TWI468336B

TWI468336B - 導電元件之製備裝置及製備方法

Info

Publication number: TWI468336B
Application number: TW101115682A
Authority: TW
Inventors: 馮辰; 潛力; 王昱權
Original assignee: 北京富納特創新科技有限公司
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2015-01-11
Also published as: CN103377774A; TW201343538A; CN103377774B; US20130284344A1; US10377120B2

Description

導電元件之製備裝置及製備方法

本發明涉及一導電元件之製備裝置及製備方法，尤其涉及一種基於奈米碳管的導電元件之製備裝置及製備方法。

導電元件，尤其係透明導電元件，係各種電子設備，如觸摸屏、液晶顯示器、場發射顯示裝置等的重要元件。

先前技術中的導電元件包括一基底以及形成於該基底表面的透明金屬氧化物膜，如氧化銦錫（ITO層）、氧化鋅（ZnO）。然而，金屬氧化物膜在不斷彎折後，其彎折處的電阻有所增大，其作為導電層具有導電特性、機械和化學耐用性不夠好的缺點。這些金屬氧化物膜的製備方法主要包括蒸發法、濺射法等方法。蒸發法、濺射法屬於玻璃深加工方法，設備複雜、成本較高、不適合大規模生產。而且，採用上述方法形成導電元件時，均需經過一個溫度較高的退火工藝。退火工藝會對透明導電元件的基底造成損害，無法在熔點較低的基底上形成，限制了導電元件的應用。另外，先前之金屬氧化物膜具有導電各向同性的特點，從而使得先前之導電元件趨向於導電各向同性。

有鑒於此，確有必要提供一種具有導電異向性的導電元件之製備裝置及製備方法。

一種導電元件之製備裝置，其包括：一初始奈米碳管膜供給單元、一圖案化處理單元、一溶劑處理單元、一基底供給單元、一碾壓單元、一收集單元。其中，該初始奈米碳管膜供給單元用於連續提供一初始奈米碳管膜。該圖案化處理單元用於在所述初始奈米碳管膜上進行圖案化處理，使該初始奈米碳管膜形成至少一行通孔，且每行上至少有兩個間隔設置的通孔。該溶劑處理單元用於對經過圖案化處理的初始奈米碳管膜進行溶劑處理，使該經過圖案化處理的初始奈米碳管膜收縮形成一奈米碳管層，該基底供給單元用於連續提供一基底。該碾壓單元用於連續地將所述奈米碳管層及基底重疊設置並壓合在一起，形成所述導電元件。該收集單元用於收集所述導電元件。

一種導電元件之製備方法的製備方法，包括以下步驟：提供一奈米碳管陣列、一基底、一對壓輥以及一牽引單元；從所述奈米碳管陣列中拉取一初始奈米碳管膜，該初始奈米碳管膜的一端與所述奈米碳管陣列相連，且該初始奈米碳管膜包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管通過凡得瓦爾力首尾相連且沿一第一方向延伸；將所述初始奈米碳管膜與所述基底層疊通過所述一對壓輥之間，且位於所述奈米碳管陣列與該一對壓輥之間的初始奈米碳管膜懸空設置；圖案化處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜，使該懸空設置的初始奈米碳管膜在所述第一方向上形成至少一行通孔，且每行上至少有兩個間隔設置的通孔；採用一溶劑處理所述經過圖案化處理的初始奈米碳管膜，使該經過圖案化處理的初始奈米碳管膜收縮，形成一奈米碳管膜層；以及啟動所述一對兩個輥子及牽引單元，使該一對兩個輥子及牽引單元轉動，該一對兩個輥子將該基底及所述奈米碳管層膜相壓合在一起形成所述導電元件，該牽引單元帶動所述基底及壓合在該基底上的奈米碳管層運動，從而連續形成該導電元件。

一種導電元件之製備方法，包括以下步驟：提供複數奈米碳管陣列、一對壓輥、一牽引單元以及一卷軸，該卷軸用於供給一基底，該複數奈米碳管陣列相互間隔地層疊設置；分別從所述複數奈米碳管陣列中拉取複數初始奈米碳管膜，該複數初始奈米碳管膜的一端分別與所述複數奈米碳管陣列相連，該複數初始奈米碳管膜遠離該複數奈米碳管陣列的一端層疊，且每個初始奈米碳管膜包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管通過凡得瓦爾力首尾相連且沿一第一方向延伸；將所述基底及所述複數層疊的初始奈米碳管膜層疊並通過所述一對壓輥之間，並與該牽引單元相連；且該複數層疊的初始奈米碳管膜在所述複數奈米碳管陣列與該一對壓輥之間懸空設置；圖案化處理所述懸空設置的複數層疊的初始奈米碳管膜，使該懸空設置的複數層疊的初始奈米碳管膜在所述第一方向上形成至少一行通孔，且每行上至少有兩個間隔設置的通孔；採用一溶劑處理所述經過圖案化處理的複數層疊的初始奈米碳管膜，使該經過圖案化處理的複數層疊的初始奈米碳管膜收縮，形成一奈米碳管層；以及啟動所述兩個輥子及牽引單元，使該兩個輥子及牽引單元轉動，該兩個輥子將該基底及所述奈米碳管層相壓合形成所述導電元件，該牽引單元帶動所述基底及壓合在該基底上的奈米碳管層運動。

一種導電元件之製備方法包括以下步驟：提供一初始奈米碳管膜，該初始奈米碳管膜包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管通過凡得瓦爾力首尾相連且沿一第一方向延伸；提供一基底及一對壓輥，將所述基底與該初始奈米碳管膜層疊通過所述一對壓輥之間，且該初始奈米碳管膜在通過該一對壓輥之前懸空設置；圖案化處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜，在該懸空設置的初始奈米碳管膜上在所述第一方向上形成至少一行通孔，且每行上至少有兩個間隔設置的通孔；採用一溶劑處理上述圖案化的初始奈米碳管膜，形成所述奈米碳管膜層；以及啟動所述一對壓輥，將通過該一對壓輥之間的所述奈米碳管層膜及所述基底壓合在一起形成所述導電元件。

與先前技術相比較，由本發明提供之導電元件之製備裝置及製備方法製備的導電元件具有以下優點：由上述製備裝置及製備方法製備的奈米碳管層包括複數奈米碳管線及複數奈米碳管團簇，該複數奈米碳管線沿第一方向延伸且間隔設置，所以該奈米碳管層在第一方向上具有導電性。所述複數奈米碳管團簇在一第二方向上通過該複數奈米碳管線隔開且沿所述第一方向間隔設置，所以該奈米碳管層在第二方向上也具有導電性，其中第一方向與第二方向相交設置。因此，該奈米碳管層為導電異向性膜，所以，由本發明提供之導電元件之製備裝置及製備方法製備的導電元件具有導電異向性。

