(57)【要約】  透明な基材（１４、２０１）と、透明な基材（１４、２０１）の主表面の少なくとも一部の上に配置される導電性層（１２）を備え、かつ複数の相互接続する金属製ナノワイヤを備える複合層（１８、２８）と、導電性層（１２）の少なくとも一部の上に配置される高分子オーバーコート層（１６）と、を備える透明な電気伝導体（１０、２０）であって、複合層のパターンが、複合層のｘ−ｙ平面のｘ軸及びｙ軸、並びに複合層のｘ−ｙ平面内へのｚ軸を含み、かつパターンが複合層（１８、２８）のｘ−ｙ平面内に複数の導電性領域（２４、２４’）を画定し、導電性領域（２４、２４’）は、電気絶縁性トレース（２１）によって相互から分離され、前記電気絶縁性トレースのそれぞれは、複合層（１８、２８）のｘ−ｙ平面のｚ軸内への谷部を画定し、谷部は、複合層（１８、２８）のｘ−ｙ平面に対して５０ナノメートルから１００ナノメートルの範囲の最大深さ（２７）を有し、谷部は、１０マイクロメートルから１０００マイクロメートルの範囲の断面幅（Ｍ１）を有し、谷部は、更に複合層（１８、２８）のｘ−ｙ平面のｚ軸内への、５０ナノメートルから１００ナノメートルの範囲の深さ（２３）を有する複数の割れ目（２２）を更に備える、電気伝導体。電気絶縁性トレース（２１）を生成するために、透明な電極（１０、２０）をパターン様に照射するための方法も記載される。
2015510219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な電気伝導体であって、
透明な基材と、
複合層であって、
前記透明な基材の主表面の少なくとも一部の上に配置され、複数の相互接続する金属製ナノワイヤを備える導電性層と、
前記導電性層の少なくとも一部の上に配置される高分子オーバーコート層と、を備える複合層と、を含み、
前記複合層のパターンが、前記複合層のｘ−ｙ平面のｘ軸及びｙ軸、並びに前記複合層の前記ｘ−ｙ平面内へのｚ軸を含み、かつ前記パターンが前記複合層の前記ｘ−ｙ平面内に複数の導電性領域を画定し、前記導電性領域は、電気絶縁性トレースによって相互から分離され、前記電気絶縁性トレースのそれぞれは、前記複合層の前記ｘ−ｙ平面の前記ｚ軸内への谷部を画定し、前記谷部は、前記複合層の前記ｘ−ｙ平面に対して１０ナノメートルから１００ナノメートルの範囲の最大深さを有し、前記谷部は、１０マイクロメートルから１０００マイクロメートルの範囲の断面幅を有し、前記谷部は、更に前記複合層の前記ｘ−ｙ平面の前記ｚ軸内への、５０ナノメートルから１００ナノメートルの範囲の深さを有する複数の割れ目を更に備える、透明な電気伝導体。
【請求項２】
少なくともいくつかの前記割れ目の深さが、前記複合層の前記ｘ−ｙ平面に対して、前記複合層の前記ｘ−ｙ平面の前記ｚ軸内で少なくとも１００ナノメートルである、請求項１に記載の透明な電気伝導体。
【請求項３】
前記谷部が、前記谷部の縁部に沿って側部隆起を有し、前記側部隆起が、前記表面の上方に前記ｚ軸に沿って、前記谷部の最大深さに対して１％を超えないだけ隆起する、請求項１又は２に記載の透明な電気伝導体。
【請求項４】
前記高分子オーバーコート層が、少なくとも１つの多官能性（メタ）アクリレートの反応生成物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明な電気伝導体。
【請求項５】
前記高分子オーバーコート層が、金属酸化物ナノ粒子を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の透明な電気伝導体。
【請求項６】
前記高分子オーバーコート層が、電気活性のあるポリマーを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の透明な電気伝導体。
【請求項７】
前記複数の相互接続する金属ナノワイヤが、銀を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の透明な電気伝導体。
【請求項８】
前記透明な基材が、約５マイクロメートル〜約１０００マイクロメートルの範囲の厚さを有する層である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の透明な電気伝導体。
【請求項９】
前記導電性層が、約５０ナノメートル〜約１マイクロメートルの範囲の厚さを有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の透明な電気伝導体。
【請求項１０】
前記複合層が、約５０ナノメートル〜約１マイクロメートルの範囲の厚さを有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の透明な電気伝導体。
【請求項１１】
前記電気絶縁性トレースが、前記複数の導電性領域内の前記導電性領域の間で、１メガオームより大きい電気抵抗を提供する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の透明な電気伝導体。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の透明な電気伝導体を備える物品。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の透明な電気伝導体を作製する方法であって、前記方法が、
透明な導電性膜であって、
透明な基材と、
複合層であって、
前記透明な基材の主表面の少なくとも一部の上に配置され、複数の相互接続する金属製ナノワイヤを備える導電性層と、
前記導電性層の少なくとも一部の上に配置される高分子オーバーコート層、とを備える複合層と、
を備える透明な導電性膜を提供する工程と、
前記透明な電極を提供するためのパターンに従って、前記透明な導電性膜にパターン様に照射する工程と、
を含む方法。
【請求項１４】
前記パターン様に照射する工程が、レーザーによる照射を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記レーザーが、パルスＵＶレーザーである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記レーザーが、連続波ＵＶレーザーである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記パターン様に照射する工程が、前記透明な導電性膜のロールツーロール処理を含む、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記パターン様に照射する工程が、前記複数の相互接続する金属製ナノワイヤの少なくともいくつかを切断することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記パターン様に照射する工程が、照射される区域内の前記複数の相互接続する金属製ナノワイヤの少なくともいくつかを破壊して、前記金属製ナノワイヤからの金属を、前記照射される区域内の非導電性の非ナノワイヤ層へと再分配することを含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）は、多くの異なるタイプのディスプレイデバイスが機能するために必要不可欠な、透明な電極内で導電体として幅広く使用される。ＩＴＯは、いくつかの欠点を有する。これらの欠点には、可撓性基材の取扱いの困難につながる可能性がある脆性と、高分子膜上のＩＴＯ層を使用する構築で、反射の損失を与える可能性がある高屈折率と、が含まれる。後者は、液晶ベースのデバイスについての特定の問題であり、その電極／活性層境界面での反射の損失は透過率の低減につながる可能性があり、ひいてはコントラスト比の低下及びディスプレイ性能の劣化につながる。更に、ＩＴＯ膜は、一般に真空プロセスを使用して蒸着され、高価な真空蒸着装置が直ちに利用可能でない場合、問題となる。これらは、高価で、限定的であり、潜在的に戦略的な資源である、インジウム金属の可用性にも依存する。したがって、多くの可撓性ディスプレイデバイスは、ＩＴＯ系ではなく、ロールツーロールウェットコーティング処理によって調製することができる、代替的な透明な導電性電極の可用性の恩恵を受ける可能性がある。
【０００２】
銀は、あらゆる既知の材料のうちで最も高いバルク導電率を有する。その結果、ロールコーティング可能なＩＴＯの代替として大いに有望な見込みを示しているコーティングの１つの種類は、銀ナノワイヤである。これらの材料は、液体分散体から、スロットダイ及びグラビアなどのロールツーロールコーティング法を使用して、コーティングすることができる。かかるコーティングは、高い視覚的な透過率および低い曇り度で、優れた導電率を与えることができるが、いくつかの用途では、銀の酸化的及び化学的不安定性、特にナノワイヤの形態では、機械的、化学的、及び環境的劣化、並びにそれに続く導電率特性の損失に対して銀の層を保護するための保護的なオーバーコートの使用が必要となる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
