專利名稱：液體排出裝置以及用于對(duì)齊針狀物質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體排出裝置，該液體排出裝置將包含分散的針狀物質(zhì)的分散液體排向基體等，從而對(duì)齊該針狀物質(zhì)，本發(fā)明還涉及一種用于對(duì)齊針狀物質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
近來(lái)引人注意的碳納米管(該碳納米管代表針狀物質(zhì))具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，粘在平面中的sp2碳(該sp2碳構(gòu)成石墨結(jié)構(gòu))卷成納米大小的柱體。碳納米管有很多超級(jí)特征，因此用于各種用途。特別是，碳納米管通常用于電材料，因?yàn)樗鼈兊碾娞卣鳛檫@樣，即它們可以有良好的導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性。碳納米管的一個(gè)用途是在MOS晶體管中使用它們。
圖8是已知MOS晶體管的示意圖。為了制造MOS晶體管，多個(gè)碳納米管104在硅基體10上面的SiO2膜11上沿相同方向?qū)R，并通過(guò)光刻術(shù)而形成源電極12、漏電極13和門電極14。然后，較高電壓施加在源電極12和漏電極13之間，以便破壞導(dǎo)電良好的碳納米管，并保留半導(dǎo)電的碳納米管。這樣制成MOS晶體管。
碳納米管的另一用途是使用它們作為場(chǎng)致發(fā)射顯示器(FEDs)的電子源。當(dāng)對(duì)其施加電壓時(shí)，碳納米管發(fā)出電子。很多碳納米管沿相同方向綁在一起，以便形成電子發(fā)射器，且該電子發(fā)射器兩維地布置成FED電子源。碳納米管已經(jīng)用于各種其它用途，且在大部分用途中需要沿一個(gè)方向?qū)R。
對(duì)于碳納米管的對(duì)齊，在日本專利公開(kāi)No.2000-208026、2001-93404、2001-195972和2003-197131中公開(kāi)了一些方法，這些專利文獻(xiàn)都涉及FED電子源。在日本專利公開(kāi)No.2000-208026中，包含碳納米管的材料封裝在柱體中，且該柱體進(jìn)行拉長(zhǎng)，以便使碳納米管沿拉長(zhǎng)方向?qū)R。在日本專利公開(kāi)No.2002-93404中，包含分散的碳納米管的導(dǎo)電性膠被壓進(jìn)形成于一陶瓷板材中的多個(gè)通孔中，使得碳納米管沿著垂直于該基體的方向?qū)R。在日本專利公開(kāi)文件No.2001-195972中包含在分散碳納米管中的膠通過(guò)絲網(wǎng)印刷或旋涂而施加在基體表面上的鋸齒形特征或其它物理形狀上。因此，碳納米管沿與基體表面垂直的方向?qū)R。在日本專利公開(kāi)No.2003-197131中，碳納米管布置在形成于金屬膜表面中的很多小凹口內(nèi)，以便使它們沿垂直于金屬膜表面的方向?qū)R。
不過(guò)，這些方法有以下缺點(diǎn)。在日本專利公開(kāi)No.2000-208026中公開(kāi)的方法需要用于對(duì)齊的復(fù)雜生產(chǎn)步驟。而且，為了使對(duì)齊的碳納米管用于FED電子源，該方法需要附加步驟來(lái)將對(duì)齊的碳納米管布置成陣列(matrix)，從而增加了生產(chǎn)步驟數(shù)目。日本專利公開(kāi)No.2001-93404和2001-195972的方法將很難對(duì)齊碳納米管。還有，在日本專利公開(kāi)No.2003-197131中所述的方法的缺點(diǎn)在于對(duì)齊精度，因?yàn)樵谠摲椒ㄖ?，指向任意方向的碳納米管簡(jiǎn)單布置在凹口中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)展了一種用于很容易地對(duì)齊針狀物質(zhì)的方法，即通過(guò)將分散在分散介質(zhì)內(nèi)的針狀物質(zhì)施加在具有槽或凹口的基體內(nèi)，并將針狀物質(zhì)掃入凹口內(nèi)，以便使它們沿凹口的內(nèi)壁對(duì)齊。
