JP2013521615A - 透明導電性膜、物品、および方法 - Google Patents

透明導電性膜、物品、および方法 Download PDF

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Abstract

透明導電性膜、それらから作製される物品、およびそれらを作製する方法が開示される。いくつかの透明導電性膜は、可撓性ガラス基板と、金属ナノ粒子を含有する導電層とを含む。他の透明導電性膜は、金属ナノロッドまたは導電性ナノワイヤを含有するセル壁を有する少なくとも１つの層を含む。さらに他の透明導電性膜は、コーティングを上に配置させた基板を含み、このコーティングは、導電性構成要素および感光性樹脂を含む。そのような膜は、電子ディスプレイ、タッチスクリーン等の物品において有用である。

Description

関連出願の相互参照:
２０１０年３月５日出願の米国仮出願第６１／３１０，８１８号、２０１０年３月５日出願の米国仮出願第６１／３１０，８９１号、および２０１０年３月５日出願の米国仮出願第６１／３１０，８９８号は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
イオン交換ガラス組成物としては、特許文献１乃至７に記載されている。
米国特許第６，３３３，２８５号 米国特許第６，５１８，２１１号 米国特許第７，３０９，６７１号 米国特許出願公開第２００９／０１９７０８８号 米国特許出願公開第２００９／０２２０７６１号 米国特許出願公開第２００９／０２９８６６９号 米国特許第７，６６６，５１１号
本発明の目的は透明導電性膜、それらから作製される物品、およびそれらを作製する方法の提供である。
少なくとも１つの第１の実施形態は、可撓性ガラス基板と、可撓性ガラス基板上に配置される少なくとも１つの導電層とを備える透明導電性膜を提供し、少なくとも１つの導電層は、少なくとも１つの金属ナノ粒子を含む。
少なくともいくつかの実施形態では、可撓性ガラス基板は、約５００μｍ未満、または約１５０μｍ未満、または約１００μｍ未満の平均厚さ、例えば、約１０μｍ超〜約１００μｍ未満の平均厚さを有する。少なくともいくつかの実施形態では、可撓性ガラス基板は、破損することなく、約５ｍｍ超〜約５０ｃｍ未満の曲率半径、例えば、破損することなく、約１０ｍｍ超〜約１０ｃｍ未満の曲率半径を達成することができる。可撓性ガラス基板は、例えば、イオン交換ガラスを備え得る。少なくともいくつかの実施形態では、可撓性ガラス基板は、少なくとも１つの圧縮応力層を備える。可撓性ガラス基板は、例えば、ケイ酸塩ガラス、アルカリケイ酸塩ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、アルカリアルミノゲルマン酸塩ガラス、アルカリゲルマン酸塩ガラス、またはアルカリガロゲルマン酸塩ガラスのうちの少なくとも１つを備え得る。
少なくともいくつかの実施形態では、少なくとも１つの金属ナノ粒子は、少なくとも１つのナノワイヤ、ナノキューブ、ナノロッド、ナノピラミッド、またはナノチューブを含むか、あるいは少なくとも１つの金属ナノ粒子は、少なくとも１つのナノワイヤを含む。少なくとも１つの金属ナノ粒子は、例えば、銀等の、例えば、少なくとも１つの貨幣金属を含み得る。
少なくともいくつかの実施形態では、少なくとも１つの導電層は、約１５０オーム／スクウェア未満、または約１２５オーム／スクウェア未満、または約１００オーム／スクウェア未満、または約７５オーム／スクウェア未満、または約６５オーム／スクウェア未満の表面抵抗率、例えば、約１１０オーム／スクウェアの表面抵抗率または約６０オーム／スクウェアの表面抵抗率を有する。
少なくともいくつかの実施形態では、透明導電性膜は、少なくとも約８０％、または少なくとも約８５％の全光透過率を有する。あるいは、透明導電性膜は、約１０％未満のＡＳＴＭ Ｄ１００３ヘイズ値、例えば、約９．３８％のヘイズ値または約５．２２％のヘイズ値を有する。
少なくともいくつかの実施形態では、透明導電性膜は、可撓性ガラス基板と少なくとも１つの導電層との間に配置される少なくとも１つの層をさらに備える。
少なくとも１つの第２の実施形態は、可撓性ガラス基板と、可撓性ガラス基板上に配置される少なくとも１つの導電層とを備える透明導電性膜を備える物品を提供し、少なくとも１つの導電層は、少なくとも１つの金属ナノ粒子を含む。いくつかの実施形態では、そのような物品は、電子ディスプレイ、タッチスクリーン等を備え得る。そのような物品は、例えば、携帯型電話、携帯電話、コンピュータディスプレイ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、店頭キオスク、音楽プレイヤー、テレビ、電子ゲーム、電子ブックリーダー等を備え得る。
少なくとも１つの第３の実施形態は、可撓性ガラス基板を提供することと、可撓性ガラス基板を少なくとも１つのナノ粒子を含む少なくとも１つの組成物でコーティングすることとを含む方法を提供する。少なくともいくつかの実施形態では、可撓性ガラス基板は、ロール上に提供される。
