(57)【要約】基板上でパターンまたはコーティングに堆積される金属ナノ粒子を有する基板から得られる金属ナノ粒子遮蔽構造。パターンは、２０〜４０マイクロメートルの幅を有し、かつ相互にオーバーラップ可能である１つ以上のマークを含むことができる。金属ナノ粒子は、摂氏１１０度未満の温度で、９０秒未満の時間の間、加熱されることができる。いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子遮蔽構造は、液晶ディスプレイ、ポリエステル基板、ポリカーボネート基板、または任意の他の好適な基板に適用されることができる。
2011528169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ナノ粒子遮蔽構造であって、前記金属ナノ粒子遮蔽構造は、
基板と、
前記基板上でパターンに堆積された複数の金属ナノ粒子と
を備え、前記複数の金属ナノ粒子および前記基板は、金属ナノ粒子遮蔽構造を形成するために、摂氏１１０度未満の温度に加熱される、金属ナノ粒子遮蔽構造。
【請求項２】
前記パターンは、１００〜３００マイクロメートルの幅を有する間隔だけ横方向に分離された少なくとも２つのマークを備え、各マークは、特徴的な所定の長さと、２０〜４０マイクロメートルの特徴的な幅とを有する、請求項１に記載の金属ナノ粒子遮蔽構造。
【請求項３】
前記複数の金属ナノ粒子は、少なくとも１つの銀ナノ粒子を含む、請求項１に記載の金属ナノ粒子遮蔽構造。
【請求項４】
前記基板は、ポリエステル基板、ポリカーボネート基板、液晶ディスプレイ基板、ガラス、シリカベースの基板、金属基板、および金属酸化物基板のうちのいずれかを含む、請求項１に記載の金属ナノ粒子遮蔽構造。
【請求項５】
前記金属ナノ粒子および前記基板は、９０秒未満の時間の間加熱される、請求項１に記載の金属ナノ粒子遮蔽構造。
【請求項６】
前記複数の金属ナノ粒子は、１００ｎｍ未満の平均粒径を有する、請求項１に記載の金属ナノ粒子遮蔽構造。
【請求項７】
前記金属ナノ粒子遮蔽構造は、１．５オーム／平方／ミル未満のシート抵抗を有する、請求項１に記載の金属ナノ粒子遮蔽構造。
【請求項８】
前記金属ナノ粒子遮蔽構造は、前記堆積された金属ナノ粒子および前記基板を加熱することに続いて、前記基板に適用される金属めっきの酸化からさらに生じる、請求項１に記載の金属ナノ粒子遮蔽構造。
【請求項９】
前記金属ナノ粒子は、コーティングを備えるパターンに堆積されている、請求項１に記載の金属ナノ粒子遮蔽構造。
【請求項１０】
前記金属ナノ粒子は、複数の線を備えるパターンに堆積されている、請求項１に記載の金属ナノ粒子遮蔽構造。
【請求項１１】
金属ナノ粒子遮蔽構造を生産する方法であって、前記方法は、
複数の金属ナノ粒子を基板上でパターンに堆積するステップと、
金属ナノ粒子遮蔽構造を形成するために、前記基板および金属ナノ粒子を摂氏１１０未満の温度に加熱するステップと
を包含する、方法。
【請求項１２】
堆積するステップは、前記複数の金属ナノ粒子を、１００〜３００マイクロメートルの幅を有する間隔だけ横方向に分離された少なくとも２つのマークを備えるパターンに堆積するステップをさらに包含し、各マークは、特徴的な所定の長さと、２０〜４０マイクロメートルの特徴的な幅とを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
複数の金属ナノ粒子を堆積するステップは、少なくとも１つの銀ナノ粒子を含む前記複数の金属ナノ粒子を堆積するステップをさらに包含する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板上に堆積するステップは、ポリエステル基板、ポリカーボネート基板、液晶ディスプレイ基板、およびガラス基板のうちのいずれかを含む基板上に堆積するステップをさらに包含する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
加熱するステップは、９０秒未満の時間の間加熱するステップをさらに包含する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記金属ナノ粒子は、１００ｎｍ未満の平均粒径を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記金属ナノ粒子遮蔽構造は、１．５オーム／平方／ミル未満のシート抵抗を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記金属ナノ粒子および前記基板を加熱した後に、前記基板および前記金属ナノ粒子に対して金属めっきを適用するステップと、
前記金属めっきを除去するために、前記金属めっきを酸化するステップと
をさらに包含する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記パターンは、コーティングを備えている、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
前記パターンは、複数の線を備えている、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
この米国特許出願は、２００９年７月１２日出願の米国特許出願第１２／５０１，４４０号に対する優先権を主張し、また、この米国特許出願は、２００８年７月１２日出願の米国仮特許出願第６１／０８０，２４５号に対する優先権を主張する。上記出願のそれぞれの開示は、本出願の開示の一部と見なされ、その全体内容が本明細書において参照により援用される。２００８年２月２９日出願の米国特許出願第１２／０３９，８９６号もまた、本出願の開示の一部と見なされ、その全体内容が本明細書において参照により援用される。
【０００２】
（本開示の分野）
本願は、概して、遮蔽に関する。具体的には、本願は、ナノ粒子遮蔽構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
（本開示の背景）
いくつかの事例では、金属ナノ粒子は、金属フレークを典型的に使用する用途において使用され得る。典型的に使用される金属フレークは、しばしば溶媒と化合させて金属フレーク配合物を形成する不規則な形状の金属フレークであり得る。金属フレークは、電磁干渉（「ＥＭＩ」）および無線周波干渉（「ＲＦＩ」）の遮蔽を提供する遮蔽用途において使用され得る。金属フレークは、溶媒中の接着促進剤および他の添加剤とともに配合され得る。次いで、金属フレーク配合物を吹付けるか、あるいは携帯電話機等の機器のプラスチック筺体に塗布して、遮蔽を作成することができる。
【０００４】
金属フレーク遮蔽のいくつかの用途は、金属フレークを使用して静電気防止バックを作成することを含み、静電気防止バックは、静電気防止バックに載置される電子機器を保護するために使用され得る。静電気防止バックは、ポリプロピレンまたはポリエチレン等の基板上にアルミニウムを蒸着することによって調製されることができ、その後、封止可能であるバックに加工される。このようなバックは、「硬く折り目を付ける」ことが不可能であり得、「硬く折り目を付ける」ことは、バックを折り畳んで折り目を形成することを意味する。典型的なアルミニウムベースの静電気防止バックに「硬く折り目を付ける」ことによって、アルミニウム表面の破損がもたらされる可能性があり、これによって、高抵抗の「ホットスポット」が生じ、もはやバックがＥＭＩ／ＲＦＩ照射からバックの中身を保護できなくなる。さらに、アルミニウムでコーティングされたバックは、典型的には、実質的に不透明であるため、バックの中身が見えるのに十分なほど透明ではない。