請參閱圖1及圖2，本發明第一實施例提供一種導電元件100，其包括一基底120的表面以及一設置於該基底120的奈米碳管層140。

所述基底120主要起支撐的作用，其可以為一曲面型或平面型的結構。優選地，該基底120為曲面型或平面型的薄膜狀結構。所述基底120具有適當的透光度。該基底120可以由硬性材料或柔性材料形成。具體地，所述硬性材料可選擇為玻璃、石英、金剛石或塑膠等。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，所述基底120的透光度在75%以上的柔性材料。本實施例中，所述基底120為一平面型的PET膜。可以理解，形成所述基底120的材料並不限於上述列舉的材料，只要能使基底120起到支撐和透光的作用即可。

所述奈米碳管層140包括至少一奈米碳管膜。本實施例中，該奈米碳管層140為單層奈米碳管膜，該單層奈米碳管膜的結構可以參閱圖3。所述奈米碳管膜包括複數間隔設置的奈米碳管線142以及複數奈米碳管團簇144，該複數奈米碳管線142與複數奈米碳管團簇144通過凡得瓦爾力(Van der Waals Force)相互連接。該複數奈米碳管團簇144通過該複數奈米碳管線142隔開，且位於相鄰之兩個奈米碳管線142之間的奈米碳管團簇144間隔設置。所述奈米碳管線142以及複數奈米碳管團簇144分別包括複數奈米碳管，即該奈米碳管膜包括複數奈米碳管。優選地，該奈米碳管膜由奈米碳管組成。

所述複數奈米碳管線142沿所述第一方向X延伸且在一第二方向Y上相互平行且間隔設置，形成一第一導電通路。其中，該第二方向Y與所述第一方向X交叉設置。本實施例中，該第二方向Y與第一方向X垂直設置。優選地，該複數奈米碳管線142平行且等間距設置。每個奈米碳管線142的直徑大於等於0.1微米，且小於等於100微米。優選地，每個奈米碳管線142的直徑大於等於5微米，且小於等於50微米。該複數奈米碳管線142之間的間隔不限，優選地，相鄰之奈米碳管線142之間的間距大於0.1毫米。所述複數奈米碳管線142的直徑及間隔可以根據實際需要確定。優選地，每個奈米碳管線142的直徑比較均勻，且該複數奈米碳管線142的直徑基本相等。本實施例中，該奈米碳管膜中的每個奈米碳管線142的直徑均勻，且大約為10微米；相鄰之奈米碳管線142之間的間距大於1毫米。

每個奈米碳管線142中的奈米碳管通過凡得瓦爾力首尾相連，且基本沿第一方向X擇優取向排列。每個奈米碳管線142中的奈米碳管的軸向基本與該奈米碳管線142的表面平行，即，每個奈米碳管線142中的奈米碳管沿該奈米碳管線142的軸向擇優取向排列。位於該奈米碳管線142的軸向上的相鄰之奈米碳管通過凡得瓦爾力首尾相連。優選地，該奈米碳管線142中的奈米碳管的軸向基本與該奈米碳管線142的軸向平行。其中，所述奈米碳管線142的軸向及該奈米碳管線142中的奈米碳管的軸向基本平行於所述第一方向X。

所述複數奈米碳管團簇144在所述第二方向Y上間隔設置，且通過所述複數奈米碳管線142區分開。也可以說，位於該第二方向Y上的複數奈米碳管團簇144通過該複數奈米碳管線142連接在一起形成一第二導電通路。該複數奈米碳管團簇144可以在第二方向Y上排列成行，並通過所述複數奈米碳管線142在第二方向Y上形成連續的直線形第二導電通路。優選地，每個奈米碳管團簇144在所述第二方向Y上的長度基本與和該奈米碳管團簇144相連的奈米碳管線142的間距相等。所以，該奈米碳管團簇144在第二方向上的長度優選地大於0.1毫米。另外，位於相鄰之奈米碳管線142之間的複數奈米碳管團簇144間隔設置，即，該複數奈米碳管團簇144在所述第一方向X上間隔設置。優選地，相鄰之奈米碳管團簇144在第一方向X上的間距大於等於1毫米。本實施例中，該複數奈米碳管團簇144在該奈米碳管層140中呈陣列排布，位於第二方向Y上的複數奈米碳管團簇144整齊排列成行，形成一連續的第二導電通路。可以理解，位於第二方向上的複數奈米碳管團簇144可以交錯排列，不成行排列，如圖4所示。此時，該複數奈米碳管團簇144通過所述複數奈米碳管線142連接在第二方向Y上形成非直線形的第二導電通路。

每個奈米碳管團簇144中的奈米碳管通過凡得瓦爾力相互作用在一起。每個奈米碳管團簇144中的奈米碳管的軸向與第一方向X的夾角大於等於0度，且小於等於90度。優選地，每個奈米碳管團簇228中的奈米碳管的軸向延伸方向與所述第一方向X的夾角大於等於0度，且小於等於30度。本實施例中，每個奈米碳管團簇144中的奈米碳管的軸向基本平行於所述第一方向X，也基本平行於所述奈米碳管線142的軸向。

需要說明的係，所述奈米碳管膜中的奈米碳管線142及奈米碳管團簇144的周圍可能存在有少量的無規則排列的奈米碳管。但，這些無規則排列的奈米碳管基本不影響該奈米碳管膜的性質，如導電異向性。

該奈米碳管膜還包括複數孔隙，該複數孔隙主要係由該奈米碳管膜中的複數奈米碳管線142及複數奈米碳管團簇144間隔設置形成的。所以，當該複數奈米碳管線142及複數奈米碳管團簇144有規律排列時，該複數孔隙也有規律排列。如，當所述複數奈米碳管團簇144及奈米碳管線142呈陣列排布時，該複數孔隙也會隨之呈陣列排布。該奈米碳管膜中的奈米碳管線142與奈米碳管團簇144的面積之和與所述複數孔隙的面積的比值大於0，且小於等於1 : 19。也可以說，該奈米碳管膜中的奈米碳管與所述複數孔隙的面積比大於0，且小於等於1 : 19。優選地，該奈米碳管膜中的奈米碳管的面積與該複數孔隙的面積比大於0，且小於等於1 : 49。所以，該奈米碳管膜的透光度大於等於95%，優選地，該奈米碳管膜的透光度大於等於98%。本實施例中，該奈米碳管膜的透光度在可見光區大約為98.43%。