少なくともいくつかの実施形態は、そのような方法によって生産されるコーティングされた可撓性ガラス基板を提供する。
少なくともいくつかの実施形態は、コーティングされた可撓性ガラス基板から透明導電性膜を形成することをさらに含む方法を提供する。
少なくともいくつかの実施形態は、そのような方法によって生産される透明導電性膜を提供する。
これらおよび他の実施形態は、説明、実施例、および続く特許請求の範囲から理解される。
透明導電性膜：
透明導電性膜は、一般に、可撓性、かつ連続ウェブコーティング製造技術に従順であり得るポリマー基板を備えている。しかしながら、ポリマー基板は、曇りがちであり、表面の引っ掻きおよび磨り減り等の物理的欠陥を発生する場合もあり、透明度に影響を及ぼす場合がある。対照的に、ガラスは、良好な透明度を提供することができるが、その典型的な可撓性の低さから、一般にバッチ式で加工されている。そのようなバッチプロセスの生産物は、連続プロセスを用いて作製される生産物よりも費用がかかり、かつ不均一であり得る。
出願者らは、１つ以上の導電性コーティング層が配置される可撓性ガラス基板を備える透明導電性膜を提供する実施形態を開示および特許請求する。そのような透明導電性膜は、連続ウェブコーティング製造技術に従順であることができる一方で、ポリマー基板を備える膜よりも引っ掻き耐性があり、かつ光学的に透明でもあることができる。そのような透明導電性膜は、携帯型電話、携帯電話、コンピュータディスプレイ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、店頭キオスク、音楽プレイヤー、テレビ、電子ゲーム、電子ブックリーダー等のデバイスを構成し得る電子ディスプレイ、タッチスクリーン、または他の成分等の用途に好適であり得る。
透明導電性膜は、少なくとも約８０％、または少なくとも約８５％の全光透過率を有することができる。あるいは、透明導電性膜は、約１０％未満のＡＳＴＭ Ｄ１００３ヘイズ値、例えば、約９．３８％のヘイズ値または約５．２２％のヘイズ値等を有することができる。
可撓性ガラス基板：
いくつかの実施形態は、可撓性ガラス基板を備える。可撓性ガラス基板は、例えば、ケイ酸塩ガラス、アルカリケイ酸塩ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、アルカリアルミノゲルマン酸塩ガラス、アルカリゲルマン酸塩ガラス、アルカリガロゲルマン酸塩ガラス等のうちの少なくとも１つを備えることができる。市販の可撓性ガラス基板には、例えば、ＧＯＲＩＬＬＡ（登録商標）の商品名でＣｏｒｎｉｎｇから市販されているガラス、およびＤＲＡＧＯＮＴＡＩＬ（商標）の商品名でＡｓａｈｉ Ｇｌａｓｓから市販されているガラスが含まれる。
イオン交換ガラスおよび圧縮応力層：
そのような可撓性ガラス基板は、例えば、イオン交換ガラスを備えることができる。ガラス中のアルカリ金属イオンのうちのいくつかを異なる寸法のイオンで置き換えることによって、ガラス基板の少なくとも一部分は、例えば、圧縮応力層において、圧縮応力硬化し得る。そのようなイオン交換ガラス組成物は、例えば、２００１年１２月２５日交付のＣｈｏｐｉｎｅｔらの米国特許第６，３３３，２８５号、２００３年２月１１日交付のＢｒａｄｓｈａｗらの米国特許第６，５１８，２１１号、２００７年１２月１８日交付のＫｕｒａｃｈｉらの米国特許第７，３０９，６７１号、２００９年８月６日公開の米国特許出願公開第２００９／０１９７０８８号、２００９年９月３日公開の米国特許出願公開第２００９／０２２０７６１号、２００９年１２月３日公開の米国特許出願公開第２００９／０２９８６６９号、および２０１０年２月２３日交付のＥｌｌｉｓｏｎらの米国特許第７，６６６，５１１号に記載されており、それぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
基板の厚さおよび曲率半径：
少なくともいくつかの実施形態では、可撓性ガラス基板は、約５００μｍ未満、または約１５０μｍ未満、または約１００μｍ未満の平均厚さ、例えば、約１０μｍ超〜約１００μｍ未満の平均厚さを有する。少なくともいくつかの実施形態では、可撓性ガラス基板は、破損することなく、約５ｍｍ超〜約５０ｃｍ未満の曲率半径、例えば、破損することなく、約１０ｍｍ超〜約１０ｃｍ未満の曲率半径を達成することができる。本出願において、「破損することなく曲率半径を達成する」ことは、特許請求される範囲よりも大きい第１の曲率半径から、特許請求される範囲内の第２の曲率半径まで曲げた時に、ガラス基板が無傷で耐え抜くことである。
いくつかのそのような基板を、連続ウェブコーティング製造での使用に好適なロール上に保存および供給してもよい。そのようなガラス基板を製造するためのプロセスは、例えば、２０１０年３月１６日交付のＨａｗｔｏｆらの米国特許第７，６７７，０５８号、２０１０年５月６日公開の米国特許出願公開第２０１０／０１０７６９４号、２０１０年１１月１８日公開の米国特許出願公開第２０１０／０２９１３４６号、および２０１０年１２月２３日公開の米国特許出願公開第２０１０／０３１９４０１号に記載されており、それぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