【０００５】
金属フレークは、偶発的接触によって伝導性経路を確立し得るが、各フレーク間の接触点は、連続的ではなく、高抵抗性であることによって、汚点をシステムに導入する可能性がある。金属フレークは、典型的には、溶媒と結合して、金属フレーク配合物を生成し、数分以上の間高温で硬化される場合にのみ、金属構造になるように合体し得る。金属構造の形成に必要な高温条件は、使用可能な基板の種類を限定する。さらに、焼結金属フレークにより形成される金属構造は、連続的ではないため、結果として生じる構造の抵抗を増加させる不連続点を含み得る。金属フレークを基板に塗布することによって生成可能である金属構造の一例は、インジウムスズ酸化物を使用して生成された遮蔽構造である。インジウムの入手可能性が限定されていることによって、この遮蔽構造は、法外な費用になるため、魅力的な遮蔽の解決策ではない。
【０００６】
従って、上記方法および用途は、典型的には、静電気を消散することによって、構造により囲繞される物をＥＭＩおよび／またはＲＦＩ照射から保護することができる、連続的で高伝導性の金属構造を生産しない。さらに、これらの方法は、典型的には、金属フレーク遮蔽システムに関連した厳しい処理条件に耐えることが不可能である基板または構造上に形成されない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（本開示の概要）
その最も広義で合理的な解釈では、本開示は、静電気を消散することによって、ＥＭＩおよび／またはＲＦＩ照射から保護する、金属ナノ粒子遮蔽構造を生成するための方法、システム、および構造について説明する。本開示は、低コストで高い遮蔽の有効性を達成することのできる構造を生成するための構造および方法について説明する。この高い遮蔽の有効性は、基板を、本明細書に説明する金属ナノ粒子でコーティングすることによって、または、本明細書に説明する金属ナノ粒子を、実質的に肉眼では見えないほど十分小さいが、有意な伝導率および電気的性能を提供するのに十分大きいマーキングのパターンで堆積することによって、達成されることができる。金属ナノ粒子遮蔽構造の生成に必要とされる比較的温和な処理条件（例えば、低温で短時間の間、金属ナノ粒子を加熱すること）によって、多種多様の基板および基板材料のバッチ処理および使用が可能になる。
【０００８】
一側面では、本明細書に説明するものは、基板と、基板上でパターンに堆積された複数の金属ナノ粒子とを含む金属ナノ粒子遮蔽構造である。複数の金属ナノ粒子および基板は、金属ナノ粒子遮蔽構造を形成するために、摂氏１１０度未満の温度に加熱される。
【０００９】
一実施形態では、金属ナノ粒子は、１００から３００マイクロメートルの幅を有する間隔だけ横方向に分離される少なくとも２つのマークを含むパターンに堆積され、各マークは、特徴的な所定の長さと、２０から４０マイクロメートルの特徴的な幅とを有する。
【００１０】
別の実施形態では、金属ナノ粒子は、少なくとも１つの銀ナノ粒子を含む。
【００１１】
さらに別の実施形態では、基板は、ポリエステル基板、ポリカーボネート基板、液晶ディスプレイ基板、ガラス、シリカベースの基板、金属基板、および金属酸化物基板のうちのいずれか１つを含む。
【００１２】
金属ナノ粒子遮蔽構造は、いくつかの実施形態では、９０秒未満の時間の間加熱される、金属ナノ粒子および基板を含む。
【００１３】
いくつかの実施形態では、複数の金属ナノ粒子中の各金属ナノ粒子は、１００ｎｍ未満の平均粒径を有する。
【００１４】
他の実施形態では、金属ナノ粒子遮蔽構造は、１．５オーム／平方／ミル未満のシート抵抗を有する。
【００１５】
金属ナノ粒子遮蔽構造は、いくつかの実施形態では、堆積された金属ナノ粒子および基板を加熱することに続いて、基板に適用されためっきを酸化させることからさらに生じる。
【００１６】
金属ナノ粒子遮蔽構造は、いくつかの実施形態では、コーティングを含むパターンに堆積される金属ナノ粒子を含む。他の実施形態では、金属ナノ粒子遮蔽構造は、複数の線を含むパターンに堆積される金属ナノ粒子を含む。
【００１７】
他の側面では、本明細書に説明するものは、金属ナノ粒子遮蔽構造を生産する方法である。複数の金属ナノ粒子は、基板上でパターンに堆積される。次いで、基板および金属ナノ粒子は、金属ナノ粒子遮蔽構造を形成するために、摂氏１１０未満の温度に加熱される。
【００１８】
いくつかの実施形態では、本方法は、金属ナノ粒子および基板を加熱した後に、基板と、金属ナノ粒子により形成されたパターンとに金属めっきを適用するステップをさらに含む。次いで、金属めっきは、金属めっきを除去するために酸化される。いくつかの実施形態では、金属めっきまたは他の化学処理から生じるものは、硬化された金属ナノ粒子により形成されたパターンを黒ずませる、硫化物等の非金属構造である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
概要および以下の詳細な説明は、添付の図面とともに読まれるとさらに理解される。本明細書に説明する方法、システム、および構造を図示する目的で、図面に例示的実施形態が示される。しかしながら、これらの図面は、開示される具体的な方法、組成物、および機器に本開示を限定するように意図されない。加えて、図面は、必ずしも縮尺通りに描かれていない。
【図１Ａ】図１（Ａ）は、銀ナノ粒子の一実施形態の透過型電子顕微鏡（「ＴＥＭ」）写真を示す。
【図１Ｂ】図１（Ｂ）は、摂氏１００度で１分間硬化された、本明細書に説明する金属ナノ粒子の組成物から構成される痕跡の走査型電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）写真の実施形態を図示する。
【図１Ｃ】図１（Ｃ）は、摂氏８５度で３分間硬化された本開示の組成物から構成される痕跡のＳＥＭ写真を示す。
【図２】図２は、パターンに堆積された金属ナノ粒子の一部分の実施形態を図示する。
【図３】図３は、金属遮蔽構造を生成する方法の実施形態を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（詳細な説明）
本明細書に説明する方法、システム、および装置は、本明細書において説明および／または図示する具体的な機器、方法、用途、条件、またはパラメータに限定されない。さらに、本明細書において使用する専門用語は、例示の手段としてのみ特定の実施形態を説明する目的のものであり、非限定的に説明するように意図される。また、添付の特許請求の範囲を含む明細書において使用する際、単数形は、複数形を含み、特定の数値の言及は、文脈上別なふうに明確に指示する場合を除き、少なくともその特定の値を含む。「複数」の用語は、本明細書で使用する際、１つ以上を意味する。ある範囲の値について表現する場合、別の実施形態は、一方の特定の値から、および／または、他方の特定の値までを含む。同様に、値が、「約」の先行詞を使用することによって近似として表現される場合、特定の値が別の実施形態を形成することを理解されたい。全ての範囲は、包含的（ｉｎｃｌｕｓｉｖｅ）であり、かつ組み合わせ可能（ｃｏｍｂｉｎａｂｌｅ）である。
【００２１】
本明細書に説明する方法、システム、および構造の一定の特徴が、別々の実施形態の脈絡において説明され、本明細書に説明する実施形態の任意の組み合わせまたは部分的組み合わせにおいて提供されてもよいことを理解されたい。さらに、範囲において記載される値に対する任意の言及は、その範囲内のあらゆる値を含む。
【００２２】
（用語）