所述複數奈米碳管團簇144間隔設置，且搭接於相鄰之奈米碳管線142之間，使得該奈米碳管膜具有自支撐特性，為一自支撐結構，而且具有較好的強度及穩定性，不易破壞。所謂“自支撐”係指該奈米碳管膜不需要支撐體支撐就可以保持其固有的形狀。

所述奈米碳管膜在第一方向X上形成第一導電通路，在第二方向Y上形成第二導電通路，所以，該奈米碳管膜為導電異向性膜，且其在同一平面內的兩個方向上具有導電性，且該奈米碳管膜在每個方向上的電阻不同；該奈米碳管膜在第二方向Y上的電阻要高於第一方向X上的電阻。該奈米碳管膜在第二方向Y上的電阻與其在第一方向X上的電阻的比值大於等於10。優選地，該奈米碳管膜在第二方向Y上的電阻大於等於其在第一方向X上的電阻的20倍。本實施例中，該奈米碳管膜在第二方向Y上的電阻高於其在第一方向X上的電阻的50倍。

可以理解，所述奈米碳管層140也可以包括複數上述奈米碳管膜，且該複數奈米碳管膜平行無間隙排列或層疊設置。當該複數奈米碳管膜層疊設置時，相鄰之奈米碳管膜中的奈米碳管線的延伸方向基本一致。即，該奈米碳管層140的結構基本與所述奈米碳管膜的結構相同。

所述奈米碳管層140可以通過凡得瓦爾力的作用直接固定在所述基底120的表面。由於所述奈米碳管層140具有複數孔隙，所述基底120的表面通過該複數孔隙暴露出來，即暴露於周圍環境中。本實施例中，所述導電元件100進一步包括一黏膠層160。所述黏膠層160設置於該基底120的表面。所述奈米碳管層140設置於該黏膠層160的表面。即，該黏膠層160設置於所述基底120與奈米碳管層140之間。該黏膠層160主要用於將所述奈米碳管層140固定在基底120上。可以理解，由於所述奈米碳管層140具有複數孔隙，該黏膠層160可以通過該複數孔隙暴露出來。該黏膠層160的材料可以為熱塑膠、熱固膠或UV膠等。所述黏膠層160的厚度為1奈米~500微米。優選地，所述黏膠層160的厚度為1微米~2微米。所述黏膠層160具有適當的透光度，優選地，所述黏膠層160的透光度在75%以上。本實施例中，所述黏膠層160為一厚度約為1.5微米的UV膠層。

所述導電元件製備方法包括以下步驟：首先，提供所述奈米碳管層及所述基底；其次，將所述奈米碳管層固定在所述基底上。可以理解，所述奈米碳管層可以通過黏膠固定在所述基底上。該導電元件可以通過卷對卷（roll-to-roll）的制程製備。

該導電元件之製備方法還可以包括以下步驟：提供一初始奈米碳管膜、基底以及一對壓輥，其中該初始奈米碳管膜包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管通過凡得瓦爾力首尾相連且沿第一方向延伸；將所述基底與該初始奈米碳管膜同時通過該一對壓輥之間，且該初始奈米碳管膜在該一對壓輥之間被壓合在所述基底，且該初始奈米碳管膜在通過該一對壓輥之前懸空設置；圖案化處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜，在該懸空設置的初始奈米碳管膜上在所述第一方向上形成至少一行通孔，且每行上至少有兩個間隔設置的通孔；採用一溶劑處理上述圖案化的初始奈米碳管膜，形成所述奈米碳管膜；以及將該奈米碳管膜及所述基底層疊設置並通過該兩個輥子之間，使得該奈米碳管膜與該基底壓合在一起，形成所述導電元件。其中，所述一對壓輥平行且相互貼合設置，該一對壓輥優選為兩個表面光滑的圓輥。上述導電元件之製備方法中還可以進一步提供一牽引單元，用於帶動所述導電元件，收集該導電元件或為下一個工序提供該導電元件。

具體地，請一併參閱圖5及圖6，本發明第一實施例所述的導電元件100的製備方法可包括以下步驟：

S10，提供一奈米碳管陣列110、基底120、一對壓輥150以及一收集單元170，該基底120通過該一對壓輥150之間並與該收集單元170連接；

S20，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，且該初始奈米碳管膜130包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管通過凡得瓦爾力首尾相連且沿第一方向X延伸；

S30，將所述初始奈米碳管膜130與所述基底120層疊通過該一對壓輥150之間；且該初始奈米碳管膜130在所述奈米碳管陣列110與該一對壓輥150之間懸空設置；

S40，圖案化處理所述懸空設置的初始奈米碳管膜130，使該懸空設置的初始奈米碳管膜130在所述第一方向X上形成至少一行通孔132，且每行上至少有兩個間隔設置的通孔132；

S50，採用一溶劑138處理所述經過圖案化處理的初始奈米碳管膜130，使該經過圖案化處理的初始奈米碳管膜130收縮，形成所述奈米碳管層140；以及

S60，啟動所述一對壓輥150及收集單元170，使該一對壓輥壓輥150及收集單元170轉動，該兩個壓輥150將所述基底120及所述奈米碳管層140壓合在一起形成所述導電元件100，該收集單元170帶動所述基底120及壓合在該基底120上的奈米碳管層運動，從而連續形成所述導電元件100。

步驟S10中的奈米碳管陣列110的製備方法採用化學氣相沈積法，該奈米碳管陣列110為複數彼此平行且垂直於生長基底生長的奈米碳管形成的純奈米碳管陣列110。通過上述控制生長條件，該定向排列的奈米碳管陣列110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。

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。所述奈米碳管的直徑為1~50奈米，長度為50奈米~5毫米。本實施例中，奈米碳管的長度優選為100~900微米。

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。

該步驟S10中的基底120為柔性薄膜狀材料。所述壓輥150可以為橡膠輥或金屬輥，可以通過控制單元控制該壓輥150以一定速度轉動。該兩個壓輥150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。具體地，該壓輥150可以為一熱軋機中的軋輥，該軋輥可以被加熱至一定溫度。

所述收集單元170可以主要用於收集後續形成的所述導電元件100，如，收集軸。本實施例中，所述收集單元170主要用於牽引後續形成的所述導電元件100至使用該導電元件100的工序。

所述壓輥150的長度應大於等於所述基底120的寬度。本實施例中，該基底120纏繞於一卷軸180上。為使該基底120能夠平滑地通過所述一對壓輥150並受到所述收集單元170的牽引，所述收集單元170、卷軸180以及一對壓輥150的軸線相互平行。