導電層：
少なくともいくつかの実施形態は、可撓性ガラス基板上に配置される少なくとも１つの導電層を提供する。そのような導電層は、少なくとも１つの金属ナノ粒子を含み得る。本出願において、ナノ粒子は、約１００ｎｍ未満の少なくとも１つの寸法を有する物体である。ナノ粒子の例として、ナノワイヤ、ナノキューブ、ナノロッド、ナノピラミッド、ナノチューブ等が挙げられる。ナノワイヤを含む導電層は、例えば、２００８年９月３日公開の欧州特許出願公開第１９６５４３８号に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。ナノ粒子は、例えば、銀、金、銅等を含む貨幣金属等の種々の金属のうちのいずれかから構築され得る。少なくともいくつかの実施形態では、少なくとも１つの導電層は、例えば、ナノワイヤの導電性ネットワーク等のナノ粒子の導電性ネットワークを含み得る。少なくとも１つの導電層中のそのようなナノ粒子の濃度は、好ましくは、そのような導電性ネットワークを含むのに十分に高い。理論によって束縛されることを望むものではないが、そのような濃度は、例えば、少なくとも１つの導電層の浸透閾値よりも高くてもよい。
少なくとも１つの導電層は、任意で、例えば、アクリルポリマー、ビニールポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、スチレンポリマー、ポリウレタン、ポリオレフィン、エポキシポリマー、セルロースポリマー、シリコーンポリマー、フェノール性ポリマー、フッ素ポリマー、ゴム、導電性ポリマー、半導体ポリマー、非導電性ポリマー等の１つ以上のポリマー、コポリマー、またはオリゴマーを含み得る。そのようなポリマー、コポリマー、またはオリゴマーの濃度は、好ましくは、層の導電性を対象とする用途に必要とされる導電性より低く減少させない程度に十分低い。
少なくとも１つの導電層は、任意で、防蝕剤、粘度調整剤、界面活性剤等の他の追加の構成要素を含み得る。これらおよび他の追加の構成要素は、当業者により理解される。そのような添加剤の濃度は、好ましくは、対象とする用途に必要とされる下の層の導電性を減少させない程度に十分低い。
少なくともいくつかの実施形態では、少なくとも１つの導電層は、約１５０オーム／スクウェア未満、または約１２５オーム／スクウェア未満、または約１００オーム／スクウェア未満、または約７５オーム／スクウェア未満、または約６５オーム／スクウェア未満の表面抵抗率、例えば、約１１０オーム／スクウェアの表面抵抗率または約６０オーム／スクウェアの表面抵抗率を有する。表面抵抗率は、例えば、Ｒ−ＣＨＥＫ（商標）ＲＣ２１７５ ４点抵抗率計を用いて測定することができる。ここで、「オーム／スクウェア」は、「Ω／ｓｑ．」や「Ω／□」ともいう。
他の層：
少なくともいくつかの実施形態では、透明導電性膜は、可撓性ガラス基板と少なくとも１つの導電層との間に配置される少なくとも１つの層をさらに備える。そのような層は、例えば、可撓性ガラス基板と少なくとも１つの導電層との間の接着を改善するために提供され得る。
あるいは、透明導電性膜は、例えば、少なくとも１つの導電層上に配置される少なくとも１つの層をさらに備えてもよい。そのような層は、例えば、有機光起電デバイスの活性層または有機発光ダイオードの活性層等の電子デバイス機能層を備え得る。あるいは、それらは、例えば、オーバーコート層等の構造層を備え得る。
あるいは、透明導電性膜は、例えば、少なくとも１つの導電層が配置される可撓性ガラス基板の反対側に、可撓性ガラス基板の側面上に配置される少なくとも１つの層をさらに備え得る。そのような層は、例えば、追加の導電層、バックコート層、電子デバイス活性層、構造層等を備える。
透明導電性膜を備える物品：
いくつかの実施形態は、少なくとも１つの第１の実施形態の透明導電性膜を備える物品を提供する。そのような物品は、例えば、携帯型電話、携帯電話、コンピュータディスプレイ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、店頭キオスク、音楽プレイヤー、テレビ、電子ゲーム、電子ブックリーダー等の用途で用いる電子ディスプレイ、タッチスクリーン等を備える場合がある。これらおよび他のそのような物品は、当業者によって理解される。
製造方法および生成膜：
いくつかの実施形態は、可撓性ガラス基板を提供することと、可撓性ガラス基板を、少なくとも１つのナノ粒子を含む少なくとも１つの組成物でコーティングすることとを含む方法を提供する。可撓性ガラス基板は、例えば、ロール上に提供されてもよい。他の実施形態は、そのような方法によって生産されるコーティングされた可撓性ガラス基板を提供する。そのようなコーティングされた可撓性ガラス基板は、さらなる加工のために、例えば、ロール上に巻き取られ、ロールから供給され得る。さらに他の実施形態は、コーティングされた可撓性ガラス基板から透明導電性膜を形成することをさらに含む方法を提供する。さらに他の実施形態は、そのような方法によって生産される透明導電性膜を提供する。そのような透明導電性膜は、例えば、保存、分配、販売、またはさらなる加工のためにロール上に巻き取られてもよい。