多くのタイプの現代的なディスプレイ及び電子的なデバイスが、導電性トレースを得るために導電体を良好に画定された幾何学的形状でパターン化することができることを要する、透明な導電体を利用する。ＩＴＯについては、これを達成するためにいくつかの方法が利用可能であり、最も際立っているのは、リソグラフ法とレーザーアブレーション法である。両者とも欠点がある。リソグラフ法は、一般に遅く、かつ多段階湿式処理が関与する。レーザーパターニングは、レーザートレースの縁部に再蒸着する可能性があるアブレーション屑を生成する場合があり、デバイスの短絡の問題を生じる可能性がある高くなったトレースエッジ形体につながり、特に薄い可撓性の構造は、２つの対向する透明な導電体膜の間の光学的に又は電気的に活性な薄層に関与する。透明な導電体のレーザーパターニングには、改善が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、本開示は、透明な電極を記載する。透明な電気伝導体は、透明な基材と、複合層であって、透明な基材の主表面の少なくとも一部の上に配置され、複数の相互接続する金属製ナノワイヤを備える導電性層と、導電性層の少なくとも一部の上に配置される高分子オーバーコート層と、を含み、複合層のパターンが、複合層のｘ−ｙ平面のｘ軸及びｙ軸、並びに複合層のｘ−ｙ平面内へのｚ軸を含み、かつパターンが複合層のｘ−ｙ平面内に複数の導電性領域を画定し、導電性領域は、電気絶縁性トレースによって相互から分離され、前記電気絶縁性トレースのそれぞれは、複合層のｘ−ｙ平面のｚ軸内への谷部を画定し、谷部は、複合層のｘ−ｙ平面に対して１０ナノメートルから１００ナノメートルの範囲の最大深さを有し、谷部は、１０マイクロメートルから１０００マイクロメートルの範囲の断面幅を有し、谷部は、更に複合層のｘ−ｙ平面のｚ軸内への、５０ナノメートルから１００ナノメートルの範囲の深さを有する複数の割れ目を更に備える。
【０００５】
いくつかの実施形態では、高分子オーバーコート層は、酸化アンチモンスズ、酸化亜鉛、インジウムスズ酸化物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるナノ粒子を備える。いくつかの実施形態では、導電層の無い透明な基材上に配置される高分子オーバーコート層のシート抵抗は、約１０７オーム／ｓｑより大きい。
【０００６】
別の態様では、本開示は、透明な導電性膜であって、透明な基材と、複合層であって、透明な基材の主表面の少なくとも一部の上に配置され、複数の相互接続する金属製ナノワイヤを備える導電性層と、導電性層の少なくとも一部の上に配置される高分子オーバーコート層、とを備える複合層と、を備える透明な導電性膜を提供する工程と、複合層内のパターンを備えるパターン様に照射された透明な導電性膜を提供するためのパターンに従って、透明な導電性膜をパターン様に照射する工程を含む方法と、を記載し、複合層のパターンが、複合層のｘ−ｙ平面のｘ軸及びｙ軸、並びに複合層のｘ−ｙ平面内へのｚ軸を含み、かつパターンが複合層のｘ−ｙ平面内に複数の導電性領域を画定し、導電性領域は、電気絶縁性トレースによって相互から分離され、電気絶縁性トレースのそれぞれは、複合層のｘ−ｙ平面のｚ軸内への谷部を画定し、谷部は、複合層のｘ−ｙ平面に対して１０ナノメートルから１００ナノメートルの範囲の最大深さを有し、谷部は、１０マイクロメートルから１０００マイクロメートルの範囲の断面幅を有し、谷部は、更に複合層のｘ−ｙ平面のｚ軸内への、５０ナノメートルから１００ナノメートルの範囲の深さを有する複数の割れ目を更に備える。
【０００７】
本記述の実施形態によるナノ構造膜は、典型的には銀ナノワイヤの相互接続網状組織を備える。かかる網状組織は、好ましくは実質的に導電性である。かかる膜は、追加的に、光学的に透明であってもよい。
【０００８】
膜は、層が、約４００ｎｍから約７００ｎｍの入射電磁放射線の少なくとも一部の少なくとも８０％が層を通過するのを許容するとき、「透明」と言われる。
【０００９】
膜は、電極の反対側の物体を見たときに、２０：２０の視力の肉眼によって、物体の歪みが視覚的にほとんど又は全く観察されないような、実質的に光学的にクリアであるとき、「光学的に透明」と言われる。
【００１０】
「導電性領域」は、１平方当たり１０４オーム未満のシート抵抗を有する膜の領域を指す。
【００１１】
「電気絶縁性トレース」は、２点プローブで測定すると、導電性領域間に少なくとも１０６オームの抵抗を提供する、導電性領域間のトレースを指す。
【００１２】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下に詳細に記載される。上記概要はいずれも、主張される対象の制限として解釈されるべきではなく、前述の対象は、本明細書に記載される特許請求の範囲によってのみ定義される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本明細書に記載される透明な電極の例示的な実施形態の導電性部分の断面図である。
【図２】本明細書に記載されるパターン化された透明な電極の絶縁性トレースの理想化された形体図である。
【図３Ａ】本明細書に記載されるレーザートレースを示す、透明な電極の、顕微鏡写真の可視光画像である。
【図３Ｂ】本明細書に記載されるレーザートレースを示す、透明な電極の、顕微鏡写真の可視光画像である。
【図３Ｃ】本明細書に記載されるレーザートレースを示す、透明な電極の、顕微鏡写真の可視光画像である。
【図３Ｄ】本明細書に記載されるレーザートレースを示す、透明な電極の、顕微鏡写真の可視光画像である。
【図４Ａ】本明細書に記載されるレーザートレースを示す、透明な電極の、顕微鏡写真の可視光画像である。
【図４Ｂ】本明細書に記載されるレーザートレースを示す、透明な電極の、顕微鏡写真の可視光画像である。
【図４Ｃ】本明細書に記載されるレーザートレースを示す、透明な電極の、顕微鏡写真の可視光画像である。
【図４Ｄ】本明細書に記載されるレーザートレースを示す、透明な電極の、顕微鏡写真の可視光画像である。
【図５Ａ】透明な電極の例示的な実施形態のレーザートレースの原子間力顕微鏡法画像である。
【図５Ｂ】図５Ａのレーザートレースのプロファイル分析である。
【図５Ｃ】図５Ａのレーザートレースのプロファイル分析である。
【図６Ａ】透明な電極の例示的な実施形態のレーザートレースの原子間力顕微鏡法画像である。
【図６Ｂ】図６Ａのレーザートレースのプロファイル分析である。
【図７Ａ】透明な電極の例示的な実施形態のレーザートレースの原子間力顕微鏡法画像である。
【図７Ｂ】図７Ａのレーザートレースのプロファイル分析である。
【図８Ａ】透明な電極の例示的な実施形態のレーザートレースの原子間力顕微鏡法画像である。
【図８Ｂ】図８Ａのレーザートレースのプロファイル分析である。
【図９Ａ】照射されていない膜サンプルの原子間力顕微鏡法画像である。
【図９Ｂ】照射されていない膜サンプルの原子間力顕微鏡法画像である。
【図１０Ａ】透明な電極の例示的な実施形態のレーザートレースの原子間力顕微鏡法画像である。
【図１０Ｂ】図１０Ａのレーザートレースのプロファイル分析である。
【図１１】透明な電極の例示的な実施形態のレーザートレースの暗視野可視顕微鏡写真である。
【図１２Ａ】透明な電極の例示的な実施形態のレーザートレースの原子間力顕微鏡法画像である。
【図１２Ｂ】図１２Ａのレーザートレースのプロファイル分析である。
【図１３】透明な電極の例示的な実施形態の吸収のスペクトルである。
【図１４Ａ】原子間力顕微鏡法画像、及びＩＴＯ  ＰＥＴ膜上のレーザートレースのそれぞれのプロファイル分析である。
【図１４Ｂ】原子間力顕微鏡法画像、及びＩＴＯ  ＰＥＴ膜上のレーザートレースのそれぞれのプロファイル分析である。
【図１５】透明な導電性膜サンプル内のレーザートレースの２００Ｘの可視顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、その複数の導電性領域のうちの１つを示す、本開示の透明な電極（すなわち、透明な電気伝導体）１０の例示的な実施形態の断面図を示す。透明な電極１０は、透明な基材１４の主表面の少なくとも一部の上に配置される相互接続する金属製ナノワイヤの導電性層１２を備え、高分子オーバーコート層１６が導電性層１２の上に配置される。高分子オーバーコート層１６と導電性層１２とは、一緒に複合層１８（すなわち、高分子ナノワイヤ層）を形成する。図１には、複数の導電性領域を分離する電気絶縁性トレースは示されない。
【００１５】
図２は、例えば、図５Ｂ、図５Ｃ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図１０Ｂ、及び図１２Ｂに示される、原子間力顕微鏡法（「ＡＦＭ」；ＡＦＭは、実施例の項で更に詳細に説明される）形体データの態様を説明するための電気絶縁性トレース２１の態様を図示する、本開示のパターン付きの透明な電気伝導体（すなわち、透明な電極）２０の理想化した形体図である。透明な電気伝導体２０の理想化した形体図は、複合層２８（複合層２８の相互接続する金属製ナノワイヤは図示せず）のｘ−ｙ平面のｘ軸及びｙ軸、並びに複合層２８のｘ−ｙ平面内へのｚ軸に対して配向される。電気絶縁性トレース２１は、導電性領域２４及び２４’を分離する谷部２６を画定し、谷部２６は、最大深さ２７及び断面幅Ｍ１を有する。電気絶縁性トレース２１は、更に複合層２８のｘ−ｙ平面のｚ軸内に深さ２３を有する複数の割れ目２２をさらに備える。図２に示す実施形態は、谷部２６及び複数の割れ目２２がｚ軸に沿って複合層２８内にのみ延在することを示すが、いくつかの実施形態（図示せず）では、複数の割れ目２２は、ｚ軸に沿って透明な基材２０１内に延在してもよい。いくつかの実施形態（図示せず）では、谷部２６の最大深さ２７は、ｚ軸に沿って透明な基材２０１内に延在する。
