(57)【要約】      （修正有）【課題】光暴露に対して安定した銀ナノ構造の透明伝導性フィルムを備える光学スタックを提供する。【解決手段】タッチセンサ３００において、第１の基板３１２および第１の複数の網状の銀ナノ構造３１４を有する第１の基本透明導体３１０と、光学的にクリアな接着剤（ＯＣＡ）層３１８、３２６と、第２の基板３２２および第２の複数の網状の銀ナノ構造３２４を有する第２の基本透明導体３１６と、第３の基板３２８とを備える。第３の基板３２８は、入射光およびタッチ入力を受信する表面を有する。第２の基本透明導体３１６は、第１の基本透明導体３１０より入射光に近接し、第２の基板３２２、第３の基板３２８またはＯＣＡ層３２６のうちの少なくとも１つは、ＵＶ遮断層である。【選択図】図７
2019192252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板および第１の複数の網状の銀ナノ構造を有する、第１の基本透明導体と、
第２の基板および第２の複数の網状の銀ナノ構造を有し、該第２の基板は前記第１の複数の網状の銀ナノ構造に直接結合された光硬化性伝達フィルムである、第２の基本透明導体と、を含む透明センサと、
入射光およびタッチ入力を受信する表面を有する第３の基板と、
前記透明センサの前記第２の基本透明導体と前記第３の基板とを結合する、ＵＶを遮断する光学的にクリアな第１の接着剤（第１のＯＣＡ）層と、
を備え、
ＵＶを遮断する前記第１のＯＣＡ層と前記第２の複数の網状の銀ナノ構造とは直接接触しない、
タッチセンサ。
【請求項２】
前記第３の基板はガラス又はＵＶ遮断プラスチックである、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項３】
前記タッチセンサの周縁に、前記第３の基板の下に配置されたフレームをさらに備える、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項４】
ＵＶを遮断する前記第１のＯＣＡ層は、前記第３の基板及び前記フレームに接触する、請求項３に記載のタッチセンサ。
【請求項５】
１つまたはそれを上回る抗酸化剤ならびに／もしくは１つまたはそれを上回る酸素障壁をさらに備える、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項６】
ＵＶを遮断する前記第１のＯＣＡ層と前記第２の複数の網状の銀ナノ構造との間に組み込まれた介在層をさらに備える、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項７】
ディスプレイ層と、
前記ディスプレイ層と、前記第１の基本透明導体との間に配置された第２のＯＣＡ層と
、をさらに備える請求項１〜６のいずれか１項に記載のタッチセンサ。
【請求項８】
前記第１の複数の網状の銀ナノ構造又は前記第２の複数の網状の銀ナノ構造は銀ナノワイヤである、請求項１に記載のタッチセンサ。
【請求項９】
前記銀ナノワイヤは、１０〜１００，０００の範囲内の縦横比を有する、請求項８に記載のタッチセンサ。
【請求項１０】
前記透明センサは、少なくとも９１％〜９２％の光透過率であり、０．５％未満のヘイズである、請求項１に記載のタッチセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、２０１３年９月２７日に出願された米国仮特許出願第６１／８８３，８６３号、および２０１４年８月１５日に出願された米国特許出願第１４／４６０，９９９号の利益を主張するものであり、これらの出願は、その全体が参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本開示は、銀ナノ構造の少なくとも１つの透明伝導性フィルムを備える、安定かつ信頼性のある光学スタックの製造に関する。
【背景技術】
【０００３】
透明導体は、高透過率表面または基板上にコーティングされた薄い伝導性フィルムを指す。透明導体は、合理的光学透過性を維持しながら、表面伝導性を有するように製造され得る。そのような表面伝導性透明導体は、フラット液晶ディスプレイ、タッチパネル、エレクトロルミネセント素子、および薄フィルム太陽電池内の透明電極として、静電気防止層として、ならびに電磁波遮蔽層として広く使用されている。
【０００４】
現在、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の真空堆積した金属酸化物が、光透過性および電気伝導性をガラスおよびポリマーフィルム等の誘電体表面に提供するための業界標準材料である。しかしながら、金属酸化物フィルムは、壊れやすく、屈曲または他の物理的応力中に損傷を受けやすい。それらはまた、高い伝導性レベルを達成するために、高い堆積温度および／または焼鈍温度を必要とする。プラスチックおよび有機基板（例えば、ポリカーボネート）等の湿気を吸収する傾向にある、ある基板の場合、これは、金属酸化物フィルムを適切に接触するために問題となる。可撓性基板上への金属酸化物フィルムの適用は、したがって、著しく制限される。加えて、真空堆積は、コストがかかるプロセスであって、特殊な機器を要求する。さらに、真空堆積のプロセスは、パターンおよび回路の形成を妨げる。これは、典型的には、フォトリソグラフィ等の高価なパターン化プロセスの必要性をもたらす。
【０００５】
近年、フラットパネルディスプレイ内の現在の業界標準的透明伝導性ＩＴＯフィルムは、絶縁マトリクス内に埋め込まれた金属ナノ構造（例えば、銀ナノワイヤ）の複合材料に取って代わりつつある。典型的には、透明伝導性フィルムは、最初に、基板上に、銀ナノワイヤおよび結合剤を含む、インク組成物をコーティングすることによって形成される。結合剤は、絶縁マトリクスを提供する。結果として生じる透明伝導性フィルムは、ＩＴＯフィルムのものに匹敵する、またはより優れたシート抵抗を有する。
【０００６】
ナノ構造ベースのコーティング技術は、特に、印刷電子機器のために好適である。溶液ベースの形式を使用することによって、印刷電子技術は、広い面積の可撓性基板または合成基板（ガラス）上にロバストな電子機器を生産することを可能にする。Ｃａｍｂｒｉｏｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの名義の米国特許第８，０４９，３３３号を参照されたい（参照することによって、その全体として本明細書に組み込まれる）。ナノ構造ベースの薄フィルムを形成するための溶液ベースのアプローチはまた、既存のコーティングおよび積層技法と適合性がある。したがって、オーバーコート、アンダーコート、接着剤層、および／または保護層の付加的薄フィルムが、ナノ構造ベースの透明導体を含む光学スタックを形成するための高処理量プロセスに統合されることができる。
【０００７】
概して、貴金属と見なされるが、銀は、具体的状況下では、腐食に敏感であり得る。銀腐食の結果の１つは、局所的または均一のいずれかの伝導性の損失であり、これは、透明伝導性フィルムのシート抵抗にドリフトとして露見し、信頼できない性能につながる。故に、当技術分野において、ナノ構造ベースの透明導体を組み込む、信頼性があって、かつ安定した光学スタックを提供する必要性が残っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第８，０４９，３３３号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
開示されるのは、１つまたはそれを上回るＵＶ遮断層を組み込むことによって長期光暴露に安定した銀ナノ構造ベースの光学スタックを含む、光学スタックである。
一実施形態は、
第１の基板および第１の複数の網状の銀ナノ構造を有する、第１の基本透明導体と、
ＯＣＡ層と、
第２の基板および第２の複数の網状の銀ナノ構造を有する、第２の基本透明導体と、
第３の基板と、
を備え、
第３の基板は、入射光およびタッチ入力を受信する表面を有し、第２の基本透明導体は、第１の基本透明導体より入射光に近接し、  第２の基板、第３の基板、またはＯＣＡ層のうちの少なくとも１つは、ＵＶ遮断層である、
タッチセンサを提供する。
【００１０】
さらなる実施形態は、
第１の基板および第１の基板上に形成される第１の複数の網状の銀ナノ構造を有する、第１の基本透明導体と、