そのような方法は、例えば、１つ以上の導電層等の１つ以上のコーティング層を形成するために、１つ以上のコーティング混合物を可撓性ガラス基板上に配置することを含むことができる。種々のコーティング混合物は、例えば、水または有機溶媒等の同一または異なる溶媒を使用することができる。層を１つずつコーティングするか、あるいは例えば、スライドコーティングの使用を介して、２つ以上の層を同時にコーティングしてもよい。
層を、例えば、ディップコーティング、巻きワイヤロッドコーティング、ドクターブレードコーティング、エアナイフコーティング、グラビアロールコーティング、リバースロールコーティング、スライドコーティング、ビーズコーティング、押し出しコーティング、カーテンコーティング等を含む任意の好適な方法を用いてコーティングしてもよい。いくつかのコーティング法の例は、例えば、Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ，Ｎｏ．３０８１１９，Ｄｅｃ．１９８９，ｐｐ．１００７−０８（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ，１４５ Ｍａｉｎ Ｓｔ．，Ｏｓｓｉｎｉｎｇ，ＮＹ，１０５６２、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ．ｃｏｍから入手可能）に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
そのような方法は、種々の既知の方法を用いて１つ以上のコーティングされた層を乾燥させることを含み得る。いくつかの乾燥方法の例は、例えば、Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ，Ｎｏ．３０８１１９，Ｄｅｃ．１９８９，ｐｐ． １００７−０８（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ，１４５ Ｍａｉｎ Ｓｔ．，Ｏｓｓｉｎｉｎｇ，ＮＹ，１０５６２、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ．ｃｏｍから入手可能）に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
そのような方法を、バッチ式で、半連続的または連続的に実行することができる。そのような方法で使用される材料は、例えば、ロール形態で供給され得る。中間材料は、例えば、後の加工のためにロール形態で巻き取られ、保存することができる。生産物は、例えば、棚卸し、分配、販売、または更なる加工等の作業に好適なロール形態で巻き取られ、保存されてもよい。いくつかの場合において、中間物または最終生産物は、スライシング、打ち抜き、切断等の方法を用いて、それらのウェブベースの形態から縮小してもよい。多くの場合、ロールから供給されるか、あるいはロール上に巻き取られるウェブベースの材料の連続または半連続加工は、純粋なバッチ式で生産される中間物および生産物と比較して、生産費用を減少させ、かつそのような方法から生産される中間物および生産物の均一性を増加させ得ることを理解されたい。
セル構造膜および方法：
いくつかの実施形態は、基板と、基板に配置される少なくとも１つの層とを備える透明導電性膜を提供し、少なくとも１つの層は、セル壁を備え、セル壁は、導電性ナノロッド、導電性ナノワイヤ、または導電性ナノチューブのうちの１つ以上を含む。
そのような層を形成する方法は、２００３年１２月２４日公開のＰＣＴ特許公開第ＷＯ２００３／１０６５７３号に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。金属ナノ粉末、揮発性溶媒、およびポリマーを含むコーティング混合物は、揮発性溶媒が蒸発した後に基板上に配置される。結果として生じるコーティングは、二次元セル発泡構造を呈する。金属ナノ粉末が略球形であるという理由から、セル構造を導電性にするのに十分な接続性を可能にするために、高濃度が必要とされる。ナノ粉末のそのような高負荷が、結果として生じる膜の低透明度につながる。
層を、例えば、ディップコーティング、巻きワイヤロッドコーティング、ドクターブレードコーティング、エアナイフコーティング、グラビアロールコーティング、リバースロールコーティング、スライドコーティング、ビーズコーティング、押し出しコーティング、カーテンコーティング等を含む任意の好適な方法を用いてコーティングしてもよい。いくつかのコーティング法の例は、例えば、Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ，Ｎｏ．３０８１１９，Ｄｅｃ．１９８９，ｐｐ．１００７−０８（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ，１４５ Ｍａｉｎ Ｓｔ．，Ｏｓｓｉｎｉｎｇ，ＮＹ，１０５６２、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ．ｃｏｍから入手可能）に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