步驟S20可具體包括以下步驟：（a）採用一拉伸工具從所述奈米碳管陣列110中選定一個或具有一定寬度的複數奈米碳管；（b）以一定速度拉伸該選定的奈米碳管，從而形成首尾相連的複數奈米碳管，進而形成一連續的初始奈米碳管膜130，如圖6所示。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。

在上述拉伸過程中，該複數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，由於凡得瓦爾力作用，該選定的複數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。

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。該初始奈米碳管膜130的寬度應小於等於所述基底120及兩個壓輥150的寬度。

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通過凡得瓦爾力相連，另一端與所述拉伸工具相連。

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

步驟S30，將所述初始奈米碳管膜130遠離奈米碳管陣列110的一端及基底120層疊通過所述一對壓輥150之間。具體地，可以將所述初始奈米碳管膜130遠離所述奈米碳管陣列110的一端沿基底120的長度方向與所述通過壓輥150的基底120表面相貼合。該初始奈米碳管膜130在未通過所述一對壓輥150之前係懸空設置的，也可以說，位於所述奈米碳管陣列110與所述一對壓輥150之間的初始奈米碳管膜130懸空設置。

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，所以該初始奈米碳管膜130本身具有較強的黏性。因此，該初始奈米碳管膜130可直接通過自身的黏性固定在所述基底120表面。另外，也可以進一步預先在基底120的表面形成所述黏膠層160，該初始奈米碳管膜130應直接覆蓋該基底120具有該黏膠層160的表面，並通過該黏膠層160固定於所述基底120表面。所述黏膠層160可以通過噴塗黏膠等方式形成在所述基底120的表面。本實施例中，該步驟S30進一步包括在該基底120待與所述初始奈米碳管膜130接觸的表面噴塗UV膠，以形成所述黏膠層160的步驟；且在該步驟過程中，該黏膠層160處於待固化或待凝固的狀態。

該壓輥150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與壓輥150的軸線基本平行，以達到將所述基底120固定在收集單元170上的目的。

可以理解，當同時分別從複數奈米碳管陣列110中拉取複數初始奈米碳管膜130，且該複數奈米碳管陣列110在所述奈米碳管的生長方向上間隔設置時，即該複數奈米碳管陣列110相互間隔地層疊設置時，該複數初始奈米碳管膜130在遠離該複數奈米碳管陣列110的一端分別相互層疊，依次經過後續的圖案化處理及溶劑處理以形成所述奈米碳管層140，再將該奈米碳管層140壓合在所述基底120上。當該複數奈米碳管陣列110並排設置時，從該複數奈米碳管陣列110中拉取的複數初始奈米碳管膜130在遠離奈米碳管陣列110的一端並排覆蓋在所述基底120的表面，在後續依次經過圖案化處理及溶劑處理之後形成所述奈米碳管層140，並將該奈米碳管層140鋪設在所述基底120上，使得該奈米碳管層140的寬度不限，從而使該導電元件100的寬度不限。

所述步驟S40對所述懸空設置的初始奈米碳管膜130進行圖案化處理的目的係在所述初始奈米碳管膜130上沿第一方向X上形成間隔設置的通孔132。該步驟可以採用雷射照射處理或電子束照射處理等方法實現在所述初始奈米碳管膜130上形成所述複數通孔132。當採用雷射照射法對該初始奈米碳管膜130進行圖案化處理時，該步驟具體可以包括以下分步驟：首先，提供一雷射器，該雷射器的雷射光束的照射路徑可通過電腦程式控制。其次，將所述待形成複數通孔的奈米碳管膜的形狀輸入電腦程式中，以便控制雷射器中的雷射光束的照射路徑，在所述初始奈米碳管膜上燒蝕形成複數通孔。然後，開啟雷射器，採用雷射光束照射懸空設置的初始奈米碳管膜130，在該懸空設置的初始奈米碳管膜130上形成所述複數通孔132。可以理解，還可以通過固定雷射光束，移動所述初始奈米碳管膜130使雷射光束照射該初始奈米碳管膜130的表面，控制該初始奈米碳管膜130的運動路徑，在該初始奈米碳管膜130上燒蝕形成複數通孔。其中，所述雷射光束的功率密度為10000-100000瓦/平方毫米，掃描速度為800-1500毫米/秒。優選地，該雷射光束的功率密度為70000-80000瓦/平方毫米，掃描速度為1000-1200毫米/秒。

所述步驟S40中形成的通孔的形狀可以為圓形、四邊形、橢圓形或三角形等圖形。優選地，所述四邊形為至少具有一對平行邊的四邊形，如平行四邊形、長方形、正方形、菱形等。更優選地，該通孔的形狀為長方形。當長方形的寬度比較小時，可以認為該長方形為一直線，即可以認為該通孔的形狀為直線形。所述通孔的有效直徑大於所述初始奈米碳管膜中自然存在的微孔的有效直徑。優選地，該通孔的有效直徑大於等於0.1毫米。相鄰之通孔之間的間距大於所述初始奈米碳管膜中的微孔的有效直徑。優選地，該相鄰通孔之間的間距大於等於0.1毫米。所述通孔的形狀、有效直徑以及相鄰之通孔之間的間距可以根據實際需要確定。

該步驟S40中對所述初始奈米碳管膜進行圖案化處理，在該初始奈米碳管膜上形成的通孔可以按照下面的幾種方式分佈：

（1）請參閱圖8，在所述初始奈米碳管膜130上形成複數間隔設置的通孔132，該複數間隔設置的通孔132在該初始奈米碳管膜中沿所述第一方向X排列成一行且平行於所述第一方向。其中，該第一方向X基本平行於該初始奈米碳管膜130中的奈米碳管的軸向延伸方向。該複數通孔將該初始奈米碳管膜130分成複數連接部136以及兩個延伸部134，該初始奈米碳管膜的連接部136為同一行中相鄰之通孔132之間的部分，也就係說，該初始奈米碳管膜130的連接部136間隔設置且通過通孔132隔開，並與該複數通孔132交替排布。該初始奈米碳管膜130的兩個延伸部134指的係該初始奈米碳管膜130中除了所述連接部136外的其他部分，且分別位於所述複數連接部136的兩側。也可以說，在與第一方向X相交的第二方向Y上，該兩個延伸部134通過該複數連接部136隔開。所以，該複數連接部136與兩個延伸部134係一體結構，該兩個延伸部134通過該複數連接部136連接在一起。優選地，該第二方向Y垂直於第一方向X。每個延伸部134基本沿所述第一方向X連續延伸。