【００１６】
本開示の電気絶縁性のレーザートレースは、典型的にはこれらの絶縁性レーザートレースの断面分析で、２つのレベルの構造を有し、ほぼレーザービームの幅に対応する幅を有し、コーティング及びレーザー出力に依存して１０ｎｍ未満から１００ｎｍ超までの範囲にわたる可能性がある深さの、幅広い、一次谷部（すなわち、溝）は、銀ナノワイヤの形状の最高５０〜１００ｎｍの深さのその比較的鋭い割れ目の上に重畳している。
【００１７】
本開示の電気絶縁性のレーザートレースの実施形態は、理想から逸脱する特徴を有する場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、レーザートレースは、透明な電極をパルスレーザーが横断した一連のスポットであってもよい。パルスレーザートレースのＡＦＭ画像は、実施例の項（例えば、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図１０Ａ、及び図１２Ａを参照）で見ることができ、理想からの様々な程度の逸脱が観察される。
【００１８】
いくつかの実施形態では、本開示の透明な電極２０は、光学的に透明である。透明な電極２０は、曲面に形状適合するディスプレイを提供するように、導電特性の損失無しに曲げることができるような、可撓性であってもよい。
【００１９】
本開示の透明な電極の導電性領域は、導電性（約１０４オーム／ｓｑ未満の面積抵抗率）のストリップ、平面又は表面を担持する透明な基材を備え、電磁スペクトルの少なくともいくらかの部分の放射を透過する。特に、透明な電極は、透明な基材と、透明な基材の上に配置され、金属製ナノワイヤを備える導電層と、導電層の上に配置され、所望により酸化アンチモンスズ、酸化亜鉛、及びインジウムスズ酸化物からなる群から選択されるナノ粒子を含む高分子オーバーコート層と、を備え、透明な基材の上に配置される導電層を有さない高分子オーバーコート層のシート抵抗は、約１０７オーム／ｓｑより高い。
【００２０】
透明な電極は、光学的な性能が、低い曇り度及び高い可視光の透過率を必要とする、ディスプレイ用途で使用することができる。例えば、かかるディスプレイは、（ａ）透明な基材が第１の基材を含む、透明な電極を備える第１の電極と、（ｂ）第２の基材と、（ｃ）高分子オーバーコート層と第２の基材との間に配置される画像形成材料と、を備える。いくつかの実施形態では、第２の基材は、透明である。いくつかの実施形態では、第２の基材は、不透明である。透明な電極が使用されてもよい代表的なディスプレイとしては、高分子分散液晶ディスプレイ、液晶ディスプレイ、電気泳動式ディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイ、エレクトロルミネセントディスプレイ、及びプラズマディスプレイが挙げられる。
【００２１】
導電材料として銀で作製された透明な電極は、既知である。国際特許第ＷＯ  ２００８／０４６０５８号（Ａｌｌｅｍａｎｄら）に記載されるように、銀ナノワイヤ、メッシュ、又は線の形態で使用されるとき、透明な導電材料として銀を使用することができる。銀コーティングは高い可視光透過率及び低い曇り度とともに優れた導電率を提供するが、いくつかの用途では、特にナノワイヤの形態の銀の酸化的及び化学的不安定性は、銀の層に対する保護的なオーバーコートの使用を必要とする可能性がある。保護的なオーバーコートは、銀の導電率の損失につながる可能性がある、機械的な損傷及び環境的な劣化から銀を保護することができる。
【００２２】
銀に対する保護オーバーコートとしては、電気的な特性の絶縁を有するものが挙げられる。保護的なオーバーコートは、銀ナノワイヤ無しの基材上の保護的なオーバーコートのコーティングが、約１０１２オーム／ｓｑより大きいシート抵抗を有する場合、電気的な特性の絶縁を有するものと考えられる。ＵＶ硬化性アクリル樹脂などの材料は、絶縁特性を有し、保護オーバーコートを作製するために特に有用である。
【００２３】
銀に対する保護オーバーコートとしては、導電性の特性を有するものが挙げられる。保護的なオーバーコートは、銀ナノワイヤを有さない基材上の保護的なオーバーコートのコーティングが、約１０４オーム／ｓｑ未満のシート抵抗を有する場合、導電性の特性を有すると考えられる。導電性特性を有する、保護的なオーバーコートを作製するために有用な材料としては、ＩＴＯを含む様々なタイプの真空塗布コーティングが挙げられるが、この手法は、ＩＴＯ自体にとっては、上記の理由で有利ではない。導電性保護オーバーコートは、導電性ポリマーも含むことができるが、これらの材料は、可視領域を強度に吸収する。例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホネート）（しばしばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳと称される）は、広く使用されるが、深い青色である。ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、他のポリチオフェン類、及びポリアニリン類などの導電性ポリマーは、最高で１０９オーム／ｓｑのオーバーコートシート抵抗を与えるように塗布されるオーバーコートとしても使用することができる。かかるオーバーコートは、ＯＬＥＤ装置構築には特に有用である。
【００２４】
いくつかの実施形態では、透明な電極には曇りがほとんど又は全くなく、これは約１０％以下（いくつかの実施形態では、約５％以下、又は更には約２％以下）の曇り度の値を有することを意味する。透明な電極に直角に入射する光については、曇り度の値は、総透過光強度に対する、直角方向から４度を超えて偏向する透過光の強度の割合である。本明細書に開示した光学的曇り度の値は、ＡＳＴＭ  Ｄ１００３に記載される手順に従って、ヘイズメーター（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｉｎｅｒ，Ｓｉｌｖｅｒ  Ｓｐｒｉｎｇｓ，ＭＤから、「ＨＡＺＥ−ＧＡＲＤ  ＰＬＵＳ」の商品名で入手可能）を使用して測定した。
【００２５】
いくつかの実施形態では、透明な電極は、可視光スペクトルの少なくとも一部にわたって（約４００〜約７００ｎｍ）、約８０％〜約１００％（いくつかの実施形態では、約９０％〜約１００％、約９５％〜約１００％、又は更には約９８％〜約１００％）の高い光透過性を有する。いくつかの実施形態では、透明な電極は、可視光スペクトルの少なくとも一部（約４００〜約７００ｎｍ）にわたって、少なくとも約８０％、約９０％〜約１００％、又は約９０％〜約９５％の高い光透過性、及び約０．０１％から約５％未満まで曇り度の値を有する。
【００２６】
導電層は、約１０を超える縦横比を有する金属製ナノワイヤを有し、縦横比は、粒子の長さをその直径で除算することによって決定される。本明細書で使用される場合、金属製ナノワイヤは、金属、合金、又は金属酸化物を含む金属化合物を含む金属製のワイヤを指す。金属製ナノワイヤの少なくとも１つの断面寸法は、５００ｎｍ未満（いくつかの実施形態では、２００ｎｍ未満、又は更には１００ｎｍ未満）である。縦横比は、約１０を超える、約５０を超える、約１００を超える、又は約１０〜約１００，０００である。金属製ナノワイヤは、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含むことができる。一実施形態では、金属製ナノワイヤは、例えば国際特許第ＷＯ  ２００８／０４６０５８号（Ａｌｌｅｍａｎｄら）に記載されるように、銀ナノワイヤを含む。銀ナノワイヤは、国際特許第ＷＯ  ２００８／０４６０５８号に記載されるように調製する、又は商業的な供給源（例えば、Ｂｌｕｅ  Ｎａｎｏ，Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ、Ｓｅａｓｈｅｌｌ，Ｌａ  Ｊｏｌｌａ，ＣＡ、及びＮａｎｏｇａｐ  ＵＳＡ，Ｓａｎ  Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，ＣＡ）から入手することができる。
【００２７】
金属製ナノワイヤは、透明な基材の表面上に導電性網状組織を形成する。一般に、金属製ナノワイヤの何らかの溶媒中の分散体を調製し、透明な基材上に塗布し、続いてこのコーティングを乾燥することによって、溶媒を除去する。金属製ナノワイヤの安定した分散体を形成する任意の溶媒、例えば、水、アルコール、ケトン、エーテル、炭化水素、芳香族炭化水素、及びこれらと同等の混合物を使用することができる。金属製ナノワイヤを含む分散体は、コーティング処方に典型的に使用される添加剤（例えば、界面活性剤、バインダー、粘性を調節するための材料、及び腐食防止剤）を含むことができる。分散処方及びコーティングの最適化、並びに乾燥条件は、国際特許第ＷＯ  ２００８／０４６０５８号（Ａｌｌｅｍａｎｄら）に記載される。
【００２８】