そのような方法は、種々の既知の方法を用いて、１つ以上のコーティングされた層を乾燥させることを含み得る。いくつかの乾燥方法の例は、例えば、Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ，Ｎｏ．３０８１１９，Ｄｅｃ．１９８９，ｐｐ．１００７−０８（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ，１４５ Ｍａｉｎ Ｓｔ．，Ｏｓｓｉｎｉｎｇ，ＮＹ，１０５６２、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ．ｃｏｍから入手可能）に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
出願者らは、改善された膜を提供するために、ナノロッドまたはナノワイヤまたはナノチューブを採用する。ポリマー乳化剤も同様に採用してもよい。ナノロッド、ナノワイヤ、またはナノチューブの使用は、発泡構造のセル壁における増加した導電性を提供する。理論によって束縛されることを望むものではないが、ナノ粉末のアスペクト比よりも高いアスペクト比のナノロッド、ナノワイヤ、およびナノチューブが、セル壁形成中のそれらのアライメントを支援すると考えられる。したがって、同等の導電性をより低い金属負荷で達成することができ、膜透明度を改善する。さらに、ナノロッド、ナノワイヤ、またはナノチューブの使用は、ナノ粉末ベースの製剤の導電性を増加させるのに必要な高温焼結の排除を可能にし得る。
少なくともいくつかの実施形態では、セル壁を備える層は、セル壁によって少なくとも部分的に包囲されるボイドをさらに含む。そのようなボイドは、導電性ナノロッド、ナノワイヤ、およびナノチューブを含まなくてもよい。そのようなボイドは、例えば、ナノロッド、ナノワイヤ、またはナノチューブを担持する段階において、低溶解度を有する溶媒を揮発させることによって形成され得る。
いくつかの実施形態では、ナノロッド、ナノワイヤ、またはナノチューブは、導電性金属を含む。他の実施形態では、ナノロッド、ナノワイヤ、またはナノチューブは、導電性カーボンを含む。さらに他の実施形態では、導電性金属および導電性カーボンの両方を使用してもよい。
さらに他の実施形態は、そのような透明導電性膜を提供し、基板は、可撓性ガラス基板である。
感光性樹脂膜および方法：
いくつかの実施形態は、基板と、基板上に配置される少なくとも１つの層とを備える透明導電性膜を提供し、少なくとも１つの層は、導電性構成要素および少なくとも１つの感光性樹脂組成物を含む。そのような導電性構成要素は、例えば、カーボンナノチューブ、金属ナノ粒子等を含み得る。本出願において、「感光性樹脂組成物」は、ポリマーを形成するために放射線硬化性である組成物を指す。少なくともいくつかの実施形態では、そのような感光性樹脂組成物は、例えば、紫外線放射への曝露によって硬化され得る。
少なくともいくつかの実施形態では、導電性構成要素および少なくとも１つの感光性樹脂組成物を含む少なくとも１つのコーティング混合物を調製することと、例えば、透明な基板等の基板をコーティングすることとによって、少なくとも１つの層を生産することができる。そのようなコーティングされた基板を、例えば、放射線硬化性のコーティングされた透明な膜を形成するために乾燥させてもよい。
層を、例えば、ディップコーティング、巻きワイヤロッドコーティング、ドクターブレードコーティング、エアナイフコーティング、グラビアロールコーティング、リバースロールコーティング、スライドコーティング、ビーズコーティング、押し出しコーティング、カーテンコーティング等を含む任意の好適な方法を用いてコーティングしてもよい。いくつかのコーティング法の例は、例えば、Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ，Ｎｏ．３０８１１９，Ｄｅｃ．１９８９，ｐｐ．１００７−０８（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ，１４５ Ｍａｉｎ Ｓｔ．，Ｏｓｓｉｎｉｎｇ，ＮＹ，１０５６２、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ．ｃｏｍから入手可能）に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