（2）請參閱圖9，在所述初始奈米碳管膜130上形成複數通孔132，該複數通孔132沿所述第一方向X排列成多行，且位於同一行中的通孔132沿所述第一方向X間隔排列。該複數通孔132在所述第二方向Y上可以交錯設置。所謂“交錯設置”指的係，該複數通孔132在第二方向Y上沒有成列排布。可以理解，所述複數通孔132也可以沿該第二方向Y排列成多列，且位於同一列上的通孔132沿該第二方向Y間隔排列，所以，該複數通孔132呈陣列狀，行列排布。即，該複數通孔132在該初始奈米碳管膜130上排列成多行多列。

該複數通孔132將該初始奈米碳管膜130分成複數連接部136及複數延伸部134。該複數連接部136位於同一行中相鄰之通孔132之間，該複數連接部136的排列方式與該複數通孔132的排列方式相同，同一行的連接部136沿第一方向X間隔設置，並通過同一行的通孔132隔開。每個連接部136在第二方向Y上的長度等於其相鄰之通孔132在第二方向Y上的長度，每個連接部136沿第一方向上的長度基本等於與其位於同一行並與其相鄰之兩個通孔132之間的間距。所述複數延伸部134在第一方向X上係一連續的整體，且位於相鄰行的通孔132及所述初始奈米碳管膜130的連接部136之間。每個延伸部134在第二方向Y上的長度為其相鄰兩行的通孔132在第二方向Y上的間距，且將與其相鄰之兩行中的複數連接部136隔開。同樣地，該複數連接部136與該複數延伸部134為一體結構，該複數延伸部134通過該複數連接部136連接在一起。優選地，每個通孔132在第一方向X上的有效長度大於其相鄰之通孔132在第二方向Y上的間距。

需要說明的係，本文所謂的“位於同一行的通孔”指的係至少有一條基本平行於所述第一方向X的直線可以同時貫穿該位於同一行中的通孔；本文中所謂的“位於同一列中的通孔”指的係至少有一條基本平行於所述第二方向Y的直線可以同時貫穿該位於同一列中的通孔。所述初始奈米碳管膜130中的連接部136的排列方式與該初始奈米碳管膜中的通孔的排列方式基本相同。由於受到製備工藝的影響，每個通孔的周圍可能會有少量奈米碳管毛刺存在，從而使得通孔的邊緣存在參差不齊的現象。

本實施例中，採用功率密度大約為70000瓦/平方毫米，掃描速度大約為1100毫米/秒的雷射光束對該懸空設置的初始奈米碳管膜130進行圖案化處理，在該懸空設置的初始奈米碳管膜130上形成複數長方形的通孔132。請參閱圖6及圖10，該複數通孔132均勻分佈且排列成多行多列，並將該初始奈米碳管膜130分成複數連接部136及複數延伸部134。該複數連接部136的排列方式基本與所述複數通孔132的排列方式一樣，呈陣列狀、多行多列排布。其中，該複數通孔132沿第一方向X及第二方向Y上的間距均為1毫米，每個通孔132沿第一方向X的長度大約為3毫米，每個通孔132沿第二方向Y的長度大約為1毫米。因此，該初始奈米碳管膜130的連接部136沿第二方向Y的長度基本為1毫米，沿第一方向X的長度基本為1毫米。該初始奈米碳管膜130的延伸部134沿第二方向Y的長度等於位於同一列上的相鄰之兩個通孔132在第二方向Y上的長度，所以，該延伸部134沿第二方向Y上的長度基本為1毫米。

步驟S50可以為，將所述溶劑滴落或噴灑在懸空設置的形成有複數通孔132的初始奈米碳管膜130的表面，以浸潤該具有至少一行通孔132的初始奈米碳管膜130。由於該初始奈米碳管膜130中的每個延伸部134中的奈米碳管首尾相鄰且基本沿第一方向X排列，且每個延伸部134在第一方向X上為一個連續的整體，所以，在表面張力的作用下，該初始奈米碳管膜130中的複數延伸部134收縮分別形成複數奈米碳管線142，也就係說，該初始奈米碳管膜130的每個延伸部134向其中心收縮形成一個奈米碳管線142，同時使得位於該延伸部134兩側的通孔132的有效直徑增大，從而形成複數間隔設置的奈米碳管線142。同時，每個延伸部134在收縮成奈米碳管線142的過程中會對其鄰近的連接部136產生一個拉力，使得該連接部136形成所述奈米碳管團簇144，從而形成所述奈米碳管層140，使得該奈米碳管層140包括複數間隔的奈米碳管線142，及被該複數奈米碳管線142隔開的複數奈米碳管團簇144。因此，該奈米碳管層140中相鄰之奈米碳管線142之間的間距大於其對應的初始奈米碳管膜130上相鄰之延伸部134之間夾持的通孔132在第二方向Y上的長度，大於0.1毫米；且每個奈米碳管線142由複數通過凡得瓦爾力首尾相連且基本沿同一方向延伸的奈米碳管構成，該複數奈米碳管基本沿第一方向X延伸。該複數奈米碳管團簇144將相鄰之奈米碳管線142通過凡得瓦爾力連接在一起形成所述奈米碳管層140。

所述溶劑138可以為有機溶劑或水等。根據該溶劑138的揮發性的不同，該溶劑138對所述初始奈米碳管膜130的表面張力也不同，該初始奈米碳管膜130的延伸部134在收縮成奈米碳管線142的過程中對其相鄰之連接部136產生的拉力的大小也不同，從而使得該初始奈米碳管膜130的連接部136中的奈米碳管的排列方式不同，進而使得所述奈米碳管團簇144的結構也不同。

當所述溶劑138為有機溶劑，如，乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿等具有較高揮發性的溶劑時，對該初始奈米碳管膜130的表面張力就比較大，該初始奈米碳管膜130的延伸部134在收縮成奈米碳管線142的過程中對其相鄰之連接部136產生的拉力就比較大，可以使得該連接部136中的奈米碳管的由基本沿第一方向X延伸轉變為與該第一方向X相交的方向延伸，並與該第一方向X形成一較大的第一夾角；同時在表面張力的作用下，每個連接部136中的奈米碳管會收縮形成一網狀結構，該網狀結構即為所述奈米碳管團簇144，從而使得該複數連接部形成複數奈米碳管團簇144。所以，該複數連接部136形成複數具有網狀結構的奈米碳管團簇144。優選地，所述第一夾角大於等於45度，且小於等於90度。本實施例中，所述溶劑138為乙醇。該第一夾角基本為90度。

