(57)【要約】  容量式タッチ感知装置は、結合容量の変化を検出することによって、加えられたタッチの位置を検出するように構成された、タッチ感知性表示領域を含む。境界領域はタッチ感知性表示領域を囲む。導電性の第１の電極は、タッチ感知性表示領域に配置され、かつタッチ感知性表示領域にわたって広がる活性部分と、制御部への接続のための境界領域に配置された第１の電極の端部における端部分とを含む。第１の電極の活性部分は、表示領域にわたって実質的に均一な第１のシート抵抗を有する。第１の電極の端部分は、複数の相互連結された導電性トレースを備え、トレースがそれらの間で複数の間隙を画定する導電性メッシュの形態にパターン化され、このトレースは実質的に第１のシート抵抗を有し、間隙はより高い第２のシート抵抗を有する。
2019517053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量式タッチ感知装置であって、
タッチ感知性表示領域であって、前記タッチ感知装置は、結合容量の変化を検出することによって、前記タッチ感知性表示領域に加えられたタッチの位置を検出するように構成された、タッチ感知性表示領域と、
前記タッチ感知性表示領域を囲む境界領域と、
導電性の第１の電極であって、前記タッチ感知性表示領域に配置され、かつ前記タッチ感知性表示領域にわたって広がる活性部分、及び制御器に接続するための前記境界領域に配置された前記第１の電極の端部の端部分を備え、前記第１の電極の前記活性部分は前記表示領域にわたって実質的に均一な第１のシート抵抗を有し、導電性メッシュの形態にパターン化された前記第１の電極の前記端部分は複数の相互連結された導電トレースを備え、前記トレースはそれらの間に複数の間隙を画定し、前記トレースは実質的に第１のシート抵抗を有し、前記間隙はより高い第２のシート抵抗を有する、導電性の第１の電極と、
を備える、容量式タッチ感知装置。
【請求項２】
前記境界領域に配置された第１のバスラインを更に備え、前記第１のバスラインの第１の端部分は、制御器へ接続するための前記境界領域の接続領域で終端し、前記第１のバスラインの反対側の第２の端部分は、前記複数の相互連結された導電トレース及び前記複数の間隙で終端して実質的にそれらを被覆し、前記第１のバスの前記端部分は、前記第１の電極の前記端部分の前記導電トレースと電気接触する、請求項１に記載の容量式タッチ感知装置。
【請求項３】
前記第１の電極の前記活性部分、及び前記第１の電極の前記端部分の前記相互連結された導電トレースが、実質的に同じ均一の分布の、交差する導電性ナノワイヤを備える、請求項１に記載の容量式タッチ感知装置。
【請求項４】
前記間隙が実質的に非導電性である、請求項１に記載の容量式タッチ感知装置。
【請求項５】
前記導電性メッシュ上に配置かつ位置合わせされ、前記導電性メッシュと同一の広がりを有する、パターン化された誘電体層を更に含む、請求項１に記載の容量式タッチ感知装置。
【請求項６】
前記導電性の第１の電極が光学的に透明である、請求項１に記載の容量式タッチ感知装置。
【請求項７】
容量式タッチ感知装置であって、
境界領域によって囲まれたタッチ感知性表示領域を画定する、光学的に透明な基材と、
前記タッチ感知性領域の前記基材に配置され、第１の方向（ｘ）に沿って延びる、導電性で光学的に透明な複数の離隔された第１の電極と、
前記タッチ感知性領域の前記基材に配置され、第２の方向（ｙ）に沿って延びる、導電性で光学的に透明な複数の離隔された第２の電極であって、前記タッチ感知装置が、タッチ位置の近くで互いに横切る、第１の電極と第２の電極との間の結合容量の変化を検出することによって、前記タッチ感知性領域に加えられたタッチの位置を検出するように構成され、前記第１及び第２の電極の各々は複数の交差する導電性ナノワイヤを備え、前記第１及び第２の電極の各々は、前記タッチ感知性表示領域に配置され、かつ前記タッチ感知性表示領域にわたって広がる活性部分、及び前記境界領域の前記基材上に配置された前記電極の端部における端部分を備え、導電性の規則的なメッシュの形態にパターン化された前記端部分は、複数の相互連結された導電性トレースを備え、前記トレースはそれらの間に複数の絶縁用の間隙を画定する、導電性で光学的に透明な複数の離隔された第２の電極と、
前記境界領域の前記基材上に配置された、複数の導電性のバスラインであって、各バスラインは、制御器に接続するための前記境界領域の接続領域で終端する第１の端部分、並びに前記複数の相互連結された導電性トレース及び対応する前記第１又は第２の電極の前記複数の絶縁用の間隙で終端しかつ実質的にそれらを覆う、反対側の第２の端部分、を備え、前記バスの前記第２の端部分は、前記複数の間隙において前記基材に接着する、複数の導電性のバスラインと、
を備える、容量式タッチ感知装置。
【請求項８】
容量式タッチ感知装置であって、
互いに反対側にある第１及び第２の端部分の間に延びる中間部分を有する、導電性で一体である第１の電極であって、前記第１の電極は、実質的に均一の分布である、交差する導電性のナノワイヤを含み、導電性で規則的なメッシュの形態にパターン化された前記第１の端部分の前記ナノワイヤは、相互連結されて規則的に配置された複数の導電トレースを含み、前記トレースはそれらの間に複数の間隙を画定し、前記トレースは第１のシート抵抗を有し、前記間隙はより大きい第２のシート抵抗を有する、導電性で一体である第１の電極を含む、容量式タッチ感知装置。
【請求項９】
前記間隙が実質的に非導電性である、請求項８に記載の容量式タッチ感知装置。
【請求項１０】
前記第２の端部分の前記ナノワイヤが、複数の相互連結された規則的に配置された導電トレースを備える導電性で規則的なメッシュの形態にパターン化され、前記トレースはそれらの間に複数の間隙を画定し、前記トレースは第３のシート抵抗を有し、前記間隙はより高い第４のシート抵抗を有する、請求項８に記載の容量式タッチ感知装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
容量式タッチセンサは、コンピュータ、スマートフォン、及び他のグラフィックベースのスクリーンインターフェイスを用いた、人間のタッチ又は身振りによる相互作用を可能にするために、タッチ感知パネルの部品として用いられる。容量式タッチセンサパネルは、誘電体によって分離された導電性トレースの行及び列から形成することができる。それらの交差部で、トレースは本質的に２つの電極を形成する。他の全ての行が直流電圧レベルに保持されつつ、（例えばタッチ又はホバーイベントなどの）刺激を１つの行に適用することができる。行が刺激を受けると、変調された出力信号は、センサパネルの列に容量結合され、センサパネルの列は、一般にイベント検出及び復調回路と称されるアナログチャネルに接続され得る。次に、その出力値は制御器に送信され、その結果得られた画像をホストコンピュータのディスプレイスクリーンに表示することができる。
【発明の概要】
【０００２】
ディスプレイデバイスで使用するためのタッチ感知パネルは、上にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）又はアンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）などの、透明導体の透明列トレースがエッチングされているガラスの上層と、上に透明導体の行トレースがエッチングされているガラスの下層とを含む。上下のガラス層は、行トレースと列トレースとの間の領域において、誘電体によって分離される。
【０００３】
タッチ感知パネルの構成要素は、導電性ナノワイヤを含む材料を、ポリマーフィルム基材の電気トレースにパターン化（印刷など）することによって、比較的低コストで効率的に生産することができる。ナノワイヤは、基材が展開され、印刷及び乾燥／硬化などの変換操作が行われ、次にパターン化された基材が、更なる輸送及び加工のために再度巻かれてロールになる、ロールツーロールプロセスでパターン化され得る。
【０００４】