一般に、導電層の厚さは、使用される特定の金属製ナノワイヤ、高分子オーバーコート層の特性、及び撮像材料に依存する。ほとんどの場合、コスト及びディスプレイ性能に対するあらゆる悪影響を最小化するために、使用される金属製ナノワイヤの量を最少化することが望ましい。導電層は、金属製ナノワイヤに加えて、様々な構成要素を備えてもよい。一実施形態では、導電層は、本質的に金属製ナノワイヤからなる。別の実施形態では、導電層は、約４０重量％より多くの金属製ナノワイヤを含み、重量％の残部は結合剤及び界面活性剤などの添加物を含む。
【００２９】
導電層の厚さは、典型的には、約５００ｎｍ未満である。いくつかの実施形態では、導電層は、ナノワイヤのメッシュ若しくは網状組織の形態、又は透明な基材の表面にわたる何らかの不連続的な形態である。いくつかの実施形態では、金属製ナノワイヤは、透明な基材上に透明な導電性領域及び透明な非導電性領域を備えるパターンを形成するように配置される。例示的なパターンは、線の配列又は相互に約５マイクロメートル〜約５００マイクロメートル以上離間する別個の導電性領域を含む。
【００３０】
典型的には、使用される特定の金属製ナノワイヤ及び導電層の厚さは、透明な基材上に配置される層の所望のシート抵抗によって決定される。シート抵抗の典型的な範囲は、約１０オーム／ｓｑ〜約５０００オーム／ｓｑであり、好ましい範囲は、特定のデバイス及び用途に依存する。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスについては、典型的なシート抵抗は、約１０〜約５０オーム／ｓｑであり、ＰＤＬＣ及びコレステリック液晶デバイスについては、典型的なシート抵抗は、約５０〜約２５０オーム／ｓｑであり、電気泳動式ディスプレイデバイスについては、典型的なシート抵抗は、約５０〜約２０００オーム／ｓｑである。
【００３１】
導電層のシート抵抗は、接触法及び非接触法によって測定することができる。接触法については、電圧計に接続される２つの金属接点を備える２点プローブを、プローブが層と接触するように、導電層上に取り付けられる。非接触法については、無接点プローブを有する計器（例えば、Ｄｅｌｃｏｍ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｉｎｃ．，Ｐｒｅｓｃｏｔｔ，ＷＩから、「ＤＥＬＣＯＭ  ７１７Ｂ  ＮＯＮ−ＣＯＮＴＡＣＴ  ＣＯＮＤＵＣＴＡＮＣＥ  ＭＯＮＩＴＯＲ」の商品名で入手可能な計器）を使用してもよい。
【００３２】
透明な電極は、以下に記載するように、異なるタイプのディスプレイに使用することができる。いくつかのディスプレイでは、透明な電極は、光が電極を通して、観察者に向かって透過するように設計する必要がある。これらの場合には、構成要素及び導電層の厚さは、層の光学的な特性が、ある特定の要件に適合するように選択される必要がある。
【００３３】
高分子オーバーコート層は、腐食及び磨耗などの劣悪な環境要因から金属製ナノワイヤが保護されるように導電層上に配置される。特に、高分子オーバーコート層は、水分、微量の酸、酸素、及びイオウなどの腐食性要素の透過を防ぐ、又は少なくとも最小限にするように設計される場合がある。
【００３４】
一般に、高分子オーバーコート層は、予備重合されていてもされていなくてもよい、有機構成要素から形成される。有機構成要素は、高分子オーバーコート層を導電層上に形成することができる限り、特に限定されず、導電層は、腐食及び磨耗から保護され、所望により結果として得られるディスプレイで更に機能することができる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、高分子オーバーコート層は、約５００ｇ／モル未満の分子量を有する小さい分子を含むことができる単量体、５００ｇ／モルを超え、約１０，０００ｇ／モルまでの分子量を有するオリゴマー、及び１０，０００ｇ／モルを超え、約１００，０００ｇ／モルまでの分子量を有するポリマーなどの、１つ以上の重合可能な構成要素を含む重合可能な処方から形成される。重合可能な単量体又はオリゴマーは、化学線（例えば、可視光、紫外放射、電子ビーム照射、熱、及びこれらの組み合わせ）、又は様々な従来のアニオン性、カチオン性、フリーラジカル、又は他の、光化学的に、熱的に、又は酸化還元的に開始することができる重合技法のいずれかを使用して、硬化することができる。
【００３６】
高分子オーバーコート層を形成するために適切な重合可能な基の代表的な実施例としては、エポキシ基、エチレン性不飽和基、アリルオキシ基、（メタ）アクリレート基、（メタ）アクリルアミド基、シアノエステル基、ビニルエーテル基、及びこれらの組み合わせが挙げられる。単量体は、単官能性又は多官能性であってもよく、かつ重合する際に架橋された網状組織を形成する能力がある場合がある。本明細書で使用される場合、（メタ）アクリレートはアクリレート及びメタクリレートを指し、（メタ）アクリルアミドは、アクリルアミド及びメタクリルアミドを指す。
【００３７】
有用な単官能性単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、置換スチレン、ビニルエステル、ビニルエーテル、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−置換（メタ）アクリルアミド、オクチル（メタ）アクリレート、イソ−オクチル（メタ）アクリレート、ノニルフェノールエトキシレート（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、２−（２−エトキシエトキシ）エチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ブタンジオールモノ（メタ）アクリレート、β−カルボキシエチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、脂環式エポキシド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、無水マレイン酸、イタコン酸、イソデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸、Ｎ−ビニルカプロラクタム、ステアリル（メタ）アクリレート、ヒドロキシル官能性ポリカプロラクトンエステル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシイソプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシイソブチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００３８】
重合可能なオリゴマー及びポリマーを含む適切な高分子量構成成分は、耐久性、可撓性、導電層及び／又は透明な基材への接着、耐候性、並びに透過性を提供するために高分子オーバーコート層内に組み込まれる場合がある。これらの高い分子量構成成分は、高分子オーバーコート層を形成するための適切なコーティング処方を得るために有用でもある場合があり、例えば、粘性制御又は硬化時の層の収縮の低減を提供するために使用されてもよい。オリゴマー及び／又はポリマー自体は、直鎖状、分枝状、及び／又は環状であってもよい。分枝状オリゴマー及び／又はポリマーは、同程度の分子量の直鎖状オリゴマー及び／又はポリマーよりも低い粘度を有する傾向がある。
【００３９】
例示的な重合可能なオリゴマー及びポリマーとしては、脂肪族ポリウレタン、（メタ）アクリルアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、エポキシポリマー、ポリスチレン（スチレンの共重合体を含む）及び置換スチレン、シリコーン含有ポリマー、フッ素化ポリマー、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの用途に対しては、ポリウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー及び／又はポリマーは、改善され耐久性及び耐候性特性を有することができる。かかる材料は、放射線硬化性単量体から、特に（メタ）アクリレート単量体から形成された反応性希釈剤に容易に可溶性である傾向もある。例示的な重合可能なオリゴマー及びポリマーとしては、ウレタン（メタ）アクリルアミドなどの上記の官能基の組合せ、エポキシ（メタ）アクリルアミド、ポリエステル（メタ）アクリルアミド、ポリエーテル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリレート化（メタ）アクリル、（メタ）アクリル化シリコーン、ビニル（メタ）アクリルアミド、そして（メタ）アクリル化油が挙げられる。
【００４０】
高分子オーバーコート層は、重合可能でない、特になんらかの水性および／または有機溶媒系処方内で、単純に他のオーバーコート構成要素と組み合わせたポリマーである有機構成要素からも形成することができ、導電層の上にコーティングされ、続いてすべての揮発分を除去して高分子オーバーコート層を形成する。例示的なポリマーとしては、ポリ（メタ）アクリルアミド、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ（ビニルアルコール）共重合体及びポリエステルが挙げられる。
【００４１】