本明細書で使用する際、「ミル」は、インチの１／１０００を意味する。また、１ミルは、２５．４マイクロメートルに等しい。
【００２３】
本明細書で使用する際、「シート抵抗」は、平方の数で割った電気抵抗を意味する。
【００２４】
本明細書で使用する際、「平方」は、フィルムまたは層の長さで割ったフィルムまたは層の長さを意味する。
【００２５】
本明細書で使用する際、「ｍｏｈｍ」の用語は、ミリオーム、つまり１／１０００オームを指す。
【００２６】
本明細書で使用する際、「水性」の用語は、水を含有することを意味する。いくつかの実施形態では、「水性」の用語は、実質的に全体が水で構成される溶液を指す。他の実施形態では、「水性」の用語は、実質的に全体が水で構成され、かつ溶液のレオロジーまたは接着性のいずれかを調整する限られた量の添加剤を含有する溶液を指すことができる。
【００２７】
本明細書で使用する際、「結合」の用語は、共有結合、イオン結合、水素結合、配位結合、および同様なものを意味する。
【００２８】
本明細書で使用する際、「尾部」の用語は、炭素原子の直鎖、分枝鎖、または環状鎖を意味し、この場合、鎖は、脂肪族であってもよく、鎖は、その員の炭素原子のうちの１つ以上に結合された１つ以上の追加の基を有してもよい。例として、鎖員のうちの１つに付加されたアルコール基を有する脂肪族炭素原子の鎖が挙げられ得る。
【００２９】
本明細書で使用する際、用語の「ヘテロ原子頭部基」は、少なくとも１つの原子を含む基を意味し、この場合、基内の少なくとも１つの原子は、炭素以外の原子である。例として、窒素、硫黄、または酸素が挙げられる。
【００３０】
本明細書で使用する際、「付着性」の用語は、単一体として統合されること、および分離に抵抗することを意味する。
【００３１】
本明細書で使用する際、「錯化」の用語は、金属原子または金属イオンとの配位結合を形成することを意味する。
【００３２】
本明細書で使用する際、「リガンド」の用語は、別の化学物質に結合してより大きい錯体を形成する分子または分子群を意味する。例として、リガンドの孤立電子対から空の金属電子軌道に電子を提供することを通しての配位共有結合によって、金属または金属イオンに結合される分子群が挙げられる。
【００３３】
本明細書で使用する際、「凝集」の用語は、可逆的に密集する２つ以上の粒子を意味し、この場合、粒子の表面は、相互に接触しない。
【００３４】
本明細書で使用する際、「フロック」の用語は、可逆的に密集する２つ以上の粒子を意味し、この場合、粒子の表面は、相互に接触しない。
【００３５】
本明細書で使用する際、「バルク抵抗率」の用語は、特定の物体を組成する材料の固有の抵抗率を意味する。例えば、銀から成るインゴットのバルク抵抗率は、銀の固有の伝導率となり得る。別の例として、銀および金を含む合金から成るインゴットのバルク抵抗率は、銀と金との合金の固有の伝導率となり得る。
【００３６】
本明細書で使用する際、「集合体」、「集合」の用語、および類似の形態の用語は、不可逆的に融合、連結、またはネック結合された２つ以上の粒子から構成される統合構造を意味する。
【００３７】
本明細書で使用する際、「対応する金属」は、１つまたは複数の対象物を備える１つまたは複数の金属を意味する。
【００３８】
図１Ａ〜図１Ｃに図示されるものは、付着性金属遮蔽構造の生成に使用可能である金属ナノ粒子等の金属ナノ粒子である。一実施形態では、金属ナノ粒子は、少なくとも１つの銀ナノ粒子を含むことができる。他の実施形態では、金属ナノ粒子は、以下の組成物または要素の任意の組み合わせを含むことができる：銅；金、亜鉛；カドミウム；パラジウム；イリジウム；ルテニウム；オスミウム；ロジウム；白金；アルミニウム；鉄；ニッケル；コバルト；インジウム；酸化銀；酸化銅；酸化金；酸化亜鉛；酸化カドミウム；酸化パラジウム；酸化イリジウム；酸化ルテニウム；酸化オスミウム；酸化ロジウム；酸化白金；酸化鉄；酸化ニッケル；酸化コバルト；酸化インジウム；または本明細書に説明する方法よび構造に好適な任意の他の伝導性金属もしくは金属酸化物。
【００３９】
金属ナノ粒子は、いくつかの実施形態では、約１００ｎｍ未満の平均粒径を有することができる。他の実施形態では、金属ナノ粒子は、約５０ｎｍ未満の平均粒径を有することができる。さらに他の実施形態では、金属ナノ粒子は、５０ｎｍから７５ｎｍの範囲内の平均粒径を有することができ、一方、他の実施形態では、ナノ粒子は、７５ｎｍから１００ｎｍの範囲内の平均粒径を有することができる。金属ナノ粒子は、いくつかの実施形態では、１５ｎｍから５０ｎｍの範囲内の平均粒径を有することができる。一方、いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子は、３０ｎｍから５０ｎｍの範囲内の平均粒径を有することができる。
【００４０】
金属ナノ粒子は、一実施形態では、約１ｎｍから約１００ｎｍの範囲の平均断面寸法を有することができる。これらの金属ナノ粒子は、いくつかの実施形態では、その表面に結合された少なくとも１つのリガンドを含むことができ、この場合、リガンドは、ナノ粒子表面に結合されたヘテロ原子頭部基と、そのヘテロ原子頭部基に結合された尾部とを含むことができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子は、実質的に球状の形状であることができ、一方、他の実施形態では、ナノ粒子は、以下の形状のうちのいずれかであることができる：腎臓形；円形；３角形；長方形；台形；ティンパニ形（ｔｙｐａｎｉｆｏｒｍ）；または任意の他の好適な形状。いくつかの実施形態では、複数または集団の金属ナノ粒子内の各ナノ粒子は、実質的に均一の形状を有することができる。他の実施形態では、複数または集団の金属ナノ粒子内の各ナノ粒子は、実質的に均一のサイズを有することができる。
【００４２】
いくつかの実施形態では、複数のナノ粒子またはナノ粒子集団は、２つ以上の個々のナノ粒子を含む粒子凝集塊を含むことができる。他の実施形態では、複数のナノ粒子は、２つ以上の個々のナノ粒子を含むナノ粒子フロックを含むことができる。他の実施形態では、複数のナノ粒子は、粒子凝集塊およびナノ粒子フロックの任意の組み合わせを含むことができる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、粒子凝集塊に対する個々の金属ナノ粒子の集団の重量比は、約１：９９から９９：１の範囲内であることができる。他の実施形態では、粒子フロックに対する個々の金属ナノ粒子の集団の重量比は、約１：９９から９９：１の範囲にあることができる。ナノ粒子凝集塊またはフロックは、約１００ｎｍから約１０，０００ｎｍの範囲の平均断面寸法を有することができる。ナノ粒子凝集塊またはフロック内の個々の金属ナノ粒子は、上述の組成物または要素のうちのいずれをも含むことができる。特に、個々の金属ナノ粒子は、銀ナノ粒子を含むことができる。他の実施形態では、個々のナノ粒子は、以下の任意の組み合わせを含むことができる：銀、銅、金、亜鉛、カドミウム、パラジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム、アルミニウム、ロジウム、白金、鉄、ニッケル、コバルト、インジウム、酸化銀、酸化銅、酸化金、酸化亜鉛、酸化カドミウム、酸化パラジウム、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化オスミウム、酸化アルミニウム、酸化ロジウム、酸化白金、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化コバルト、および酸化インジウム。