本發(fā)明將提高上述對(duì)齊方法的效率，本發(fā)明的目的是提供一種液體排出裝置和一種用于對(duì)齊針狀物質(zhì)的方法。該液體排出裝置具有錐形嘴，包含針狀物質(zhì)的分散液體通過(guò)該錐形嘴排出。嘴的最大直徑大于針狀物質(zhì)的長(zhǎng)度，而排出開(kāi)口直徑大于針狀物質(zhì)的直徑，并小于針狀物質(zhì)的長(zhǎng)度。
通過(guò)下面(參考附圖)對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明，可以清楚本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是碳納米管供給頭的側(cè)剖圖，該碳納米管供給頭是碳納米管供給裝置的主要部分，并作為第一實(shí)施例的液體排出裝置。
圖2是將從圖1中所示的碳納米管供給頭的排出開(kāi)口排出的分散液體的示意圖，碳納米管分散在該分散液體中。
圖3是基體的透視圖，碳納米管將在該基體中對(duì)齊。
圖4是基體的透視圖，碳納米管將在該基體中對(duì)齊。
圖5是基體的透視圖，碳納米管將在該基體中對(duì)齊。
圖6是基體的透視圖，碳納米管將在該基體中對(duì)齊，且該基體提供有抽吸裝置。
圖7是碳納米管供給頭的側(cè)剖圖，該碳納米管供給頭是碳納米管供給裝置的主要部分，并作為第二實(shí)施例的液體排出裝置。
圖8是已知MOS晶體管的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
第一實(shí)施例本實(shí)施例利用碳納米管作為針狀物質(zhì)的代表。
圖1是碳納米管供給頭的側(cè)剖圖，該碳納米管供給頭是碳納米管供給裝置的主要部分，并作為本實(shí)施例的液體排出裝置。
碳納米管供給頭1排出分散液體，碳納米管分散在該分散液體中，以便施加給基體，碳納米管將在該基體中對(duì)齊。
碳納米管供給頭1包括加熱器2，該加熱器2用于產(chǎn)生排出能，以便將分散液體14排出(見(jiàn)圖2)，碳納米管15分散在該分散液體14中。加熱器2是一種電熱轉(zhuǎn)換器，用于將電能轉(zhuǎn)變成熱能，并使熱能能夠作用在分散液體14上。加熱器2布置在頂板3中。頂板3與底板5連接，該底板5有下游壁13和作為嘴7的孔，且該頂板3和底板5構(gòu)成流動(dòng)通路6。包含碳納米管15的分散液體14從排出開(kāi)口4排出。
流動(dòng)通路6通過(guò)嘴7而與排出開(kāi)口4連通，且該流動(dòng)通路6還與分散液體供給腔室(圖中未示出)連通。分散液體供給腔室向多個(gè)流動(dòng)通路6供給分散液體14，該分散液體14的量基本等于從排出開(kāi)口4排出的量。特別是，包含碳納米管15的分散液體14沿由圖中箭頭a所示的方向從分散液體供給腔室流入流動(dòng)通路6中。
碳納米管供給頭1有在加熱器2和分散液體14之間的交界面附近的氣泡產(chǎn)生區(qū)域12，在該氣泡產(chǎn)生區(qū)域12處，加熱器2快速加熱，以便在分散液體14中產(chǎn)生氣泡。