これらロールツーロールプロセスによって形成されるパターン化された導電性材料を、例えばタッチスクリーンディスプレイに使用するための容量式タッチセンサなどの電子アセンブリを生産するために、電子回路構成要素に接続することができる。センサパネルの縁部付近の境界領域における、ディスプレイスクリーン視認領域外のナノワイヤトレースの端部におけるナノワイヤ接触パッドは、導電性金属の相互連結トレースに接合されている。導電性金属の相互連結トレースは、次に電子ディスプレイデバイスのイベント検出部及び復調回路に接続される。いくつかの場合において、ナノワイヤパッド及び導電性金属（例えば、銀（Ａｇ））の相互連結トレースは、互いに弱く接着される場合があり、これは抵抗性を増加させ、接合された継ぎ目の信頼性を減少させる。
【０００５】
本開示は全体的に、メッシュの接触パッド設計と、このメッシュの接触パッドを金属相互連結回路トレースに接続して、電子デバイスの構成要素として使用することができる電子アセンブリを形成するためのプロセスとを対象にしている。本開示は、これらのメッシュの接触パッドの設計及び相互連結プロセスを用いて構築される、例えば、タッチスクリーンディスプレイなどの、電子デバイスを更に対象とする。
【０００６】
一実施形態において、本開示は、タッチ感知性表示領域を含む容量式タッチ感知装置を対象とする。タッチ感知装置は、結合容量の変化を検出することにより、タッチ感知性表示領域に加えられたタッチの位置を検出するように構成される。境界領域はタッチ感知性表示領域を囲む。導電性の第１の電極は、タッチ感知性表示領域に配置され、かつタッチ感知性表示領域にわたって広がる活性部分と、制御部への接続のための境界領域に配置された、第１の電極の端部の端部分とを含む。第１の電極の活性部分は、表示領域にわたる実質的に均一な第１のシート抵抗を有する。導電性メッシュの形態でパターン化された第１の電極の端部分は複数の相互連結された導電性トレースを備え、トレースはそれらの間に複数の間隙を画定する。これらのトレースは実質的に第１のシート抵抗を有し、間隙はより高い第２のシート抵抗を有する。
【０００７】
別の実施形態において、本開示は、境界領域に囲まれたタッチ感知性表示領域を画定する光学的に透明な基材を備える、容量式タッチ感知装置を対象とする。タッチ感知性領域の基材上に配置された、複数の離隔した導電性の光学的に透明な第１の電極は、第１の方向（ｘ）に沿って延びる。タッチ感知性領域の基材上に配置された、複数の離隔した導電性の光学的に透明な第２の電極は、異なる第２の方向（ｙ）に沿って延びる。タッチ感知装置は、タッチ位置付近での、互いに横断する第１の電極と第２の電極との間の結合容量の変化を検出することによって、タッチ感知性領域内で加えられたタッチの位置を検出するように構成されている。第１及び第２の電極の各々は、複数の交差する導電性ナノワイヤを含み、第１及び第２の電極の各々は、タッチ感知性表示領域に配置され、タッチ感知性表示領域にわたって広がる活性部分と、境界領域で基材上に配置された電極の端部の端部分とを含む。端部分は、複数の相互連結された導電性トレースを備え導電性で規則的なメッシュの形態でパターン化され、トレースはそれらの間に複数の絶縁用の間隙を画定する。複数の導電性バスラインが、境界領域の基材上に配置される。各バスラインは、制御器に接続するための境界領域の接続領域において終端する第１の端部分と、複数の相互連結された導電性トレース及び対応する第１又は第２の電極の複数の絶縁用の間隙で終端しかつ実質的にそれらを覆う、反対側の第２の端部分とを有する。バスラインの第２の端部分は、複数の間隙で基材に接着される。
【０００８】
別の態様において、本開示は、互いに反対側にある第１及び第２の端部分の間に延びる中間部を有する導電性の単体の第１の電極を備える、容量式タッチ感知装置を対象とする。第１の電極は、実質的に均一な分布の、交差する導電性ナノワイヤを含み、第１の端部分のナノワイヤは、相互連結して規則的に配置された複数の導電トレース（４１５）を含み、それらの間に複数の間隙（４２０）を画定する、導電性の規則的なメッシュとしてパターン化される。トレースは第１のシート抵抗を有し、間隙はより高い第２のシート抵抗を有する。
【０００９】
別の態様において、本開示は、金属トレースを、レジスト材料で覆われたナノワイヤ含有の接触パッドに接合する方法を対象とする。この方法は、ナノワイヤ含有の接触パッドをパターン化して、第１のシート抵抗を有する導電性トレースのメッシュパターンを形成し、導電性トレースには間隙領域が与えられて、第１のシート抵抗よりも大きい第２のシート抵抗を有するパターン化された誘電体領域を形成することを含む。接触パッドの導電性金属メッシュの面積に対する、パターン化された誘電体層の面積の比率は、約１：１〜約１０：１である。方法は、接触パッドを金属相互連結トレースに接合して電気的な相互連結を形成することも含む。相互連結トレースを形成する金属は、パターン化された誘電体領域の間隙における基材表面に金属が接触するよう、メッシュパターン化された金属トレース及びパターン化された誘電体領域をコーティングするために、接触パッドに適用される。
【００１０】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付の図面及び以下の明細書に示す。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、明細書及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】基材上の導電性ナノワイヤ層の概略断面図であり、導電性ナノワイヤ層は、パターン化されたレジストマトリックス材料によって覆われている。
【００１２】
【図２】剥離可能なポリマー層により覆われた、図１の構造の概略断面図である。
【００１３】
【図３】剥離可能なポリマー層の除去後の、図２の構造の概略断面図である。
【００１４】
【図３Ａ】剥離可能なポリマー層の除去後の導電性ナノワイヤ層の一部の概略断面図であり、突出するナノワイヤを図示している。
【００１５】
【図４Ａ】容量式タッチ感知装置の一部の、概略俯瞰図である。
【００１６】
【図４Ｂ】図４Ａの容量式タッチ感知装置の一部の概略断面図である。
【００１７】
【図４Ｃ】図４Ａの容量式タッチ感知装置における導電性電極の端部分の、概略断面図である。
【００１８】
【図４Ｄ】図４Ａの容量式タッチ感知装置における導電性電極の端部分の、概略俯瞰図である。
【００１９】
【図５】本開示の容量式タッチ感知装置を含む容量式タッチセンサパネルの、分解斜視図である。
【００２０】
図中の同様の記号は、同様の要素を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
ここで図１を参照すると、基材１４は、ナノワイヤを含む導電層１６でコーティングされている。導電性ナノワイヤ層１６は、基材１４の第１主面１５の少なくとも一部にわたって、望ましくは第１の主表面の面積の少なくとも５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％にわたって、実質的に連続的である。導電性ナノワイヤ層１６は、基材に沿って連続的にコーティングされるか、又は、個別のブロック若しくは長方形状で、コーティングされていない基材の領域をその間に残すように適用されてもよく、このブロック若しくは長方形は、生産される目的のタッチスクリーンの全体的なサイズと同様のサイズを有する。「実質的に連続的である」とは、ナノワイヤが、基材の表面を導電性とするために十分な密度で適用されることを意味し、これはナノワイヤ層が個々のワイヤを含み、それらの間に開孔部又は空隙を備えるものと理解される。
【００２２】