ＯＣＡ層と、
第２の基板および第２の基板上に形成される連続伝導性フィルムを有する、第２の透明導体と、
を備え、
第２の基板は、入射光およびタッチ入力を受信する表面を有し、第２の透明導体は、第１の基本透明導体より入射光に近接し、
第２の基板またはＯＣＡ層のうちの少なくとも１つは、ＵＶ遮断層である、
タッチスクリーンを提供する。
【００１１】
さらに別の実施形態は、
基板および複数の網状の銀ナノ構造を有する、基本透明導体と、
ＵＶ遮断層と、
を備える、光学スタックを提供する。
【００１２】
なおもさらなる実施形態は、
第１の基板および複数の網状の銀ナノ構造を有する、基本透明導体と、
基本透明導体を覆う第２の基板と、
を備え、第２の基板は、ＵＶ遮断コーティングでコーティングされる、光学スタックを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
図面では、同一参照番号が類似要素または作用を識別する。図面中の要素のサイズおよび相対位置は、必ずしも一定の尺度で描かれていない。例えば、種々の要素および角度の形状が、一定の尺度で描かれておらず、これらの要素のうちのいくつかは、図面を読みやすくするために、恣意的に拡大されて位置付けられている。さらに、描かれるような要素の特定の形状は、特定の要素の実際の形状に関していかなる情報も伝えることを目的としておらず、図面で認識しやすくするためだけに選択されている。
【００１４】
【図１】図１は、銀ナノ構造の基本透明導体を含む、光学スタックを示す。
【図２Ａ】図２Ａおよび２Ｂは、ナノ構造腐食の「縁崩壊」モードを図式的に示す。
【図２Ｂ】図２Ａおよび２Ｂは、ナノ構造腐食の「縁崩壊」モードを図式的に示す。
【図３】図３−５は、本開示の種々の実施形態による、ＵＶ遮断層を組み込む光学スタックを示す。
【図４】図３−５は、本開示の種々の実施形態による、ＵＶ遮断層を組み込む光学スタックを示す。
【図５】図３−５は、本開示の種々の実施形態による、ＵＶ遮断層を組み込む光学スタックを示す。
【図６】図６は、「縁崩壊」がＵＶ遮断層を組み込むことによって効果的に排除されることを示す。
【図７】図７−８は、ＧＦＦ構成におけるタッチセンサを示す。
【図８】図７−８は、ＧＦＦ構成におけるタッチセンサを示す。
【図９】図９−１０は、反転されたＧＦＦ構成におけるタッチセンサを示す。
【図１０】図９−１０は、反転されたＧＦＦ構成におけるタッチセンサを示す。
【図１１】図１１−１３は、種々の実施形態による、付加的構成のタッチセンサを示す。
【図１２】図１１−１３は、種々の実施形態による、付加的構成のタッチセンサを示す。
【図１３】図１１−１３は、種々の実施形態による、付加的構成のタッチセンサを示す。
【図１４Ａ】図１４Ａおよび１４Ｂは、ＵＶ遮断層を光学スタック内に組み込む実施例を示す。
【図１４Ｂ】図１４Ａおよび１４Ｂは、ＵＶ遮断層を光学スタック内に組み込む実施例を示す。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、ＵＶ遮断フィルムで積層されたガラスと比較したガラスの光透過を示す。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、光暴露下における２つの光学スタック（１０００対１０６０）に対するシート抵抗の時間発展を示す。
【図１５】図１５は、ＵＶ遮断フィルムの有無による、光学スタックに対する高強度光下のシート抵抗変化の比較結果を示す。
【図１６】図１６は、ＵＶ遮断フィルムの有無による、光学スタックに対する低強度光下のシート抵抗変化の比較結果を示す。
【図１７Ａ】図１７Ａは、ある照明条件の光照度スペクトルを示す。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、ある照明条件下のＵＶ遮断フィルムを伴わない光学スタックにおけるシート抵抗変化を示す。
【図１８Ａ】図１８Ａ、１８Ｂ、および１８Ｃは、ＵＶ遮断層を組み込む多層光学スタックの実施例と、光暴露に応じたその個別のシート抵抗変化とを示す。
【図１８Ｂ】図１８Ａ、１８Ｂ、および１８Ｃは、ＵＶ遮断層を組み込む多層光学スタックの実施例と、光暴露に応じたその個別のシート抵抗変化とを示す。
【図１８Ｃ】図１８Ａ、１８Ｂ、および１８Ｃは、ＵＶ遮断層を組み込む多層光学スタックの実施例と、光暴露に応じたその個別のシート抵抗変化とを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
透明伝導性フィルムは、タッチスクリーンまたは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のフラットパネルディスプレイデバイスにおける不可欠な構成要素である。これらのデバイスの信頼性は、部分的に、デバイスの通常動作条件下、光および熱に暴露される、透明伝導性フィルムの安定性によって決定付けられる。本明細書により詳細に論じられるように、長期光暴露は、銀ナノ構造の腐食を生じさせ、透明導体のシート抵抗の局所的または均一増加をもたらし得ることが発見されている。
【００１６】
したがって、開示されるのは、長期熱および光暴露に対して安定した銀ナノ構造ベースの透明導体または薄フィルムを含む、光学スタックと、それを調製するための方法である。
【００１７】
本明細書で使用されるように、「光学スタック」は、概して、電子デバイス（例えば、タッチセンサまたはフラットパネルディスプレイ）の光経路内に設置される、多層構造またはパネルを指す。光学スタックは、金属ナノ構造ベースの透明伝導性フィルム（または、透明導体）の少なくとも１つの層を含む。光学スタックの他の層は、例えば、基板、オーバーコート、アンダーコート、接着剤層、保護層（例えば、カバーガラス）、もしくは反射防止またはグレア防止フィルム等の他の性能向上層を含んでもよい。好ましくは、光学スタックは、光学的にクリアな接着剤（ＯＣＡ）の少なくとも１つの層を含む。
【００１８】
光学スタックは、多くの構成をとってもよい。図１は、最も単純な構造のうちの１つを示す。示されるように、光学スタック（１０）は、下から上に、第１の基板（１２）と、複数の網状の銀ナノ構造（１４）と、ＯＣＡ層（１６）と、第２の基板（１８）とを含む。光学スタック（１０）は、最初に、第１の基板（１２）上に、銀ナノ構造、結合剤、および揮発性溶媒のコーティング溶液を堆積させることにより、基本透明導体（２０）を形成することによって、形成されてもよい。乾燥および／または硬化後、銀ナノ構造は、第１の基板（１２）上に固定される。第１の基板は、可撓性基板、例えば、テレフタル酸ポリエチレン（ＰＥＴ）フィルムであってもよい。
【００１９】
本基本透明導体は、光学スタック内の多様な場所に組み込まれてもよい。基本透明導体（２０）の実施例は、本願の譲受人であるＣａｍｂｒｉｏｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって、商標名ＣｌｅａｒＯｈｍ（Ｒ）として市販されている。第１の基板（１２）はまた、ガラス等の剛性材料であってもよい。基本透明導体（２０）は、中間ＯＣＡ層（１６）を介して第２の基板（１８）に積層されてもよい。第２の基板（１８）は、剛性（例えば、ガラス）または可撓性（例えば、保護フィルム）であってもよい。そのようなパネルは、例えば、容量タッチパネルとしての役割を果たすことができる。
【００２０】
（光酸化）
光暴露に応じた光学スタック内の銀ナノ構造の腐食の傾向は、複雑な様式で作用する、いくつかの要因に帰し得る。光によって誘発されるある腐食は、特に、暗領域ならびに周囲光または模擬光に暴露された照射領域の界面に顕著であり得ることが発見されている。図２Ａは、タッチセンサのための簡略化された実物大モデルとして見なされ得る、光学スタック（３０）内のこのいわゆる「縁崩壊」を図式的に示す。より具体的には、光学スタック（３０）は、第１の基板（３２）と、第１の基板（３２）上に形成され基本透明導体（４０）を提供する複数の網状の銀ナノ構造（３４）と、基本透明導体（４０）を第２の基板（３８）に結合する、ＯＣＡ層（３６）とを含む。暗転マスク（４２）が、光学スタック（３０）の周縁に沿って設置され、光／暗界面をモデル化する。実デバイスでは、光／暗界面は、信号ルーティングトレースを隠すために使用される、装飾フレーム（「デコフレーム」）または斜面によって生成される。太陽光または太陽シミュレータからの光である、フルスペクトル光（４４）が、光学スタック（３０）の上部表面（５０）に指向される。驚くべきことに、暗転と光暴露との間の界面または縁（５４）に最も近い照射面積（５６）内のナノ構造は、縁（５４）からより離れた照射面積（５８）におけるナノ構造より高速に劣化を受け得ることが観察される。劣化は、縁（５４）の近傍に局在化されたシート抵抗の急増を明らかにする。