単官能性単量体の特定の実施例としては、上記のものが挙げられる。多官能性単量体の特定の実施例としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏ．，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡから「ＳＲ  ４４４Ｃ」の商品名で入手可能）、ヘキサンジオールジアクリレート、ウレタンアクリレートオリゴマー（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏ．から商品名「ＣＮ  ９８１  Ｂ８８」で入手可能な、及びＣｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ，ＣＴから「ＵＣＥＣＯＡＴ  ７６５５」及び「ＵＣＥＣＯＡＴ  ７６８９」の商品名で、入手可能なオリゴマーを含む）が挙げられる。
【００４２】
予備形成されたポリマーの特定の実施例は、ポリメチルメタクリレート（Ｌｕｃｉｔｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、Ｉｎｃ．から、「ＥＬＶＡＣＩＴＥ  ２０４１」の商品名で入手可能なポリメチルメタクリレートを含む）、ポリスチレン、ポリチオフェン（Ｐｌｅｘｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡから、「ＰＬＥＸＣＯＲＥ  ＯＣ  ＲＧ−１１００」の商品名で入手可能なポリチオフェンを含む）、及びポリビニルブチラール（Ｓｏｌｕｔｉａ  Ｉｎｃ．，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯから、「ＢＵＴＶＡＲ」の商品名で入手可能なポリビニルブチラールを含む）を含む。
【００４３】
いくつかの実施形態では、高分子オーバーコート層は、多官能性（メタ）アクリレートの反応生成物を含む。例えば、高分子オーバーコート層は、メチル（メタ）アクリレートポリマー及び多官能性（メタ）アクリレートの反応生成物を含んでもよい。別の実施例に対しては、高分子オーバーコート層は、多官能性（メタ）アクリレートとウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーとの反応生成物を含んでもよい。
【００４４】
高分子オーバーコート層は、約５００ｎｍ未満（いくつかの実施形態では、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍ、又は更には約４０ｎｍ〜約２００ｎｍ）の直径を有するナノ粒子も含んでもよく、かつ酸化アンチモンスズ、酸化亜鉛、インジウムスズ酸化物、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される。これらの金属酸化物ナノ粒子は、水熱合成法によって調製することができ、又は商業的な供給源（例えば、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｎａｎｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｋｏｒｅａ、Ｓｕｋｇｙｕｎｇ  ＡＴ  Ｉｎｃ．，Ｄｅｓ  Ｐｌａｉｎｅｓ，ＩＬ、及びＥｖｏｎｉｋ  Ｄｅｇｕｓｓａ  Ｃｏｒｐ．，Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪ）から得られる。
【００４５】
高分子オーバーコート層は、層の所望の特性及び性能が得られる限り、任意の相対量で、有機構成要素及びナノ粒子を含む。いくつかの実施形態では、有機構成要素のナノ粒子に対する重量比は、約８５：１５〜約２５：７５である場合があり、そして更にはいくつかの実施形態では、約７５：２５〜約４０：６０である。
【００４６】
層が金属製ナノワイヤを腐食及び磨耗から保護する限り、高分子オーバーコート層の厚さは特に限定されず、層の所望の特性及び性能が得られる。いくつかの実施形態では、高分子オーバーコート層の厚さは、約１マイクロメートル未満であり、そして更にはいくつかの実施形態では、約５０ｎｍ〜約１マイクロメートルである。いくつかの例示的な実施形態では、高分子オーバーコート層は、導電層へのアクセスを可能にするために、導電層上に、金属製ナノワイヤの部分が高分子オーバーコート層の表面から突出するように配置されてもよい。いくつかの実施形態では、金属製ナノワイヤは、高分子オーバーコート層の表面から突出せず、導電層は、高分子オーバーコート内の開口部、又は透明な電極の縁部における開口部を通してアクセスされる。いくつかの実施形態では、金属製ナノワイヤは、高分子層の表面から突出せず、導電層は、高分子オーバーコート層の薄い部分を通してアクセスされる。
【００４７】
一般に、高分子オーバーコート層の特定の構成要素及び量、層厚さ等は、任意の数の要因、例えば、有機構成要素の化学成分、ナノ粒子、使用される金属製ナノワイヤ、導電層内に存在する金属製ナノワイヤの量、導電層の厚さ、撮像材料、及び透明な電極が使用されるディスプレイのタイプに依存する。
【００４８】
いくつかの実施形態では、高分子オーバーコート層は、可視光スペクトル（約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ）の少なくとも一部にわたって、約８０％〜約１００％（いくつかの実施形態では、約９０％〜約１００％、約９５％〜約１００％、又は更には約９８％〜約１００％）の高い光透過性を有する、光学的にクリアな層を備える。いくつかの実施形態では、高分子オーバーコート層は、約５％未満（いくつかの実施形態では、約３％未満、又は更には約１％未満）の曇り度の値を有する。いくつかの実施形態では、高分子オーバーコート層は、約０．１〜約５％未満（いくつかの実施形態では、約０．１〜約３％未満、又は更には約０．１〜約１％未満）の曇り度の値を有する。
【００４９】
高分子オーバーコート層は、層、透明な電極、及び組み込まれるディスプレイの、所望の特性に従って選択される。高分子オーバーコート層に対するコーティング処方が、導電層無しに、透明な基材上に直接コーティングされ、高分子オーバーコート層を形成するために、硬化、乾燥等が実施される。次いで、高分子オーバーコート層の性能は、コーティングされた透明な基材のシート抵抗を測定することによって判定される。導電層の無い、透明な基材上に配置される高分子オーバーコート層のシート抵抗は、約１０７オーム／ｓｑより大きくなくてはならない。いくつかの実施形態では、シート抵抗は、約１０７オーム／ｓｑ〜約１０１２オーム／ｓｑである。所与の高分子オーバーコート層については、シート抵抗は、層の厚さを変更することによって変えることができ、層は、金属製ナノワイヤが腐食及び磨耗から保護される限り、所望するだけ薄くすることができる。高分子オーバーコート層のシート抵抗は、上記のように、接触法及び非接触法によって測定することができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、透明な基材は、基材の反対側の物体を見るとき、観察される物体の歪みがほとんど若しくは全くない、又はある程度の容認できる程度のひずみが観察されるように、実質的に光学的にクリアである。いくつかの実施形態では、透明な基材は、曇り度をほとんど又は全く示さず、約１０％以下、約５％以下、又は約２％以下の曇り度の値を有することを意味する。いくつかの実施形態では、透明な基材は、可視光スペクトルの少なくとも一部にわたって（約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ）、約８０％〜約１００％（いくつかの実施形態では、約９０％〜約１００％、約９５％〜約１００％、又は更には約９８％〜約１００％）の高い光透過性を有する。いくつかの実施形態では、透明な基材は、可視光スペクトルの少なくとも一部（約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ）にわたって、少なくとも約８０％（いくつかの実施形態では、約９０％〜約１００％、又は更に約９０％〜約９５％）の高い光透過性、及び約０．１％〜約５％未満の曇り度の値を有する。透明な基材は、反射的、反射防止的、分極的、非分極的、着色（特定の波長の光が通過可能な）又はこれらの組み合わせとすることができる。
【００５１】
透明な基材は、例えば、ポリマー、ガラス、結晶質セラミック、ガラスセラミック、金属、金属酸化物、又はこれらの組み合わせなどを含むことができる。透明な基材として使用することができるポリマーの実施例としては、熱可塑性ポリマー（例えば、ポリオレフィン、ポリ（メタ）アクリルアミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、及びビフェニル又はナフタレン系液晶ポリマー）が挙げられる。有用な熱可塑性プラスチックの更なる実施例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ（メチルメタクリレート）、ビスフェノールＡポリカーボネート、ポリ（塩化ビニル）、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、セルロースアセテート及びポリ（フッ化ビニリデン）が挙げられる。これらのポリマーのいくつかは、ある特定のディスプレイ用途のために特に良好に適合するようにする、光学的な特性（例えば、透明性）も有し、これらはパターン付きの導電体（例えば、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエステル、及びこれらの組み合わせ）も支持することになる。