導電性ナノワイヤ層１６は、導電性ナノワイヤを含む。本出願において、用語ナノワイヤとは、高いアスペクト比（例えば、１０を超える）を有する、導電性金属若しくは非金属フィラメント、繊維、ロッド、ストリング、ストランド、ウィスカー、又はリボンを指す。非金属の導電性ナノワイヤの例としては、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、金属酸化物ナノワイヤ（例えば五酸化バナジウム）、半金属ナノワイヤ（例えばシリコン）、導電性ポリマーファイバなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２３】
本明細書で使用される場合、「金属ナノワイヤ」は、元素金属、合金、又は（金属酸化物を含む）金属化合物を含む金属ワイヤを指す。金属ナノワイヤの少なくとも１つの断面寸法は、５００ｎｍ未満、又は２００ｎｍ未満、更に好ましくは１００ｎｍ未満である。上記のように、金属ナノワイヤは１０超の、好ましくは５０超の、より好ましくは１００超のアスペクト比（長さ：幅）を有する。好適な金属ナノワイヤは、限定ではないが、銀、金、銅、ニッケル及び金メッキした銀を含む、任意の金属をベースにすることができる。
【００２４】
金属ナノワイヤは、当技術分野において公知の方法により調製され得る。特に、銀のナノワイヤは、ポリオール（例えば、エチレングリコール）、及びポリビニルピロリドンの存在下で塩化銀（例えば、硝酸銀）の溶液相還元により合成することができる。均一なサイズの銀ナノワイヤの大量生産は、Ｘｉａ，ＹらによるＣｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ（２００２），１４，４７３６〜４７４５、及びＸｉａ，ＹらによるＮａｎｏｌｅｔｔｅｒｓ（２００３）３（７），９５５〜９６０に記載された方法によって調整することができる。例えば、生体テンプレートを使用して、ナノワイヤを作製する更なる方法が、ＷＯ２００７／０２２２２６に記載されている。
【００２５】
いくつかの実施形態において、ナノワイヤは液体内で分散し、基材上のナノワイヤ層は、ナノワイヤを含有する液体を基材上にコーティングし、この液体を蒸発（乾燥）又は硬化させることによって形成される。ナノワイヤは、典型的には液体内に分散し、コーター又は噴霧器を使用して基材上へのより均一な堆積を促進する。
【００２６】
ナノワイヤが安定的な分散体（「ナノワイヤ分散体」とも称される）を形成し得る、任意の非腐食性液体が使用され得る。好ましくは、ナノワイヤが、水、アルコール、ケトン、エーテル、炭化水素、又は芳香族溶媒（ベンゼン、トルエン、キシレンなど）中に分散する。より好ましくは、液体は揮発性であり、２００℃以下、１５０℃以下、又は１００℃以下の沸点を有する。
【００２７】
加えて、ナノワイヤ分散体は、粘度、腐食、接着、及びナノワイヤ分散を制御するために、添加物又は結合剤を含有し得る。好適な添加物又は結合剤の例としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、２−ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、トリプロピレングリコール（ＴＰＧ）、及びキサンタンガム（ＸＧ）、並びに、エトキシレート、アルコキシレート、酸化エチレン、並びに酸化プロピレン及びこれらのコポリマー、スルホネート、サルフェート、ジスルホン酸塩、スルホサクシネート、リン酸エステル、並びにフルオロ界面活性剤（例えば、ＤｕＰｏｎｔ社から、商標名Ｚｏｎｙｌで入手可能であるもの）などの界面活性剤が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２８】
一実施例において、ナノワイヤ分散体、又は「インク」は、０．００２５重量％〜０．１重量％の界面活性剤（例えば、好ましい範囲は、Ｚｏｎｙｌ（登録商標）ＦＳＯ−１００において、０．００２５重量％〜０．０５重量％）、０．０２重量％〜４重量％の粘度変性剤（例えば、好ましい範囲は、ＨＰＭＣにおいて０．０２重量％〜０．５重量％）、９４．５重量％〜９９．０重量％の溶媒、及び０．０５重量％〜１．４重量％の金属ナノワイヤを含む。好適な界面活性剤の代表的な例としては、Ｚｏｎｙｌ  ＦＳＮ、Ｚｏｎｙｌ  ＦＳＯ、Ｚｏｎｙｌ  ＦＳＨ、Ｔｒｉｔｏｎ  （ｘ１００、ｘ１１４、ｘ４５）、Ｄｙｎｏｌ（６０４、６０７）、ｎ−Ｄｏｄｅｃｙｌ  ｂ−Ｄ−ｍａｌｔｏｓｉｄｅ、及びＮｏｖｅｋが挙げられる。好適な粘度変性剤の例としては、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、メチルセルロース、キサンタンガム、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースが挙げられる。上記の結合剤又は添加物を含む、ナノワイヤ分散体中に存在し得る好適な溶媒の例としては、水及びイソプロパノールが挙げられる。
【００２９】
分散体の濃度を上記に開示したものから変更することが所望される場合、溶媒のパーセントを増減させることができる。しかしながら、好ましい実施形態において、他の成分の相対比率は同じままとすることができる。特に、界面活性剤の粘度変性剤に対する比率は、好ましくは約８０：１〜約０．０１：１、粘度変性剤のナノワイヤに対する比率は好ましくは約５：１〜約０．０００６２５：１、及びナノワイヤの界面活性剤に対する比率は好ましくは約５６０：１〜約５：１である。分散体の構成成分の比率は、使用される基材、及び適用方法によって変更され得る。ナノワイヤ分散体の好ましい粘度範囲は、約１〜１０００ｃＰ（０．００１〜１Ｐａ−ｓ）である。
【００３０】
図１の基材１４は、剛性又は可撓性のものであってよい。基材は透明又は半透明であってよい。好適な剛性基材としては、例えば、ガラス、ポリカーボネート、アクリルなどが挙げられる。好適な可撓性基材としては、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエステルナフタレート（ＰＥＮ）、及びポリカーボネート（ＰＣ））、ポリオレフィン（例えば、直鎖、分岐、及び環状ポリオレフィン）、ポリビニル（例えば、塩化ポリビニル、塩化ポリビニリデン、ポリビニルアセタール、ポリスチレン、ポリアクリレートなど）、セルロースエステル質（例えば、セルローストリアセテート、セルロースアセテート）、ポリスルホン、例えば、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、シリコーン、及び他の従来のポリマーフィルムが挙げられるがこれらに限定されない。好適な基材の更なる例は、米国特許第６，９７５，０６７号に見出すことができる。
【００３１】
任意で、基材の表面は、以降のナノワイヤの堆積をより良好に受け取るために、表面を調製するよう事前処理することができる。表面の事前処理は、複数の機能に役立つ。例えば、これらは均一なナノワイヤ分散層の堆積を可能にする。加えてこれらは、以降の処理工程のために、ナノワイヤを基材上で不動化させることができる。更に、事前処理は、ナノワイヤのパターン化された堆積を作り出すパターン化工程と共に実行することができる。ＷＯ２００７／０２２２６に記載されているように、事前処理としては、溶媒若しくは化学洗浄と、加熱と、任意にパターン化された中間層の堆積により、ナノワイヤ堆積物に適切な化学的又はイオン状態を付与することと、プラズマ処理、紫外線放射（ＵＶ）オゾン処理、又はコロナ放電などの更なる表面処理と、が挙げられる。
【００３２】
ナノワイヤ層１６を形成するナノワイヤ分散体は、所望の光学的及び電気的特性を達成するために選択される所与の厚さで、基材に適用され得る。この適用は、スロットコーティング、ロールコーティング、マイヤーロッドコーティング、ディップコーティング、カーテンコーティング、スライドコーティング、ナイフコーティング、グラビアコーティング、ノッチバーコーティング、又は噴霧など、公知のコーティング方法を使用して行われ、基材上に導電性ナノワイヤ層をもたらす。ナノワイヤ層１６はまた、グラビア、フレキソグラフィック、スクリーン、凸版、インクジェット印刷などが挙げられるが、これらに限定されない印刷技術を使用して、非連続的に堆積され得る。コーティング工程は、ロールツーロールプロセス、又はピースパーツ方式のいずれかで行うことができる。
