(57)【要約】  不規則形状のセルを囲んでいる相互連結配線の自立性ネットワークを有する、微細構造化物品が開示される。ここで、この相互連結配線は、少なくとも部分的に結合したナノ粒子を有する。好ましい実施態様において、そのナノ粒子は、導電性金属を有する。本発明の物品は、好ましくはナノ粒子含有エマルションを基材上にコーティングし、そしてそのエマルションを乾燥することにより形成される。ナノ粒子は、ネットワークパターンに自己組織化し、これは後に基材から除去される。ネットワークを基材から除去する好ましい方法は、配線を電気めっきし、後にその配線を酸に露出して、そのネットワークを基材から脱離させるステップを含む。【選択図】図１ａ及び図１ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不規則形状のセルを囲んでいる相互連結配線の自立性ネットワークを有する微細構造化物品であって、前記相互連結配線は、少なくとも部分的に結合したナノ粒子を有する、微細構造化物品。
【請求項２】
前記ナノ粒子が、金属を含む、請求項１の物品。
【請求項３】
前記ネットワークが、１０，０００ｏｈｍ／ｓｑ未満のシート抵抗を有する、請求項１の物品。
【請求項４】
前記ネットワークが、１μｍ２〜１ｍｍ２のセルサイズを有する、請求項１の物品。
【請求項５】
前記配線が、幅１００μｍ未満且つ厚み１００μｍ未満である、請求項１の物品。
【請求項６】
前記配線が、その上にコーティングを有する、請求項１の物品。
【請求項７】
前記コーティングが、電気めっきにより形成されている、請求項６の物品。
【請求項８】
前記コーティングが、不動態化材料を有する、請求項６の物品。
【請求項９】
前記不動態化材料が、酸化物又は有機物のコーティングである、請求項８の物品。
【請求項１０】
前記物品が、少なくとも二つの主表面を有し、且つ一つの主表面が、他の一つの主表面よりもより平坦な表面形状を有する、請求項１の物品。
【請求項１１】
前記物品が、少なくとも二つの主表面を有し、且つ一つの主表面は、他の一つの主表面と異なる色である、請求項１の物品。
【請求項１２】
以下のステップを含む、請求項１の微細構造化物品の製造方法：
ａ）エマルションからのナノ粒子の自己組織化により、基材の表面上に、不規則形状のセルを囲んでいるナノ粒子を含む相互連結配線のネットワークを形成するステップ；
ｂ）前記ネットワークを電気めっきするステップ；
ｃ）前記ネットワークを酸に露出して、前記ネットワークを前記基材から脱離させるステップ；及び
ｄ）前記ネットワークを前記基材から除去するステップ。
【請求項１３】
前記エマルションが、油中水型エマルションを含み、且つ前記油相がその中に分散したナノ粒子を有する有機溶媒を含む、請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記ネットワークを、その上で前記ネットワークを形成した前記基材からの除去後、第二の基材に移転する、請求項１２の方法。
【請求項１５】
下記のステップを含む、請求項１の微細構造化物品の製造方法：
ａ）エマルションからのナノ粒子の自己組織化により、基材の表面上に、不規則形状のセルを囲んでいるナノ粒子を含む相互連結配線のネットワークを形成するステップ；
ｂ）前記ネットワークを前記基材から機械的手段により分離するステップ；及び
ｃ）前記分離したネットワークをロールで収集するステップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細構造化材料、及び微細構造化材料の製造方法の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
制御された微細構造を有する材料は、広範な消費者用途及び産業用途を有する。特に、制御された気孔率を有する選択された材料の薄い連続シートは、様々な用途で用いられている。シート及び気孔の両方が、様々な目的を果たす場合がある。例えば、織物や編物は、織られた材料から作られて、機械的支持、化学的分離、断熱、又は装飾用途を提供する場合がある。様々な材料を用いて、その材料ネットワークを画定する場合があり、例えば、天然有機材料は、通常の服に用いられる。あるいは、無機材料、例えば金属が、様々な多孔質の消費者用途、例えば、窓又はドアの通常のスクリーンインサートにおける金属メッシュに用いられる場合がある。さらに、金属メッシュに関して幅広い様々な産業用途が存在しており、これには、サイズ分離フィルター、電磁妨害フィルター、基材、電極等としての使用が挙げられる。