そのような方法は、種々の既知の方法を用いて、１つ以上のコーティングされた層を乾燥させることを含むことができる。いくつかの乾燥方法の例は、例えば、Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ，Ｎｏ． ３０８１１９，Ｄｅｃ．１９８９，ｐｐ．１００７−０８（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ，１４５ Ｍａｉｎ Ｓｔ．，Ｏｓｓｉｎｉｎｇ，ＮＹ，１０５６２、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ．ｃｏｍから入手可能）に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
透明導電性膜は、対象とする用途のウェブコーティング能力を達成し、かつ可撓性要件を満たすために、一般にポリマー基板上にコーティングされる。多くの場合、特定のパターンの導電性材料が所望され、透明導電性膜を所望のパターンでエッチングすることによって達成することができる。例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２００８年７月２３日公開の欧州特許出願公開第１９４７７０１号は、基板上での銀ナノワイヤの堆積、その後、感光性樹脂層オーバーコーティングを伴う第２のコーティングステップを含む方法を説明する。あるパターンで硬化された後、硬化されていない部分は、差別的接着により除去される。オーバーコーティングを、２００８年１１月１１日公開の米国特許出願公開第２００８／０２９２９７９号に記載されるような強塩基で除去することができ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
少なくともいくつかの実施形態では、感光性樹脂組成物は、水現像可能である。そのような水現像可能な感光性樹脂組成物の例には、例えば、ＨＹＤＲＯＬＩＴＨ（商標）の商品名で３Ｍから市販されている予め感作されたオフセット印刷版等の高解像度の石版適用において使用されている組成物が挙げられる。そのようなプレートは、放射線によるパターニングに曝露されるまで耐水性であり、その後、プレート上の材料の曝露されていない領域を、水を用いて除去することができる。例えば、１９８３年８月３０日発行のＩｎｃｒｅｍｏｎａの米国特許第４，４０１，７４３号、および１９８３年１０月１１日発行のＩｎｃｒｅｍｏｎａの米国特許第４，４０８，５３２号を参照されたく、それぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
水現像可能な感光性樹脂組成物の使用は、別個の感光性樹脂層オーバーコーティングを用いることなく、強塩基等の化学物質を含む現像組成物の使用も回避しながら、放射線硬化性かつ水現像可能である不可欠な単一の導電層をコーティングすることを可能にする。そのような水現像可能な感光性樹脂組成物を、放射線への曝露によってパターン化することができ、その後、水を用いて現像して、パターン化された導電性コーティングを形成することができる。
少なくともいくつかの実施形態は、そのような透明導電性膜を提供し、基板は、可撓性ガラス基板である。
他の実施形態は、基板と、導電性構成要素および少なくとも１つの感光性樹脂組成物を含む、基板上に配置される少なくとも１つの層とを備える導電性膜を提供すること、ならびに透明導電性膜を放射線に曝露することを含む方法を提供する。そのような導電性膜は、例えば、透明導電性膜であり得る。そのような感光性樹脂組成物は、例えば、水現像可能であり得る。そのような基板は、例えば、可撓性ガラス基板であり得る。
他の実施形態は、基板と、導電性構成要素および少なくとも１つの感光性樹脂組成物を含む、基板上に配置される少なくとも１つのコーティングとを備える導電性膜を提供すること、ならびにパターン化された導電性膜を形成するために膜を現像することを含む方法を提供する。そのようなパターン化された導電性膜は、例えば、透明なパターン化された導電性膜であり得る。そのような感光性樹脂組成物は、例えば、水現像可能であり得る。そのような基板は、例えば、可撓性ガラス基板であり得る。
材料：
別途言及されない限り、材料は、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩから入手した。
ビス（ビニルスルホニル）メタン（ＢＶＳＭ）架橋剤は、Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋから得た。
ＣＡＢ１７１−１５は、酢酸酪酸セルロースポリマー（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）である。
ＤＥＳＭＯＤＵＲ（登録商標）Ｎ３３００は、脂肪族ポリイソシアネート（ヘキサメチレンジイソシアネート三量体）（Ｂａｙｅｒ）である。
ＧＯＲＩＬＬＡ（登録商標）２３１７は、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ）である。
ＬＡＲＯＳＴＡＴ（登録商標）２６４Ａは、硫酸エチル系カチオン四級塩（ＢＡＳＦ）である。