【００３３】
堆積後、分散体の液体は、通常は蒸発により除去される。蒸発は、加熱（例えば乾燥機の使用）によって促進させることができる。結果として得られる導電性ナノワイヤ層は、これをより導電性にするために、事後処理を必要とすることがある。この事後処理は、ＷＯ２００７／０２２２６に更に記載されている、熱、プラズマ、コロナ放電、ＵＶオゾン、又は圧力に暴露することを伴う処理工程であり得る。任意で、基材をナノワイヤ層でコーティングした後に、ナノワイヤ層を固化又は硬化させることを続けることができる。
【００３４】
任意で、導電性ナノワイヤ層１６は、液体分散コーティング以外の手段を使用して基材表面１５にその層が送達されるプロセスによって、基材１４上にコーティングされてもよい。例えば、ナノワイヤ層は、ドナー基材から基材表面へと乾式転写され得る。更なる例として、ナノワイヤは、気相懸濁液から、基材表面へと供給され得る。
【００３５】
特定の一実施形態において、ナノワイヤの水性分散体（例えば、商標名ＣｌｅａｒＯｈｍ  ＩｎｋでＣａｍｂｒｉｏｓ社から入手可能な分散体）の層が、スロットダイコーティング技術を使用して、１０．０〜２５ミクロン厚の範囲でＰＥＴ基材に適用された。コーティングの配合（例えば、全固形分重量％、及び銀ナノワイヤの固形分重量％）は、コーティング及び乾燥プロセス条件と合わせて、計画される電気特性及び光学特性、例えば所望のシート抵抗（Ω毎スクウェア）、並びに透過率（％）及びヘイズ（％）などの光学特性を有するナノワイヤ層を生成するように選択することができる。
【００３６】
基材上にナノワイヤをコーティングすることにより得られる（例えば、ナノワイヤ分散体から得られる）導電性ナノワイヤ層１６は、ナノワイヤ、及び任意で結合剤又は添加物を含む。ナノワイヤ層は、好ましくは相互連結されたナノワイヤのネットワークを含む。ナノワイヤ層を構成するナノワイヤは、好ましくは互いに電気接続され、およそ又は実質上、シート導電体をもたらす。ナノワイヤ層は、層を構成する個々のナノワイヤの間に開放空間を含み、少なくとも部分的な透明性（すなわち、光透過性）をもたらす。個々のナノワイヤ間に開放空間を伴う、相互連結されたナノワイヤのネットワークを有するナノワイヤ層は、透明導電体層として説明され得る。
【００３７】
典型的には、ナノワイヤ層１６の光学品質は、光透過率及びヘイズを含む測定可能な特性によって定量的に説明され得る。「光透過率」とは、入射光が媒体を透過するパーセンテージを指す。様々な実施形態において、導電性ナノワイヤ層の光透過率は、少なくとも８０％であり、９９．９％の高さであってもよい。様々な実施形態において、ナノワイヤ層など導電層の光透過率は、少なくとも８０％であり、９９．９％の高さであってもよい（例えば、９０％〜９９．９％、９５％〜９９．５％、９７．５％〜９９％）。基材（例えば、透明基材）上にナノワイヤ層が堆積する、又は積層する（例えば、コーティングされる）透明導電体において、構造全体における光透過率は、構成要素であるナノワイヤ層の光透過率と比較して、僅かに低いことがある。接着剤層、反射防止層、グレア防止層など、導電性ナノワイヤ層及び基材と共に存在し得る他の層が、透明導電体の全体的な光透過率を増加又は低減させることがある。様々な実施形態において、基材上に堆積又は積層される導電性ナノワイヤ層、及び１つ以上の他の層を備える透明導電体の光透過率は、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、又は少なくとも９１％であり得、少なくとも９１％〜９９％の高さであってもよい。
【００３８】
ヘイズは光拡散の指標である。これは透過中に入射光から分離され、散乱する光の量のパーセンテージを指す。主に媒体の特性である光透過率とは異なり、ヘイズは多くの場合製造に関連しており、典型的には、表面粗度、及び媒体中に埋め込まれている粒子又は組成の不均質性によって生じる。ＡＳＴＭ規格Ｄ１００３−１１により、ヘイズは２．５°超の角度で偏光された、透過光の割合として定義することができる。様々な実施形態において、導電性ナノワイヤ層のヘイズは、１０％以下、８％以下、５％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、又は０．１％以下（例えば、０．１％〜５％、又は０．５％〜２％）である。基材（例えば、透明基材）上に導電性ナノワイヤ層が堆積する、又は積層する（例えば、コーティングされる）透明導電体において、構造全体におけるヘイズは、構成要素であるナノワイヤ層のヘイズと比較して、僅かに高いことがある。接着剤層、反射防止層、グレア防止層など、導電性ナノワイヤ層及び基材と共に存在し得る他の層が、ナノワイヤ層を含む透明導電体の全体的なヘイズを増加又は低減させることがある。様々な実施形態において、基材上に堆積又は積層された導電性ナノワイヤ層を含む透明導電体のヘイズは、１０％以下、８％以下、５％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、又は０．１％以下（例えば、０．１％〜５％、又は０．５％〜２％）であってよい。「透明度」とは、２．５°未満の角度で偏光される透過光の割合である。
【００３９】
導電性ナノワイヤ層１６のシート抵抗、透過率、及びヘイズは、層及びナノワイヤなどの構成材料の、ある特定の特質を変化させることによって調整することができる。ナノワイヤに関し、これらは、例えば、組成（例えば、銀、銅、銅ニッケル合金、金、パラジウム）、長さ（例えば、１マイクロメートル、１０マイクロメートル、１００マイクロメートル、又は１００マイクロメートル超）、断面寸法（例えば、直径１０ナノメートル、２０ナノメートル、３０ナノメートル、４０ナノメートル、５０ナノメートル、７５ナノメートル、又は７５ナノメートル超）を変化させることができる。ナノワイヤを含む導電層に関し、例えば、その他の組成（例えば、セルロース結合剤、界面活性剤などの加工助剤、又は導電性ポリマーなどの導電性エンハンサー）、又はナノワイヤの面積密度（例えば、平方ミリメートル当たり１０超、平方ミリメートル当たり１００超、平方ミリメートル当たり１０００超、又は更には平方ミリメートル当たり１００００超）において変化させることができる。したがって、導電層又はナノワイヤ層のシート抵抗は、１，０００，０００Ω毎スクウェア未満、１０００Ω毎スクウェア未満、１００Ω毎スクウェア未満、又は更に１０Ω毎スクウェア未満（例えば、１Ω毎スクウェア〜１０００Ω毎スクウェア、１０Ω毎スクウェア〜５００Ω毎スクウェア、２０Ω毎スクウェア〜２００Ω毎スクウェア、又は２５Ω毎スクウェア〜１５０Ω毎スクウェア）であってよい。導電層又はナノワイヤ層の透過率は、少なくとも８０％であり得、９９．９％の高さであってもよい（例えば、９０％〜９９．９％、９５％〜９９．５％、又は９７．５％〜９９％であってもよい）。導電層又はナノワイヤ層のヘイズは、１０％以下、８％以下、５％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、又は０．１％以下（例えば、０．１％〜５％又は０．５％〜２％）であってもよい。
【００４０】
図１を再び参照すると、基材１４上に、露出した導電性ナノワイヤ層の１つ以上の第１の領域１７と、レジストマトリックス材料の１つ以上の第２の領域２２とを生成するために、レジストマトリックス材料のパターン（例えば、タッチスクリーンのための回路パターン）が、導電性ナノワイヤ層１６上に適用される。レジストマトリックス材料２０は、導電性ナノワイヤ層１６に、例えば印刷によって適用されるか、又はここにパターン化されてもよく、そのように適用される際に、基材上の導電性ナノワイヤ層の接着性をより高めるか、又はより保護されたものとする。
【００４１】