【０００３】
ネットワーク構造（例えばメッシュサイズ及びサイズ（幅、厚み）の分布）、メッシュ材料、メッシュ接続性、メッシュ気孔サイズ並びに気孔サイズ分布を制御する手段は、様々であり、且つコストが掛かることが多い。高度に複雑な製造技術、例えばフォトリソグラフィ、又は印刷及び電気鋳造は、正確な幾何構造形成が可能であるが、非常にコストが掛かる。比較的低コストの製造技術、例えば織り及び型打ちが存在しているが、これらは幾何学的な制御及び幾何学的な正確性、又は材料特性が限定される。
【０００４】
それゆえ、簡単化した且つ比較的経済的な製造方法を有する、改良した微細構造化材料について需要が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書で開示するものは、微細構造化物品、及びその製造方法である。その物品は、不規則形状のセルを囲んでいる相互連結配線の自立性のネットワークを有し、その相互連結配線は、少なくとも部分的に結合したナノ粒子を有する。そのナノ粒子を基礎とした薄いパターン化した構造は、巨視的には、相互連結した２次元のネットワークパターンを有し、且つ微視的には、そのネットワークパターンを画定する一連の連結されたナノ粒子を有する。そのようなパターン化した構造を、そのパターンが不規則であり且つ垂直の要素と水平の要素とが相互連結により形成していなくても、本明細書において、簡単化のため、「メッシュ」として言及する。そのようなメッシュを、「自立性の」又は「自己支持性の」又は「基材なしの」として言及することがあり、これらは全て、モノリシックな基材（例えば、均一なシートの織物）が、物品に一体化されないという事実に言及する。
【０００６】
本微細構造化材料のさらなる態様は、メッシュを又はパターン化した構造を形成する金属のナノ粒子に関する。約１００ナノメートル未満の平均粒子サイズを有する粒子が好ましいが、約３ミクロンまでの平均粒子サイズを有する比較的大きな粒子が、いくつかの場合に用いられる場合がある。サイズにかかわらず、本発明のパターン化した構造を形成するために用いる全ての粒子を、本明細書において「ナノ粒子」として言及する。そのナノ粒子を、焼結して互いに緊密に接触させて、強く相互連結したネットワークを画定してもよい。これら金属のネットワークを、低いシート抵抗（例えば、１０，０００Ｏｈｍ／ｓｑ未満）、可視光への高い透明性（例えば、５０％超）、低い面質量密度（１ｇ／ｍ２程度の小ささ）、制御され且つ小さな気孔（１μｍ２〜１ｍｍ２の間）、及び小さなネットワーク配線（幅１００μｍ未満、厚み１００μｍ未満）により、さらに特徴付けてもよい。典型的なネットワークは、おおむね丸い形状又は多角形の形状で同様のサイズの不規則形状のセルを有する構造に、無秩序化されるであろう。
【０００７】
いくつかの場合において、フィラー材料をメッシュのセル内部に含めることが望ましい場合があり、それは、例えば本出願と同日に出願された同時継続出願に記載されている。ここでその開示は、本明細書に参照により組み込む。
【０００８】
さらなる実施態様は、ナノ粒子が追加の材料の一又は複数のコーティングを有するメッシュであり、そのコーティングは、例えば、ナノ粒子ネットワーク上に又はナノ粒子ネットワークの完全に周囲に、第二の金属（ナノ粒子の材料と同様又は同様でない）の層を電気めっきすることにより達成される。あるいは、不動態化材料の層を用いてもよく、たとえば酸化物又は有機物コーティングを用いても良い。さらに接着剤を用いてもよい。
【０００９】
さらなる実施態様は、二つの表面の特性において非対称性を有する二次元ネットワークのメッシュからなる。例えば、一つの側が、その表面の高度の平面性及び高い鏡面光反射を有し、且つ第二の側が、その表面形状に対し比較的高度の乱雑性、及び比較的低い鏡面光反射性及び比較的高い拡散反射性を有してもよい。また、二つの側が異なる色でもよい。