【００５２】
透明な基材は、約５マイクロメートル〜約１０００マイクロメートル（いくつかの実施形態では、約２５マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、約５０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートル、又は更には約７５マイクロメートル〜約２００マイクロメートル）の範囲の任意の有用な厚さを有してもよい。透明な基材がガラスである実施形態では、厚さは、最高で２５０マイクロメートル以上である。
【００５３】
透明な基材は、ひびが入るまたは破損すること無しに曲げること又は特定の直径の円筒形のマンドレルの周りに巻くことができるような可撓性であり得る。透明な基材は剛性であってもよい。いくつかの実施形態では、透明な基材は、ロールツーロール装置上で処理される強度及び可撓性などの十分な機械的特性を有し、材料は、支持体上に巻かれ、または支持体から巻きをほどかれ、並びに何らかの方法で更に処理される。更なる処理の実施例としては、コーティング、繊細化、ラミネーティング、および照射への暴露が挙げられる。
【００５４】
透明な基材は、支持層、プライマー層、ハードコート層、装飾デザインなどの材料の複数層を含むことができる。透明な基材は、恒久的に又は一時的に、接着剤層に取り付けることができる。例えば、透明な基材は、その主表面上に粘着剤層を有することができ、その粘着剤層上に剥離ライナを配置することができ、粘着剤層の別の基材への取り付けのためにこれを除去することができる。
【００５５】
高分子ナノワイヤ層（例えば、上述の層１８）を、電気泳動式及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスなどのディスプレイ内でバリアフィルムとして機能するように設計された多層基材上に配置することができる。一般に、バリアフィルムは、膜が使用される用途によって要求される特定されたレベルの具体的な酸素及び水透過率を有する。例えば、高分子ナノワイヤ層は、基材上に有機層と無機層との交互配置を備える、可撓性の多層構成体で使用することができる。このタイプの可撓性の多層構造物は、米国特許出願第ＵＳ２０１０／００７３９３６  Ａ１号及び米国特許出願第ＵＳ２０１０／０１９５９６７  Ａ１号（両者ともＰａｄｉｙａｔｈら）及び米国特許出願第ＵＳ  ２０１０／０２７２９３３  Ａ１号（ＭｃＣｏｒｍｉｃｋら）に記載され、そのそれぞれの開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００５６】
本開示のパターニング方法の実施形態では、透明な導電性膜（すなわち、ナノ構造膜）が提供され、パターンに従って、パターン様に照射された透明な導電性膜を提供するために、パターン様に照射される。いくつかの実施形態では、パターニング方法は、レーザーを使用して、透明な導電性膜をパターン様に照射することを含む。いくつかの実施形態では、使用されるレーザーは、固体紫外線（「ＵＶ」）レーザー（例えば、周波数３倍Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー）である。ＵＶレーザーは、典型的には最高４５０ｎｍのレーザー波長を含む。ＵＶレーザーは、０．１ワットほどの低い電力レベルでさえ、５マイクロメートルより下から最高２００マイクロメートルまでの解像度で、ナノ構造膜をシングルパスでパターニングするのに有効である可能性がある。他のタイプのレーザー（例えば、ガスレーザー、化学レーザー、エキシマレーザー、他の固体レーザー、ファイバーホストレーザー、半導体レーザー、色素レーザー及び／又は自由電子レーザー）を、適切な電力レベルで、単独で、または組み合わせて採用してもよい。
【００５７】
透明な導電性膜は、連続的にパターン様に照射するプロセスのために、ロールツーロール装置上に設置されてもよい。１度に１つの構成要素のみを取り扱うバッチプロセスと比較して、ロールツーロールプロセスは、実質的に資本的設備及び部品コストを低減する一方で、スループットを著しく増加する。いくつかの実施形態では、透明な導電性膜は、スループットを増加するように、少なくとも約１〜２メートル／分の速度で移動している間に、パターン様の照射を受ける。
【００５８】
パターン様の照射は、レーザーパルス持続時間（例えば、ミリ秒からフェムト秒）及び／又はレーザー光束を変えることによって、さらに制御することができる。例えば、低いレーザー光束では、ナノ構造膜は、レーザーエネルギーを吸収し、溶融／蒸発／昇華する一方で、高いレーザー光束では、ナノ構造膜は、典型的にはプラズマを変換して、アブレーションする。
【００５９】
いくつかの実施形態では、ナノ構造膜材料をパターン様に照射するために、短い（ピコ秒、フェムト秒、又は更にはナノ秒）パルスが使用される。その高いピーク強度に起因して、かかるパルスは、入射レーザーエネルギーを吸収するプラズマの急速生成を通して、ナノ構造膜を有効にパターン様に照射することができ、結果として、基材又は隣接する構造体への付随加熱及び衝撃波損傷がしばしば無視できる程度で、（これが、残されたパターン付きナノ構造膜の特性を保持する上での重要点となる可能性がある）標的表面からの直接気化をもたらす。
【００６０】
パターン様の照射が、好ましくは、パルスレーザーで実施される一方で、ナノ構造膜も、連続波及び／又はロングパルスレーザーで（例えば、高い強度で）パターン様に照射される。連続波及びロングパルス（ミリ秒からナノ秒）レーザーアブレーションは、液相から気相を通して標的材料を加熱するために主として使用される。この技法は、本開示の更なる実施形態によって、ナノ構造膜にパターンを作製するために使用することができ、例えば、ナノ構造のソリューションは、基材上で蒸着し、レーザーアブレーションは、この薄膜蒸着を選択的に除去し、これによってパターン付きのナノ構造膜を生成するために使用される。
【００６１】
例示的な一実施形態では、固体ＵＶレーザーを使用して、基材膜にパターンが付けられ、前記基材は、ロールツーロール装置上を、コーティングされていない基材のロールからコーティングされた基材のロールへと毎分２メートルの速度で移動する。レーザーは、０．１ワットほどの低い電力レベルでさえ、シングルパスで、膜に５〜２００マイクロメートル未満の解像度を提供する。この実施でのパターン付きの膜は、光電子工学的な用途に適した品質（例えば、約５００オーム／平方未満のシート抵抗で、少なくとも８０％の光学的な透過率）である。
【００６２】
レーザーエネルギーが、この上で吸収される深さ、したがって単一のレーザーパルスによって除去されるナノ構造膜材料の量は、材料（すなわち、透明な導電性薄膜及び／又は基材）の物理的（光学的及び機械的の両方）特性及びレーザー波長に依存する。いくつかの例示的な実施形態では、ナノ構造膜は、図１３に示すように、一般に３４０〜４２５ナノメートルの波長の範囲のスペクトル（したがって潜在的に幅広い様々なレーザーに順応することができる）にわたる吸収を呈する銀ナノワイヤを含む。
【００６３】
いかなる特定の理論にも縛られるものではないが、導電性領域を分離するトレースで、導電率がそれによって失われる機構は、レーザーが引き起こすナノワイヤの切断及びナノワイヤ網状組織の破壊が関与すると思われる。レーザートレース内の金属の存在は、タイムオブフライト２次イオン質量分析法の使用により実証することができる。銀ナノワイヤ透明導電コーティングの場合、レーザートレースの区域内にはもはや金属ナノワイヤは存在しないが、レーザーによって照射されたスポットの縁部の周りに銀金属が、照射されていないナノワイヤコーティングよりも分離されていないが、それでも非導電性である、コーティングを形成して再蒸着しているのを、見ることができる。したがって、パターン付きの銀ナノワイヤベースの透明な導電体膜では、分離しているナノワイヤの形態の銀が導電性領域内に存在するが、トレース内では、より分離していないが、より均一で、しかし非導電性層である。データは、割れ目内のより高い銀レベルの証拠を示してはいないが、銀ナノワイヤがレーザー照射によって本質的に完全に再分配されていることを示唆している。
【００６４】
実施形態
項目１．透明な電気伝導体であって、
透明な基材と、
複合層であって、
透明な基材の主表面の少なくとも一部の上に配置され、複数の相互接続する金属製ナノワイヤを備える導電性層と、
前記導電性層の少なくとも一部の上に配置される高分子オーバーコート層と、を備える複合層と、を含み、
前記複合層のパターンが、前記複合層のｘ−ｙ平面のｘ軸及びｙ軸、並びに前記複合層の前記ｘ−ｙ平面内へのｚ軸を含み、かつ前記パターンが前記複合層の前記ｘ−ｙ平面内に複数の導電性領域を画定し、前記導電性領域は、電気絶縁性トレースによって相互から分離され、前記電気絶縁性トレースのそれぞれは、前記複合層の前記ｘ−ｙ平面の前記ｚ軸内への谷部を画定し、前記谷部は、前記複合層の前記ｘ−ｙ平面に対して１０ナノメートルから１００ナノメートルの範囲の最大深さを有し、前記谷部は、１０マイクロメートルから１０００マイクロメートルの範囲の断面幅を有し、前記谷部は、更に前記複合層の前記ｘ−ｙ平面の前記ｚ軸内への、５０ナノメートルから１００ナノメートルの範囲の深さを有する複数の割れ目を更に備える、透明な電気伝導体。