いくつかの実施形態において、マトリックス材料２０は、ポリマー、望ましくは光学的に透明なポリマーを含む。好適なポリマー系レジストマトリックス材料の例としては、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、及びポリアクリロニトリルなどのポリアクリル、ポリビニルアルコール、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエステルナフタレート（ＰＥＮ）、及びポリカーボネート（ＰＣ））、高度の芳香族性を有するポリマー、例えばフェノール樹脂又はクレゾールホルムアルデヒド（Ｎｏｖｏｌａｃｓ（登録商標））、ポリスチレン、ポリビニルトルエン、ポリビニルキシレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、多硫化物、ポリスルホン、ポリフェニレン、及びポリフェニルエーテル、ポリウレタン（ＰＵ）、エポキシ、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、及び環状オレフィン）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＡＢＳ）、セルロース誘導体、シリコーン及び他のシリコン含有ポリマー（例えば、ポリシルセスキオキサン及びポリシラン）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアセテート、ポリノルボルネン、合成ゴム（例えば、ＥＰＲ、ＳＢＲ、ＥＰＤＭ）、及びフルオロポリマー（例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、又はポリヘキサフルオロプロピレン）、フルオロオレフィン及び炭化水素オレフィンのコポリマー（例えば、Ｌｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標））、並びに非晶質フッ化炭素ポリマー若しくはコポリマー（例えば、Ａｓａｈｉ  Ｇｌａｓｓ  Ｃｏ．社によるＣＹＴＯＰ（登録商標）、又はＤｕＰｏｎｔ  Ｃｏｒｐ．社によるＴｅｆｌｏｎ（登録商標）ＡＦ）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４２】
他の実施形態において、レジストマトリックス材料２０は、プレポリマーを含む。「プレポリマー」とは、本明細書において記載されるように、モノマーの混合物、若しくはオリゴマーの混合物、又は重合化及び／若しくは架橋してポリマーマトリックスを形成することができる、部分的なポリマーを指す。所望のポリマーマトリックスを考慮して、好適なモノマー又は部分的なポリマーを選択することが、当業者には公知である。
【００４３】
いくつかの実施形態において、プレポリマーは光硬化性であり、すなわちプレポリマーは、放射線に暴露すると重合化及び／又は架橋する。光硬化性プレポリマーに基づくレジストマトリックス材料は、選択的な領域において放射線に暴露することによって、又は基材上にプレポリマーを選択的に配置して、その後放射線に均一に暴露することによって、パターン化することができる。他の実施形態において、プレポリマーは、熱硬化性であり、同様の方法でパターン化され得るが、熱源への暴露が、放射線への暴露の代わりに使用される。
【００４４】
通常は、レジストマトリックス材料２０が液体として適用される。レジストマトリックス材料は、任意で溶媒を含み得る（例えば、適用時において）。任意で、溶媒を、適用プロセス中、例えば剥離可能なポリマー層を上塗りする前に除去してもよい。マトリックス材料を、効果的に溶媒化させ得るか又は分散させ得る、任意の非腐食性溶媒が使用され得る。好適な溶媒の例としては、水、アルコール、ケトン、エーテル、テトラヒドロフラン、炭化水素（例えば、シクロヘキサン）、又は芳香族溶媒（ベンゼン、トルエン、キシレンなど）が挙げられる。溶媒は揮発性であってよく、２００℃以下、１５０℃以下、又は１００℃以下の沸点を有する。他の実施形態において、レジストマトリックス材料は光硬化性であってもよい。
【００４５】
いくつかの実施形態において、レジストマトリックス材料２０は、架橋剤、重合開始剤、安定化剤（例えば、酸化防止剤、より長い製品耐用寿命のためのＵＶ安定化剤、及びより長い貯蔵寿命のための重合防止剤を含む）、界面活性剤などを含み得る。いくつかの実施形態において、マトリックス材料２０は、腐食防止剤を更に含み得る。いくつかの実施形態において、レジストマトリックス材料自体が導電性である。例えば、マトリックスは導電性ポリマーを含み得る。導電性ポリマーは当技術分野において公知であり、ポリアニリン、ポリチオフェン、及びポリジアセチレンが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４６】
いくつかの実施形態において、レジストマトリックス材料は、約１０ナノメートル及び約３００ナノメートル、約２０ナノメートル〜約２００ナノメートル、約４０ナノメートル〜２００ナノメートル、又は約５０ナノメートル〜２００ナノメートルの厚さを有する。
【００４７】
いくつかの実施形態において、レジストマトリックス材料は、約１．３０〜２．５０、約１．４０〜１．７０、又は約１．３５〜１．８０の屈折率を有する。
【００４８】
レジストマトリックス材料２０は、導電性ナノワイヤ層１６に一体性を付与し、導電性ナノワイヤ層１６の、基材１４の表面１５への接着性の向上を促進することができる。
【００４９】
通常、レジストマトリックス２０は、光学的に透明な材料である。材料は、材料の光透過率が、表示領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）において少なくとも８０％であるときに、光学的に透明であると見なされる。別途明記しない限り、本明細書において記載される全ての層（基材を含む）は、好ましくは光学的に透明である。レジストマトリックス材料の光学的透明性は通常、屈折率（ＲＩ）、厚さ、平滑度、厚さ全体におけるＲＩの一貫性、表面（境界面を含む）反射性、並びに表面粗さ及び／又は埋め込まれた粒子によって生じる散乱を含むが、これらに限定されない、多数の要因によって決定される。
【００５０】
上述したように、レジストマトリックス材料２０は、硬化されかつ／又は固化されて、導電性ナノワイヤ層１６の上にパターンを形成する、選択された領域内の保護層となることができる。「硬化又は硬化させること」は、固形ポリマーマトリックスを形成するようにモノマー若しくは部分的ポリマー（例えば１５０個より少ないモノマー単位を含むオリゴマー）が重合するプロセス、又はポリマーが架橋するプロセスを指す。好適な重合化、又は架橋条件は、当技術分野において公知であり、例として、モノマーの加熱、可視光線又は紫外線（ＵＶ）によるモノマーの照射、電子ビームなどが挙げられる。あるいは、「固化又は固化させること」は、例えば重合又は架橋を伴わずに、レジストマトリックス材料の乾燥中の溶媒除去によって生じ得る。
【００５１】
レジストマトリックス材料２０は、好適なパターン化プロセスによってパターン化される。好適なパターン化プロセスとしては、減算的方法、例えば、フォトリソグラフィ（レジストマトリックス材料はフォトレジストである）を含む。好適なパターン化プロセスは直接印刷も含む。上述したように、次のプロセス工程前に印刷されたレジストを固化又は硬化させる。好適なプリンター、又はパターン化方法は公知であり、例示されるフレキソグラフィックプリンター、グラビア印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷、スプレイコーティング、ニードルコーティング、フォトリソグラフィックパターン化、及びオフセット印刷が挙げられる。
【００５２】