【００１０】
本発明の他の一側面は、微細構造化材料の製造方法に関する。米国特許出願公開第２００５０２１４４８０号及び国際公開ＷＯ２００６／１３５７３５号には、ナノ粒子を含む透明導電性コーティングを基材上に形成するためのエマルションの乾燥方法が記載されている。そのような方法又は関連する方法の後で、さらなるステップを実行して、自立性の微細構造材料を形成してもよい。
【００１１】
本発明の方法の一つの実施態様は、基材にメッシュを結合している接着要素の化学的除去又は不活性化により、基材から既存のメッシュを脱離させる。例えば、酸又は塩基を用いて、基材上に金属メッシュを保持している有機接着剤を除去してもよい。あるいは、接着要素は、熱的方法又は光励起により、不活性化又は破壊してもよい。
【００１２】
さらなる実施態様は、化学的に基材を除去することにより、基材から既存のメッシュを脱離させる。例えば、酸又は塩基を用いて、有機基材を金属メッシュから除去してもよい。
【００１３】
さらなる実施態様は、既存のメッシュを一つの基材から、第二の又はさらなる基材に移転し、その後、その第二の又はさらなる基材を脱離させることにより、既存のメッシュを基材から脱離させる。例えば、パターン形成のために最適な特性を持つ平坦な表面を有する基材、又は高速処理可能な基材を初めに用いて、ネットワークパターン又はメッシュを形成し、その後、そのメッシュを、例えば接着剤でコーティングされた第二の基材に移転して、例えばその接着剤の脱離により、そのメッシュをその後移転しても良い。
【００１４】
さらなる実施態様は、上記の追加の処理を用いて又は用いないで、メッシュを最初の基材から機械的に引き離す。例えば、削り取り（ｓｃｒａｐｉｎｇ）、剥離、ナイフ分離等のような方法によるメッシュの機械的除去を促進するために、その形成したメッシュは、化学的方法によってその基材への接着を部分的に脱離させ又は弱められる場合がある。又は、そのメッシュを、低い接着性を有する最初の基材上に形成し、後にその基材から「剥離」によって完全に除去することができる。
【００１５】
さらなる実施態様は、例えば焼結する間のメッシュ収縮により、又はメッシュと基材との間の熱膨張係数の差により駆動される層間剥離により、機械的ストレスをメッシュに導入して、除去を支援し又は除去を行わせる。
【００１６】
さらなる実施態様は、化学的環境を、メッシュのコーティング及び除去の両方に、連続又は同時のどちらかで使用する。例えば、酸性の電気めっき槽を用いて、ネットワークメッシュをコーティングし、且つ同時に、ネットワークを基材に保持している接着力を低下させてもよい。
【００１７】
基材からの除去後、メッシュを、セルの形状を変えるようにして、引き伸ばすこと又は他の変形をさせることができる。例えば、引き伸ばしは、メッシュ中のセルのアスペクト比を配向させ且つ増加させることができる。これは、有益な可能性のある電気的な異方性の増加と共に、一つの軸に沿った伝導性の有益な促進を導くことができる。
【００１８】
自立性の微細構造化材料は、多数の製品用途を有する。この材料を、透明伝導材として、特に電極、ＥＭＩフィルター、アンテナ、グランドプレーン、ヒートシンク、ヒーター、電子材料フィルター又は熱交換器の一以上として、使用する場合がある。
【００１９】
その材料を、機械的フィルターとして用いて、例えば、材料を分離すること、又は複数の材料の分離を維持すること、若しくは異なる有効サイズ若しくは特性を有する単一の材料の異なる部分の分離を維持することができる。そのようなフィルターを、様々な操作媒体、例えば、真空、空気、水、溶媒、及び比較的一般的には流体で用いる場合がある。
【００２０】
そのような材料を、ヒーター又は熱交換器として用いる場合があり、これはメッシュと開放媒体、例えば、真空、空気、水、溶媒、比較的一般的には流体との間の熱移動に関して、高い有効表面積を有する。
【００２１】