図２Ｂは、光学スタック（３０）の上面図を示す。暗転マスク（４２）は、光が局所下層ナノ構造に到達することを遮断する。マスク（４２）に近接する照射面積（５６）は、マスクからより離れた面積（５８）（例えば、タッチセンサの中心）より多くかつ高速にナノ構造腐食を被り得る。崩壊機構にかかわらず、ある光化学活性は、酸化反応を通して銀ナノ構造の腐食を生じさせることが発見されている。
【００２１】
Ａｇ０→Ａｇ＋＋ｅ−
【００２２】
紫外線（ＵＶ）光および光学スタック内の酸素の存在の２つの要因が、銀ナノワイヤの酸化を助長することが見出されている。加えて、ＰＥＴ等のポリマーベースの基板もまた、ＵＶ光に暴露されると、光酸化を受け、プロセス中に酸素を消費し得る。光酸化率はまた、スタックの他の層、特に、ＯＣＡ内の化学物質によって著しく影響を受け得る。
【００２３】
縁局在化崩壊は、より離れた面積（５８）と比較して、光／暗界面（５４）に最も近い面積（５６）内の酸素および光の両方のより高い局所レベルの結果であると考えられる。より具体的には、照射面積では、ＰＥＴフィルム基板もまた、光酸化を受けるため、銀ナノワイヤは、ＰＥＴ基板による競合酸素消費に起因して、酸素が欠乏する。しかしながら、酸素は、（マスク下の）暗領域内のＰＥＴを通して拡散し、次いで、ＯＣＡを通して、照射面積の中に側方に拡散することができ、そこで、光酸化反応において消費される。したがって、光／暗界面は、酸素および光の両方の高レベルに暴露される光学スタックの唯一の部分である。
【００２４】
また、ＯＣＡへの近接近は、ある場合には、銀ナノ構造の腐食を誘発かつ悪化させるようであることが発見されている。光学的にクリアな接着剤（ＯＣＡ）は、多くの場合、いくつかの機能的層（例えば、カバーガラスおよび透明導体）を光学スタックまたはパネルの中に組み立てる、または接合するために使用される、薄接着剤フィルムである（図１参照）。ＯＣＡは、多くの場合、フリーラジカル重合によって形成されるアクリル酸アルキルの混合物を含有する。その結果、ＯＣＡは、未反応開始剤または光開始剤、残留モノマー、溶媒、およびフリーラジカルを含有し得る。これらの種のうちのいくつかは、感光性であって、ＯＣＡに近接近する銀ナノ構造に有害となり得る。ＯＣＡからの化学物質もまた、初期光酸化ステップの下流の酸化還元反応に関与することによって、光酸化反応を助長し得る。本明細書で使用されるように、ＯＣＡは、事前に作製され（市販の形態を含む）、基板上に積層される、または直接、液体形態から基板上にコーティングされ得る。
【００２５】
感光性の種は、容易に、光子を吸収し、複雑な光化学活性を受ける、または誘発する。光化学活性のタイプの１つは、接地状態から、より高いエネルギーレベル、すなわち、励起状態への化合物の励起を伴う。励起状態は、一過性であって、概して、熱の放出に伴って、接地状態に減弱するであろう。しかし、また、一過性励起状態が、他の種との複雑な連鎖反応を生じさせることも可能性として考えられる。
（ＵＶ遮断層の組み込み）
【００２６】
ＵＶ遮断層を組み込む光学スタックは、ＵＶ光を銀ナノ構造と相互作用することから遮断または減衰させることが可能である。ＵＶ遮断層は、光源とナノ構造との間に設置される限り、光学スタック内の任意の場所に組み込まれてもよい。
【００２７】
ＵＶ遮断層は、ＵＶ領域内の光子（典型的には、３９０ｎｍを下回る光として定義される）を吸収し、したがって、そうでなければ、光学スタックに進入し、銀ナノ構造を劣化させ得る、入射光内のＵＶ光を遮断または有意に減衰させる、１つまたはそれを上回るＵＶ遮断物質を備える。ＵＶ遮断物質は、典型的には、不飽和化学結合を有する、化学化合物である。概して、電子励起状態は、ＵＶ遮断物質が光子を吸収するときに生成される。励起状態は、エネルギー伝達または電子伝達、したがって、光子エネルギーを消散させることによって、基底状態に戻る。
【００２８】
ある実施形態では、ＵＶ遮断層は、ＵＶ遮断物質の薄層でコーティングされる、本明細書に説明される基板のいずれかであってもよい。他の実施形態では、ＵＶ遮断層は、１つまたはそれを上回るＵＶ遮断物質を層のバルク内に組み込んでもよい。さらなる実施形態では、ＵＶ遮断層は、有利には、特に、ＵＶ遮断層が光学スタック内の中間層である構成において、ＯＣＡ層として機能し得る。この場合、ＵＶ遮断ＯＣＡ層は、ＵＶ光を遮断し、かつ光学スタックの２つの下位部分を結合する、二重目的を果たす。
【００２９】
図３は、ＵＶ遮断ＯＣＡ層を組み込む、光学スタック（１００）を図示する。示されるように、光学スタック（１００）は、第１の基板（１１２）と、第１の基板上（１１２）に形成され、基本透明導体（１２０）を提供する、複数の網状の銀ナノ構造（１１４）と、ＵＶ遮断ＯＣＡ層（１１６）と、第２の基板（１１８）とを含む。デコフレームまたは暗転マスク（１２２）が、随意に、入射光が衝打する、表面（１２４）の周縁上に設置されてもよい。本構成は、本質的に、図２の光学スタック（３０）のＯＣＡ層をＵＶ遮断ＯＣＡ層（１１６）と置換する。ＵＶ遮断ＯＣＡ層は、ナノ構造（１１４）に接触するため、ＵＶ遮断ＯＣＡが、ナノ構造と適合性があり、不安定化源とならないことが重要である。
【００３０】
図４は、入射光に関連して光学スタック内の基本透明導体の配向を反転させることによってＵＶ遮断層と銀ナノ構造との間の潜在的不適合性に対処し得る、別の実施形態を図示する。示されるように、光学スタック（１５０）は、下から上に、第１の基板（１５２）と、第１のＯＣＡ層（１５４）と、第２の基板（１５８）および複数の網状の銀ナノ構造（１６０）を含む、基本透明導体（１５６）と、第２のＯＣＡ層（１６６）と、第３の基板（１６８）とを含み、第２のＯＣＡ層（１６６）は、ＵＶ遮断層であって、銀ナノ構造（１６０）は、第２のＯＣＡ層と接触しない。デコフレームまたは暗転テープ（１７２）
が、随意に、入射光が衝打する、表面（１７４）の周縁上に設置されてもよい。本構成では、基本透明導体（１５６）は、図３における基本透明導体（１２０）と比較して反転されるため、銀ナノ構造は、直接、ＵＶ遮断ＯＣＡ層（１６６）と接触せず、したがって、ＵＶ遮断物質と銀ナノ構造との間の任意の潜在的不適合性を回避する。第１のＯＣＡ層（１５４）は、ＵＶ遮断層である必要はない。
【００３１】
図５は、本開示の別の実施形態による、図４のものからの変形構成を示す。示されるように、光学スタック（２００）は、下から上に、第１の基板（２１２）および複数の網状の銀ナノ構造（２１４）を有する、基本透明導体（２１０）と、ＯＣＡ層（２１６）と、第２の基板（２１８）と、ＵＶ遮断層（２２０）とを含む。ＵＶ遮断層は、随意に、光が入射する表面（２２４）上のその周縁において、デコフレームまたは暗転マスク（２２２）によって被覆されてもよい。図５では、銀ナノ構造は、ＵＶ遮断層と接触せず、したがって、任意の潜在的不適合性を回避する。
【００３２】
図６は、本明細書および実施例３−４にさらに詳細に説明されるように、光学スタック（３０）および光学スタック（２００）を模擬光条件に暴露することによって、ＵＶ遮断層の効果を示す。パネル（Ａ）は、ＵＶ遮断層を有していない、光学スタック（３０）に対応する。縁領域（５６）内の光学スタックの見掛けシート抵抗（非接触渦電流法によって測定される）の急増によって示されるように、有意な「縁崩壊」が示される一方、縁（５４）からより離れた光面積（５８）内の光学スタックのシート抵抗は、１００時間を上回る光暴露に対しても比較的安定している。対照的に、ＵＶ遮断層（２２０）を組み込む、光学スタック（２００）は、光学スタック全体に対して、６００時間を上回る光暴露にわたって、同一安定性を示す。実証されるように、ＵＶ遮断層は、局在化光劣化を防止する際に効果的である。
（光安定性の試験）
【００３３】