Ｇｅｌ−ＰＢは、フタル化ゼラチン（Ｅａｓｔｍａｎ Ｇｅｌａｔｉｎｅ，Ｐｅａｂｏｄｙ，ＭＡ）である。
銀ナノワイヤは、９０±２０ｎｍの平均直径および２０〜６０μｍの長さを有した（Ｂｌｕｅ Ｎａｎｏ，Ｃｏｒｎｅｌｉｕs，ＮＣ）。
実施例１：
８．０ｇのＧｅｌ−ＰＢ、１９２ｇの脱イオン水、および０．０４ｇの４−クロロ−３，５−ジメチルフェノールをフラスコに添加し、その後、撹拌しながら３０分間、５０°Ｃに加熱して、溶液Ａを調製した。
５０℃の溶液Ａの０．４ｇ一定分量に、０．７ｇの脱イオン水、０．０１６ｇのＬＡＲＯＳＴＡＴ（登録商標）２６４Ａの１重量％水溶液、０．０５ｇのＢＶＳＭの１重量％水溶液、および０．２５ｇの２−プロパノール中の２．５重量％銀ナノワイヤ分散液を添加した。得られた混合物をリストシェーカー上で混合し、コーティング分散液を得た。
＃１０Ｍａｙｅｒロッドを用いて、コーティング分散液を、ＧＯＲＩＬＬＡ（登録商標）２３１７可撓性ガラス基板上にコーティングした。得られたコーティングされた基板をオーブン内で、１０７℃で６分間乾燥させ、コーティングされた透明な膜を得た。
コーティングされた透明な膜を、Ｒ−ＣＨＥＫ（商標）ＲＣ２１７５メーター（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ ｔｏ Ｍａｒｋｅｔ，Ｔｏｌｅｄｏ，ＯＨ）を用いて表面抵抗率について、かつＨＡＺＥ−ＧＡＲＤ ＰＬＵＳヘイズメーター（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ，Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＮ）を用いてＡＳＴＭ Ｄ１００３による透過およびヘイズパーセントについて評価した。これらの結果は、表Ｉに要約される。
実施例２：
１００重量部のＣＡＢ１７１−１５酢酸酪酸セルロースポリマー、２９重量部のＮ３３００イソシアネート、１０重量部のネオデカン酸ビスマス、２１重量部の銀ナノワイヤ、３３３重量部のメチルエチルケトン、３３６重量部の乳酸エチル、および３１５重量部のイソプロパノールを室温で２分間混合することによって、コーティング分散液を調製した。
＃１０Ｍａｙｅｒロッドを用いて、コーティング分散液を、ＧＯＲＩＬＬＡ（登録商標）２３１７可撓性ガラス基板上にコーティングした。得られたコーティングされた基板をオーブン内で、１０７℃で６分間乾燥させ、コーティングされた透明な膜を得た。
コーティングされた透明な膜を、Ｒ−ＣＨＥＫ（商標）ＲＣ２１７５メーター（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ ｔｏ Ｍａｒｋｅｔ，Ｔｏｌｅｄｏ，ＯＨ）を用いて表面抵抗率について、かつＨＡＺＥ−ＧＡＲＤ ＰＬＵＳヘイズメーター（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ，Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＮ）を用いてＡＳＴＭ Ｄ１００３による透過およびヘイズパーセントについて評価した。これらの結果は、表Ｉに要約される。
実施例３（比較）：
表ＩＩは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、欧州特許出願公開第１９６５４３８号の実施例２に示された、ＰＥＴ基板（「ＰＥＴ」）、ＰＥＴ基板およびポリウレタン上にコーティングされたポリウレタンマトリックス（「ＰＵ／ＰＥＴ」）、水分散液からＰＥＴ基板上に配置された銀ナノワイヤ（「ＡｇＮＷ／ＰＥＴ」）、ならびにＰＥＴ基板上にコーティングされたポリウレタン層中の銀ナノワイヤ（「ＡｇＮＷ／ＰＵ／ＰＥＴ）に対応する結果を示す。
Figure 2013521615
Figure 2013521615
（ａ）可撓性ガラス基板と、（ｂ）可撓性ガラス基板上に配置される少なくとも１つの導電層とを備える透明導電性膜が記載され、少なくとも１つの導電層は、少なくとも１つの金属ナノ粒子を含む。
ある実施形態では、可撓性ガラス基板は、約５００μｍ未満の平均厚さ、または約１５０μｍ未満の平均厚さを有する。
ある実施形態では、可撓性ガラス基板は、約１０μｍ超〜約１００μｍ未満の平均厚さを有する。
可撓性ガラス基板は、破損することなく、約５ｍｍ超〜約５０ｃｍ未満の曲率半径未満を達成することができる。
可撓性ガラス基板は、破損することなく、約１０ｍｍ超〜約１０ｃｍ未満の曲率半径を達成することができる。
ある実施形態では、可撓性ガラス基板は、イオン交換ガラスを備える。
ある実施形態では、可撓性ガラス基板は、ケイ酸塩ガラス、アルカリケイ酸塩ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、アルカリアルミノゲルマン酸塩ガラス、アルカリゲルマン酸塩ガラス、またはアルカリガロゲルマン酸塩ガラスのうちの少なくとも１つを備える。
ある実施形態では、少なくとも１つの金属ナノ粒子は、少なくとも１つのナノワイヤ、ナノキューブ、ナノロッド、ナノピラミッド、またはナノチューブを含む。