【００４４】
いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子は、約０．５重量％から約７０重量％の範囲の組成物内に存在することができる。リガンドは、約０．５重量％から約７５重量％の範囲に存在することができ、媒体は、約３０重量％から約９８重量％の範囲に存在する。媒体は、いくつかの実施形態では、水を含む水溶液である。
【００４５】
組成物は、金属ナノ粒子と、本明細書に説明する水溶液のうちのいずれか等の水溶液とから形成され得る。いくつかの実施形態では、組成物は、金属ナノ粒子が低温で加熱される場合に形成される、厚さが約１０マイクロメートル未満の付着性構造を形成することが可能である。この低温は、いくつかの実施形態では、摂氏約１４０度未満の温度であることができる。付着性構造を生成するために、金属ナノ粒子は、約６０秒未満の時間の間、低温で加熱される。結果として生じる付着性遮蔽構造は、いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子組成物において使用される対応する金属のバルク抵抗率の約２倍から約１５倍の範囲の抵抗率を有することができる。
【００４６】
連続的な網状フィルムは、金属ナノ粒子が低温で加熱されると生成される。この低温は、摂氏約１４０度未満の温度であることができる。このフィルムは、任意の数の形状、マーク、線、外形を形成することができ、種々の寸法および構成を有する領域を占めることができる。いくつかの実施形態では、ナノ粒子は、加熱される場合、単層を生成するのではなく、むしろナノ粒子の凝集塊を生成する。さらに、ナノ粒子は、加熱される場合、硬化されたナノ粒子の連続的な多孔質の網を形成することができる。網は、いくつかの実施形態では、硬化された金属ナノ粒子のマトリクス、網、ウェブ、格子、またはパターンと呼ばれ得る。
【００４７】
図３に図示するものは、金属ナノ粒子を基板上に堆積することにより遮蔽構造を生成するための方法２００の実施形態である。一実施形態では、金属ナノ粒子は、水溶液中で懸濁される（ステップ２０２）。次いで、金属ナノ粒子は、所定のパターンで基板上に堆積され（ステップ２０４）、堆積された金属ナノ粒子は硬化される（ステップ２０６）。
【００４８】
さらに図３を参照すると、より詳細には、一実施形態では、金属ナノ粒子は、任意の好適な水溶液中で懸濁されることができる（ステップ２０２）。金属ナノ粒子は、一実施形態では、任意の金属ナノ粒子であることができる。他の実施形態では、金属ナノ粒子は、本明細書に説明する金属ナノ粒子のうちのいずれかであることができる。さらに他の実施形態では、金属ナノ粒子は、ペンシルバニア州ベンセイレムのＰＣＨＥＭ  ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＳにより製造される金属ナノ粒子ベースのインクを含む金属ナノ粒子のうちのいずれかであることができる。
【００４９】
好ましくは、水溶液は、実質的に全体が水で構成される。いくつかの実施形態では、水溶液は、約１０グラム／リットルから約６００グラム／リットルの範囲に金属塩を溶媒和させることが可能である水性媒体であり得る。したがって、いくつかの実施形態は、水溶液のレオロジーまたは粘度を調整するか、または水溶液の接着特性を調整もしくは修正するために使用され得る添加剤を含むことにより、金属ナノ粒子の基板に対する接着を改善または低減する。いくつかの実施形態では、以下の組成物のうちのいずれをも水溶液に添加することができる：接着剤；レオロジー修飾剤；増粘剤；またはこれらの組成物の任意の組み合わせ。
【００５０】
いくつかの実施形態では、溶液のレオロジーは、異なる粘度を達成するように、異なる化合物を添加することによって調整されることができる。一実施形態では、ゼラチンを水溶液に添加することにより、水溶液の粘度を調整することができる。水溶液の粘度を調整するために添加され得る追加の化合物は、以下のうちのいずれかである：金属酸化物懸濁液；食塩水；塩類溶液（例えば、ＫＣｌまたはＮａＣｌ）；緩衝液（例えば、Ｎａ２ＣＯ３／ＮａＨＣＯ３、Ｎａ２ＨＰＯ４／ＮａＨ２ＰＯ４）；アルコール（例えば、メタノールまたはエタノール）；ヒドロゲル；ポリマー添加剤；または他の液体もしくは非液体の添加剤。
【００５１】
また、異なる結合剤も、水溶液の接着特性を調整するために水溶液に添加されることができる。これらの結合剤は、いくつかの実施形態では、以下の組成物のうちのいずれかを含むことができる：エポキシ；ウレタン；アクリル；ラテックス系；シアノアクリレート；エポキシベースの化合物；歯科用樹脂シーラント；歯科用樹脂セメント；グラスアイオノマーセメント；ポリ（メタクリル酸メチル）；ゼラチン−レゾルシノール−ホルムアルデヒド接着剤；リン酸亜鉛；リン酸マグネシウムおよび他のリン酸塩ベースのセメント；カルボン酸亜鉛塩；および他のシリカベースの結合剤。
【００５２】
次いで、金属ナノ粒子は、所定のパターンまたはランダムなパターンで基板上に堆積される（ステップ２０４）。いくつかの実施形態では、基板は、ポリエステルまたはポリカーボネートを含むことができる。他の実施形態では、基板は、以下のうちの任意の組み合わせを含むことができる：ガラス；シリカベースの基板；ポリ（デスアミノチロシルチロシン（エチルエステル）炭酸塩）（ＰｏｌｙＤＴＥ炭酸塩）；ポリ（デスアミノチロシルチロシン炭酸塩）（ＰｏｌｙＤＴ炭酸塩）；ポリラクチド；ポリカプロラクトン；ポリグリコリド；ポリグリコネート；ポリヒドロキシ酪酸；ポリヒドロキシ吉草酸；ポリ（アリレート）；ポリ（無水物）；ポリ（ヒドロキシ酸）；ポリ（オルソエステル）；ポリ（アルキレンオキシド）；ポリ（プロピレングリコール−コ−フマル酸）；ポリ（プロピレンフマレート）；ポリオキサマー；ポリアミノ酸；ポリアセタール；ポリ（ジオキサノン）；ポリ（ビニルピロリドン）；ポリシアノアクリレート；多糖類；ポリスチレン；ポリスルホン；ポリ尿素；ポリ（ビニルアルコール）；ポリアミド；ポリ（テトラフルオロエチレン）；および伸展ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）；ポリ（エチレン酢酸ビニル）；ポリプロピレン；ポリアクリル酸塩；非生物分解性ポリシアノアクリレート；ポリウレタン；ポリメタクリル酸；ポリ（メタクリル酸メチル）；ポリ（塩化ビニル）；ポリエチレン（超高分子量を含む）；ポリピロール；ポリアニリン；ポリチオフェン；ポリ（エチレンオキシド）；任意の組み合わせのコポリマー：ビニルピロリドン、メタクリルアミド、ラクチド−グリコリド、およびヒドロゲルＮ−ビニルイミダゾール；金属もしくは金属酸化物；液晶表面；または本明細書に説明する方法、システム、および構造における使用に好適な任意の他の基板。一実施形態は、以下の材料のうちのいずれか１つから構成される基板を含む：人工ポリマー（ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ポリアミド等）；紙ベースの材料（被コーティング、非被コーティング、ボードストック（ｂｏａｒｄ  ｓｔｏｃｋ）、波形状、人工紙等）；セラミック材料；ガラス材料；シリコンベースの材料；または自身の上に堆積される金属インクを受取り可能である任意の他の材料。基板は、いくつかの実施形態では、基板の一方の側面が静電気消散性である一方、他方の側面が金属インク堆積を受取り可能であるような特徴を有する材料であることができる。
【００５３】