光学スタックの光安定性を試験するために、光暴露下、光学スタックのシート抵抗が、任意の変動を検出するために、時間の関数として測定される。
【００３４】
周囲環境チャンバが、光学スタックが動作する模擬光および周囲条件を提供する、試験機器として使用される。典型的には、キセノンアーク灯（例えば、ＡｔｌａｓＸＸＬ＋）が、太陽シミュレータとして使用されてもよい。キセノンアーク灯は、太陽光に非常に一致する光のフルスペクトルを提供する。光の強度は、異なる１日の時間または季節において、直接太陽光または間接拡散太陽光を模擬するように調節されてもよい。加えて、環境チャンバは、温度（チャンバ温度およびバックパネル温度を含む）、相対湿度、および同等物を調節してもよい。
（タッチセンサ）
【００３５】
本明細書に説明されるＵＶ保護光学スタックはさらに、他の機能フィルムと統合され、タッチセンサを形成してもよい。
【００３６】
タッチセンサのために、容量性または抵抗性にかかわらず、１つまたは２つの透明伝導性フィルムが、タッチ表面の下層に電流を搬送するために採用される。透明伝導性フィルムは、伝導性ラインにパターン化され、タッチ入力の場所の座標を検出する。タッチ表面がタッチされると、タッチ入力の場所における電圧のわずかな変化が、検出される（抵抗タッチセンサにおいて）。
【００３７】
タッチセンサを構築するための多くの構成が、可能性として考えられる。一般に、タッチセンサは、種々の機能層を支持する、異なる基板、例えば、ガラスベースのまたはフィルムベースの基板によって分類されることができる。前者のタッチセンサアーキテクチャは、典型的には、ＧＧ構成、すなわち、ガラス−ガラス構造を採用し、各ガラス基板は、個別の透明伝導性フィルム（例えば、ＩＴＯ層）を支持する。Ｃａｍｂｒｉｏｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製ＣｌｅａｒＯｈｍ（Ｒ）フィルム等の薄フィルムベースの透明導体の出現に伴って、ＧＦＦ（ガラス／フィルム／フィルム）およびＧ１Ｆ（ガラス／フィルム）構成も、可能性として考えられる。さらに他の構成として、例えば、Ｓｈｏｅｉ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ．製Ｐ１Ｆ（プラスチック／フィルム）およびＵｎｉＤｉｓｐｌａｙ  Ｉｎｃ．製ＯＦＳ（フィルム一体型）が挙げられる。
【００３８】
構成にかかわらず、少なくとも１つの層、例えば、基板、カバー層、またはＯＣＡ層が、入射光と銀ナノ構造との間に位置付けられるＵＶ遮断層となるべきである。２つの銀ナノ構造層が存在するとき、ＵＶ遮断層は、入射光と、入射光により近接する銀ナノ構造層、例えば、本明細書に図示される第２の基本透明導体層との間にあるべきである。
【００３９】
種々の実施形態は、光安定性を提供し、銀ナノ構造を光劣化から保護する１つまたはそれを上回るＵＶ遮断層を組み込むことによる、タッチセンサアーキテクチャを対象とする。本明細書で論じられる構成は全て、さらに、同時係属中の米国特許出願第１４／１８１，５２３号（本願は、全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるように、１つまたはそれを上回る抗酸化剤ならびに／もしくは１つまたはそれを上回る酸素障壁を含んでもよいことを理解されたい。
【００４０】
図７は、一実施形態による、例示的ＧＦＦ（ガラス−フィルム−フィルム）構成を示す。示されるように、タッチセンサ（３００）は、下から上に、第１の基板（３１２）およびその上に形成される第１の複数の網状の銀ナノ構造（３１４）を有する、第１の基本透明導体（３１０）を含む。第１の基本透明導体（３１０）は、ＯＣＡ層（３１８）を介して第２の基本透明導体（３１６）に結合され、第２の基本透明導体（３１６）は、第２の基板（３２２）およびその上に形成される第２の複数の網状の銀ナノ構造（３２４）を有する。第１ならびに第２の基本透明導体はそれぞれ、ＣｌｅａｒＯｈｍ（Ｒ）フィルムであってもよい。第２の基本透明導体（３１６）はさらに、ＵＶ遮断ＯＣＡ層（３２６）を介して、第３の基板（３２８）に結合される。第３の基板は、入射光ならびにタッチ入力を受信する、カバーガラスであってもよい。随意のデコフレーム（３３０）が、カバーガラス（３２８）の真下に組み込まれてもよい。ＵＶ遮断ＯＣＡ層（３２６）は、入射光のＵＶ光がカバーガラスを越えて光学スタックに進入することを効果的に遮断する。
【００４１】
図８は、別の実施形態による、ＧＦＦ／ＰＦＦ（プラスチック−フィルム−フィルム）構成を示す。示されるように、タッチセンサ（４００）は、下から上に、第１の基板（４１２）およびその上に形成される第１の複数の網状の銀ナノ構造（４１４）を有する、第１の基本透明導体（４１０）を含む。第１の基本透明導体（４１０）は、ＯＣＡ層（４１８）を介して第２の基本透明導体（４１６）に結合され、第２の基本透明導体（４１６）は、第２の基板（４２２）およびその上に形成される第２の複数の網状の銀ナノ構造（４２４）を有する。第１ならびに第２の基本透明導体はそれぞれ、ＣｌｅａｒＯｈｍ（Ｒ）フィルムであってもよい。第２の基本透明導体（４１６）はさらに、ＯＣＡ層（４２６）を介して、ＵＶ遮断カバーレンズ（プラスチックまたはコーティングされたガラス）である第３の基板（４２８）に結合される。随意のデコフレーム（４３０）が、ＵＶ遮断カバーレンズ（４２８）の真下に組み込まれてもよい。ＵＶ遮断カバーレンズ（４２８）は、入射光のＵＶ光がタッチセンサに進入することを効果的に遮断する。
【００４２】
図９は、別のＧＦＦ構成におけるタッチセンサを示し、基本透明導体は、図７におけるものと比較して反転されている。示されるように、タッチセンサ（５００）は、下から上に、第１のＯＣＡ層（５１２）を介して、第１の基板（５２２）およびその上に形成される第１の複数の網状の銀ナノ構造（５２４）を有する第１の基本透明導体層（５２０）に結合される、カバーフィルム／ディスプレイ層（５１０）を含む。図７の第１の基本透明導体（３１０）と比較して、第１の基本透明導体（５２０）は、第１の基板（５２０）がナノ構造（５２４）より入射光に近接するという点において、反転されている。第１の基本透明導体（５２０）は、ＯＣＡ層（５２６）を介して第２の基本透明導体（５３０）に結合され、第２の基本透明導体（５３０）は、第２の基板（５３２）およびその上に形成される第２の複数の網状の銀ナノ構造（５３４）を有する。第１ならびに第２の基本透明導体はそれぞれ、ＣｌｅａｒＯｈｍ（Ｒ）フィルムであってもよい。第２の基本透明導体（５３０）はさらに、ＵＶ遮断ＯＣＡ層（５３６）を介して、第３の基板（５３８）に結合される。第３の基板（５３８）は、入射光ならびにタッチ入力を受信する、カバーガラスであってもよい。随意のデコフレーム（５４０）が、カバーガラス（５３８）の真下に組み込まれてもよい。ＵＶ遮断ＯＣＡ層（５３６）は、入射光のＵＶ光がカバーガラスを越えて光学スタックに進入することを効果的に遮断する。加えて、第２の基本透明導体は、第２の基板（５３２）が第２の複数のナノ構造（５３４）より入射光に近接するという点において、反転されているため、ナノ構造（５３４）は、直接、ＵＶ遮断ＯＣＡ層（５３６）と接触しない。したがって、ナノ構造とＵＶ遮断ＯＣＡ層との間の任意の潜在的不適合性は、タッチセンサを不安定化させないであろう。
【００４３】
図１０は、さらに別のＧＦＦ構成におけるタッチセンサを示し、基本透明導体は、反転されている。タッチセンサ（６００）は、図９のタッチセンサ（５００）に類似するが、第２の基本透明導体（６３０）は、ＵＶ遮断基板を有する。より具体的には、タッチセンサ（６００）は、下から上に、第１のＯＣＡ層（６１２）を介して、第１の基板（６２２）およびその上に形成される第１の複数の網状の銀ナノ構造（６２４）を有する、第１の基本透明導体層（６２０）に結合される、カバーフィルム／ディスプレイ層（６１０）を含み、第１の基板（６２２）は、ナノ構造（６２４）より入射光に近接する。第１の基本透明導体（６２０）は、ＯＣＡ層（６２６）を介して第２の基本透明導体（６３０）に結合され、第２の基本透明導体（６３０）は、第２のＵＶ遮断基板（６３２）およびその上に形成される第２の複数の網状の銀ナノ構造（６３４）を有する。第１ならびに第２の基本透明導体はそれぞれ、ＣｌｅａｒＯｈｍ（Ｒ）フィルムであってもよい。ＵＶ遮断基板（６３２）は、１つまたはそれを上回るＵＶ遮断物質でコーティングされる任意の基板であってもよい。第２の基本透明導体（６３０）はさらに、ＯＣＡ層（６３６）を介して第３の基板（６３８）に結合される。随意のデコフレーム（６４０）が、カバーガラス（６３８）の真下に組み込まれてもよい。本構成では、第２の基本透明導体（６３０）の反転された構造は、入射光とナノ構造（６３４）との間にあるＵＶ遮断基板（６３２）が、ＵＶ光をナノ構造と相互作用することから遮断することを可能にする。