在對(duì)著頂板3的底板5中，嘴7形成錐形形狀，它的直徑朝著排出開(kāi)口4減小。嘴7和排出開(kāi)口4布置在與氣泡產(chǎn)生區(qū)域12相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中?？捎糜诒緦?shí)施例的碳納米管15優(yōu)選是直徑在幾納米和幾十納米之間的范圍內(nèi)，長(zhǎng)度在幾微米和幾十微米之間的范圍內(nèi)。為了對(duì)齊碳納米管15，噴嘴7的排出開(kāi)口4的直徑大于碳納米管15的直徑并小于碳納米管15的長(zhǎng)度。優(yōu)選是，排出開(kāi)口4的直徑為碳納米管15的直徑的幾倍至幾十倍。優(yōu)選是，噴嘴7或錐形開(kāi)口的最大直徑大于碳納米管15的長(zhǎng)度，且由參考標(biāo)號(hào)16表示的錐形角θ為30°或更小。當(dāng)錐形角減小時(shí)，對(duì)齊能力增加。本實(shí)施例采用的碳納米管的直徑為20nm，長(zhǎng)度為20μm。因此，優(yōu)選是排出開(kāi)口4的直徑為幾百納米，嘴7的最大直徑為幾十微米。在本實(shí)施例中，排出開(kāi)口4為300nm，而嘴7的最大直徑為30μm。優(yōu)選是，嘴7通過(guò)光刻術(shù)而在散焦?fàn)顟B(tài)下形成為具有該尺寸。
底板5有在氣泡產(chǎn)生區(qū)域12上游側(cè)的后部調(diào)節(jié)器部分11。該后部調(diào)節(jié)器部分11局部減小流動(dòng)通道6的橫截面，以便增加流阻，從而防止分散液體4的氣泡能量溢出。因此，分散液體14可以高效排出。氣泡產(chǎn)生區(qū)域12下游側(cè)通過(guò)下游壁13而封閉。
下面將介紹碳納米管供給頭1的排出操作。
圖2是將從排出開(kāi)口4排出的分散液體14的示意圖，碳納米管15分散在該分散液體14中。
電能從圖中未示出的控制器施加給加熱器2，從而使加熱器2變熱，以便在與加熱器2接觸的分散液體14中產(chǎn)生氣泡(圖中未示出)。由于在氣泡產(chǎn)生區(qū)域12中產(chǎn)生氣泡而形成的壓力將迫使流動(dòng)通路6中的分散液體14朝著嘴7以及上游側(cè)和下游側(cè)而運(yùn)動(dòng)。在本例中，分散液體14向下游側(cè)的流動(dòng)由下游壁13阻止，而分散液體14向上游側(cè)的流動(dòng)受到后部調(diào)節(jié)器部分11的阻擋，從而減小流量。對(duì)于朝著嘴7的流體流，流阻增加，因?yàn)樽?為錐形，它的直徑朝著排出開(kāi)口4減小。不過(guò)，下游壁13和后部調(diào)節(jié)器部分11的存在幫助分散液體14流入嘴7中。因?yàn)樽?為錐形，在流向排出開(kāi)口4的分散液體14中的碳納米管15逐漸對(duì)齊。
因?yàn)榕懦鲩_(kāi)口4的直徑大于碳納米管15的直徑，并小于碳納米管15的長(zhǎng)度(如上所述)，因此，在分散液體14中的碳納米管15在經(jīng)過(guò)排出開(kāi)口4時(shí)將沿箭頭A所示的排出方向?qū)R。
在排出開(kāi)口4和基體之間的距離優(yōu)選是盡可能短，特別是短到使得從排出開(kāi)口4排出的分散液體14的液滴在通過(guò)表面張力而形成近似球形之前就落在基體上。這樣的原因如下盡管在分散液體14中的碳納米管15并不在流動(dòng)通路6中對(duì)齊，但是它們通過(guò)嘴7的錐形而逐漸對(duì)齊，并在沿排出方向A對(duì)齊的狀態(tài)下排出。剛剛排出后的分散液體14沿排出方向A拉長(zhǎng)，因此在液體中的碳納米管15沿排出方向?qū)R。盡管在分散液體14中對(duì)齊的碳納米管15使得分散液體14保持沿排出方向A拉長(zhǎng)，但是分散液體14將由于表面張力而形成球形。因此，沿排出方向A對(duì)齊的碳納米管15可能不希望地指向任意方向。為了在使碳納米管15對(duì)齊的情況下將分散液體14施加在基體上，優(yōu)選是使得在基體和碳納米管供給頭1之間的距離盡可能短，這樣，分散液體14在通過(guò)表面張力的作而用形成球形之前就落在基體上。
