E圖中的個別奈米管元件不一定按比率繪製，但卻被簡單地繪畫，以暗示奈米管織物物品1320與1340的異向性特性。

雖然本發明相關於特定實施例來說明，但是許多其它變化與修改與其它使用將為那些熟諳該技藝者所顯而易見。因此，較佳地，本發明不受限於在此的特定揭露。

110a．．．奈米管元件

110b．．．奈米管元件

120a．．．基板元件

120b．．．基板元件

130．．．間隙

310a．．．顆粒

310b．．．顆粒

320a．．．溶劑

320b．．．溶劑

410．．．異向性區域

420．．．向列型區域

430．．．雙相區域

510．．．奈米管元件

520．．．供應槽

530．．．注入管

540．．．泵結構

550．．．噴嘴結構

560a．．．充電板

560b．．．充電板

570a．．．水平充電板

570b．．．水平充電板

580a．．．垂直充電板

580b．．．垂直充電板

590．．．基板元件

595．．．奈米管織物層

610a．．．成型軌道

610b．．．成型軌道

610c．．．成型軌道

620．．．基板元件

810．．．基板元件

820．．．奈米管黏著促進避開材料

820a．．．間隙

820b．．．間隙

830a．．．光阻塊

830b．．．光阻塊

830c．．．光阻塊

840a．．．奈米管黏著結構

840b．．．奈米管黏著結構

850．．．奈米管織物層

850a．．．奈米管纖維層

850b．．．奈米管纖維層

910．．．基板組件

910a．．．基板元件

910b．．．圖案化奈米管施加層

920．．．奈米管元件

930．．．液體

950．．．引導設備

1010．．．基板組件

1010a．．．基板元件

1010b．．．圖案化奈米管施加層

1020．．．奈米管元件

1030．．．第一液體

1040．．．第二液體

1050．．．引導設備

1110．．．基板組件

1110a．．．基板元件

1110b．．．圖案化奈米管施加層

1120．．．奈米管元件

1130．．．奈米管溶液

1210．．．暗區域

1210a．．．異向性奈米管織物層

1220．．．亮區域

1310．．．電子裝置組件

1310a．．．顯示螢幕元件

1310b．．．電子罩殼

1310c．．．軌道元件

1320．．．異向性奈米管織物物品

1330．．．透明介質層

1340．．．異向性奈米管織物物品

第1A圖係為顯示示範性異向性奈米管織物層的透視圖；

第1B圖係為顯示示範性異向性奈米管織物層的透視圖；

第2圖係為經由本發明方法所形成之異向性奈米管織物層的掃瞄型電子顯微鏡影像。

第3A圖係為描述呈異向性相位之溶液的圖式；

第3B圖係為根據本發明之一實施例所設計之描述呈向列型(或液晶)相位之溶液的圖式；

第4圖係為描繪佛洛里-赫金斯參數(X)對溶液濃度的圖式，其中在該溶液內的溶質元件擁有大約100的長度對直徑比率(L/D)；

第5圖係為根據本發明一實施例所設計之包括噴嘴組件之奈米管施加系統的簡化透視圖；

第6圖係為經由第5圖奈米管施加系統所形成之示範性奈米管織物的透視圖；

第7A圖係為胺丙基三乙氧基矽烷(APTS)的化學結構圖；

第7B圖係為雙(三甲氧基矽基甲基)苯的化學結構圖；

第8圖係為顯示根據本發明一種實施例所設計之一種使用粘著促進劑材料來形成奈米管織物方法的製造製程圖；

第9圖係為根據本發明之一種實施例所設計之顯示氣體-液體界面浸泡塗層製程的製造製程圖；

第10圖係為顯示根據本發明一種實施例所設計之液體-液體界面浸泡塗程製程的製造製程圖；

第11圖係為顯示根據本發明一種實施例所設計之奈米管溶液浸泡塗程製程的製造製程圖；

第12A─12E圖係為經由本發明方法所形成之異向性奈米管織物層的一系列掃瞄型電子顯微鏡影像(倍率增加)；以及

第13A─13E圖係為描述觸碰式螢幕的組件圖，其係包括經由本發明方法所形成的異向性奈米管織物層。

510．．．奈米管元件

520．．．供應槽

530．．．注入管

540．．．泵結構

550．．．噴嘴結構

560a．．．充電板

560b．．．充電板

570a．．．水平充電板

570b．．．水平充電板

580a．．．垂直充電板

580b．．．垂直充電板

590．．．基板元件

595．．．奈米管織物層

Claims (38)