【００６５】
項目２．少なくともいくつかの前記割れ目の深さが、前記複合層の前記ｘ−ｙ平面に対して、前記複合層の前記ｘ−ｙ平面の前記ｚ軸内で少なくとも１００ナノメートルである、項目１に記載の透明な電気伝導体。
【００６６】
項目３．前記谷部が、前記谷部の縁部に沿って側部隆起を有し、前記側部隆起が、前記表面の上方に前記ｚ軸に沿って、前記谷部の最大深さに対して１％を超えないだけ隆起する、項目１又は２に記載の透明な電気伝導体。
【００６７】
項目４．前記高分子オーバーコート層が、少なくとも１つの多官能性（メタ）アクリレートの反応生成物を含む、項目１〜３のいずれか一つに記載の透明な電気伝導体。
【００６８】
項目５．前記高分子オーバーコート層が、金属酸化物ナノ粒子を含む、項目１〜４のいずれか一つに記載の透明な電気伝導体。
【００６９】
項目６．前記高分子オーバーコート層が、電気活性のあるポリマーを含む、項目１〜５のいずれか一つに記載の透明な電気伝導体。
【００７０】
項目７．前記複数の相互接続する金属ナノワイヤが、銀を含む、項目１〜６のいずれか一つに記載の透明な電気伝導体。
【００７１】
項目８．透明な基材が、約５マイクロメートル〜約１０００マイクロメートルの範囲の厚さを有する層である、項目１〜７のいずれか一つに記載の透明な電気伝導体。
【００７２】
項目９．前記導電性層が、約５０ナノメートル〜約１マイクロメートルの範囲の厚さを有する、項目１〜８のいずれか一つに記載の透明な電気伝導体。
【００７３】
項目１０．前記複合層が、約５０ナノメートル〜約１マイクロメートルの範囲の厚さを有する、項目１〜９のいずれか一つに記載の透明な電気伝導体。
【００７４】
項目１１．前記電気絶縁性トレースが、前記複数の導電性領域内の前記導電性領域の間で、１メガオームより大きい電気抵抗を提供する、項目１〜１０のいずれか一つに記載の透明な電気伝導体。
【００７５】
項目１２．請求項１〜１１のいずれか一項に記載の透明な電気伝導体を備える物品。
【００７６】
項目１３．項目１〜１１のいずれか一つに記載の透明な電気伝導体を作製する方法であって、
透明な導電性膜であって、
透明な基材と、
複合層であって、
前記透明な基材の主表面の少なくとも一部の上に配置され、複数の相互接続する金属製ナノワイヤを備える導電性層と、
前記導電性層の少なくとも一部の上に配置される高分子オーバーコート層、とを備える複合層と、を備える透明な導電性膜を提供する工程と、
前記透明な電極を提供するためのパターンに従って、前記透明な導電性膜にパターン様に照射する工程と、を含む方法。
【００７７】
項目１４．前記パターン様に照射する工程が、レーザーによる照射を含む、項目１３に記載の方法。
【００７８】
項目１５．前記レーザーが、パルスＵＶレーザーである、項目１４に記載の方法。
【００７９】
項目１６．前記レーザーが、連続波ＵＶレーザーである、項目１４に記載の方法。
【００８０】
項目１７．前記パターン様に照射する工程が、前記透明な導電性膜のロールツーロール処理を含む、項目１３〜１６のいずれか一つに記載の方法。
【００８１】
項目１８．前記パターン様に照射する工程が、前記複数の相互接続する金属製ナノワイヤの少なくともいくつかを切断することを含む、項目１３に記載の方法。
【００８２】
項目１９．前記パターン様に照射する工程が、照射される区域内の前記複数の相互接続する金属製ナノワイヤの少なくともいくつかを破壊して、前記金属製ナノワイヤからの金属を、前記照射される区域内の非導電性の非ナノワイヤ層へと再分配することを含む、項目１３に記載の方法。
【実施例】
【００８３】
タッピングモードの原子間力顕微鏡法（「ＡＦＭ」）
本記述の透明な電極は、原子間力顕微鏡法（「ＡＦＭ」）機器（Ｖｅｅｃｏ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．（Ｖｅｅｃｏ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．，Ｓａｎｔａ  Ｂａｒｂａｒａ，ＣＡから、「ＶＥＥＣＯ  ＤＩＭＥＮＳＩＯＮ  ５０００」の商品名で、「ＮＡＮＯＳＣＯＰＥ  ＩＩＩ」コントローラーを含んで入手した）で分析される。使用されたプローブは、Ｏｌｙｍｐｕｓエッチングシリコンプローブ（「ＯＴＥＳＰＡ」プローブ、１Ωｃｍシリコン材料）であり、公称力定数が４２ニュートン／メートルで、公称共振周波数が３００キロヘルツである。データは、分析ソフトウェア（Ｂｒｕｋｅｒ  Ｎａｎｏ，Ｉｎｃ．，Ｓａｎｔａ  Ｂａｒｂａｒａ，ＣＡからの、商品名「ＮＡＮＯＳＣＯＰＥ  ＡＮＡＬＹＳＩＳ」）を使用して分析された。画像は、試料の傾きを除去するために、平坦化され（０次で、スキャン線間のｚオフセットを除去）、及び／又は平面適合された（１次）。ＡＦＭ画像（例えば、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図１０Ａ、及び図１２Ａ）については、より明るい区域は、サンプルの平均ｘ−ｙ平面より上であるｚ軸の値を表し、一方で、より暗い区域は、サンプルの平均ｘ−ｙ平面より下であるｚ軸の値を表す。ＡＦＭプロファイル（例えば、図５Ｂ、図５Ｃ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図１０Ｂ、及び図１２Ｂの）については、ｚ軸の原点が、プロファイル分析データセット内の（照射されていないランド区域）高さ画像（すなわち、トポグラフィー画像）のすべてのｚ値の平均高さと一致するように割り当てられる。図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、図１０Ａ、図１２Ａ、及び図１４ＡのＡＦＭ画像については、撮像された区域は、サンプルのｘ−ｙ平面内の７０マイクロメートル×７０マイクロメートルである。
【００８４】
材料
以下の実施例で使用される材料を表１に記載する。すべての材料は、受領した状態で使用された。
【００８５】
【表１】
2015510219.tif 000003
【００８６】
オーバーコート組成物ＯＣ−１からＯＣ−３の調製
オーバーコート組成物は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、係属中の米国仮特許出願第６１／４７５８６０号（Ｐｅｌｌｅｒｉｔｅら、出願日２０１１年４月１５日）に記載されるように調製された。
【００８７】
オーバーコート組成物「ＯＣ−１」の調製
重量対重量（「ｗ／ｗ」）８５：１５のＳＲ４４４ＣとＥＬＶＡＣＩＴＥ  ２０４１とを、アセトン中で、総固体分１０重量％で溶解することによって濃縮物が調製された。ＩＲＧＡＣＵＲＥ  ６５１が、総固体分０．２重量％で追加された。重量比で１：１のイソプロピルアルコール：ジアセトンアルコール中に希釈されて、固形分３重量％のコーティング溶液が得られた。
【００８８】
オーバーコート組成物「ＯＣ−２」の調製
ＶＰ  ＡＤＮＡＮＯ  ＬＲＣが、５重量％の総固体分で、１：１イソプロピルアルコール：ジアセトンアルコール中に、使用の直前に希釈された。
【００８９】
オーバーコート組成物「ＯＣ−３」の調製
８５：１５（「ｗ／ｗ」）のＳＲ４４４ＣとＥＬＶＡＣＩＴＥ  ２０４１の、アセトン中で、総固体分１０重量％で溶解することによって濃縮物が調製された。ＩＲＧＡＣＵＲＥ  ６５１が、総固体分０．２重量％で追加された。適当な量のこの濃縮物と、ＡＴＯゾルとが混合され、イソプロピルアルコール：ジアセトンアルコール１：１（ｗ／ｗ）内に希釈され、３重量％  ＡＴＯ及び２重量％アクリル固体を含む、オーバーコート溶液が得られた。
【００９０】
銀ナノワイヤインクの調製
広口ネジ付きビンに、５８．８５グラムの０．０５重量％のＦＣ−４４３０溶液と１２．５７ｇの２．５重量％  ＭＥＴＨＯＣＥＬ  Ｅ４Ｍ溶液とを充填し、混合物を２０：２０の視力の肉眼で均質になるまで旋回した。次いで、合計２６．７８グラムの分散体が追加されるまで、ＳＬＶ−ＮＷ−６０銀ナノワイヤ分散体が旋回に部分的に追加された。混合物は、銀ナノワイヤの均一な分散体が確実になるまで手動で旋回され、次いで、追加的に４９．１グラムの０．０５重量％のＦＣ−４４３０溶液が追加され、混合物は、均一になるまで手動で撹拌された。最終的な分散体は、０．２４重量％銀ナノワイヤ、０．２１重量％ヒドロキシプロピル−メチルセルロース、及び０．０３７重量％  ＦＣ−４４３０だった。
【００９１】
透明な電極ＴＥ１からＴＥ４の調製