為了防止在分散液體14中的碳納米管15下沉，控制器可以在與排出分散液體14不同的時(shí)間向加熱器2供給電能。這是因?yàn)橄鲁恋奶技{米管15阻塞嘴15或排出開(kāi)口4，從而降低分散液體14的排出能力。為了防止該阻塞，控制器例如間歇地向加熱器施加這樣程度的電能，即重復(fù)使細(xì)氣泡產(chǎn)生和消失的順序，但又不能使分散液體14排出。更具體地說(shuō)，加熱器2用作振動(dòng)裝置，以便向分散液體14施加脈沖。因此，將防止碳納米管15下沉，并保持分散液體14的排出能力。也可以不采用加熱器2(該加熱器2用于排出分散液體14和防止碳納米管15下沉)，具有與加熱器2相同的機(jī)構(gòu)的電熱轉(zhuǎn)換器可以附加布置在流動(dòng)通道6中，以便防止碳納米管下沉。
碳納米管供給裝置還可以包括恢復(fù)裝置，用于恢復(fù)排出分散液體14的能力。截留在嘴7中的分散液體14蒸發(fā)，因此液體的粘性增加，從而降低了排出能力。還有，重復(fù)排出使得在嘴7和流動(dòng)通路6中產(chǎn)生殘留氣泡，從而降低了排出能力。因此，優(yōu)選是恢復(fù)裝置向流動(dòng)通路6中的分散液體14施加正壓或負(fù)壓，以便去除阻塞嘴7的分散液體14以及殘留氣泡?；謴?fù)裝置可以布置在流動(dòng)通路6的上游，以便向流動(dòng)通路6中的分散液體14施加正壓，從而推出阻塞排出開(kāi)口4的分散液體14，或者通過(guò)抽吸而施加負(fù)壓，從而向上游側(cè)吸出阻塞的分散液體14或殘留氣泡。在該結(jié)構(gòu)中，也可選擇，恢復(fù)裝置可以向分散液體14施加正壓和負(fù)壓，以便使恢復(fù)排出能力和防止碳納米管15下沉的能力加倍。也可選擇，恢復(fù)裝置可以布置在碳納米管供給頭1的外部。這時(shí)，恢復(fù)裝置直接布置在排出開(kāi)口4上，并通過(guò)抽吸而吸出阻塞的液體14和殘留的氣泡，以便除去它們。
加熱器2可以用作恢復(fù)裝置。特別是，作為振動(dòng)裝置的加熱器2可以向分散液體14施加脈沖，以便恢復(fù)排出能力。
在本實(shí)施例中，因?yàn)榉稚⒁后w14通過(guò)產(chǎn)生氣泡而排出，因此分散液體14的分散介質(zhì)是具有相對(duì)較低粘性的材料，例如溶劑。當(dāng)高粘性材料(例如導(dǎo)電膠或絕緣樹(shù)脂膠)用作分散介質(zhì)時(shí)，優(yōu)選是碳納米管供給頭包括壓電元件，如后面所述。
圖3表示了基體，碳納米管將在該基體中對(duì)齊。
在圖3中，基體20有形成于它的表面中的多個(gè)槽21或凹口?；w20的材料并不特別限制，且基體20可以由絕緣材料(例如陶瓷或樹(shù)脂)或半導(dǎo)體或?qū)w材料(例如硅晶片或金屬)制成。還有，基體20可以包括覆蓋有氧化層(例如SiO2膜)的硅。任意材料可以構(gòu)成基體20，只要在基體20的表面保證平直。
槽21有頂點(diǎn)朝下的V形截面，并以預(yù)定間隔基本彼此平行地形成于基體20中。槽21將用于對(duì)齊碳納米管15。碳納米管15沿槽21的側(cè)壁22布置在槽21中，如后面所述，從而進(jìn)行對(duì)齊。因此，槽21的開(kāi)口的寬度w設(shè)置成大于碳納米管15的直徑，這樣，碳納米管15可以布置在槽21中。還有，為了使碳納米管15沿槽21的側(cè)壁22對(duì)齊，寬度w設(shè)置成小于碳納米管15的長(zhǎng)度。