好適なパターンは、幅又は長さのいずれかである最小寸法が、ゼロミクロンを超える、例えば０．００１ミクロン超かつ１ミクロン未満、１０ミクロン未満、１００ミクロン未満、１ｍｍ未満、又は１０ｍｍ未満である特徴部を含む。特徴部寸法のいずれかの上限は、印刷が行われる基材の寸法によってのみ制限される。ロールツーロール印刷の場合、これは、ウェブの機械方向において実質上不定である。これらの特徴部は、星形、正方形、矩形、又は円形など、パターン化され得る任意の形状をとり得る。多くの場合、特徴部は、タッチスクリーンの構成要素として使用するための、タッチに反応する平行線又はグリッドである。
【００５３】
図２を参照すると、剥離可能なポリマー材料３０が、基材１４上の導電性ナノワイヤ層１６及びレジスト層２０の上に適用されている（例えば、基材１４上の導電性ナノワイヤ層１６の１つ以上の領域の上に、例えば印刷することによって、コーティング又はパターン化されている）。このように適用されると、剥離可能なポリマー材料３０を剥離することによって、導電性ナノワイヤ層１６を除去可能にする（例えば、剥離可能なポリマー材料３０がパターン化されている１つ以上の領域において）。一般的に、導電性ナノワイヤ層１６に適用される剥離可能なポリマー材料３０は、基材上にコーティングされた同じ導電性ナノワイヤ層に適用されるレジストマトリックス材料よりも基材への接着性が低い。一般的に、導電性ナノワイヤ層１６に適用されるレジストマトリックス材料２０に適用される剥離可能なポリマー材料３０は、レジストマトリックス材料２０に対して、レジストマトリックス材料が導電性ナノワイヤ層１６に接着するよりも、接着性が低い。
【００５４】
好適な剥離可能なポリマー材料は、導電性ナノワイヤ層１６を容易にコーティングし、かつこれに接着する一方で、基材１４又はレジストマトリックス材料２０のいずれかに不適切に接着せず、よって層３０は、レジストマトリックス材料２０及び基材１４の両方から剥離することができる。剥離可能なポリマー層３０の化学的組成の選択は、基材１４と、レジストマトリックス材料２０と、導電性ナノワイヤ層１６の特定の組成との選択に依存している。
【００５５】
１つの好適な剥離可能なポリマー層は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含む。いくつかの実施形態において、ＰＶＡにおいておよそ８０００〜９０００ダルトンの分子量が好ましいことが見出されている。ＰＶＡを含む、好適な市販のコーティング組成物は、イリノイ州ローリングメドーズのＭａｃＤｅｒｍｉｄ  Ａｕｔｏｔｙｐｅ，Ｉｎｃ．社から入手可能な、ＭａｃＤｅｒｍｉｄ’ｓ  Ｐｒｉｎｔ  ＆  Ｐｅｅｌである。Ｐｒｉｎｔ  ａｎｄ  Ｐｅｅｌは、ある範囲の表面仕上げの上に選択的に印刷されて、容易に除去可能な保護マスクとして作用するように設計された、水系のスクリーン印刷可能なニスである。驚くべきことに、この組成物のナノワイヤ層１６に対する接着性は、以降の剥離操作の間に、これを基材１４から、不要な領域において完全に除去する一方で、基材に取り付けられたレジストパターン２６によって被覆されたナノワイヤ領域を容易に残すために十分であることが判った。
【００５６】
別の市販の剥離可能なポリマー材料は、カンザス州ショーニーのＮａｚｄａｒ  Ｉｎｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から入手可能な、Ｎａｚｄａｒ  ３０３４４０ＷＢ  Ｗａｔｅｒｂａｓｅ  Ｐｅｅｌａｂｌｅ  Ｍａｓｋである。別の好適な剥離可能なポリマー層は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）及びＵｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ社から入手可能なＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−１１４（又は別の好適な界面活性剤）、並びに脱イオン水を混合することによって配合することができる。１つの好適な配合は、２０重量％のＰＶＡ（８０００〜９０００Ｄａ分子量）、２重量％のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−１１４、及び残りの脱イオン水を含み得る。
【００５７】
好ましくは、剥離可能なポリマー層３０は、レジストマトリックス材料２０でパターン化された基材１４に液状で供給される。剥離可能なポリマー層３０は、剥離可能なポリマー層形成液を、レジストマトリックス材料でパターン化された基材に適用することによって形成される。コーターの適用後に、剥離可能なポリマー層３０を固化又は硬化させるために、乾燥機が任意に使用され得る。剥離可能なポリマー層形成液は、スロットコーティング、グラビアコーティング、ロールコーティング、フラッドコーティング、ノッチバーコーティング、噴霧、熱圧縮積層、又は真空積層などの公知の適用方法を使用して基材に適用される。
【００５８】
図１に示されるように、導電性ナノワイヤ層１６及びレジストマトリックス材料パターン２０を有する基材の表面１５は、ｉ）露出した導電性ナノワイヤ層１６の１つ以上の第１の領域１７と、ｉｉ）レジストマトリックス材料によって覆われた導電性ナノワイヤ層の１つ以上の第２の領域２２と、を含む。一般的に、レジストマトリックス材料領域は、露出した導電性ナノワイヤ層領域に対して隆起している。一般的に、レジストマトリックス材料領域と、露出した導電性ナノワイヤ層領域との間の境界において、起伏の変化が存在する。起伏の変化などの例は、露出した導電層領域と、レジストマトリックス材料のレジストマトリックス材料領域との間のステップ縁部である。ステップ縁部は、高さ（上記の実施例のレジストマトリックス材料の厚さと近似する）を有してもよく、これは横方向の範囲（例えば、およそ、その上にステップ縁部が存在する、基材と平行な平面上の距離）を有し得る。起伏の変化に応じて、及びレジストマトリックス材料及び露出した導電層領域の面内の幾何学的形状（例えば、形状及びサイズ）に応じて、露出した導電性材料表面の実質的に全体を、剥離可能なポリマー層と接触させることは困難な場合がある。露出した導電性ナノワイヤ層領域の一部が剥離可能なポリマー層と接触しない場合、その部分は、後の剥離工程中に成功裏に又は高いパターン忠実度をもって、除去されない場合がある。したがって、いくつかの実施形態において、剥離可能なポリマー形成液体層は、レジストマトリックス材料でパターン化された基材に適用され、露出した導電層の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも９０％、より好ましくは少なくとも９５％、より好ましくは少なくとも９９％、及び最も好ましくは１００％が、剥離可能なポリマー層材料と接触する。
【００５９】
レジストマトリックス材料でパターン化された基材に供給される、剥離可能なポリマー層形成液体については、ポリマー溶液、ポリマー分散体、モノマー溶液、モノマー、モノマー混合物又は溶解物であってよい。液体は、少量の二次的成分（例えば、光開始剤、表面活性剤、粘度変性剤）を含んでもよい。剥離可能なポリマー層は、固体（例えば、接着剤と、露出したナノワイヤ材料領域における露出した導電性材料又はナノワイヤ材料との間の接触の度合いを制限する、有意な降伏応力を呈する架橋結合した感圧接着剤などの、粘弾性固体）としては供給されない。液状の剥離可能な層の適用は、レジストマトリックス材料でパターン化された基材から剥離可能なポリマー層を剥離した後の、導電層又はナノワイヤ層の高分解能（高い再現性）のパターン化をもたらす。
【００６０】
剥離可能なポリマー層形成液の粘度は、レジストマトリックス材料でパターン化された基材にそれを供給するために使用される適用方法を考慮して、選択することができる。例えば、ポリマー溶液、モノマー、又はモノマー溶液のスロットコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、フラッドコーティング、ノッチバーコーティング、又は噴霧の場合、粘度は、１ｃｐｓ〜１０，０００ｃｐｓ（０．００１〜１０Ｐａ−ｓ）、好ましくは１０ｃｐｓ〜２，５００ｃｐｓ（０．０１〜２．５Ｐａ−ｓ）であってよい。ポリマー溶融物の熱圧縮又は真空積層の場合、粘度は１０，０００ｃｐｓ〜１００，０００，０００ｃｐｓ（１０Ｐａ−ｓ〜１００Ｐａ−ｓ）であってよい。剥離可能なポリマー層形成液体は、好ましくはゼロ降伏応力を有する。いくつかの有用な剥離可能なポリマー層形成液体は、非常に低い降伏応力、好ましくは１００Ｐａ未満、より好ましくは５０Ｐａ未満、更により好ましくは５Ｐａ未満、更により好ましくは１Ｐａ未満となり得る。