そのような材料を、ＥＭＩフィルター及び空気又は流体の排出口として、同時に用いてもよい。例えば、金属メッシュを用いて、対象の周囲でファラデーケージを完全にして、障壁を越えるＥＭＩ透過を防ぎつつ、同時に空気又は流体が流れるようにして、その領域を通る熱移送を可能にできる。
【００２２】
そのような材料を、電子フィルターとして用いることができ、これは、一定の電圧又は時間変化する電圧をそれに印加することによって、フィルターに流れる又はフィルターを通る材料の流れを制御することができる。
【００２３】
上記の概要は、各々の開示した実施態様又は本発明の各実施を記載することを意図していない。以下の図及び詳細な説明は、説明に役立つ実施態様をより詳しく例示する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１ａ】本発明の微細構造化物品の一実施態様の写真である。
【図１ｂ】高倍率での図１ａの実施態様であり、微細構造化物品のパターンを示す。
【図２】微細構造化物品の一実施態様の背面から照らして撮影した顕微鏡画像である。
【図３】微細構造化物品の一実施態様の反射画像をとらえて撮影した顕微鏡画像である。
【図４】微細構造化物品の一実施態様の第二の表面から反射画像をとらえて撮影した顕微鏡画像である。
【図５】微細構造化物品の製造方法の一実施態様のステップを説明している。
【図６】微細構造化材料の製造方法の一実施態様を説明する概略図である。
【図７】微細構造化材料の製造方法の他の一実施態様を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の微細構造化材料は、ナノ粒子を基礎とする薄いメッシュであり、巨視的には、配線間で不規則形状のセルを形成している相互連結配線の２次元ネットワークパターンを有し、且つ、微視的には、一連の連結した粒子がそのネットワークの配線を画定している。そのようなメッシュは、「自立性の」又は「自己支持性の」又は「基材なしの」として言及されることがあり、これらは全て、モノリシックな基材（例えば、均一なシートの織物）がその物品に一体化されないという事実に言及する。
【００２６】
そのような材料を、米国特許出願公開第２００５０２１４４８０号及び国際公開ＷＯ２００６／１３５７３５号（これらは本明細書に参照により組み込む）に記載された、基材上への透明導電性コーティングの製造方法の改良及び拡張によって、形成してもよい。前記の特許出願に記載されているように、添加剤、例えばナノ粒子を有するエマルションを用いる方法を使用して、制御した条件の下で、基材上にネットワークメッシュを作ってもよい。好ましい構成では、そのようなネットワークに、金属製ナノ粒子から作られており、後に熱的に又は化学的に焼結して、ナノ粒子を相互連結して、相互連結したメッシュを形成してもよく、また任意的に電気めっきをして伝導率を促進してもよい。
【００２７】
本発明の方法の一実施態様では、そのようなメッシュを後に処理して（例えば電気めっきにより）、同様な又は同様でない材料をそのメッシュに加える。そして酸に暴露して、基材を定位置に保持している結合剤を除去して、自立性のメッシュを生成する。上記のように、自立性のメッシュは、基材に結合したメッシュが妨げられる又は制限される用途に対して、多大な利益を有するであろう。
【００２８】
追加の利益としては、メッシュの他の部分に連結していない材料の除去、例えば、その材料がなければ開放されている／透明なセルの中央にある、エマルションコーティングプロセスで形成された孤立したナノ粒子の除去を挙げられる。そのようなナノ粒子は、フィルムにヘイズを付加し、そして透明性を減少させるが、電気的又は熱的なシート伝導特性を、有意には付加しない。この様式での自立性のメッシュの生成は、最終物品中のそのような欠陥の量を減少させる。同様に、ネットワーク配線の端に沿った貧弱に結合した材料も除去し、そして導電性を有意には低下させずに、透明性／ヘイズを改良することができる。さらに、他の点については完全であり且つ無傷であるが、他の一つのネットワークの「ノード」に達しないネットワーク配線（一端のみがネットワークに結合したネットワークの突き出した部分）でさえ、本発明のネットワークから優先的に除去することができる。
【００２９】