【００４４】
図１１は、Ｇ１Ｆ構成におけるタッチセンサを示す。タッチセンサ（７００）は、下から上に、第１の基板（７１２）およびその上に形成される第１の複数の網状の銀ナノ構造（７１４）を有する、第１の基本透明導体層（７１０）を備える。第１の基本透明導体層（７１０）は、ＣｌｅａｒＯｈｍ（Ｒ）フィルムであってもよい。これは、ＵＶ遮断ＯＣＡ層（７２０）を介して、ガラス基板（７３２）およびその上に形成されるＩＴＯフィルムの層等の連続伝導性フィルム（７３４）を有する、ガラスベースの透明導体（７３０）に結合され、ＩＴＯフィルムは、ＵＶ遮断ＯＣＡ層（７２０）に接触する。随意のデコフレーム（７４０）が、カバーガラス（７３２）の真下に組み込まれてもよい。
【００４５】
図１２は、ＵＶ遮断プラスチックカバーレンズを採用する、Ｐ１Ｆ構成におけるタッチセンサを示す。より具体的には、タッチセンサ（８００）は、下から上に、第１の基板（８１２）およびその上に形成される第１の複数の網状の銀ナノ構造（８１４）を有する、第１の基本透明導体層（８１０）を備える。第１の基本透明導体層（８１０）は、ＣｌｅａｒＯｈｍ（Ｒ）フィルムであってもよい。これは、ＯＣＡ層（８２０）を介して、第２のＵＶ遮断基板（８３２）およびその上に形成される第２の複数の網状の銀ナノ構造（８３４）を有する、第２の基本透明導体（８３０）に結合される。第２の複数の網状の銀ナノ構造（８３４）は、ＯＣＡ層（８２０）に接触する。第２のＵＶ遮断基板（８３２）は、入射光およびタッチ入力を受信する、プラスチックカバーレンズであってもよい。随意のデコフレーム（８４０）が、カバーレンズ（８３２）の真下に組み込まれてもよい。
【００４６】
図１３は、フィルム一体型アプローチを採用し、中間ＯＣＡ層を伴わずに、直接、相互に結合される、２つの基本透明導体を加工する、ＯＦＳ構成におけるタッチセンサを示す。タッチセンサ（９００）は、下から上に、第１の基板（９１２）およびその上に形成される第１の複数の網状の銀ナノ構造（９１４）を有する、第１の基本透明導体層（９１０）を備える。第１の基本透明導体層（９１０）は、ＣｌｅａｒＯｈｍ（Ｒ）フィルムであってもよい。これは、直接、第２の基板（９２２）およびその上に形成される第２の複数のナノ構造（９２４）を有する、第２の基本透明導体（９２０）に結合される。第２の基板（９２２）は、ＯＣＡ層として作用し、直接、第１の複数のナノ構造（９１４）に結合する。好適な材料は、Ｈｉｔａｃｈｉ製ＴＣＴＦ（透明伝導性伝達フィルム）を含み、第２の基板は、積層プロセスによって第１の基本透明導体に適用される透明な光硬化性伝達フィルムから成る。第２の基本透明導体（９２０）はさらに、ＵＶ遮断ＯＣＡ層（９３０）を介して、カバーガラス等の第３の基板（９３２）に結合される。随意のデコフレーム（９４０）が、カバーレンズ（９３２）の真下に組み込まれてもよい。
【００４７】
本開示のある他の特徴はさらに、以下により詳細に論じられる。
（銀ナノ構造）
【００４８】
本明細書で使用されるように、「銀ナノ構造」は、概して、電気伝導性ナノサイズ構造を指し、その少なくとも１つの寸法（すなわち、幅または直径）は、５００ｎｍ未満、より典型的には、１００ｎｍまたは５０ｎｍ未満である。種々の実施形態では、ナノ構造の幅または直径は、１０〜４０ｎｍ、２０〜４０ｎｍ、５〜２０ｎｍ、１０〜３０ｎｍ、４０〜６０ｎｍ、または５０〜７０ｎｍの範囲内である。
【００４９】
ナノ構造は、任意の形状または幾何学形状であることができる。所与のナノ構造の幾何学形状を画定する方法の１つは、ナノ構造の長さおよび幅（または、直径）の比率を指す、その「縦横比」によるものである。ある実施形態では、ナノ構造は、等方的に成形される（すなわち、縦横比＝１）。典型的等方性または実質的等方性ナノ構造として、ナノ粒子が挙げられる。好ましい実施形態では、ナノ構造は、異方的に成形される（すなわち、縦横比≠１）。異方性ナノ構造は、典型的には、その長さに沿って縦軸を有する。例示的異方性ナノ構造として、ナノワイヤ（少なくとも１０以上、典型的には、少なくとも５０の縦横比を有する中実ナノ構造）、ナノロッド（１０未満の縦横比を有する中実ナノ構造）、およびナノチューブ（中空ナノ構造）が挙げられる。
【００５０】
長さ方向異方性ナノ構造（例えば、ナノワイヤ）は、５００ｎｍ超、または１μｍ超、もしくは１０μｍ超の長さである。種々の実施形態では、ナノ構造の長さは、５〜３０μｍの範囲内、または１５〜５０μｍ、２５〜７５μｍ、３０〜６０μｍ、４０〜８０μｍ、もしくは５０〜１００μｍの範囲内である。
【００５１】
典型的には、銀ナノ構造は、１０〜１００，０００の範囲内の縦横比を有する。より大きい縦横比は、高透過性のためにワイヤのより低い全体的密度を可能にしながら、より効率的伝導性網目構造が形成されることを可能にするため、透明導体層を得るために有利に働くことができる。言い換えると、高縦横比を伴う伝導性ナノワイヤが使用されるとき、伝導性網目構造を達成するナノワイヤの密度は、伝導性網目構造が実質的に透明であるほど十分に低くあることができる。
【００５２】
銀ナノワイヤは、当技術分野において公知の方法によって調製されることができる。特に、銀ナノワイヤは、ポリオール（例えば、エチレングリコール）およびポリ（ビニルピロリドン）の存在下において、銀塩（例えば、硝酸銀）の溶液相還元を通して合成可能である。均一サイズの銀ナノワイヤの大量生産は、全て、本開示の譲受人であるＣａｍｂｒｉｏｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの名義である、米国公開出願第２００８／０２１００５２号、第２０１１／００２４１５９号、第２０１１／００４５２７２号、および第２０１１／００４８１７０号に説明される方法に従って、調製および精製されることができる。
（ナノ構造層）
【００５３】
ナノ構造層は、透明導体の電気伝導性媒体を提供する、網状の金属ナノ構造（例えば、銀ナノワイヤ）の伝導性網目構造である。電気伝導性は、ある金属ナノ構造から別の金属ナノ構造に電荷浸透させることによって達成されるため、十分な金属ナノワイヤが、電気浸透閾値に達し、伝導性となるために、伝導性網目構造内に存在しなければならない。伝導性網の表面伝導性は、当技術分野において公知の方法によって測定され得る、時としてシート抵抗と称される、その表面抵抗率に反比例する。本明細書で使用されるように、「電気伝導性」または単に「伝導性」は、わずか１０４Ω／y、またはより典型的には、わずか１，０００Ω／y、またはより典型的には、わずか５００Ω／y、またはより典型的には、わずか２００Ω／yの表面抵抗率に対応する。表面抵抗率は、網目状金属ナノ構造の縦横比、整合度、凝集度、および抵抗率等の要因に依存する。
【００５４】