ある実施形態では、少なくとも１つの金属ナノ粒子は、少なくとも１つのナノワイヤを含む。
ある実施形態では、少なくとも１つの金属ナノ粒子は、少なくとも１つの貨幣金属を含む。
ある実施形態では、少なくとも１つの金属ナノ粒子は、銀を含む。
ある実施形態では、少なくとも１つの導電層は、約１５０オーム／スクウェア未満の表面抵抗率、または約６５オーム／スクウェア未満の表面抵抗率を有する。
本実施形態は、少なくとも約８０％の全光透過率、または少なくとも約８５％の全光透過率を含み得る。
本実施形態は、可撓性ガラス基板と少なくとも１つの導電層との間に配置される少なくとも１つの層をさらに備える。
可撓性ガラス基板と、可撓性ガラス基板上に配置される少なくとも１つの導電層とを備える透明導電性膜を備える物品が記載され、少なくとも１つの導電層は、少なくとも１つの金属ナノ粒子を含む。
物品は、電子ディスプレイまたはタッチスクリーンのうちの少なくとも１つを備え得る。
物品は、携帯型電話、携帯電話、コンピュータディスプレイ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、店頭キオスク、音楽プレイヤー、テレビ、電子ゲーム、または電子ブックリーダーを備え得る。
（ａ）可撓性ガラス基板を提供することと、（ｂ）可撓性ガラス基板を、少なくとも１つの金属ナノ粒子を含む少なくとも１つの組成物でコーティングすることとを含む方法が記載される。
本方法の一実施形態では、可撓性ガラス基板は、ロール上に提供される。
１つのアレンジメントでは、コーティングされた可撓性ガラス基板は、本方法によって生産される。
一実施形態では、本方法は、コーティングされた可撓性ガラス基板から透明導電性膜を形成することをさらに含む。
上述の方法のうちのいずれか１つによって生産される透明導電性膜が記載される。

Claims (12)

  1. 透明導電性膜であって、
    可撓性ガラス基板と、
    前記可撓性ガラス基板上に配置される少なくとも１つの導電層であって、少なくとも１つの金属ナノ粒子を含む、少なくとも１つの導電層と、
    を備える、透明導電性膜。
  2. 前記可撓性ガラス基板は、（１）約５００μｍ未満の平均厚さを有するか、（２）約１０μｍ超〜約１００μｍ未満の平均厚さを有するか、（３）破損することなく、約５ｍｍ超〜約５０ｃｍ未満の曲率半径を達成することができるか、（４）破損することなく、約１０ｍｍ超〜約１０ｃｍ未満の曲率半径を達成することができるか、あるいは（５）イオン交換ガラスを備えるか、のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の透明導電性膜。
  3. 前記可撓性ガラス基板は、ケイ酸塩ガラス、アルカリケイ酸塩ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、アルカリアルミノゲルマン酸塩ガラス、アルカリゲルマン酸塩ガラス、またはアルカリガロゲルマン酸塩ガラスのうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載の透明導電性膜。
  4. 前記少なくとも１つの金属ナノ粒子は、少なくとも１つのナノワイヤ、ナノキューブ、ナノロッド、ナノピラミッド、またはナノチューブを含む、請求項１に記載の透明導電性膜。
  5. 前記少なくとも１つの金属ナノ粒子は、少なくとも１つのナノワイヤ、少なくとも１つの貨幣金属、または銀のうちの１つを含む、請求項１に記載の透明導電性膜。
  6. 前記少なくとも１つの導電層は、約１５０オーム／スクウェア未満の表面抵抗率を有する、請求項１に記載の透明導電性膜。
  7. 少なくとも約８０％の全光透過率を有する、請求項１に記載の透明導電性膜。
  8. 前記可撓性ガラス基板と前記少なくとも１つの導電層との間に配置される、少なくとも１つの層をさらに備える、請求項１に記載の透明導電性膜。
  9. 可撓性ガラス基板と、
    前記可撓性ガラス基板上に配置される少なくとも１つの導電層であって、少なくとも１つの金属ナノ粒子を含む、少なくとも１つの導電層と、
    を有する透明導電性膜を備える、物品。
  10. 可撓性ガラス基板を提供する工程と、
    前記可撓性ガラス基板を、少なくとも１つの金属ナノ粒子を含む少なくとも１つの組成物でコーティングする工程と、
    を含む、方法。
  11. 基板と、前記基板上に配置される少なくとも１つの層と、を備える、透明導電性膜であって、前記少なくとも１つの層は、セル壁を備え、前記セル壁は、導電性ナノロッド、導電性ナノワイヤ、または導電性ナノチューブのうちの１つ以上を含む、透明導電性膜。
  12. 基板と、前記基板上に配置される少なくとも１つの層と、を備える、透明導電性膜であって、前記少なくとも１つの層は、導電性構成要素と、少なくとも１つの感光性樹脂組成物と、を含む、透明導電性膜。
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