また、生成するフィルムは、比較的軽量であり、比較的少ない体積を消費し、且つネットワークの両方の相対する側からの緊密な電気的、熱的、又は化学的連結を可能とするであろう。この方法は、再使用可能な基材も許容し、そうして比較的少ない材料をメッシュ自身の製造において消費し、且つコーティングのために最適化されていてよいコーティングのための基材の使用を可能とし、その後、最終用途のために最適化された特性を有する別の基材（又は自立性のフィルム）を使用することができる。
【００３０】
以下では、図に言及する。図１ａ及び１ｂは、８４％の可視光透過率、３％のヘイズ、及び０．０４Ｏｈｍ／ｓｑのシート抵抗を有する微細構造化メッシュの実施態様の光学画像である。
【００３１】
透過モードで撮影された光学顕微鏡写真（微細構造化メッシュが画像系に影を投影しており、メッシュのセル中に透過光が見られる）である図２で示されているように、本発明の一実施態様は、約１００μｍサイズの、不規則形状のセルをネットワークメッシュ中に生じ、これは約２０μｍの厚みで約２０μｍの幅のネットワーク線又は配線を有する。
【００３２】
比較的高い倍率で、図３及び４で示すような反射モードで撮影された画像（微細構造化メッシュが鏡面反射した光を画像系に反射して戻している）は、同じメッシュの二つの相対する表面の反射画像が、鏡面反射において大きな差を有することを示す。
【００３３】
自立性の微細構造化メッシュを作るために用いる本発明の方法の一実施態様を、図５でそのステップ別に示す。
【００３４】
微細構造化メッシュを、図６に示すような通常の装置を用いて、連続のロール−トゥ−ロールプロセス（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ）で作ってもよい。このプロセスラインの様々な工程を以下に示す：
工程１は、ロールを巻き戻す要素である。
工程２は、下塗コーティング工程である。
工程３は、下塗乾燥工程である。
工程４は、エマルションコーティング工程である。
工程５は、エマルション乾燥工程である。
工程６は、電気めっき槽工程である。
工程７は、酸露出工程である。
工程８は、乾燥工程である。
工程９は、担体からメッシュを分離する分離工程である。
工程１０は、メッシュ及び担体を収集するための二つの巻き取り要素である。
【００３５】
以下では、図７に言及する。これは、本発明の微細構造化物品を製造し、続いて本発明の微細構造化物品が元々形成されていた基材とは異なる基材に、本発明の微細構造化物品を移送する方法の、他の一実施態様の簡単化した図である。図７で示されているように、基材アセンブリ又は複数の基材アセンブリ７０２を提供する。
【００３６】
基材アセンブリ７０２は、フレキシブルであっても、又は硬くてもよい（例えば、ガラス、紙、セラミック及び布がある）。そのような基材としては、ポリマー、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、コポリマー、又はこれらの混合物が挙げられる。基材７０２は、平坦な表面又は湾曲した表面を有しても良く、且つその表面は平滑でもよく又は粗くてもよい。
【００３７】
ある種の特性を改良するために、その基材を前処理してもよく且つ／又はエマルション形成のためのコーティングの前に適用した予備のコーティング層を有してもよい。例えば、その基材は、下塗層を有して、そのメッシュコーティングの接着を制御してもよく、又はその基材は、引掻き及び損傷に対する機械的抵抗力を与えるために適用したハードコート層を有してもよい。下塗は、メッシュ中のセルのサイズに影響を与えることもでき、それによりメッシュをある種の製品用途に対して最適化することができる。
【００３８】
前処理を行って、例えばその表面を清浄にしてもよく、又は物理的手段若しくは化学的手段により表面を変性してもよい。そのような手段としては、これらに限定されないが、コロナ、プラズマ、ＵＶ暴露、レーザー、グロー放電、マイクロ波、火炎処理、化学的エッチング、機械的エッチング又は印刷が挙げられる。そのような処理を、そのままの基材、又はフィルム供給者がすでに下塗、予備コーティングを配置した基材若しくは基材の表面に他の前処理をした基材に、適用することがある。