當所述溶劑138為水，或具有一定濃度的水與有機溶劑的混合溶液時，該溶劑138對該初始奈米碳管膜130的表面張力相對比較小，該初始奈米碳管膜130的延伸部134在收縮成奈米碳管線142的過程中對其相鄰之連接部136分產生的拉力相對比較小，對該初始奈米碳管膜130的連接部136中的奈米碳管的拉力就比較小，從而使得該複數連接部136中的奈米碳管的軸向基本不發生改變或改變較小，形成複數奈米碳管團簇144，此時，該奈米碳管團簇144中的奈米碳管的軸向基本平行於所述奈米碳管線142中的奈米碳管的軸向及所述第一方向X，或該奈米碳管團簇144中的奈米碳管的軸向與該奈米碳管線142中的奈米碳管及第一方向X具有較小的第二夾角，且該第二夾角小於等於30度。優選地，該夾角小於等於15度。

由於在圖案化處理初始奈米碳管膜130形成通孔132的過程中，該初始奈米碳管膜130中的通孔132的邊緣受雷射或電子束等工藝條件的限制，該通孔132的邊緣參差不齊。所以，經過溶劑處理後，所述奈米碳管線142及奈米碳管團簇144的周圍會有少量不規則排列的奈米碳管存在，如，圖3所示的奈米碳管膜的光學顯微鏡照片。

本實施例中，將一滴瓶137放置於所述經過雷射處理的初始奈米碳管膜130的上方，乙醇溶劑138從該滴瓶137滴落於該經過圖案化處理的初始奈米碳管膜130的表面。在表面張力的作用下，所述初始奈米碳管膜130的每個延伸部134在其中間位置形成複數奈米碳管線142。同時，該初始奈米碳管膜130的連接部136形成複數奈米碳管團簇144，且該複數奈米碳管團簇144沿第二方向通過所述複數奈米碳管線142連接，且沿第一方向X間隔設置。由此形成所述奈米碳管層140。

因此，通過控制沿第二方向Y排列的通孔132之間的間距以及通孔132的形狀可以控制所述第二奈米碳管線的直徑；通過控制位於第二方向Y上的相鄰通孔132之間的間距以及通孔132的寬度可以控制相鄰之第二奈米碳管線之間的間距。當所述通孔132為長方形，該通孔132的在第二方向Y的長度分別相等，且位於同一列上的相鄰通孔132之間的間距相等時，所述複數奈米碳管線142的直徑相等，且相鄰之奈米碳管線142之間的間距也相等；進一步，當該複數通孔132的在第一方向X的長度分別相等，所述複數奈米碳管團簇144基本沿第二方向Y排列，甚至該複數奈米碳管團簇144的形狀基本相同。因此，本發明提供之奈米碳管膜的製備方法可以有效地、簡單地控制其中的奈米碳管線之間的間距及奈米碳管線的直徑。並且，可以通過調整所述通孔的數量及尺寸來改變所述奈米碳管層的結構，進而該改變該奈米碳管層的電阻，尤其係改變該奈米碳管層的導電異向性，也就係說，可以根據對所述奈米碳管層的透光度及電阻等的需求來進行步驟S40。

可以理解，所述奈米碳管層140可以由一層初始奈米碳管膜130形成，也可以由複數層疊設置的初始奈米碳管膜130形成，且該相鄰之初始奈米碳管膜130中的奈米碳管的排列方向基本相同。

S60，啟動所述一對壓輥150及收集單元170，該一對壓輥150以相反的方向轉動，且壓合通過該一對壓輥150的基底120以及奈米碳管層140，形成所述導電元件100。同時，在所述收集單元170的作用下，沿遠離所述奈米碳管陣列110的方向傳送該導電元件100，並帶動所述基底120及壓合在該基底120上的奈米碳管層140運動。優選地，該對壓輥150的轉速與所述收集單元170的轉動速度相同。

在所述奈米碳管層140未形成時，通過所述收集單元170的轉動，所述基底120帶動覆蓋於其上的初始奈米碳管膜130運動，位於所述奈米碳管陣列110與壓輥150之間的初始奈米碳管膜130依次經過後續的圖案化及溶劑處理之後，形成所述奈米碳管層140。該奈米碳管層140與所述基底120穿過該一對壓輥150之間，在該一對壓輥150的壓力作用下，該奈米碳管層與該基底120壓合固定在一起形成所述導電元件100。接下來，隨著該收集單元170的轉動，所述導電元件100帶動其中的奈米碳管層140運動，從而也使得所述初始奈米碳管膜130不斷的從所述奈米碳管陣列110中拉出，並不斷地依次經過圖案化及溶劑處理，不斷地形成該奈米碳管層140。同時，該基底120不斷從所述卷軸180上拉出。可以理解，當同時提供複數奈米碳管陣列110時，通過收集單元170的轉動，複數初始奈米碳管膜130不斷地從該複數奈米碳管陣列110中同時拉出。

另外，當該一對壓輥150具有一較高的溫度時，可以熱壓通過於其間的基底120以及奈米碳管層140，從而使該奈米碳管層140與所述基底120更牢固的結合。當具有黏膠層160的基底120通過加熱的壓輥150時，該黏膠層160可被融化，並將該基底120與該奈米碳管層140牢固地結合。

本實施例中，步驟S30中採用UV膠作為黏膠層160，所以該步驟S70還包括採用紫外光照射該黏膠層160的步驟，從而使該黏膠層160感光固化，並與所述初始奈米碳管膜130或該奈米碳管層140牢固地結合。

依據上述導電元件100的製備方法，請參閱圖11，本發明實施例提供上述導電元件之製備裝置10，該導電元件之製備裝置10包括：一初始奈米碳管膜供給單元11、一圖案化處理單元12、一溶劑處理單元13、一基底供給單元14、一碾壓單元15以及一收集單元170。

所述初始奈米碳管膜供給單元11用於沿第一方向X為所述圖案化處理單元12連續的提供初始奈米碳管膜130。本實施例中，該初始奈米碳管膜供給單元11包括一奈米碳管陣列110、一供給台112，以及一拉伸工具114。其中，該供給台112用於放置該奈米碳管陣列110。所述拉伸工具114用於從該奈米碳管陣列110上基本沿所述第一方向X拉伸獲得所述初始奈米碳管膜130。該拉伸工具114可以為直尺、膠帶等具有一定寬度的工具。

所述圖案化處理單元12用於在所述初始奈米碳管膜130上進行圖案化處理，使該初始奈米碳管膜130在所述第一方向X上形成至少一行通孔132，且每行上至少有兩個間隔設置的通孔132。本實施例中，該圖案化處理單元12為雷射器。可以理解，該圖案化處理單元12也可以為電子束照射裝置。