盡管圖3表示了V形槽實(shí)例，不過(guò)槽21可以為任意形狀，只要能夠使碳納米管15對(duì)齊。例如，槽21的截面可以是矩形、梯形、半圓形或半橢圓形。因?yàn)樵诒緦?shí)施例中槽21的截面為V形，因此碳納米管15沿槽21的側(cè)壁22對(duì)齊。不過(guò)，當(dāng)截面例如為矩形時(shí)，碳納米管4可以沿槽21的底部對(duì)齊。換句話說(shuō)，槽21可以有任意形狀，只要碳納米管15可以沿它們的內(nèi)壁對(duì)齊。
優(yōu)選是，如上所述，可用于本實(shí)施例的碳納米管15的尺寸為直徑在幾納米和幾十納米之間的范圍內(nèi)，長(zhǎng)度在幾微米和幾十微米之間的范圍內(nèi)。本實(shí)施例使用的碳納米管的直徑為20nm，長(zhǎng)度為20μm。因此，可以使槽21的寬度w設(shè)置成小于碳納米管的長(zhǎng)度(20μm)。不過(guò)，從提高對(duì)齊能力的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選是寬度w為碳納米管15的直徑的幾十倍，且槽21的長(zhǎng)度L為碳納米管15的長(zhǎng)度的大約1.2倍。在本實(shí)施例中，槽21的寬度w為500nm，長(zhǎng)度L為25μm。槽21的長(zhǎng)度L還可以更長(zhǎng)，因?yàn)樗梢愿鶕?jù)用途而在對(duì)齊后進(jìn)行切割。對(duì)于FED電子源，槽21優(yōu)選是寬度w為大約500nm，長(zhǎng)度L為大約1mm。盡管本實(shí)施例表示的槽21的長(zhǎng)度L小于基體20的縱向長(zhǎng)度，但是該長(zhǎng)度L可以與基體20的縱向長(zhǎng)度相同。
槽21可以通過(guò)離子束、電子束或波長(zhǎng)短于或等于可見(jiàn)光波長(zhǎng)的光束而形成，或者通過(guò)摩擦而形成。當(dāng)基體20為硅晶片時(shí)，槽21可以通過(guò)干蝕刻或各向異性蝕刻而形成。
包含碳納米管15的分散液體14從本實(shí)施例的碳納米管供給裝置排入如上述形成于基體20中的槽21內(nèi)。排出可以在嘴7沿槽21的縱向方向運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行。排入槽21中的分散液體14通過(guò)刮板25而被掃過(guò)，以便均勻散開(kāi)。在該步驟中，在從槽21中溢出的分散液體14內(nèi)的碳納米管15通過(guò)刮板25而被掃過(guò)，以便落入相鄰槽21中。當(dāng)碳納米管供給裝置將分散液體14施加在除槽21之外的區(qū)域中時(shí)，液體14通過(guò)刮板25掃過(guò)而落入槽21中。
在槽21外部的分散液體14可以通過(guò)用刮板25掃過(guò)基體20的、具有槽21的表面20a而刮走，并重新使用。
為了使碳納米管15沿槽21的長(zhǎng)度在彼此平行形成的槽21中對(duì)齊，如圖3所示，碳納米管15可以沿相對(duì)于基體20表面成幾十度的方向排出，但是排出方向并沒(méi)有特別限制。更具體地說(shuō)，排出方向設(shè)置為這樣的角度，即碳納米管15的對(duì)齊不會(huì)由于碳納米管15與槽21內(nèi)壁的碰撞而破壞，也就是，在相對(duì)于基體20表面為90°角或更小角度。
通過(guò)采用本發(fā)明的裝置和方法，向前對(duì)齊的碳納米管裝入形成于基體中的槽或凹口內(nèi)，且供給除槽之外區(qū)域的碳納米管重新使用，而并不浪費(fèi)。
圖4表示了變化情況，其中，基體20布置在工作臺(tái)26上，且刮板沿與圖3中所示方向不同的方向運(yùn)動(dòng)。
為了使碳納米管15落入槽21中，刮板25可以在沒(méi)有限制的情況下沿任意方向運(yùn)動(dòng)。不過(guò)，圖4中所示的方向(其中，刮板25沿基本與槽21的長(zhǎng)度平行的方向往復(fù)運(yùn)動(dòng))比圖3中所示的方向(其中，布置成與槽21的長(zhǎng)度平行的刮板25沿基本與槽21的長(zhǎng)度垂直的方向往復(fù)運(yùn)動(dòng))更高效。