【００３９】
前処理ステップを、続くコーティング、印刷、及び堆積ステップの直前に、オフライン又はオンラインで行うことができる。基材のそのような物理的処理を、バッチプロセス装置又は連続コーティング装置により、又は小さな実験室スケールで又はより大きな産業スケールで、ロール−トゥ−ロールプロセス等で、行うことができる。
【００４０】
基材アセンブリ７０２を、エマルションコーティング工程７０６に供給する。エマルションコーティング工程７０６で、エマルション７０７を、基材アセンブリ７０２の表面７１０に適用する。
【００４１】
エマルション７０７は、上述のように、好ましくは油中水型エマルションであり、これは、そのエマルションの有機相中に分散したナノ粒子を有する。その粒子と形成に所望な溶媒とを混合して、分散体を、機械的攪拌、ボールミル混合、及びホモジナイザー又は超音波混合の手段により得ることができる。
【００４２】
そのナノ粒子は、好ましくは導電性金属又は金属合金を含む金属の混合物から作られていても良い。これら金属は、これらに限定されないが、銀、金、プラチナ、パラジウム、ニッケル、コバルト、銅及びこれらの任意の組み合わせの群から選択される。適切な金属ナノ粒子としては、銀、銀−銅合金、銀パラジウム合金若しくは他の銀合金、又は米国特許第５，４７６，５３５号（「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  Ｈｉｇｈ  Ｐｕｒｉｔｙ  Ｕｌｔｒａ−Ｆｉｎｅ  Ｍｅｔａｌ  Ｐｏｗｄｅｒ」）及び国際公開ＷＯ２００４／０００４９１Ａ２（「Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｉｇｈｌｙ  ｐｕｒｅ  Ｍｅｔａｌｌｉｃ  Ｎａｎｏ−Ｐｏｗｄｅｒｓ  ａｎｄ  Ｎａｎｏ−Ｐｏｗｄｅｒｓ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｔｈｅｒｅｂｙ」）に記載されている、金属学的化学プロセス（Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）（ＭＣＰ）として知られる方法により作られる、金属若しくは金属合金が挙げられる。そのナノ粒子は、コーティングされていても、コーティングされていなくてもよく、凝集されていても、凝集されていなくてもよい。
【００４３】
エマルション７０７を、エマルションコーティング工程７０６で、任意の適切な技術、例えばダイコーティング（ｄｉｅ−ｃｏａｔｉｎｇ）、バーコーティング（ｂａｒ−ｃｏａｔｉｎｇ）、スクリーン印刷、インクジェット印刷、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティング、グラビア印刷、ロールコーティング及びブレードコーティングにより適用できる。実験室スケール又は産業的プロセスを、エマルションコーティング工程７０６で、単一の又は複数のパスのコーティング装置を利用して、使用できる。エマルション７０７を、基材アセンブリ７０２の表面７１０に適用して、１〜２００μｍの厚みの、また、より好ましくは５〜２００μｍのウェットのエマルションの厚みを得るはずである。
【００４４】
エマルション７０７を表面７１０に適用した後、参照番号７１２で示すように、熱の適用を用いて又は用いないで、溶媒をエマルション７０７から気化させる。好ましくは参照番号７１４に示すように、残留のコーティングを、約室温〜約８５０℃の範囲内の温度で焼結して、それによりメッシュ層７２０を表面７１０上に与える。焼結は、好ましくは大気圧で行う。
【００４５】
あるいは又はこれに加えて、参照番号７１４で示す全ての又は一部の焼結プロセスは、焼結プロセスを誘導する化学物質の存在の下で行うことが出来る。適切な化学物質の例としては、ホルムアルデヒド又は酸、例えば蟻酸、酢酸及び塩酸が挙げられる。その化学物質は、堆積した粒子が露出される蒸気又は液体の形態であってもよい。あるいは、そのような化学物質を、堆積の前にナノ粒子を含む組成物に組み込んでもよく、又は基材上にナノ粒子を堆積した後で、そのナノ粒子の上に堆積しても良い。