ある実施形態では、金属ナノ構造は、結合剤を伴わずに、基板上に伝導性網目構造を形成してもよい。他の実施形態では、結合剤は、基板へのナノ構造の接着を促進するように存在してもよい。好適な結合剤として、限定ではないが、ポリメタクリレート（例えば、ポリ（メチルメタクリレート））、ポリアクリレート、およびポリアクリロニトリル等のポリアクリル酸、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、およびポリカーボネート）、フェノールまたはクレゾール−ホルムアルデヒド（Ｎｏｖｏｌａｃｓ（Ｒ））、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、ポリエーテルアミド、ポリスルフィド、ポリスルホン、ポリフェニレン、およびポリフェニルエーテル等の高度の芳香族性を有するポリマー、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、および環状オレフィン）、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、およ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およびポリシラン）、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）、およびフルオロポリマー（例えば、ポリビニリデンフッ化物、ポリテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、またはポリヘキサフルオロプロピレン）、フルオロ−オレフィンおよび炭化水素オレフィンのコポリマー（例えば、Ｌｕｍｉｆｌｏｎ（Ｒ））、およびアモルファスフッ化炭素ポリマーまたはコポリマー（例えば、Ａｓａｈｉ  Ｇｌａｓｓ  Ｃｏ．製ＣＹＴＯＰ（Ｒ）またはＤｕ  Ｐｏｎｔ製Ｔｅｆｌｏｎ（Ｒ）ＡＦ）を含む、光学的にクリアなポリマーが挙げられる。
【００５５】
「基板」は、その上に金属ナノ構造がコーティングまたは積層される、非伝導性材料を指す。基板は、剛性または可撓性であることができる。基板は、クリアまたは不透明であることができる。好適な剛性基板として、例えば、ガラス、ポリカーボネート、アクリル、および同等物が挙げられる。好適な可撓性基板として、限定ではないが、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、およびポリカーボネート）、ポリオレフィン（例えば、線状、分岐、および環状ポレオレフィン）、ポリビニル（例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアセタール、ポリスチレン、ポリアクリレート、および同等物）、セルロースエステル塩基（例えば、三酢酸セルロース、および酢酸セルロース）、ポリエーテルスルホン等のポリスルホン、ポリイミド、シリコーン、および他の従来のポリマーフィルムが挙げられる。好適な基板の付加的実施例は、例えば、米国特許第６，９７５，０６７号に見出され得る。
【００５６】
いったんナノ構造層が基板上に形成されると、基本透明導体が、生成される。これはさらに、他の機能層／フィルムと統合され、光学スタックを形成することができる。
【００５７】
典型的には、透明導体（すなわち、非伝導性基板上の伝導性網目構造）の光学透明性または清澄度は、光透過およびヘイズを含むパラメータによって、定量的に定義されることができる。「光透過」（または、「光透過率」）は、媒体を通して透過される入射光の割合を指す。種々の実施形態では、伝導性層の光透過は、少なくとも８０％であって、９８％と高くなることができる。接着剤層、反射防止層、またはグレア防止層等の性能向上層はさらに、透明導体の全体的光透過を減少させることに寄与し得る。種々の実施形態では、透明導体の光透過（Ｔ％）は、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、または少なくとも８０％であることができ、少なくとも９１％〜９２％、または少なくとも９５％と高くなってもよい。
【００５８】
ヘイズ（Ｈ％）は、光散乱の測定値である。これは、入射光から分離され、透過の間、散乱される、光の量の割合を指す。主に媒体の特性である、光透過と異なり、ヘイズは、多くの場合、生産懸念であって、典型的には、表面粗度および媒体中の埋め込まれた粒子または組成物不均一性によって生じる。典型的には、伝導性フィルムのヘイズは、ナノ構造の直径によって有意に影響され得る。より大きい直径（例えば、より厚いナノワイヤ）のナノ構造は、典型的には、より高いヘイズと関連付けられる。種々の実施形態では、透明導体のヘイズは、わずか１０％、わずか８％、またはわずか５％であって、わずか２％、わずか１％、またはわずか０．５％、またはわずか０．２５％と低くなってもよい。
（コーティング組成物）
【００５９】
本開示によるパターン化された透明導体は、ナノ構造含有コーティング組成物を非伝導性基板上にコーティングすることによって調製される。コーティング組成物を形成するために、金属ナノワイヤが、典型的には、コーティングプロセスを促進するために、揮発性液体中に分散される。本明細書で使用されるように、金属ナノワイヤが安定した分散液を形成し得る、任意の非腐食性揮発性液体が、使用されることができることを理解されたい。好ましくは、金属ナノワイヤは、水、アルコール、ケトン、エーテル、炭化水素、または芳香族溶媒（ベンゼン、トルエン、キシレン等）中に分散される。より好ましくは、液体は、揮発性であって、わずか２００℃、わずか１５０℃、またはわずか１００℃の沸点を有する。
【００６０】
加えて、金属ナノワイヤ分散液は、粘度、腐食、接着力、およびナノワイヤ分散を制御するために、添加剤および結合剤を含有してもよい。好適な添加剤および結合剤の実施例として、限定ではないが、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）、およびキサンタンガム（ＸＧ）、およびエトキシレート、アルコキシレート、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドおよびこれらのコポリマーのような界面活性剤、スルホン酸塩、硫酸塩、ジスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、リン酸エステル、およびフルオロ界面活性剤（例えば、ＤｕＰｏｎｔ製Ｚｏｎｙｌ（Ｒ））が挙げられる。
【００６１】
一実施例では、ナノワイヤ分散液または「インク」は、重量比０．００２５％〜０．１％界面活性剤（例えば、好ましい範囲は、Ｚｏｎｙｌ（Ｒ）ＦＳＯ−１００の場合、０．００２５％〜０．０５％である）、０．０２％〜４％粘度調整剤（例えば、好ましい範囲は、ＨＰＭＣの場合、０．０２％〜０．５％である）、９４．５％〜９９．０％溶媒、および０．０５％〜１．４％金属ナノワイヤを含む。好適な界面活性剤の代表的実施例として、Ｚｏｎｙｌ（Ｒ）ＦＳＮ、Ｚｏｎｙｌ（Ｒ）ＦＳＯ、Ｚｏｎｙｌ（Ｒ）ＦＳＨ、Ｔｒｉｔｏｎ（ｘ１００、ｘ１１４、ｘ４５）、Ｄｙｎｏｌ（６０４、６０７）、ｎ−ドデシルｂ−Ｄ−マルトシド、およびＮｏｖｅｋが挙げられる。好適な粘度調整剤の実施例として、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、およびヒドロキシエチルセルロースが挙げられる。好適な溶媒の実施例として、水およびイソプロパノールが挙げられる。
【００６２】
分散液中のナノワイヤ濃度は、ナノワイヤ網目構造層の厚さ、伝導性（表面伝導性を含む）、光学透過性、および機械的特性等のパラメータに影響を及ぼす、またはそれを決定することができる。溶媒の割合は、分散液中でナノワイヤの所望の濃度を提供するように調節されることができる。しかしながら、好ましい実施形態では、他の原料の相対的比率は、同一のままである。特に、界面活性剤と粘度調整剤の比率は、好ましくは、約８０〜約０．０１の範囲内であって、粘度調整剤と金属ナノワイヤの比率は、好ましくは、約５〜約０．０００６２５の範囲内であって、金属ナノワイヤと界面活性剤の比率は、好ましくは、約５６０〜約５の範囲内である。分散液の成分の比率は、使用される用途の基板および方法に応じて修正されてもよい。ナノワイヤ分散液のための好ましい粘度範囲は、約１〜１００ｃＰである。
【００６３】
コーティング後、揮発性液体は、蒸発によって除去される。蒸発は、加熱（例えば、焼成）によって加速されることができる。結果として生じるナノワイヤ網目構造層は、それを電気伝導性にするために、後処理を要求してもよい。本後処理は、以下に説明されるように、熱、プラズマ、コロナ放電、ＵＶ−オゾン、または圧力への暴露を伴う、プロセスステップであることができる。
【００６４】
好適なコーティング組成物の実施例は、全て、本開示の譲受人であるＣａｍｂｒｉｏｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの名義である、米国公開出願第２００７／００７４３１６号、第２００９／０２８３３０４号、第２００９／０２２３７０３号、および第２０１２／０１０４３７４号に説明されている。