在本實(shí)施例中，因?yàn)樘技{米管15分散在具有相對(duì)較低粘性的分散介質(zhì)(例如溶劑)中，因此分散液體14可以很容易通過(guò)產(chǎn)生氣泡而排出，優(yōu)選是，進(jìn)行加熱步驟以便從液體14中除去分散介質(zhì)。更優(yōu)選是，施加包含碳納米管15的分散液體14、掃過(guò)具有槽21的表面20a以及加熱分散液體14的步驟順序地重復(fù)進(jìn)行，從而使碳納米管15可以緊密布置在槽21中。例如可以通過(guò)包含在支承基體20的工作臺(tái)26中的加熱器或者外部加熱裝置來(lái)對(duì)基體20進(jìn)行加熱。
這樣，制備了對(duì)齊單元(碳納米管15在該對(duì)齊單元中對(duì)齊)。對(duì)齊單元提供有通過(guò)光刻或噴墨而形成的源電極、漏電極和門電極，并因此制造MOS晶體管。
圖5表示了另一基體，碳納米管將在該基體中對(duì)齊。
盡管圖3和4中所示的基體有與基體20的表面20a平行形成的槽21，但是圖5中所示的基體30有多個(gè)凹口31，各凹口31由圓錐形開(kāi)口31b以及與該圓錐形開(kāi)口31b連通的柱形保持器31c而確定。在圖5中的基體30的凹口31也將用于對(duì)齊碳納米管15，與圖3和4中所示情況相同，且碳納米管15通過(guò)布置凹口30而對(duì)齊。不過(guò)，圖5中所示情況與圖3和4中所示情況的區(qū)別在于碳納米管沿保持器31c的內(nèi)壁而基本與基體30的表面30a垂直地對(duì)齊，而圖3和4中的碳納米管15基本與基體20的表面20a平行地對(duì)齊。
開(kāi)口31b和保持器31c的直徑大于碳納米管15的直徑，且保持器31c的直徑小于碳納米管15的長(zhǎng)度。
圖5中所示的凹口31為圓錐形形狀，且碳納米管從圓錐形形狀的較大直徑側(cè)進(jìn)入凹口31。不過(guò)，凹口31并不特別限制為該形狀，也可以只由保持器31c確定，也就是可以為簡(jiǎn)單的柱形。
在回收保留在基體30的表面30a上的碳納米管時(shí)，長(zhǎng)度小于凹口31深度的碳納米管15可以通過(guò)用刮板掃過(guò)而收集。對(duì)于長(zhǎng)度大于凹口31深度的碳納米管15，優(yōu)選是用純水沖洗基體30的表面30a，以便洗去碳納米管15。沖走的碳納米管15可以通過(guò)圖中未示出的收集裝置來(lái)收集，以便重新使用。
為了使碳納米管15緊密布置在凹口31中，在將碳納米管15置于凹口31內(nèi)的步驟之后，可以執(zhí)行加熱步驟，以便蒸發(fā)和除去分散介質(zhì)或溶劑。
圖6表示了變化情況，其中，碳納米管15可以更緊密地、基本與基體垂直地布置。
圖6中所示的凹口31形成與圖5中相同的形狀，除了圖6的凹口31穿過(guò)基體30的底部。
抽吸裝置37布置在支承基體30的工作臺(tái)36上，且抽吸裝置37從基體30的工作臺(tái)側(cè)緩慢吸入包含碳納米管的分散液體，以便重復(fù)地將分散液體施加在凹口31中。工作臺(tái)36優(yōu)選是由多孔陶瓷制成，抽吸裝置37例如為真空泵。因?yàn)槌槲鼔毫νǔＨQ于碳納米管15的直徑和長(zhǎng)度以及凹口31的形狀(包括直徑)，因此根據(jù)變化的條件來(lái)確定，且抽吸在預(yù)定壓力下進(jìn)行。
在本實(shí)施例中，包含在分散液體14中的碳納米管15通過(guò)碳納米管供給頭1的排出開(kāi)口4(該排出開(kāi)口4的直徑大于碳納米管15的直徑，并小于碳納米管15的長(zhǎng)度)排出，從而沿排出方向A對(duì)齊。