【００４６】
本方法は、参照番号７１６で示すように、焼結後処理ステップを有してもよい。ここでは、メッシュ層７２０を、さらに焼結し、アニールし、上記のように電気めっきし、又は、熱、レーザー、ＵＶ、酸、若しくは他の処理、及び／若しくは化学物質（例えば金属の塩、塩基、又はイオン性液体）への露出を用いた他の後処理をしてもよい。その処理したメッシュ層７２０を、水又は他の化学洗浄溶液、例えば酸溶液、アセトン、又は他の適切な液体で洗浄しても良い。コーティングの後処理を、バッチプロセス装置又は連続コーティング装置により、小さな実験室スケールで又は大きな産業スケールで、ロール−トゥ−ロールプロセス等で、行うことがある。
【００４７】
好ましいメッシュ層７２０を、０．００５Ω／ｓｑｕａｒｅ〜５ＫΩ／ｓｑｕａｒｅ、好ましくは５０ｏｈｍ／ｓｑ未満、より好ましくは２０ｏｈｍ／ｓｑ未満、そして最も好ましくは１０ｏｈｍ／ｓｑ以下の焼結後シート抵抗により特徴付ける。シート抵抗は、メッシュ層を電気めっきする場合、さらに低下する。
【００４８】
メッシュ層３２０の形成が、約３５０℃までの温度での低温堆積及び処理手順を使用してよいことも、この方法の特別の特徴である。低温液相プロセスは、特にメッシュ層７２０を大きなスケールの表面上に形成している場合に比較的低いコストで実行でき、また感熱性基材、例えばある種のポリマーの基材の使用を可能にする。
【００４９】
異なるセルサイズを得るため、且つセルサイズを調節して特定のデバイスに対し最適化した性能を得るために、メッシュ層７２０の形成を制御してもよいことも、この方法の特別の特徴である。例えば、メッシュ形成前に下塗を基材上に使用することで、セルサイズを変えることができる。
【００５０】
メッシュ除去工程７２２で、メッシュ層７２０を、基材アセンブリ７０２から分離して、分離した又は自立性のメッシュ層７２６を形成する。メッシュ層７２０の基材アセンブリ７０２からの分離を、物理的方法、例えば削り取り、剥離、ナイフ分離等により行ってもよい。剥離剤若しくは剥離層の存在、又は接着剤の不在は、メッシュ層７２０の除去を促進する場合がある。
【００５１】
この方法は、参照番号７２８で示されるように、変形ステップを含んでもよい。ここでは、メッシュ内のセル形状を変更するように、メッシュ層７２６を引き伸ばし又は変形させる。例えば、引き伸ばしは、メッシュパターン７４０によって示すように、セルのアスペクト比を配向及び増加することができる。
【００５２】
パターン７２０又は７４０を有する分離したメッシュ層７２６を、ロールで収集してもよく、又は後のプロセスのために他の１つの基材７３０に移転してもよい。参照番号７１６と関連して上述したように、追加の処理ステップを、参照番号７３６で示すように実行することができる。
【００５３】
本発明を、以下の非限定的な実施例によりさらに説明する。これらの実施例において、メッシュを、米国特許出願公開第２００５０２１４４８０号及び国際公開ＷＯ２００６／１３５７３５号に記載された方法に従って、まず基材上に形成し、続いて、それらに記載されたように処理する。
【実施例】
【００５４】
実施例１
４ｍｉｌの厚みのポリエチレンテレフタレート（Ｔｏｒａｙ  Ｌｕｍｉｒｒｏｒ  Ｕ４６）の基材を使用した。
【００５５】
基材上に下塗の層を堆積した。下塗は、アセトン溶液中の０．２８ｗｔ％のポリ［ジメチルシロキサン−ｃｏ−［３−(２−(２−ヒドロキシエトキシ)エトキシ)プロピル］メチルシロキサン］（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃａｔ．Ｎｏ．４８０３２０）及び０．６０ｗｔ％のＳｙｎｐｅｒｓｏｎｉｃ  ＮＰ３０（Ｆｌｕｋａ  Ｃａｔ．Ｎｏ．８６２０９）からなる。その材料を、手で振って混合した。約３ｍｌの材料を、基材材料の８．５インチ×１１インチサンプルの一端にわたって堆積し、そしてワイヤを巻き付けた棒を用いて、フィルムにわたって引きおろして、名目上１２μｍの厚みの（ウェットの）コーティングを生成した。そのサンプルを室温で且つ部屋の湿度条件で約１分間、乾燥させた。