【００６５】
コーティング組成物は、透明導体を提供するために、例えば、シートコーティング、ウェブコーティング、印刷、および積層によって、基板上にコーティングされる。伝導性ナノ構造から透明導体を加工するための付加的情報は、例えば、Ｃａｍｂｒｉｏｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの名義である、米国公開特許出願第２００８／０１４３９０６号および第２００７／００７４３１６号に開示されている。
【００６６】
透明導体構造、その電気および光学特性、ならびにパターン化の方法は、以下の非限定的実施例によって、より詳細に例証される。
【実施例】
【００６７】
（実施例１）銀ナノワイヤの合成
銀ナノワイヤが、例えば、Ｙ．  Ｓｕｎ、  Ｂ．  Ｇａｔｅｓ、Ｂ．  Ｍａｙｅｒｓ、  ＆  Ｙ．  Ｘｉａ、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｓｉｌｖｅｒ  ｎａｎｏｗｉｒｅｓ  ｂｙ  ｓｏｆｔ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」、Ｎａｎｏｌｅｔｔｅｒｓ、（２００２）、２（２）１６５−１６８に説明される「ポリオール」法に従って、ポリ（ビニルピロリデン）（ＰＶＰ）の存在下、エチレングリコール中に溶解された硝酸銀の還元によって合成された。Ｃａｍｂｒｉｏｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの名義下の米国公開出願第２００８／０２１００５２号および第２０１１／０１７４１９０号に説明される修正ポリオール法は、従来の「ポリオール」法より高い収率でより均一な銀ナノワイヤを産生する。これらの出願は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。
【００６８】
（実施例２）標準的フィルム加工手技
銀ナノワイヤ、セルロース系結合剤、および界面活性剤（例えば、ＺＯＮＹＬaＦＳＡ等のフッ素界面活性剤）から成る、インク組成物が、調製された。インクは、スロットダイ塗工され、ＰＥＴフィルム（例えば、ＭＥＬＩＮＥＸ−４５４またはＴＯＲＡＹ  Ｕ４８３）上にロールツーロールコーティングされ、乾燥され、ナノワイヤ層を形成させた。ある実施形態に関して、ポリマーオーバーコートが、次いで、ナノワイヤ層上に塗布された。
【００６９】
ロールツーロールプロセスは、種々の基板およびフィルム寸法に適応することができる。好適なロールツーロール堆積プロセスとして、限定ではないが、スロットダイ、グラビア印刷、逆グラビア印刷、マイクログラビア印刷、リバースロール、およびメーヤバーが挙げられ得る。ロールツーロールプロセスのより詳細な説明は、本願の譲受人であるＣａｍｂｒｉｏｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの名義の米国特許第８，０４９，３３３号および米国公開特許出願第２０１３／００４０１０６号に見出され得る。これらの特許文書は両方とも、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。
【００７０】
（実施例３）ＵＶ遮断層の有無による、フィルムの光安定性  ＵＶ遮断層を伴わないサンプル光学スタック（１０００）が、図１４Ａに示される。ＰＥＴ基板（１０２０）および銀ナノワイヤ（１０３０）の網状の層を有する、基本透明伝導性フィルム（１０１０）が、最初に、実施例２に従って作製された。基本透明伝導性フィルムは、次いで、Ｅａｇｌｅ  ＸＧガラス（１０４０）片に搭載され、縁の周囲にテープ（１０５０）で固着された。ナノワイヤ（１０３０）は、ガラス（１０４０）に面し、それにゆるく接触するが、任意の接着剤でそれに結合されない。空気間隙（１０４４）が、本構成を図示するために図式的に示される。
【００７１】
ＵＶ遮断層を伴う別のサンプル光学スタック（１０６０）が、図１４Ｂに示され、ＵＶ遮断フィルム（１０７０）をナノワイヤと反対のガラスの表面上に積層することによって、図１４Ａの光学スタック（１０００）から作製されることができる。
【００７２】
図１４Ｃは、ＵＶ遮断フィルムで積層されたガラスのものと比較される、裸Ｅａｇｌｅ  ＸＧガラスの透過率スペクトルを示す。示されるように、ガラスは、ＵＶ光（３７０ｎｍを下回る）の最大９０％が、透過することを可能にするが、ＵＶ遮断層を伴うガラスは、３７０ｎｍを下回るほぼ全ての光を遮断する（ほぼゼロ透過率）。
【００７３】
各フィルムのシート抵抗が、Ｄｅｌｃｏｍ７１７非接触抵抗メータを用いて測定された。平均シート抵抗は、約１３０オーム／平方であった。
【００７４】
サンプルは、Ａｔｌａｓ  ＸＸＬ＋キセノン耐候試験機内に設置され、Ａｔｌａｓ「昼光」フィルタを用いた。それらは、ガラスがフィルムと光源との間にくるように配向された。光強度は、４２０ｎｍにおいて０．８Ｗ／ｍ２＊ｎｍに設定され、光スペクトルおよび強度は、直接太陽光に非常に一致する。環境条件は、以下に設定された。
３８℃チャンバ温度
６０℃黒色パネル温度
５０％相対湿度
【００７５】
サンプルは、周期的に除去され、電気測定値が、測定された。
【００７６】
図１４Ｄは、２つのサンプル（光学スタック１０００対１０６０）に対するシート抵抗の時間発展を示す。シート抵抗は、入射光のＵＶ部分が遮断されるとき、はるかにゆっくり増加することが分かる。
【００７７】
（実施例４）ＵＶ遮断層で積層されたフィルムの光安定性
基本透明伝導性フィルムが、実施例２に従って調製された。フィルムの平均シート抵抗は、１３０オーム／平方であった。フィルム片が、ナノワイヤ層が、ＯＣＡに接触し、ガラスに面するように、Ｅａｇｌｅ  ＸＧガラス片にＯＣＡ層（３Ｍ８１４６−２）で積層された。ＵＶ遮断フィルムが、いくつかのサンプルに対して、ガラスの反対表面に適用された。黒色電気テープが、全サンプルに対して、サンプルの半分が黒色テープで被覆されるように、ナノワイヤ層の反対のガラスの表面に適用された。サンプル構成は、図３に示される実施形態と同一である。
【００７８】
サンプル寸法は、２インチ×３インチであった。シート抵抗測定が、暗および光領域の中心ならびに光／暗界面（すなわち、「縁」であるが、これは、サンプルの物理的縁ではない）の３つの位置において、Ｄｅｌｃｏｍ７１７非接触シート抵抗メータを使用して行われた。Ｄｅｌｃｏｍは、渦電流を使用してシート抵抗を測定し、感知半径は、約１ｃｍである。
【００７９】
サンプルは、同一試験条件を用いて、実施例３に説明されるキセノンチャンバ内にガラス側が上になるように設置された。サンプルは、種々の時間において除去され、電気測定が繰り返された。データは、図１５に示される。ＵＶ遮断層を伴わないサンプルに関して、シート抵抗信号は、７５〜１５０時間のある時間において、縁位置において急増している一方、暗および光領域内のシート抵抗は、増加していない。
【００８０】
ＵＶ遮断フィルムを伴うサンプルに関して、シート抵抗の認知可能変化は、光暴露から約３００時間まで観察されない。３００時間を超えると、シート抵抗は、光暗界面に特異的ではなく、照射領域内で均一に増加する。したがって、スペクトルのＵＶ部分の遮断は、サンプル寿命時間の延長ならびに崩壊モードの変化につながる。
【００８１】
したがって、光のＵＶ部分の遮断の正味効果は、認知可能抵抗増加がサンプルの任意の部分に生じる前の光暴露の持続時間を増加させることであることが示される。
【００８２】
（実施例５）低減強度の模擬太陽光下におけるＵＶ遮断層を伴うフィルムの光安定性
実施例２に説明されるものと実質的に同じ基本透明伝導性フィルムのサンプルが、調製された。サンプルは、ガラス側が上向きに向くように、隆起縁を伴う金属製の焼型内に設置された。型は、次いで、６０、１００、および３２５本のワイヤ／インチのメッシュ数を有する、ワイヤメッシュスクリーンの３つの層で被覆された。スクリーンの３つの層の組み合わせられた透過率は、約５％であって、分光光度計で測定されるように、３００ｎｍを上回る波長とは実質的に無関係となる。スクリーンは、焼型の縁に圧着され、迷光が進入することを防止した。
【００８３】