在使用具有槽或凹口的基體時(shí)，碳納米管可以直接送入槽或凹口中，因此可以減少碳納米管15的浪費(fèi)。此外，因?yàn)榉稚⒁后w與預(yù)先對(duì)齊的碳納米管15一起供給，因此可以進(jìn)一步提高碳納米管15的對(duì)齊。
第二實(shí)施例圖7是碳納米管供給頭的側(cè)剖圖，該碳納米管供給頭是碳納米管供給裝置的主要部分，并作為第二實(shí)施例的液體排出裝置。
本實(shí)施例的碳納米管供給頭101包括頂板103；底板105，該底板105有具有排出開(kāi)口104的嘴107；以及振動(dòng)板103a，該振動(dòng)板103a有壓電元件102，并處于與嘴107和排出開(kāi)口104相對(duì)應(yīng)的位置處。
盡管第一實(shí)施例的碳納米管供給頭1通過(guò)由產(chǎn)生氣泡而形成的壓力來(lái)排出分散液體，但是本實(shí)施例的碳納米管供給頭101通過(guò)由振動(dòng)板103a的變形而形成的壓力來(lái)從排出開(kāi)口104排出分散液體，該振動(dòng)板103a的變形通過(guò)由于施加電信號(hào)使得壓電元件103a膨脹而產(chǎn)生。
因?yàn)樘技{米管供給頭101的其它部件與第一實(shí)施例中相同，且該供給頭101以相同方式將分散液體排出至相同基體上，因此不再重復(fù)說(shuō)明。
當(dāng)例如通過(guò)將金屬顆粒分散至溶劑中而制備的導(dǎo)電膠用作分散液體時(shí)，優(yōu)選是在施加分散液體的步驟之后進(jìn)行加熱步驟。該加熱可以燒結(jié)金屬顆粒，以便提高導(dǎo)電性。
在本實(shí)施例中，包含在分散液體中的碳納米管通過(guò)排出開(kāi)口104而排出，該排出開(kāi)口104的直徑大于碳納米管的直徑，并小于碳納米管的長(zhǎng)度，因此，碳納米管沿排出方向?qū)R，與第一實(shí)施例相同。
在使用具有槽或凹口的基體時(shí)，碳納米管可以直接供給槽或凹口，因此，可以減少碳納米管的浪費(fèi)。此外，因?yàn)榉稚⒁后w與預(yù)先對(duì)齊的碳納米管一起供給，因此可以進(jìn)一步提高碳納米管的對(duì)齊。
盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明并不局限于所述實(shí)施例。相反，本發(fā)明將覆蓋包含在附加權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種變化形式和等效結(jié)構(gòu)。下面的權(quán)利要求的范圍將根據(jù)最廣義的解釋，以便包含所有這些變化形式以及等效結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)齊針狀物質(zhì)的液體排出裝置，具有嘴，該嘴有排出開(kāi)口，包含針狀物質(zhì)的分散液體從該排出開(kāi)口排出，該嘴以如下方式形成錐形，即，它的直徑朝著排出開(kāi)口而減小，該嘴的最大直徑大于針狀物質(zhì)的長(zhǎng)度，而排出開(kāi)口的直徑大于針狀物質(zhì)的直徑，并小于針狀物質(zhì)的長(zhǎng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出裝置，其中針狀物質(zhì)是碳納米管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出裝置，其中嘴的錐形角為30°或更小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出裝置，其中排出開(kāi)口的直徑為針狀物質(zhì)的直徑的幾至幾十倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