【００５６】
超音波分散システムを用いて下記の材料を完全に混合することにより、エマルションを用意した。
【表１】
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【００５７】
上の表の水相系には、ＢＹＫ３４８の０．０２ｗｔ％水溶液が含まれていた。
【００５８】
約３ｍｌの材料を、上記のように下塗剤でコーティングされている基材材料の８．５インチ×１１インチサンプルの一端にわたって堆積し、そしてワイヤを巻き付けた棒を用いてフィルムにわたって引きおろして、名目上３０μｍの厚みの（ウェットの）コーティングを生成した。そのサンプルを、室温で且つ部屋の湿度条件で約９０秒間、乾燥させた。次に、このサンプルをオーブンに１５０℃で２分間置いた。
【００５９】
そのサンプルを次に、アセトン液槽に３０秒間浸し、約１分間空気中で乾燥させ、そして１ＭのＨＣｌの水槽中に１分間浸し、１０秒間水槽中でやさしく洗浄／攪拌し、そしてオーブン中において１５０℃で更に２分間乾燥させた。
【００６０】
この段階で、ＰＥＴ基材上の金属フィルムのネットワークメッシュを生成した。続くステップでは、自立性のメッシュの生成をする。
【００６１】
電解質槽を、質量パーセントで記載された次の溶液を作ることで用意した。
７．００％    ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ
０．０２９％  ポリエチレングリコール
０．０１０％  ドデシル硫酸ナトリウム
９．６１％    Ｈ２ＳＯ４
０．０２１％  ＨＣｌ
８３．３３％    脱イオン水
【００６２】
この溶液を、直径１０インチ及び高さ１２インチの１２クオートＰｒｏｌｏｎ  Ｂｕｃｋｅｔ中で混合した。
【００６３】
電源（Ｍａｓｔｅｃｈ製、ＨＹ１８０３Ｄ）を電解液槽のとなりに配置し、負極を、平坦な銅電極（幅５インチ、長さ１インチ）に取り付け、且つ正極を、おおよそ同じ寸法の微細メッシュのサンプルのための対電極として用いられる平坦な銅板（幅約４インチ、長さ５インチ）に取り付けた。
【００６４】
基材上の微細構造化メッシュのサンプルを、上端に沿って、負の銅電極にクランプで取り付け、そして、ほぼ完全に電解質溶液中にいれて、電極固定部（５インチ×１インチの銅）がめっき槽（めっき槽の外側に約５ｍｍのメッシュを有する）と接触する直前の深さまで低くした。その正極板を、その後、電解質溶液に浸した。
【００６５】
両方の電極を浸した後、電源を、１．０１アンペアの安定した電流で１０分又は１５分間、所望の抵抗に従って作動した。１０分間めっきしたサンプルは、最初の５分のめっき後に取り出し、クランプから外し、そして反転し（上下を）、再度固定し、そして再びめっきして、より良いめっき厚み均一性を得た。これに対して、１５分間めっきしたサンプルは、７．５分後に反転させた。このコーティングした基材を、その後、液槽から除去し、水道の流水でサンプル上を１分間未満で洗浄し、そして空気中に乾燥させるようにした。
【００６６】
電気めっきしたコーティングを基材から除去するために、そのサンプルを１０％の硫酸の溶液中に終夜おいた。その層を、その後、ゆっくりと手で剥がした。微細構造化メッシュシートの電気めっき前の抵抗は、約５ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅであるが、１０分間及び１５分間めっきしたサンプルのめっき後の抵抗は、それぞれ０．１〜０．２及び０．０６〜０．１ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅの範囲となる。
【００６７】
実施例２
メッシュを、ガラス基材上で生成した。そのメッシュ及び基材を、５％のフッ酸水溶液の液槽に１分間、室温で浸して、液槽から取り出し、水道水で１分未満で洗浄した。その金属メッシュを基材から手で剥がした。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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