所述溶劑處理單元13用於對經過所述圖案化處理單元12形成的圖案化初始奈米碳管膜進行溶劑處理，使該圖案化初始奈米碳管膜收縮形成所述奈米碳管層140。本實施例中，所述溶劑處理單元13包括一溶劑138及一用於放置該溶劑138的滴瓶137。該滴瓶137的底部具有一開口，所述溶劑138從該開口處流出，並浸潤所述圖案化處理的初始奈米碳管膜。可以理解，該溶劑處理單元13用於盛放溶劑138的容器不限於上述滴瓶137，只要該容器能夠盛放溶劑138並可以使溶劑138浸潤所述圖案化處理的初始奈米碳管膜即可，如一噴壺。

所述基底供給單元14用於連續地提供貼附所述奈米碳管層140的基底120。本實施例中，該基底供給單元14包括一卷軸及纏繞在該卷軸上的基底120，其中，該卷軸的結構可以為圖5所示的卷軸180。

所述碾壓單元15用於將所述奈米碳管層140及基底120重疊設置並壓合在一起，形成所述導電元件100。本實施例中，該碾壓單元15包括一對沿相反方向轉動的滾軸，所述奈米碳管層140及基底120穿過該一對滾軸之間，從而將該奈米碳管層140壓合在基底120上。其中，該一對滾軸為圖5中所示的一對壓輥150。

所述收集單元170用於收集所述導電元件100，並帶動所述基底120及黏附其上的奈米碳管層140運動，該奈米碳管層140的運動帶動所述初始奈米碳管膜130不斷從所述奈米碳管陣列110中拉伸出來，從而使得該導電元件100可以連續的生產。本實施例中，該收集單元170包括一收集軸172，該收集軸172使經過碾壓單元15形成的導電元件100沿第一方向X運動，並纏繞在該收集軸172上，從而可以牽引所述基底120及貼合其上的奈米碳管層140運動。

另，該導電元件之製備裝置10還可以進一步包括一黏膠供給單元16，該黏膠供給單元16用於在基底供給單元14提供之基底120未進入碾壓單元15之前，在該基底120待貼合所述奈米碳管層140的表面形成一黏膠層，從而保證該奈米碳管層140牢固地固定在該基底120上。本實施例中，該黏膠供給單元16為一黏膠噴塗機。

可以理解，所述製備導電元件100的方法以及該導電元件之製備裝置10可實現大規模連續生產該導電元件100。當所述奈米碳管陣列110中的奈米碳管拉取完畢，或者基底120用完時，可停止所述收集單元170以及碾壓單元15（如一對壓輥150）的運動，並替換一新的奈米碳管陣列110或基底120，從而生產出任意長度的導電元件100。使用時，該導電元件100可任意裁剪成需要的尺寸及形狀。該導電元件100可具有較好的透光度，故可以作為一透明導電膜使用。由於該碳納奈米管膜具有較好的耐彎折性，可任意彎折而不被破壞，與採用氧化銦錫（ITO）製備的透明導電膜比較，該導電元件100具有更好的耐彎折性。

所述導電元件100在採用卷對卷的制程的過程中，所述圖案化的初始奈米碳管膜及所述奈米碳管層140應該具有一定的強度，才能不被收集單元170所產生的拉力拉斷，才能夠保證該導電元件100能夠採用卷對卷制程生產，即，能夠使用上述導電元件之製備裝置10來製備。其中，該圖案化的初始奈米碳管膜及所述奈米碳管層140的強度都與圖案化的初始奈米碳管膜130上的通孔132的相關參數有關，下面將以具體實施例作進一步說明。

現以長方形的通孔為例說明所述奈米碳管層140具有卷對卷特性，具體請參見表1。其中，該奈米碳管層140係由單層的初始奈米碳管膜130形成的；即，該奈米碳管層140為單層的奈米碳管膜。另，採用頻率為20千赫的雷射掃描所述初始奈米碳管膜130，形成均勻分佈的該通孔132陣列，每個通孔132在第一方向X上的長度為a，每個通孔132在第二方向Y上的長度為b，相鄰之通孔132在第一方向X上的間距為c，相鄰之通孔132在第二方向Y上的間距為d。參數a大於參數d。其中，所述參數b相對於參數a相當小係，且可以被認為係0時，該通孔132的形狀可以被認為係直線形。下表1中的樣品1-10採用的雷射的掃描速度為500毫米/秒；樣品11-13採用掃描速度為5毫米/秒的雷射單線掃描。

表1 通孔的參數與所述奈米碳管層的卷對卷制程的可行性

從表1中可以看出本發明提供之導電元件100中的由單層奈米碳管膜組成的奈米碳管層140係可以採用卷對卷製備的。樣品5和樣品7中的參數b和參數d基本相等，圖案化的初始奈米碳管膜勉強可以採用卷對卷制程。當參數d大於參數b時，該圖案化的初始奈米碳管膜可以採用卷對卷制程。所以，採用上述方法製備該導電元件100的過程中，參數d應大於等於參數b；優選地，參數d大於參數b。

該導電元件100具有較好的透明度及導電性。本實施例通過測量樣品1-4的透明度以及在第一方向X及第二方向Y上的電阻來表示各樣品的電阻及各個波長下的透明度，各樣品均被製成3毫米×3毫米的方塊形狀。其中，樣品1為：PET片；樣品2為：初始奈米碳管膜130通過UV膠固定於PET片；樣品3為：雷射處理的初始奈米碳管膜130通過UV膠固定於PET片（雷射處理的初始奈米碳管膜130指的係上述經過雷射處理形成有複數通孔132的初始奈米碳管膜130）；樣品4為：所述導電元件100，該導電元件100中的奈米碳管層140係通過採用乙醇溶劑處理所述樣品3而得到。另，樣品2-4係通過將體積比為1 : 1的UV膠與乙酸丁酯的混合溶液塗覆在PET片上來實現固定在PET片上的。

表2 各種樣品的電阻及透明度

從上表2可以看出導電元件100中的奈米碳管層140的電阻在各個方向上的電阻雖然比所述初始奈米碳管膜130及雷射處理過的初始奈米碳管膜的電阻大，但該奈米碳管層140仍係一個導電異向性膜，且其在兩個方向上的電阻仍相差50倍以上。請參閱圖12及上表2，樣品4在各個波長下的透光度均大於樣品2及樣品3的透光度，所以所述導電元件100在各個波長下均具有較高的透光度。另，在各個波長下，樣品4的透光度接近樣品1的透光度，這說明所述導電元件100的透光度接近其基底120的透光度；也說明該導電元件100中的奈米碳管層140的透光度比較高。