出裝置，還包括電熱轉(zhuǎn)換器，該電熱轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)變成熱能，其中，該熱能產(chǎn)生氣泡，從而排出該分散液體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出裝置，還包括壓電元件，該壓電元件用于排出該分散液體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出裝置，還包括振動(dòng)裝置，用于向分散液體施加脈沖。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液體排出裝置，其中該振動(dòng)裝置是電熱轉(zhuǎn)換器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液體排出裝置，其中該振動(dòng)裝置是壓電元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出裝置，還包括恢復(fù)裝置，用于通過(guò)向嘴中的分散液體施加正壓或負(fù)壓而恢復(fù)排出分散液體的能力。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體排出裝置，還包括恢復(fù)裝置，該恢復(fù)裝置直接布置在排出開(kāi)口上，該恢復(fù)裝置通過(guò)從排出開(kāi)口向外抽吸而吸出分散液體，從而恢復(fù)排出分散液體的能力。
12.一種用于對(duì)齊針狀物質(zhì)的方法，包括以下步驟制備基體，針狀物質(zhì)將在該基體中對(duì)齊；以及通過(guò)嘴的排出開(kāi)口排出包含針狀物質(zhì)的分散液體，該嘴形成這樣的錐形，即，它的直徑朝著排出開(kāi)口減小，從而在基體中對(duì)齊針狀物質(zhì)；其中，該嘴的最大直徑大于針狀物質(zhì)的長(zhǎng)度，而排出開(kāi)口的直徑大于針狀物質(zhì)的直徑，并小于針狀物質(zhì)的長(zhǎng)度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中針狀物質(zhì)是碳納米管。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括向該嘴中的分散液體施加脈沖的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中基體有至少一個(gè)凹口，針狀物質(zhì)將在該凹口中對(duì)齊，且分散液體排入該凹口。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中基體布置成離排出開(kāi)口這樣的距離，即分散液體在通過(guò)表面張力而形成近似球形之前就落在基體上。
全文摘要
包含針狀物質(zhì)的分散液體從嘴的排出開(kāi)口排出，該嘴為錐形，這樣，它的直徑朝著排出開(kāi)口減小。嘴的最大直徑大于針狀物質(zhì)的長(zhǎng)度，而排出開(kāi)口的直徑大于針狀物質(zhì)的直徑，并小于針狀物質(zhì)的長(zhǎng)度。針狀物質(zhì)通過(guò)經(jīng)過(guò)嘴而對(duì)齊。
文檔編號(hào)B41J2/14GK1618732SQ20041009499
公開(kāi)日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月19日
發(fā)明者鶴岡裕二, 巖田和夫, 毛利孝志, 高山秀人, 甕英一 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社