1. 一種形成一異向性奈米管織物層在一基板元件上的方法，包含：將一第一複數個奈米管元件懸浮在一溶劑內，以形成一奈米管施加溶液；使該奈米管施加溶液表現為一向列型狀態；以及施加該奈米管施加溶液在該基板元件上，其中該表現之步驟係藉由增加該奈米管施加溶液內的該奈米管元件濃度來得到；且其中在該奈米管施加溶液內之該奈米管元件的濃度係藉由添加一第二複數個奈米管元件到該溶劑或移除該溶劑的容積來增加。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一複數個奈米管元件係為碳奈米管。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該表現的步驟係藉由將該奈米管元件濃度從低於大約0.005g/ml的一第一值增加到大於大約0.05g/ml的一第二值來得到。
4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該施加步驟係從包含一旋轉塗層操作、一浸泡塗層操作與一噴霧塗層操作的群組中選出。
5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該基板係為彈性。
6. 一種形成一異向性奈米管織物層在一基板元件上的方法，其係包含：將一複數個奈米管元件懸浮在一溶劑內，以形成一奈米管施加溶液；流動該奈米管溶液經過一噴嘴元件，以形成一排列奈米管元件流；以及噴射該排列奈米管元件流到該基板元件上，其中在該噴射步驟內，該基板元件係相關於該噴嘴元件來移動或者該噴嘴元件係相關於該基板元件來移動，以便能夠形成一成型的奈米管織物層。
7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該複數個奈米管元件係為碳奈米管。
8. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該基板係為彈性。
9. 一種將一異向性奈米管織物層形成於一基板元件上的方法，其係包含：將複數個奈米管元件懸浮在一溶劑內，以形成一奈米管施加溶液；流動該奈米管溶液經過一噴嘴元件，以形成一排列奈米管元件流； 當該排列奈米管元件通過該噴嘴元件時，將該排列奈米管元件充電；以及噴射該排列奈米管元件流經過至少一個電場以及到該基板元件上。
10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該複數個奈米管元件係為碳奈米管。
11. 如申請專利範圍第9項之方法，其中在該噴射步驟內，該基板元件相關於該噴嘴元件地移動，以形成一成型的奈米管織物層。
12. 如申請專利範圍第9項之方法，其中在該噴射步驟內，該噴嘴元件係相關於該基板元件地移動，以形成一成型的奈米管織物層。
13. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該至少一個電場被使用來在接觸該基板元件之前使該排列奈米管元件流偏向。
14. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該基板係為彈性。
15. 一種形成一異向性奈米管織物層在一基板元件上的方法，其係包含：形成一層奈米管黏著避開材料在該基板元件上； 放置一光阻遮罩在該奈米管黏著避開材料層上，以致於該層奈米管避開材料的至少一區域係被該光阻遮罩所覆蓋，且該層奈米管黏著避開材料的至少一區域係不被該光阻遮罩所覆蓋；蝕刻不被該光阻遮罩所覆蓋之該層奈米管黏著避開材料的至少一區域，以在該層奈米管黏著避開材料內形成至少一間隙；以一奈米管黏著避開材料來回填該層奈米管黏著避開材料內的該至少一間隙，以形成至少一個奈米管黏著結構；剝開該光阻遮罩以留下一圖案化施加表面，其係包含剩餘的奈米管黏著避開材料以及至少一個奈米管黏著結構；沈積一層奈米管元件在該圖案化施加表面上；以及清洗該層奈米管元件，以致於能夠將沒有物理接觸該至少一個奈米管黏著結構的實質所有奈米管元件移除。
16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該層奈米管黏著避開材料係為自動組裝單層。
17. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該層奈米管黏著避開材料包含雙(三甲氧基矽基甲基)苯。
18. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該光阻遮罩係以一預定圖案覆蓋在該層奈米管黏著避開材料上。
19. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該蝕刻步驟係經由一反應性電漿蝕刻製程來進行。
20. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該奈米管黏著避開材料係為胺丙基三乙氧基矽烷。
21. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該奈米管黏著結構相關於該基板元件是窄的。
22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該奈米管黏著結構的寬度範圍從大約1nm至大約10nm。
23. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該圖案化施加表面為實質上平面。
24. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該奈米管元件層係經由一浸泡塗層製程而施加。
25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該浸泡塗層製程使用一空氣-液體界面。
26. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該浸泡塗層製程使用一液體-液體界面。
27. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該浸泡塗層製程使用包含奈米管元件的一奈米管施加溶液。
28. 如申請專利範圍第27項之方法，其中在該奈米管施加溶液中的奈米管元件濃度會被最佳化，以促進一異向性奈米管織物層形成在該至少一個奈米管黏著結構上。
29. 如申請專利範圍第27項之方法，其中使該奈米管施加溶液表現為一向列型狀態，以促進一異向性奈米管織物形成在該至少一個奈米管黏著結構上。
30. 如申請專利範圍第27項之方法，其中該向列型狀態包含在該奈米管施加溶液中的一奈米管元件濃度大於0.05g/ml。
31. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該浸泡塗層製程的速率會被最佳化，以形成一異向性奈米管織物層在該至少一個奈米管黏著結構上。
32. 如申請專利範圍第31項之方法，其中該浸泡塗層製程的速率範圍是在大約5.4微米/秒至大約54微米/秒。
33. 如申請專利範圍第24項之方法，其中在該浸泡塗層製程內的該周圍溫度會被最佳化，以形成一異向性奈米管織物層在該至少一個奈米管黏著結構上。
34. 如申請專利範圍第33項之方法，其中該周圍溫度包含室溫。
35. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該奈米管元件層係經由一旋轉塗層製程而施加。
36. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該奈米管元件層係經由一噴霧塗層製程而施加。
37. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該基板元件從包含一矽晶圓、半導體、塑膠、玻璃、一彈性聚合物、一彈性基板與一透明基板組成的群組中選出。
38. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該奈米管織物層的厚度包含大約50nm至大約200nm。