【００６１】
剥離可能なポリマー層３０は、基材の第１主面の少なくとも一部にわたって、望ましくは第１主面の面積の少なくとも５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％にわたって、実質的に連続的である。剥離可能なポリマー層は、個別のブロック若しくは矩形で適用して、それらの間にコーティングされない基材領域を残してよい。それらのブロック又は矩形は、生産される、計画されたタッチスクリーンの全体的なサイズと同様のサイズを有する。「実質的に連続的である」とは、剥離可能なポリマー層が、多数のパターン化されたレジストマトリックス材料ライン、トレース、又は個別の特徴部にわたって適用され、これによって剥離可能なポリマー層は、パターン化されたレジストマトリックス材料２０だけではなく、パターン化されたレジストマトリックス材料の間に存在する導電性ナノワイヤ層１６をも被覆することを意味する。典型的には、剥離可能なポリマー材料の均一な厚さ及び連続的なコーティングが、基材の少なくとも一部にわたって適用されるが、基材の全幅又は全長に必ずしも及ぶ必要はない。例えば、各縁部に沿った切片又は周縁部はコーティングされずに残される一方で、基材の中部は、剥離可能なポリマー材料でコーティングされてもよい。
【００６２】
本明細書に記載されるアプローチは、いくつかの利点を有する。まず、剥離可能なポリマー層を液体としてキャストすることにより、剥離可能なポリマー層と、導電性ナノワイヤ層との間の非常に緊密な接触を作り出すことが可能である。次に、この緊密な接触は、導電性ナノワイヤ層の除去された部分が、剥離可能なポリマー層が除去された後で基材上に落ちるのを防ぎ、製品収率を実質的に低減させ得る基材の汚染を回避することができる。最後に、上塗り工程後、剥離可能なポリマー層は、輸送、取り扱い、及び変換操作の間に定位置に留まり、保護フィルムとしての機能を果たし、導電性ナノワイヤ材料がレーザーアブレーションを使用してパターン化された場合にそうであるように、追加のライナーが事後に適用される必要性を排除することができる。
【００６３】
剥離可能なポリマー層は、パターン化されたレジストマトリックス材料２０、及び導電性ナノワイヤ層１６の両方を被覆するのに十分な厚さで適用される。剥離可能なポリマー層の典型的な厚さは、約２μｍ〜約１０μｍ、１０μｍ〜約２５μｍ、又は２５μｍ〜約１００μｍである。剥離可能なポリマー層の適用後、層は必要に応じて固化又は硬化される。任意の乾燥機が、固化過程又は硬化プロセスを加速させるために使用され得る。剥離可能なポリマー材料のより薄い層が好ましいが、これは、コーティング組成物から溶媒を除去するために必要なエネルギーがより少なく、より早い乾燥、したがってより速い処理時間をもたらすためである。いくつかの実施形態において、剥離工程中に機械的支持をもたらすために、任意のプレマスク（図２には示されない）は、剥離可能なポリマー層３０の表面に積層されてもよい。ここで図３を参照すると、剥離可能なポリマー層３０が剥離されている。剥離可能なポリマー層３０は、例えば、適用された層の全てと共に基材１４を剥離ニップ（図３には示されない）に通すなど、広範な技術により除去され得る。パターン化された（例えば、印刷された）レジストマトリックス材料２０によって保護されない基材の領域において、導電性ナノワイヤ材料１６が取り付けられた剥離可能なポリマー層３０は、基材１４から除去される。基材１４から剥離可能なポリマー層３０を剥離することにより、基材の選択された領域における導電性ナノワイヤ材料１６が除去され、これによって、基材１４上に留まるナノワイヤ層の各領域が、レジストマトリックス材料２０によって覆われた、パターン化されたナノワイヤ層が形成される。
【００６４】
図３Ａは、剥離可能なポリマー層の除去後の、レジストマトリックス材料２０によって覆われた導電性ナノワイヤ層１６の領域の拡大概略断面図を図示する。複数のナノワイヤ１３が、ナノワイヤ層１６を起点とし、レジストマトリックス材料２０へと入る。ナノワイヤ１３は、導電性ナノワイヤ層１６及びそれを覆うレジストマトリックス材料２０から突出する。ナノワイヤ１３のうちの少なくともいくつかは、レジストマトリックス材料２０の上に延び、導電性ナノワイヤ層１６との更なる電気的な相互連結の部位を提供する。
【００６５】
図４Ａは、上記の図１〜図３で説明したパターン化プロセスを用いてポリマーフィルム基材７００の主表面７０１上に形成した、容量タッチ感知パネル１０００の実施形態の一部の、縮尺なしの概略俯瞰図である。タッチ感知パネル１０００は、タッチ感知性表示領域２００を含む。タッチ感知性表示領域２００は、結合容量の変化を検出することによって、タッチ感知性表示領域２００に加えられたタッチの位置を検出するように構成された重複する導電性トレースを備える、タッチ感知装置を包む。図４Ａの実施形態において、境界領域３００はタッチ感知可視領域２００を囲み、一方で他の実施形態において、境界領域３００はタッチ感知性表示領域２００の一部のみを囲んでもよい。
【００６６】
タッチ感知装置は、透明な導電性の行感知電極４００の第１の配置を含み、それは透明な導電性の列感知電極５００の第２の配置に重なる。図４Ｂに示すように、行電極４００は、導電性ナノワイヤ４２５を含む、表面７０１上の平行ライン４０１〜４０５を含み、各ナノワイヤ層はレジスト材料の層４５２に被覆される。同様に、列電極は、導電性材料の平行列５０１〜５０５を含み、いくつかの実施形態において、列５０１〜５０５は、レジスト材料で覆われたナノワイヤ層を更に含むが、銀、金、銅、ＩＴＯ、ＡＴＯなどの導電性金属を含む任意の導電材料を、列５０１〜５０５に使用してもよい。
【００６７】
図４Ａの実施形態において、行電極４０１は、タッチ感知ディスプレイのタッチ感知性表示領域２００内に、活性部分４０１ａを含む。いくつかの実施形態において、行電極４０１の活性部分４０１ａは、分布が実質的に均一である導電性ナノワイヤを有し、それによって活性部分４０１ａに、タッチ感知ディスプレイの表示領域２００にわたって実質的に均一な第１のシート抵抗をもたらす。行電極４０１は、ディスプレイの境界領域３００に端部分４０１ｂを更に含む。端部分４０１ｂは、ポリマーフィルム基材７００の表面７０１上にあり、かつ表面７０１に接触し、行電極４０１の活性部分４０１ａを、境界領域３００内に延びる導電性金属バスライン８０１の第２の端部８０３に接続するための、接触パッドを提供する。バスライン８０１の第１の端部８０２は、接続領域３１０で終端する。接続領域３１０は、制御器及び感知検出、並びに復調回路を含む制御回路６００に電気接続され得る。
【００６８】
制御回路は、限定ではないが、ハンダ付けを含む広範な技術によって、又はフレックス回路を介して、接続領域３１０に接続することができる（図４Ａには示されず）。図４Ａに示される実施形態が、バスライン８０１に接続された行電極４０１の単一の端部分４０１ｂを含むが、広範な相互連結配置が可能であることを理解されたい。例えば、ディスプレイ１０００は、複数の行電極及び列電極上の接続端部分を備え、境界領域３００内の単一又は複数のバスラインに順次接続することができる。図４Ａの配置は、単なる例として提供されている。
【００６９】