さらに他の実施形態では、基板は、以下の種類の機器または設備のうちのいずれをも含むことができる：テレビ画面；コンピュータ画面；携帯電話のケーシングまたは画面；コンピュータケーシング；静電気防止バック；電気部品製造設備；またはＥＭＩもしくはＲＦ遮蔽を必要とする任意の他の機器、機械、もしくは要素。
【００５４】
いくつかの実施形態では、基板は、金属ナノ粒子が印刷、すなわち堆積される、印刷表面と呼ばれることができる。基板の透明度は、エッチングに好適な化学溶液で基板の表面をエッチングすることによって変動し得る。いくつかの実施形態では、基板は、基板の靱性および／または透明度を増加または減少させることのできるフィルムまたは樹脂を含むことができる。フィルムまたは樹脂は、いくつかの実施形態では、基板に対する金属ナノ粒子の接着を促進することができる。基板の光学的透明度は、いくつかの実施形態では、結果として生じる金属ナノ粒子遮蔽構造の光学的透明度に影響を及ぼし得る。いくつかの実施形態では、方法２００は、最適な光学的透明度を有する基板を選択する、さらなるステップを含むことができる。
【００５５】
ナノ粒子は、約１５０ミクロン未満の厚さまで、または約５０ミクロン未満の厚さまで、あるいは約２０ミクロン未満の厚さまで、基板上に堆積されることができる。いくつかの実施形態では、水性媒体中に少なくとも１つの金属ナノ粒子を含む組成物は、約１０ミクロン未満の厚さに、約５ミクロン未満の厚さに、約３ミクロン未満の厚さに、約２ミクロン未満の厚さに、または約１ミクロン未満の厚さにさえ堆積される。１つの好ましい実施形態では、金属ナノ粒子遮蔽構造は、０．１ミクロンから５０ミクロンの範囲内の厚さを有する金属ナノ粒子堆積を含むことができる。他の実施形態では、堆積は、０．１ミクロン未満の厚さを有することができる。さらに他の実施形態では、堆積は、０．１ミクロンから３ミクロンの間の厚さ、３ミクロンから５ミクロンの間の厚さ、または５ミクロンから１０ミクロンの間の厚さを有することができる。さらに他の実施形態では、堆積は、２０ミクロン未満、１５ミクロン未満、１０ミクロン未満、または５ミクロン未満の厚さを有することができる。
【００５６】
金属ナノ粒子を基板上に堆積するステップは、いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子を含む配合物および本明細書に説明する任意の水性媒体で、基板をコーティングするステップを含むことができる。基板は、以下の方法のうちのいずれをも使用してコーティングされ得る：吹付コーティング；カーテンコーティング；浸漬コーティング；塗布コーティング；ローラーコーティング；スピンコーティング；ブレードコーティング；ワイヤロッドコーティング；または任意の他の種類の物理的コーティング。いくつかの実施形態では、基板は、レドックス反応、電着、または気相堆積を介して化学的にコーティングされることができる。他の吹付コーティング方法は、金属伝導性インクのコーティングを基板上に堆積可能である、液体または粉末の堆積の任意の方法を含む。いくつかの実施形態では、コーティングは、基板の実質的に全体の表面を被覆することができる。他の実施形態では、コーティングは、基板の実質的に全体の表面を被覆する単層を含むことができる。
【００５７】
基板の各特定の領域に適用されるコーティングの時間量、期間中に吹付けられる溶液の体積、溶液が基板上に吹付けられる角度、コーティングを吹付けるのに使用する機構と基板との間の距離、およびコーティングを吹付けるのに使用する機構等の、コーティング方法の種々の側面は、様々なレベルのコーティング厚を達成するように変化させることができる。したがって、これらの変数は、いくつかの実施形態では、起伏の所定のコーティング厚およびパターンを達成するように変化および制御することができる。例えば、コーティングは、基板のいくつかの領域において、基板の他の領域よりも厚くすることができる。この変化する厚さは、基板の表面上にランダムまたは所定の起伏パターンを生成することができる。
【００５８】
金属ナノ粒子を基板上に堆積するステップは、いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子を基板上に印刷するステップを含むことができる。印刷方法は、以下の印刷方法のうちのいずれをも含むことができる：フレキソ印刷；スクリーン印刷；輪転グラビア印刷；リソグラフ印刷；凹版印刷；凸版印刷；レーザー印刷；パッド印刷；インクジェット印刷；および、１つ以上の印刷方法を使用して伝導性インクを基板上に堆積可能である任意の他の印刷方法または技法。フレキソ印刷を使用することにより金属ナノ粒子を基板上に印刷する実施形態では、金属ナノ粒子を含むインクは、印刷版から基板に転写されることができる。グラビア印刷を使用する実施形態では、金属ナノ粒子を含むインクは、食刻シリンダから基板上に転写される。オフセットリソグラフィ印刷を使用する、さらに他の実施形態では、金属ナノ粒子を含むインクは、典型的には、所望のパターンでエッチングまたはレーザアブレーションされる金属板上に堆積される。
【００５９】
金属ナノ粒子は、以下のパターンのうちのいずれにおいても堆積されることができる：連続フィルム；ワイヤメッシュパターン；一連のドットまたはマーク；一連の線；ランダムに載置されるマーキング；一連のドットおよび線；一連のドット、線、および他のマーキング；または本明細書に説明する方法および構造を達成可能な堆積の任意の他のパターン。マーキングは、任意の形状、サイズであり得、任意の秩序パターンまたはランダムパターンで基板に沿って載置され得る。
【００６０】
いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子は、複数の同心円、楕円、卵形、３角形、長方形、正方形、台形、または任意の他の囲まれた形状を含むパターンに堆積されることができる。他の実施形態では、金属ナノ粒子は、基板の表面にわたってランダムパターンに整えられる複数の線、マーク、ドット、または他の形状を含む、ランダムマーキングのパターンに堆積されることができる。いくつかの実施形態では、パターンマーキングは、相互に実質的に平行に堆積されるマークを含む。他の実施形態では、パターンマーキングは、相互に実質的に垂直に堆積されるマークを含む。さらに他の実施形態では、パターンマーキングは、相互に対して所定の角度で堆積されるマークを含む。所定の角度は、堆積される各マークに対して均一的に同一であることができるか、または所定の角度は、マーク毎に変化させることができる。いくつかの実施形態では、マークは、実質的な直線を含む。他の実施形態では、マークは、実質的な曲線を含む。さらに他の実施形態では、マークは、曲線区分と直線区分とを有する線を含む。
【００６１】
図２に図示するものは、印刷された金属ナノ粒子のパターンの１つの区分の一実施形態である。マーキングは、間隔距離１５０に従って離間され、各マーキングは、特徴的な長さ５０および幅１００を有する。
【００６２】