請參閱圖13及圖14，本發明第二實施例提供一導電元件200，該導電元件200包括所述基底120、所述黏膠層160以及通過該黏膠層160固定在該基底120上的奈米碳管層240。該奈米碳管層240包括複數奈米碳管線142及複數奈米碳管團簇244。該複數奈米碳管線142及複數奈米碳管團簇244呈陣列排列。該奈米碳管層240的結構與第一實施例中的奈米碳管層140的結構基本相同，不同之處在於：每個奈米碳管團簇244包括複數第二奈米碳管242，該複數第二奈米碳管242的軸向延伸方向基本平行於所述奈米碳管線142的延伸方向。也就係說，該奈米碳管層240中的奈米碳管基本沿同一方向擇優取向排列。該奈米碳管層240的具體結構可參見圖15所示的顯微鏡照片。

所述導電元件200的製備方法與第一實施例提供之導電元件100的製備方法基本相同，不同之處在於：所述奈米碳管層240與第一實施例中的奈米碳管層140的製備方法不同。具體地，本實施例中的奈米碳管層240係採用水作為溶劑來處理懸空設置的形成有通孔的初始奈米碳管膜的。在水處理該初始奈米碳管膜130的過程中，所述初始奈米碳管膜130的連接部136中的奈米碳管的排列方向基本不發生改變，從而使得該奈米碳管團簇244中的奈米碳管的排列方向基本平行於所述第一方向。

由本發明實施例提供之導電元件中的奈米碳管層包括複數間隔設置的奈米碳管線及奈米碳管團簇，使得該奈米碳管層具有較高的透光度。該奈米碳管層為一單層奈米碳管膜，該奈米碳管膜的透光度在可見光區大於等於95%，甚至可以達到98%以上。該奈米碳管膜中的奈米碳管線及奈米碳管團簇有規律排列成多行多列，使得該奈米碳管膜在同一平面內的兩個方向上具有較好的導電異向性，且該奈米碳管膜在行列方向上的電阻可以相差50倍以上。

該奈米碳管膜中的奈米碳管線通過複數奈米碳管團簇固定在一起，形成膜狀結構，使得該奈米碳管膜具有較好的強度及穩定性，不易破裂。如，當採用雷射處理寬度大約為15毫米的初始奈米碳管膜，在該初始奈米碳管膜上形成通孔陣列，且每個通孔的參數a、b、c及d分別為3毫米、0.35毫米、0.8毫米及0.35毫米時，該奈米碳管膜的能承受的最大拉力大約為105毫牛頓。由於該奈米碳管膜具有較好的強度且具有較好的柔韌性，當所述基底為柔性材料時，所述導電元件為柔性元件，所以本發明實施例提供之導電元件可以採用卷對卷制程製備。而且，當所述基底具有較高的透光度時，本發明實施例提供之導電元件為透明導電元件。

本發明實施例提供之製備導電元件之製備方法及該導電元件之製備裝置包括形成所述奈米碳管層的步驟，該奈米碳管層係通過在初始奈米碳管膜的表面沿第一方向形成至少一行通孔並結合溶劑處理該形成有通孔的初始奈米碳管膜的方法來製備的；另，還可以通過控制初始奈米碳管膜上的通孔的數量及尺寸來控制奈米碳管層中的奈米碳管線的直徑以及相鄰之奈米碳管線之間的間距，即控制該奈米碳管層的結構，從而可以控制該奈米碳管層的透光度以及其在各個方向上的電阻，進而可以控制該導電元件的透光度及導電性。該奈米碳管層的製備方法比較簡單，而且該導電元件之製備裝置比較容易控制該奈米碳管層的透光度及導電性，有利於工業化生產。

本發明實施例提供之導電元件之製備裝置中的收集單元可以帶動所述導電元件中的基底及奈米碳管層運動。該基底在所述基底供給單元中可以通過纏繞在卷軸上提供，所以，該基底在所述收集單元的帶動下，可以由基底供給單元連續不斷地提供。同時，該奈米碳管層的運動帶動所述初始奈米碳管膜連續不斷地從所述奈米碳管陣列中獲得，即，該初始奈米碳管膜可以在所述收集單元的帶動下，連續不斷地由初始奈米碳管膜供給單元提供，進而保證連續地形成所述奈米碳管層。因此，本發明實施例提供之導電元件之製備裝置可以採用卷對卷制程連續地生產所述導電元件。

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。

10．．．製備裝置

100；200．．．導電元件

11．．．初始奈米碳管膜供給單元

110．．．奈米碳管陣列

112．．．供給台

114．．．拉伸工具

12．．．圖案化處理單元

120．．．基底

13．．．溶劑處理單元

130．．．初始奈米碳管膜

132．．．通孔

134．．．延伸部

136．．．連接部

137．．．滴瓶

138．．．溶劑

14．．．基底供給單元

140；240．．．奈米碳管層

142．．．奈米碳管線

144；244．．．奈米碳管團簇

15．．．碾壓單元

150．．．壓輥

16．．．黏膠供給單元

160．．．黏膠層

170．．．收集單元

172．．．收集軸

180．．．卷軸

圖1為本發明第一實施例提供之導電元件的俯視圖。

圖2為沿圖1中的II-II線的剖視圖。

圖3為本發明第一實施例採用的奈米碳管層的光學顯微鏡照片。

圖4為本發明第一實施例提供之奈米碳管層的結構示意圖，且該奈米碳管層中的奈米碳管團簇交錯排列。

圖5為本發明第一實施例提供之導電元件之製備方法流程圖。

圖6為本發明第一實施例提供之導電元件之製備工藝流程圖。

圖7為圖6中之初始奈米碳管膜的掃描電鏡照片。

圖8為形成有一行通孔的初始奈米碳管膜的俯視圖。

圖9為形成有多行通孔的初始奈米碳管膜的俯視圖。

圖10為圖6中的形成有通孔陣列的初始奈米碳管膜的部分光學顯微鏡照片。

圖11為本發明實施例提供之導電元件之製備裝置示意圖。

圖12為本發明第一實施例提供之導電元件與其他各種導電元件在不同波長下的透光度比較圖。

圖13為本發明第二實施例提供之導電元件的俯視圖。

圖14為沿圖13中的XIV-XIV線的剖面圖。

圖15為本發明第二實施例採用的奈米碳管層的部分光學顯微鏡照片。

100．．．導電元件