型は、実施例３および４におけるものと同一条件下でキセノンチャンバ内に設置され、サンプルは、電気特性評価のために、周期的に除去された。キセノンチャンバ内の光源は、実施例３および４と同一であったが、ワイヤメッシュは、サンプル上に入射する光強度を低減させた。
【００８４】
結果は、図１６に示される。対照サンプル（ＵＶ遮断層がない）のシート抵抗は、着実に増加し、約２００時間以内に１００％になる。実施例２（「縁崩壊」を示す）の結果とは対照的に、縁における抵抗増加は、照射領域内の急増に遅行する。驚くべきことに、光強度は、２０倍も低減したが、崩壊に対する時間スケールは、認め得るほどに異ならない。これは、完全強度キセノン暴露において、光強度ではなく主に酸素拡散によって限定される光酸化反応の結果であると考えられる。
【００８５】
対照的に、ＵＶ遮断層を伴うサンプルは、少なくとも１３００時間の間、安定する。
【００８６】
（実施例６）窓を通した間接光に暴露されるフィルムの光安定性
前述の実施例におけるものと類似構造を伴うサンプルが、調製され、オフィスビル内の２つの異なる北に面した窓に隣接して設置された。窓は、同程度であるだけではなく、また、そのＵＶ透過率が異なるようにグレーに着色された。照度スペクトルが、午前１１時に、相互に数分以内に、Ａｔｌａｓ  ＬＳ２００較正スペクトル放射計を使用して両窓において求められ、図１６Ａに示される。また、スペクトル放射計を青空（直接太陽光はなく、拡散太陽光のみ）および直接太陽に向けることによって取得されたスペクトルも、参照のために示される。両方とも、晴れた昼間に屋外で同時に求められた。窓＃２は、窓＃１より約１０分の１しかＵＶ光を透過させないことが分かる。
【００８７】
２つの窓に隣接するサンプル（内部ＵＶ遮断層を伴わない）に対する抵抗データは、図６に示される。より低いＵＶ透過率を伴う窓の後のサンプルは、はるかに安定しており、再び、ＵＶ遮断の利点を確認する。
【００８８】
（実施例７）光学スタックの中へのＵＶ遮断層の組み込み
ＵＶ遮断層は、直接、ＵＶ遮断コーティングまたはフィルムをガラスカバーレンズに塗布する必要なく、タッチセンサ構造の光学フィルムスタックの中に組み込まれてもよい。サンプルは、図１８Ａおよび１８Ｂに示される構造を用いて調製された。
【００８９】
図１８Ａは、光学スタック（１１００）の構造を図示する。より具体的には、基本透明伝導性フィルム（１１１０）は、ＵＶ遮断ＯＣＡ層（１１２０）を介して、ガラスカバー（１１３０）に結合するように示される。基本透明伝導性フィルム（１１１０）は、基板（１１１２）と、複数の網状の銀ナノワイヤ（１１１４）とを含む。基板（１１１２）は、ＰＥＴフィルムであってもよい。ＵＶ遮断ＯＣＡ層は、３Ｍ  ８１７２ＰＣＬであって、銀ナノワイヤ（１１１４）と直接接触する。図１８Ａでは、暗転マスク（１１４０）が、光学スタック（１１００）の周縁に示され、暗／光界面をモデル化する。
【００９０】
あるＵＶ遮断ＯＣＡ層内の化学物質が、銀ナノワイヤと相互作用する、または別様に、銀ナノワイヤと不適合性である場合、ＵＶ遮断ＯＣＡ層および銀ナノワイヤは、相互に接触しないことが好ましい。したがって、代替構成では、介在層が、ＵＶ遮断層と銀ナノワイヤとの間に組み込まれる。図１８Ｂは、介在層が基本透明伝導性フィルム（例えば、ＣｌｅａｒＯｈｍフィルム）の基板であり得ることを示す。
【００９１】
より具体的には、図１８Ｂでは、光学スタック（１２００）は、第１のＯＣＡ層（１２２０）を介して、第１の基板（１２１０）を第２の基板（１１１２）および複数の網状の銀ナノワイヤ（１１１４）を含む基本透明伝導性フィルム（１１１０）に結合することによって構築される。第１のＯＣＡ層（１２２０）は、ＵＶ光を遮断する必要はないが、銀ナノワイヤとの直接接触がそれらを不安定化させないように、銀ナノワイヤ（１１１４）と化学的に適合性があるように選択される。第１のＯＣＡ層の実施例は、３Ｍ  ８１４６である。代替として、第１のＯＣＡ層は、ディスプレイへのタッチセンサの直接結合のために、当技術分野において公知の任意のＯＣＲ層を含む、光学的にクリアな樹脂（ＯＣＲ）層であることができる。第１の基板（１２１０）および第２の基板（１１１２）は、ＰＥＴフィルムであってもよい。代替実施形態では、第１の基板はまた、ディスプレイを備えることができる。
【００９２】
基本透明伝導性フィルム（１１１０）は、次いで、ＵＶ遮断ＯＣＡ層（１１２０）を介して、ガラスカバー（１１３０）に結合される。図１８Ａと異なり、図１８Ｂは、基本透明伝導性フィルム（１１１０）が、その基板（１１２０）によってＵＶ遮断ＯＣＡ層（１１２０）に接触し、したがって、銀ナノワイヤ（１１１４）とＵＶ遮断ＯＣＡ層との間の直接接触を回避することを示す。ＵＶ遮断層の実施例は、３Ｍ  ８１７２ＰＣＬである。図１８Ｂでは、暗転マスク（１１４０）は、光学スタック（１２００）の周縁上に示され、暗／光界面をモデル化する。
【００９３】
これらの構成の両方において、ＵＶ遮断ＯＣＡ層（１１２０）が、採用され、結合および光学スタック上に入射する光スペクトルのＵＶ領域の遮断の二重機能を果たす。これらの構成は、ＵＶ遮断コーティングを別個に塗布する任意の必要性を排除する。しかしながら、例えば、ガラスカバー上の付加的ＵＶ遮断コーティングもまた、検討される。
【００９４】
光学スタックは、実施例３におけるものと同一様式において、光安定性に関して試験された。本実施例では、シート抵抗データは、光暴露および光／暗界面位置においてのみ収集された。図１８Ｃは、光学スタック（１１００）および光学スタック（１２００）に対するシート抵抗の変化を示す。光学スタック（１１００）は、銀ナノワイヤとＵＶ遮断ＯＣＡ層との間の不適合性によって誘発される銀ナノワイヤの不安定化または劣化に最も起因する可能性が高い、不良光安定性を示す。
【００９５】
光学スタック（１２００）は、一方、５００時間の周期の光暴露にわたる光安定性を示す。本結果は、不適合性のＵＶ遮断ＯＣＡと銀ナノワイヤとの間の直接接触を回避することにより、ＵＶ遮断ＯＣＡ層が、ＵＶ光を遮断することによって、光学スタックの性能を安定化させることが可能であることを示す。
【００９６】
本明細書に参照される、および／または出願データシートに列挙される、前述の米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、および非特許刊行物はすべて、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。
【００９７】
前述から、本発明の具体的実施形態が、例証の目的のために、本明細書に説明されたが、種々の修正が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、行われてもよいことを理解されるであろう。
【図１】
2019192252.tif 000003
【図２Ａ】
2019192252.tif 000004
【図２Ｂ】
2019192252.tif 000005
【図３】
2019192252.tif 000006
【図４】
2019192252.tif 000007
【図５】
2019192252.tif 000008
【図６】
2019192252.tif 000009
【図７】
2019192252.tif 000010
【図８】
2019192252.tif 000011
【図９】
2019192252.tif 000012
【図１０】
2019192252.tif 000013
【図１１】
2019192252.tif 000014
【図１２】
2019192252.tif 000015
【図１３】
2019192252.tif 000016
【図１４Ａ】
2019192252.tif 000017
【図１４Ｂ】
2019192252.tif 000018
【図１４Ｃ】
2019192252.tif 000019
【図１４Ｄ】
2019192252.tif 000020
【図１５】
2019192252.tif 000021
【図１６】
2019192252.tif 000022
【図１７Ａ】
2019192252.tif 000023
【図１７Ｂ】
2019192252.tif 000024
【図１８Ａ】
2019192252.tif 000025
【図１８Ｂ】
2019192252.tif 000026
【図１８Ｃ】
2019192252.tif 000027