図４Ｃを参照すると、行電極４０１の端部分４０１ｂは導電性メッシュ４１０としてパターン化されている。図４Ａ及び図４Ｃに示される実施形態の導電性メッシュ４１０は、規則的なパターンを有するが、当然ながら不規則なパターンも可能であり、導電性メッシュ４１０のパターンは例としてのみ提供されている。導電性メッシュ４１０は、複数の導電性トレース４１５を含み、それらの間の複数の間隙４２０を画定する。メッシュ４１０内の導電性トレース４１５は、行電極４０１の活性部分４０１ａに相互連結され、実質的に同じ均一な分布の、交差する導電性ナノワイヤを有し、それによって、導電トレース４１５は、行電極４０１の活性領域４０１ａと実質的に同じ第１のシート抵抗を有する。ポリマーフィルム基材７００の表面７０１を露出させる間隙４２０は、メッシュ４１０に導電性トレース４１５を与える、パターン化された誘電体領域４５０を作り出す。間隙４２０は実質的に非導電性であり、パターン化された誘電体領域４５０で占められた面積に対する、導電性メッシュ４１０で占められた端部分４０１ｂの面積の比率は、パターン化された誘電体領域４５０が、導電体メッシュ４１０内のトレース４１５の第１のシート抵抗よりも大きい第２のシート抵抗を有するように選択される。限定を意図しない、いくつかの実施形態において、導電性トレース４１５は約２ミクロンの幅であり、導電性メッシュ４１０で占められた面積に対する、パターン化された誘電体領域４５０の間隙４２０で占められた面積の比率は、約１：１〜約１０：１である。
【００７０】
図４Ａ及び図４Ｃに示されるように、バスライン８０１の第２の端部分８０３は、行電極４０１の端部分４０１ｂで終端し、かつ電気接続する。図４Ｄの実施形態で示されるように、この電気接続は、複数の相互連結された導電性トレース４１５及びパターン化された誘電体層４５０を、金属の端部分８０３で実質的に被覆することによって形成されてよく、それによって、第２の端部分８０３が行電極４０１の端部分４０１ｂの導電性トレース４１５と電気接触する。
【００７１】
上記のように、バスライン８０１の端部分８０３は、銀、金、銅、ＩＴＯ、ＡＴＯ、並びにそれらの合金及び組み合わせから選択された金属である。バスライン８０１の金属端部分８０３と、端部分４０１ｂの金属トレース４１５との間の良好な接着性及び堅牢な電気的な相互連結を確保するために、金属の端部分８０３は、金属トレースを覆うレジスト層４５２を被覆するように適用し、かつ金属トレース４１５間に延びて、パターン化された誘電体領域４５０の間隙４２０内の表面７０１に接触させる必要がある。図４Ｃに示されるように、電気的な相互連結を形成するために適用する場合、バスライン８０１の金属の端部分８０３は、レジスト層４５２、ナノワイヤ含有の金属トレース４１５の側面４１６、及びパターン化された誘電体領域４５０の間隙４２０内の基材７００におけるポリマー表面７０１と接触する。いくつかの実施形態において、レジスト材料４５２と金属の端部分８０３との間の接着性は、相対的に悪いことがある。金属の端部分８０３と端部分４０１ｂとの間の接着性を高めるため、端部分４１０ｂの導電性金属メッシュ４１０の面積に対する、パターン化された誘電体層４５０の面積の比率は、電気的な相互連結を維持する限りはできるだけ大きくすべきであり、いくつかの実施形態において、この比率は約１：約１、又は約１０：約１である必要がある。
【００７２】
ポリマー基材表面７０１と、パターン化された誘電体領域４５０の間隙４２０内の金属の端部分８０３との間の接着性を更に高めるため、いくつかの実施形態において、表面７０１を任意で、金属の端部分８０３の適用前に、例えばコロナ処理によって、パターン化された誘電体領域４５０の間隙４２０内の表面の全て、又は一部を粗面処理してもよい。
【００７３】
図５は、重なり合った透明の導電性感知トレース１１１Ａ及び１１１Ｂを含む、第１の透明な導電パターン１０８を上に有する第１の透明ポリマーフィルム１１０から形成された、例示的な容量式タッチセンサパネル１００の、分解斜視図である。導電性感知トレース１１１Ａのうちのいくつかの両側端部は、接触パッド１１３で終端し、それらは次に金属相互連結トレース１１５に電気接続する。金属相互連結トレース１１５は、次にフレキシブル回路１３１に接続されてよく、それによって導電性感知トレース１１１Ａ、１１１Ｂからの出力値は、感知及び制御回路要素を含む制御器１３０に送信され、得られた画像がホストコンピュータ１５０によって表示される。
【００７４】
容量式タッチセンサパネル１００は、いくつかの非限定的な実施形態において、ポリマーフィルム、又は光学的に透明な接着剤の層であり得る誘電体層１１２を更に含む。誘電体層１１２は、第１の透明導電パターン１０８を、第２のポリマーフィルム１１４上の第２の透明導電パターン１０９から分離する。第２の透明導電パターン１０９は、重なり合った導電性感知トレース１２１Ａ、１２１Ｂを含み、それらの少なくとも一部は、接触パッド１２３で終端する。接触パッド１２３は、金属相互連結トレース１２５に接続され、次にフレキシブル回路１３１に接続され、それによって導電性感知トレース１２１からの出力値は制御器１３０に送信され、得られた画像がホストコンピュータ１５０によって表示される。第２の透明ポリマーフィルム又は光学的に透明な接着層１１６が、第２の透明導電パターン１０９をカバーガラスの層１１８から分離してディスプレイデバイスを形成する。
【００７５】
別の態様において、本開示は、ナノワイヤ含有電極を金属相互連結トレースに接合する方法を対象とする。本方法の一実施形態は、ポリマー基材上にナノワイヤを含む導電層をコーティングし、次いで、レジストマトリックス材料を用いて導電層上にパターンを適用し、露出した導電層の１つ以上の第１の領域と、レジストマトリックス材料の１つ以上の第２の領域を、基材上に生成することを含む（図１）。
【００７６】
一旦レジストマトリックス材料を固化又は硬化させると、レジストマトリックス材料のパターンは剥離可能なポリマー層でオーバーコートされ、その後固化又は硬化される（図２）。
【００７７】
次に、剥離可能なポリマー層を基材から剥離して、レジストマトリックス材料で覆われていない１つ以上の第１の領域において、露出した導電層を基材から除去し、基材上にパターン化された導電層を形成する（図３）。パターン化された導電層は、レジストマトリックス材料で覆われたナノワイヤを含む。
【００７８】
図４Ａに示されるように、パターン化されたナノワイヤ含有の導電層は、第１のシート抵抗を有するメッシュパターン化された導電トレースを伴う接触パッドを含んでもよい。導電トレースには、間隙領域が与えられ、第１のシート抵抗よりも大きい第２のシート抵抗を有する、パターン化された誘電体領域を形成する。接触パッドにおいて、導電性の金属メッシュの面積に対するパターン化された誘電体層の面積の比率は、約３：約１である。
【００７９】
パターン化された誘電体領域の間隙における露出した基材を粗くするために、任意でコロナ処理を行うことができる。
【００８０】
接触パッドは金属相互連結トレースに接合され、電気的な相互連結を形成する。接合工程において、銀、金、銅、ＩＴＯ、ＡＴＯから選択された金属、並びにそれらの混合物及び合金が、メッシュパターン化された金属トレース及びパターン化された誘電体領域をコーティングするために、接触パッドに適用され、それによって金属はパターン化された誘電体領域の間隙内の基材表面に接触する。
【００８１】
本発明の様々な実施形態を記載した。これらの実施形態及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲に含まれる。
【図１】
2019517053.tif 000003
【図２】
2019517053.tif 000004
【図３】
2019517053.tif 000005
【図３Ａ】
2019517053.tif 000006
【図４Ａ】
2019517053.tif 000007
【図４Ｂ】
2019517053.tif 000008
【図４Ｃ】
2019517053.tif 000009
【図４Ｄ】
2019517053.tif 000010
【図５】
2019517053.tif 000011
【国際調査報告】
2019517053.tif 000012
2019517053.tif 000013