各マーキングの特徴的な幅１００は、いくつかの実施形態では、２０マイクロメートルであることができる。一実施形態では、幅１００は、５ミクロン未満であることができる。特徴的な幅１００は、いくつかの実施形態では、５ミクロンから５０ミクロンの範囲内の値であることができる。いくつかの実施形態は、１０ミクロンから２０ミクロンの範囲内の幅１００を含み、一方、さらに他の実施形態は、５ミクロンから１０ミクロンの範囲内の幅１００を含む。幅１００は、いくつかの実施形態では、１０ミクロンから１５ミクロンの範囲内、または１５ミクロンから２０ミクロンの範囲内の値であることができる。他の実施形態では、特徴的な幅１００は、２０マイクロメートルから４０マイクロメートルの範囲内であることができる。さらに他の実施形態は、２０マイクロメートル未満の特徴的な幅１００を含み、一方、他の実施形態は、４０マイクロメートルを上回る特徴的な幅１００を含む。特徴的な幅１００は、いくつかの実施形態では、２０マイクロメートルから３０マイクロメートルの範囲内であることができる。他の実施形態では、特徴的な幅１００は、２５マイクロメートルから３５マイクロメートルの範囲内であることができる。一方、さらに他の実施形態では、特徴的な幅１００は、３０マイクロメートルから４０マイクロメートルの範囲内であることができる。一実施形態では、パターン内の各マークは、パターン内の第１のマークが、パターン内の第２のマークの第２の幅と実質的に同一の第１の幅を有するように、実質的に同一の幅を有する。他の実施形態では、パターン内の各マークは、パターン内の第１のマークが、パターン内の第２のマークの第２の幅とは異なる第１の幅を有するように、変動する幅を有することができる。
【００６３】
特徴的な長さ５０は、いくつかの実施形態では、任意の所定の長さであることができる。一実施形態では、長さ５０は、基板の全体の長さまたは側面に及ぶことができる。他の実施形態では、特徴的な長さ５０は、２０マイクロメートル未満であることができ、一方、他の実施形態では、特徴的な長さ５０は、４０マイクロメートルを上回ることができる。特徴的な長さ５０は、一実施形態では、２０マイクロメートルから４０マイクロメートルの範囲内であることができる。特徴的な長さ５０は、いくつかの実施形態では、２０マイクロメートルから３０マイクロメートルの範囲内であることができる。他の実施形態では、特徴的な長さ５０は、２５マイクロメートルから３５マイクロメートルの範囲内であることができる。一方、さらに他の実施形態では、特徴的な長さ５０は、３０マイクロメートルから４０マイクロメートルの範囲内であることができる。さらに他の実施形態では、長さ５０は、マークの幅１００に実質的に同等であることができる。一実施形態では、パターン内の各マークは、パターン内の第１のマークが、パターン内の第２のマークの第２の長さと実質的に同一の第１の長さを有するように、実質的に同一の長さを有する。他の実施形態では、パターン内の各マークは、パターン内の第１のマークが、パターン内の第２のマークの第２の長さとは異なる第１の長さを有するように、変動する長さを有することができる。
【００６４】
分離距離１５０は、一実施形態では、１００から４００マイクロメートルの範囲内の値であることができる。いくつかの実施形態では、各マーキング間の分離距離１５０は、１００マイクロメートル未満であることができ、一方、他の実施形態では、分離距離１５０は、４００マイクロメートルを上回ることができる。いくつかの実施形態では、分離距離１５０は、１００マイクロメートルから２００マイクロメートルの範囲内であることができ、一方、他の実施形態では、分離距離１５０は、１００マイクロメートルから３００マイクロメートルの範囲内であることができる。さらに他の実施形態では、分離距離１５０は、２００マイクロメートルから３００マイクロメートルの範囲内であることができ、一方、他の実施形態では、分離距離は、３００マイクロメートルから４００マイクロメートルの範囲内であることができる。一実施形態では、パターン内のマークは、第１のマークが、第１のマークと第２のマークとの間で第１の分離距離だけ離間するように、実質的に均一の分離距離で離間することができる。この第１の分離距離は、第２のマークと第３のマークとの間の第２の分離距離と実質的に同一である。別の実施形態では、パターン内のマークは、第１のマークが、第１のマークと第２のマークとの間で第１の分離距離だけ離間するように、実質的に不均一の分離距離で離間することができる。この第１の分離距離は、第２のマークと第３のマークとの間の第２の分離距離とは異なる。
【００６５】
金属ナノ粒子が基板上に堆積され、加熱または硬化されて付着性金属遮蔽構造を形成する場合、付着性金属遮蔽構造は、約５０ミリオーム／平方／ミル未満のシート抵抗を有することができる。いくつかの実施形態では、付着性金属遮蔽構造は、少なくとも約１０ミリオーム／平方／ミルのシート抵抗を有することができる。付着性金属ナノ粒子遮蔽構造は、いくつかの実施形態では、１．５オーム／平方／ミルのシート抵抗を有することができる。一実施形態では、金属ナノ粒子遮蔽構造は、０．１オーム／平方から０．７オーム／平方の範囲のシート抵抗を有することができる。さらに他の実施形態では、付着性金属遮蔽構造は、１キロオーム／平方／ミル未満のシート抵抗を有することができる。
【００６６】
金属遮蔽構造の伝導率は、いくつかの実施形態では、金属遮蔽構造のシート抵抗に相関する。例えば、シート抵抗が低くなればなるほど、伝導率は高くなる。場合によっては、金属遮蔽構造の伝導率がもはや改善できなくなる、最小シート抵抗が存在する。この最小シート抵抗未満の値にシート抵抗をさらに低下させても、金属遮蔽構造の伝導率の増加はもたらされないことがあり得る。この場合、追加の金属を金属遮蔽構造に追加して、金属遮蔽構造の伝導率をさらに増加させることができる。金属の追加は、金属ナノ粒子組成物中の金属ナノ粒子の割合を増加させることによって、または基板上に堆積される金属の量を増加させる任意の他の好適な方法によって達成され得る。
【００６７】
図３をさらに参照すると、金属ナノ粒子が所定のパターンに堆積されると（ステップ２０４）、堆積されたナノ粒子は、硬化または加熱されることができる（ステップ２０６）。いくつかの実施形態では、堆積された金属ナノ粒子は、摂氏約１４０度未満の温度で硬化または加熱されることができる。他の実施形態では、堆積された金属ナノ粒子は、摂氏８５度から摂氏１４０度の範囲内の温度で加熱されることができる。さらに他の実施形態では、金属ナノ粒子は、摂氏９５度から摂氏１１０度の範囲内の温度で加熱されることができる。金属ナノ粒子は、いくつかの実施形態では、摂氏１４０度を若干上回る温度で加熱されることができる。
【００６８】
金属ナノ粒子は、本明細書に説明する温度のうちのいずれか等の所定の温度で、およそ９０秒未満の時間の間、連続的に加熱されることができる。他の実施形態では、金属ナノ粒子は、８０秒から２分の範囲内の時間の間、加熱されることができる。さらに他の実施形態では、ナノ粒子は、７０秒から１４０秒の範囲内の時間の間、加熱されることができる。さらに別の実施形態では、金属ナノ粒子は、０．２秒から２分の範囲内の時間の間、加熱されることができる。金属ナノ粒子は、一実施形態では、第１の時間の間、第１の温度で加熱されることができ、第２の時間の間、第１の温度を上回るか、またはそれ未満の第２の温度で加熱されることができる。
【００６９】
いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子を加熱する期間中の時間は、金属ナノ粒子を加熱する温度に比例する。一実施形態では、この関係は、温度が高くなればなるほど、硬化時間または金属ナノ粒子を加熱する期間中の時間が短くなるような反比例として特徴付けられ得る。例えば、金属ナノ粒子を、摂氏１４０度の表面温度（すなわち、基板の表面温度）で加熱する場合、硬化時間は、およそ６０秒未満の時間であることができる。別の例では、金属ナノ粒子を、摂氏９５度から摂氏１１０度の範囲内の温度に加熱する場合、硬化時間は、およそ１２０秒未満の時間であることができる。さらに別の例では、金属ナノ粒子を摂氏１８０度の温度に加熱する場合、硬化時間は、１０秒未満であることができる。金属ナノ粒子は、いくつかの実施形態では、およそ９０秒未満の時間の間、摂氏１００度未満の温度で硬化されることができる。他の実施形態では、金属ナノ粒子は、０．２秒から１０分の範囲内の時間の間、加熱されることができる。さらに他の実施形態では、ナノ粒子は、２秒から３０秒の範囲内の時間の間、摂氏１００度を上回るが、摂氏１５０度未満の温度で加熱または硬化されることができる。さらに他の実施形態では、ナノ粒子は、０．２秒から２秒の範囲内の時間の間、摂氏１５０度を上回るが、摂氏２００度未満の温度で硬化または加熱されることができる。金属ナノ粒子は、一実施形態では、第１の温度で第１の時間の間、硬化または加熱されることができ、第１の温度を上回るか、またはそれ未満の第２の温度で第２の時間の間、硬化または加熱されることができる。各温度についての時間は、その温度に依存し、いくつかの実施形態では、上述した反比例の温度／硬化時間関係に基づいて決定されることができる。
【００７０】
加熱されると、金属ナノ粒子は、本明細書に説明する硬化したナノ粒子厚のうちのいずれか等の特徴的な厚さを有する、付着性遮蔽構造を生成することができる。他の実施形態では、付着性遮蔽構造は、約５０マイクロメートル未満の厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、付着性構造は、約１０ミクロン未満、または約５ミクロン未満の厚さを有する。一実施形態では、付着性金属遮蔽構造は、バルク金属の密度未満の密度を有することができる。さらに他の実施形態では、付着性金属遮蔽構造は、対応するバルク金属の密度の４０％ほどに低い密度を有することができる。
【００７１】
一実施形態では、方法２００は、基板を卑金属でめっきするステップをさらに含むことができ、ここで、基板は、堆積され、硬化された金属ナノ粒子を含み、卑金属は、銅、クロム、ニッケル、またはそれらの合金のうちのいずれか等である。卑金属をさらに酸化することによって、卑金属酸化物がもたらされる。酸化は、いくつかの実施形態では、結果として生じる金属ナノ粒子が黒色に、くすんで、または黒化して見えるように、金属ナノ粒子の修飾をもたらすことができる。一実施形態では、卑金属めっきされた基板に適用される酸化剤は、Ａｇ＋を含むことができ、これによって、Ａｇ＋を金属ナノ粒子に適用することが、銀の沈殿および金属めっきの溶解をもたらし得る。いくつかの実施形態では、酸化剤は、基板および硬化された金属ナノ粒子に対して適用された卑金属を酸化可能な任意の硫酸塩であることができる。別の実施形態では、硫化剤を卑金属めっきされた基板に適用することにより、黒ずんだ金属硫化物の沈殿を引き起こすことができる。
【００７２】
さらに他の実施形態では、方法２００は、硬化前または硬化後の乾燥ステップをさらに含むことができる。これらの追加の乾燥ステップは、いくつかの実施形態では、任意の過剰な水性の種、すなわち、水溶液または水性媒体を除去することによって、連続的な伝導性遮断網の形成を強化する。いくつかの実施形態では、追加の硬化後乾燥ステップは、プラズマ処理、ガスの適用を介する酸化、電気の適用を介する酸化、または化学溶液の適用を介する酸化を含むことができる。さらなる硬化前または硬化後のステップは、フィルム、樹脂、ポリマー、または追加の基板等の保護コーティングを、基板または堆積された金属ナノ粒子に適用するステップを含むことができる。
【００７３】
一実施形態では、硬化後プロセスは、保護フィルムが金属ナノ粒子を被覆するように、堆積された金属ナノ粒子に保護フィルムを適用するステップを含むことができる。一実施形態では、フィルムは、積層と実質的に類似の方式で適用される。実施形態は、以下の材料のうちのいずれをも含むことができる保護フィルムを含んでもよい：ポリエチレン；ポリプロピレン、または、堆積された金属ナノ粒子の上に適用可能であり、かつ硬化された金属ナノ粒子構造にある程度の保護を提供可能である任意の他の材料。さらに他の実施形態は、Ｔｇを有する材料から構成される保護フィルムを利用する実施形態を含み、Ｔｇは、材料が積層プロセスにおいて使用可能であることを示す。その一方で、他の実施形態では、保護フィルムは、接着剤を介して適用可能である材料から構成される。さらに他の実施形態は、複合フィルム、基板、および金属インクの堆積が静電気を消散することができるように、静電気消散性である保護フィルムを適用するステップを含む。保護フィルムは、他の実施形態では、薄くかつ安価である。
【００７４】
いくつかの実施形態では、方法２００は、組成物を第１の基板上に堆積するステップと、摂氏約１４０度未満の温度で組成物を加熱することにより、およそ５０ミリオーム／平方／ミル未満のシート抵抗を有する付着性金属遮蔽構造を生成するステップとをさらに含むことができる。これらの実施形態は、第１の基板を第２の基板に積層、接着、結合、あるいは取り付けることによって、第１の基板を第２の基板に取り付けることをさらに含むことができる。さらなる実施形態では、第１の基板は、接着によって、付着によって、または静電的にのいずれかによって、第２の基板に取り付けられることができる。上述の実施形態は、２つの基板が相互に取り付けられることを想定するが、他の実施形態では、２つ以上の基板が相互に取り付けられることができる。
【００７５】
第１の基板が第２の基板に取り付けられるか、または第２の基板が第１の基板に取り付けられると、２つの基板組成物は、本明細書に説明する硬化方法のうちのいずれかを介して加熱されることができる。組成物は、一実施形態では、摂氏約１４０度未満の温度で加熱されることにより、本明細書に説明するシート抵抗のうちのいずれかを有する付着性金属遮蔽構造を生成することができる。１つ以上の追加の基板を第１の基板に取り付け、複数の基板組成物を硬化すると、方法２００は、上述した硬化前または硬化後の乾燥プロセスまたは保護プロセスのうちのいずれかを適用するステップをさらに含むことができる。
【実施例】
【００７６】
（実施例１）
０．４４グラムの２５重量％ポリビニルアルコール溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ  ９，０００〜１０，０００Ｍｗ）と、１．１４グラムのアクリルナノ粒子ラテックス分散とを、２２．２グラムの３５重量％銀ナノ粒子分散に添加することによって、インク組成物を調製した。この材料を十分混合して、結果として生じるインクのフィルムを、０．０００３インチ（０．３ミル）直径の巻線ロッドを有する０．００５インチ（５ミル）厚のポリエステルフィルムに堆積し、次いで、摂氏１３０度で３０秒間加熱し、その結果、付着性かつ伝導性の銀フィルムがもたらされた。基板に対するフィルムの接着を、４インチ長さ片のＳｃｏｔｃｈブランドテープ（３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）をフィルムに適用することによってテストし、人指し指（指の爪ではない）で圧力を印加することにより、フィルムに対する良好な接着を確実にした。次いで、テープを素早く除去し、基板に対して垂直に、９０度の角度で上方に引張した。このテープ試験方法は、ＡＳＴＭ  Ｄ３３５９−０２  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ｂｙ  Ｔａｐｅ  Ｔｅｓｔに由来する。テープテストの結果として、付着性かつ伝導性の銀フィルムの一部のみが基板から除去された。
【００７７】
（実施例２）
銀ナノ粒子の水性懸濁液（およそ４２重量％銀）を含む組成物を、３重量％のポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）溶液（２５重量％ＰＶＯＨ）と混合した。この試料を摂氏８０度で５分から１５分間乾燥した。この試料は、１．５ミクロンの推定の厚さで３０〜４５ミリオーム／平方のシート抵抗を呈した。正規化シート抵抗（２５．４ミクロン当たり、または１ミル当たり）は、およそ１．８ミリオーム／平方／ミルであった。
【００７８】
【表１】
2011528169.tif 000003
表１で分かるように、発明材料Ａ１からＡ２は、テストされた既存の材料、つまり比較材料１および２とは異なる特定の特徴を呈する。
【００７９】
第１に、表１の列ＣおよびＤで分かるように、発明材料は、テストされた既存の材料よりも、重量当たりベースで、多くの基板表面積を被覆することができる。
【００８０】
第２に、発明材料は、テストされた既存の材料が呈するよりも低いシート抵抗を呈する。これは、表１の列Ｅに示される。表１の列Ｆで分かるように、発明材料は、テストされた比較材料が達成するよりも薄い厚さで、このようなシート抵抗を達成する。結果として、発明材料は、表１の列Ｇに示されるように、テストされた比較材料が提示するよりも、厚さ当たりベースで、低いシート抵抗を提示する。
【００８１】
したがって、表１に示すように、発明材料は、テストされた比較材料よりも、厚さ当たりベースおよび面積当たりベースで、低いシート抵抗を提供することができる。発明材料は、テストされた既存の材料よりも、重量当たりベースで、大きい基板表面積を被覆することができるため、所与の重量の発明材料は、より大きい重量のテストされた比較材料よりも、所与の基板表面積に対して高い遮蔽被覆を提供する。
【００８２】
（実施例３）
説明した構造の遮蔽に対する有効性をテストするために、開示された方法に従って調製された配合物を、ポリエステルフィルムの表面上に吹付け、摂氏１３０度で１分間硬化した。銀コーティングは、１．５マイクロメートル厚であると推定され、シート抵抗率は、１．５マイクロメートルのコーティング厚で０．０８０オーム／平方であると測定された。１０ｃｍ×１５ｃｍのバッグは、金属を内部に有する、銀でコーティングされたポリエステルフィルムを折り重ねることによって形造った。折り畳み部に隣接した対向する表面同士を熱封止して合わせた。次いで、携帯電話機をバッグ内に載置し、バッグを完全に封止した。
【００８３】
携帯電話機をバック内に載置する前において、携帯電話機の信号強度は、携帯電話機の信号強度計によると、４本のバーであった。銀コーティング厚は、携帯電話機のディスプレイが金属／基板マトリクスを通して見えることが可能なほど十分薄かった。
【００８４】
携帯電話機をバッグ内に載置した後、バックを完全に封止した。バックを封止すると、携帯電話機の信号強度は、ゼロ本のバーを示した。次いで、携帯電話機の呼び出しを試みたが、つながらなかった。バッグの一端を再び開放すると、携帯電話機の信号強度は４本のバーに戻り、携帯電話機を呼び出すとつながった。
【００８５】
（実施例４）
開示された配合物の遮蔽有効性をさらにテストするために、実施例３の手順に類似する手順に従った。開示された方法に従って作製された配合物を、ポリエステルフィルム上に吹付け、摂氏１３０度でおよそ１分間硬化させた。銀コーティングは、０．５マイクロメートル厚であると推定され、シート抵抗率は、０．５マイクロメートルのコーティング厚でおよそ０．３０オーム／平方であると測定された。１０センチメートル×１５センチメートルのバッグは、金属を内部に有する、銀でコーティングされたポリエステルフィルムを折り重ねることによって形造った。折り畳み部に隣接した対向する表面同士を熱封止して合わせた。携帯電話機をバッグ内に載置し、バッグを完全に封止した。
【００８６】
携帯電話機をバッグ内に載置する前において、携帯電話機の信号強度は、４本のバーであると示された。銀コーティング厚は、携帯電話機のディスプレイが金属／基板マトリクスを通して見えることが可能なほど十分薄かった。
【００８７】
携帯電話機をバッグ内に載置した後、バックを完全に封止した。バックを封止すると、携帯電話機の信号強度計は、１本のバーの信号強度を示した。携帯電話機の呼び出しを試みたら、つながった。バッグの一端を開放すると、携帯電話機の信号強度は４本のバーに戻った。弱い信号ゆえに、携帯電話機を呼び出すとつながったが、バッグは、信号を完全に妨げずに信号の強度を効果的に低下させた。
【００８８】
（実施例５）
金属ナノ粒子ベースのインクを基板上に堆積する１つの例示的方法は、基板がファラデー箱の機能と類似して機能することができるように、インクを堆積することを含む。インクを、基板が実質的に透明のままであるようなパターンに堆積させる。さらに、基板に「硬く折り目を付ける」ことが可能である一方で、依然として、基板の実質的に全ての区分がＥＭＩ／ＲＦＩおよび静電気に対する遮蔽を提供し続けることを可能にするように、インクを堆積させる。したがって、基板がバッグに形成される場合、バッグの内容物上のマーキング（すなわち、バーコード）を含む、バッグの内容物を明瞭に見ることができる。
【００８９】
一実施形態では、基板から収納場所を作成する。収納場所は、一実施形態では、化合された基板、堆積されたインク、および適用された保護フィルムを半分に折り畳み、対向端部を熱封止してバックを形成することによって作成されたバックであり得る。いくつかの実施形態は、ＥＭＩ遮蔽、ＲＦＩ遮蔽、および静電気遮蔽の機能のうちのいずれか１つを実施するために、「ホットスポット」の生成を引き起こさずに、または収納能力の低下を引き起こさずに、折り畳むこと、および折り目を付けることが可能な収納場所の作成を含む。
【００９０】
（実施例６）
実施例１に説明したインク組成物を利用して、幅がおよそ４５ミクロンの細い線と、およそ３００ミクロンの距離で離間された線とを、５ミルの印刷処理されたポリエステル上に正方形の格子パターンでフレキソ印刷した。結果として生じた線を、コンビネーションＩＲおよび対流式オーブンを使用して、およそ摂氏約１２０度の温度で５秒以下の間、オーブンのホットゾーンで硬化させた。結果として生じたパターンのシート抵抗は、０．９５オーム／平方であった。基板に対するフィルムの接着を、前述のテープテスト方法を利用して評価した。光学透過率は、７５％であると測定された。
【００９１】
（実施例７）
インク組成物であって、実施例１に説明したインク組成物に類似するが、インクが、より低い粘性で流動性のナノ粒子の金属分散の軟度よりもむしろ、ペーストの軟度に類似する軟度を有するように、より高い重量パーセントの金属に濃縮されるインク組成物を利用して、活版印刷によって、５ミルの印刷処理されたポリエステル上に正方形の格子パターンで、インクの細い線を印刷した。印刷した線は、およそ２５ミクロンの幅を有し、各線は、およそ３２５ミクロンの距離だけ分離された。印刷した線を、１分以下の間、およそ摂氏１４０度の温度に加熱した。印刷した線を、対流式オーブンを使用して加熱し、オーブンのホットゾーンで加熱した。結果として生じたパターンのシート抵抗は、およそ２オーム／平方であった。基板に対するフィルムの接着を、前述のテープテスト方法を利用して評価し、接着は、ほぼ完全であることが判定された。結果として生じたフィルムの光学透過率は、７５％から９０％の間であると推定された。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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