上記で調製された銀ナノワイヤインクは、６インチ（１５．２ｃｍ）幅で、５ｍｉｌ（０．１３ｍｍ）ゲージＭＥＬＩＮＥＸ  ６１８膜に、１０ｆｔ／分（３ｍ／分）のウェブ速度で、運転している、４インチ（１０．２ｃｍ）スロットダイコーターを使用して、４．０ｃｃ／分のインク流量で、乾燥炉空気流量１９．７ｍ／秒で、乾燥炉温度７５℃（ゾーン１）及び１２０℃（ゾーン２）で、コーティングされた。上記膜は、透明な電極膜を作製するために、オーバーコート組成物「ＯＣ−１」（３重量％固体で）及び「ＯＣ−２」（５重量％固体で）を使用して、オーバーコートされた。コーティングが、インクコーティングのために使用される４インチ（１０．２ｃｍ）ダイコーター上で実施され、上記の炉及び空気流設定が使用され、ウェブ速度は２０ｆｔ／分（６．１ｍ／分）で、溶液流量は５又は７ｃｃ／分（表２に示すように）で、ＵＶプレート温度は７０°Ｆ（２１℃）で、窒素雰囲気、及び１００％  ＵＶランプ電源であった。この手順は、２００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の公称厚さのオーバーコートを提供する。透過率及び曇り度は、曇り度メーター（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ  ＵＳＡ，Ｃｏｌｕｍｂｉａ  ＭＤから商品名「ＨＡＺＥ−ＧＡＲＤ  ＰＬＵＳ」で入手した）を使用して測定され、シート抵抗は、非接触抵抗プローブ（Ｄｅｌｃｏｍ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｃ．，Ｐｒｅｓｃｏｔｔ，ＷＩから商品名「ＭＯＤＥＬ  ７１７Ｂ」で入手した）を使用して測定した。結果を表２に示す。
【００９２】
【表２】
2015510219.tif 000004
【００９３】
実施例１−透明な電極ＴＥ１からＴＥ４のレーザーパターン様の照射
上記の透明な電極は、３５５ｎｍで、２０ｎｓのパルス幅で運転される、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザーを装備したレーザーシステム（ＥＳＩ，Ｐｏｒｔｌａｎｄ，ＯＲから商品名「５１００  ＬＡＳＥＲ  ＳＹＳＴＥＭ」で入手した）を使用してパターン形成された。他のパラメーターは、以下の通りである：バイトサイズは、１５マイクロメートル、速度は、３００ｍｍ／秒、繰返し率は、２０ｋＨｚ、レーザー出力は、６０、１００、１５０、又は２１５ミリワット（「ｍＷ」）のうちの１つであり、下記の表３、表４、及び表５に列記される。
【００９４】
それぞれの透明な電極上に、上記の条件を使用してレーザーによって１インチ（２．５４ｃｍ）四方の正方形パターンが描かれる（すなわち、エッチング）。電気的な分離は、この正方形の内側と外側との間の電気抵抗を、２点プローブを使用し、メガオームで測定することによって評価された。電気的な分離を判定するための抵抗測定の結果を表３に示す。
【００９５】
【表３】
2015510219.tif 000005
【００９６】
表３では、「有」の表記は、レーザートレースにわたって、レーザーエッチングされた１インチ（２．５４ｃｍ）四方の内側と外側との間の抵抗が１メガオームより大きいことが測定されたことを意味し、一方で、「無」の表記は、レーザートレースにわたって、レーザーエッチングされた１インチ（２．５４ｃｍ）四方の内側と外側との間の抵抗が１メガオームより小さいことが測定されたことを意味する。
【００９７】
透明な電極ＴＥ１及びＴＥ４は、可視顕微鏡写真及び原子間力顕微鏡法によるさら更なる分析のために選択された。４つのすべてのレーザー出力レベルでの調製されたトレースの暗視野可視顕微鏡写真を、図３Ａから図３Ｄ（ＴＥ１に対して）、および図４Ａから図４Ｄ（ＴＥ４に対して）に示す（図面番号と透明な電極及びレーザー照射電力レベルの組合せについては、表４を参照のこと）。
【００９８】
【表４】
2015510219.tif 000006
【００９９】
図３Ａから図３Ｄ、及び図４Ａから図４Ｄは、トレース構造上でのレーザー出力の変化の効果を示す。十分高い電力レベルでは、電気的に分離されたトレースの調製のために必要な電力を超えた電力での、基材への損傷が明らかである。かかる損傷は、レーザー照射の中間部に明るいスポット３７及び４７として示される。明るいスポット３７及び４７（並びに３７’及び４７’）は、レーザー出力が上昇するとより大きくなる。これらの明るいスポットは、照射されていないランド区域３３及び３４（並びに４３及び４４）のｘ−ｙ平面上に隆起した形体的な特徴に対応する可能性がある。
【０１００】
選択されたレーザートレースのＡＦＭ画像及びＡＦＭプロファイルは、「タッピングモードでのＡＦＭ」法に従って生成される。対応する透明な電極サンプル、照射電力、及び図面番号は、表５に示される。
【０１０１】
【表５】
2015510219.tif 000007
【０１０２】
図５Ａは、透明な電極の例示的な実施形態での、レーザートレースの原子間力顕微鏡法画像（高さ又はトポグラフィー）である。撮像区域は、ｘ−ｙ平面内の７０マイクロメートル×７０マイクロメートルで、最も暗いトーンから最も明るいトーンまでの範囲は、１４０ｎｍのｚ方向高さを示す。図５Ｂ及び図５Ｃは、図５Ａのレーザートレースのプロファイル分析である。図５Ａでは、線５１０は、図５ＢのＡＦＭプロファイルを生成するために分析された画像の部分を表す。図５Ａの暗い線５０１、５０２、５０３、及び５０４は、それぞれ、図５Ｂの割れ目５０１’、５０２’、５０３’、及び５０４’に対応する。図５Ｂのレーザートレースの「谷部」は、約２０ｎｍ深さ及び約１２マイクロメートル幅であることが観察され、ｚ軸に沿って約８０ナノメートル（すなわち、ｚ軸に沿って谷部の最大深さよりも更に約６０ｎｍ）延在する割れ目を有する。
【０１０３】
図５Ａを再度参照すると、区域５２０は、ＡＦＭプロファイルを生成するために分析した画像の部分を図５Ｃに呈する。この分析では、最大谷部深さの態様が強調される一方で、レーザーの経路に沿ったｚ値の平均化に起因して、レーザートレースの経路に沿った比較的細かい割れ目はあまりはっきりしない。図５Ｃでは、最大谷部深さ５４０は、ｘ−ｙ平面５３０からｚ軸に沿って約２０ｎｍであることが再度示され、谷部の幅は、おおよそ１２マイクロメートルの幅である。約１００ｎｍの最大深さ６４０を示す谷部、及び谷部の最大深さ６４０を超える深さが最高１００ｎｍの割れ目６０１’〜６０３’によって、同様の影響が図６Ａ及び図６Ｂでも示される（図６Ａの線６１０と交わる点で暗い線６０１〜６０３に対応する割れ目６０１〜６０３’）。
【０１０４】
図７Ａ及び図８Ａは、高い電力レベルでのレーザー照射に起因する、レーザー損傷したスポット７７０および８８０において観察される透明な電極ＴＥ１及びＴＥ４のそれぞれへの損傷を図示する。しかしながら、レーザー損傷したスポットから離れて、暗い線７０１、７０２、７０３、及び７０４は、暗い線が線７１０と交差する点で割れ目７０１’、７０２’、７０３’及び７０４’に対応して観察され、暗い線８０１、８０２、及び８０３は、暗い線が８１０と交差する点で割れ目８０１’、８０２’及び８０３’に対応して観察される。幅が約１２マイクロメートルで、最大深さが約８０ｎｍの谷部は、図８Ｂでも見られる。
【０１０５】
透明な電極ＴＥ５及びＴＥ６の調製
銀ナノワイヤの透明な導電体コーティング（ＴＣＣ）は、ＭＥＬＩＮＥＸ  ６１８膜の下塗りした側の上に、銀ナノワイヤ分散体と、国際特許第ＷＯ  ２００８／４６０５８号（Ａｌｌｅｍａｎｄら）に開示される方法によって調製されたＵＶ硬化性アクリル保護オーバーコートの３．１重量％固溶体と、を使用して、調製された。銀分散体は、ウェブ速度１５ｆｔ／分（４．６ｍ／分）、インク流量２３ｃｃ／分、並びに乾燥炉温度４０℃（ゾーン１）、８０℃（ゾーン２）、及び１２０℃（ゾーン３）で運転される１０インチ（２５．４ｃｍ）ダイコーターを使用して塗布される。オーバーコートは、銀インクコーティングのために使用される１０インチ（２５．４ｃｍ）ダイコーター上で、上記の炉及び空気流設定、ウェブ速度３０ｆｔ／分（９．１ｍ）、溶液流量２０ｃｃ／分、ＵＶバックアップロール温度７０°Ｆ（２１℃）、窒素雰囲気、及び１００％  ＵＶランプ（Ｈ電球）電力を使用して塗布される。ＴＥ５と名付けられたこの膜は、透明な電極ＴＥ１からＴＥ４の調製に記載した方法を使用して測定したシート抵抗１０３オーム／ｓｑ、可視光透過率８９．５％、及び曇り度２．６％を呈する。
【０１０６】
膜の第２のロットは、銀インク流量が２５ｃｃ／分だったことを除いて、同一の材料及び手順を使用して調製され、上記のオーバーコートは、上記に記載されるように調製された溶液ＯＣ−３と置き換えられ、オーバーコート溶液流量は１８ｃｃ／分であった。ＴＥ６と名付けられたこの膜は、例示的な透明な電極ＴＥ１からＴＥ４の調製に記載した方法を使用して、シート抵抗６０オーム／ｓｑ、透過率８６％、及び曇り度２．３％を示した。
【０１０７】
実施例２−透明な電極ＴＥ５及びＴＥ６のレーザーパターン様照射
レーザー照射は、３５５ｎｍで運転され、ＧＳＩ  ３−Ｄアナログスキャナー（モデル番号Ｅ１０−２０２８６１）を有する、周波数３倍のＮｄ：ＹＶＯ４レーザー（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ａｖｉａ，Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，ＣＡから入手した）を使用して実施された。レーザーパラメーターは、以下の通りである：パルス繰り返し率４０ｋＨｚ、パルス時間期間約５０ｎｓｅｃ、レーザーピーク出力電力０．４４Ｗ、単一パルスエネルギー２２μＪ、パルスピーク電力４４０Ｗ、集中スポットサイズ直径で約６８μ、スキャン速度５００ｍｍ／秒。ピーク電力は、これらの実験については５５〜７０％に減衰された。これらのレーザー条件を使用すると、１辺が約１インチ（２．５ｃｍ）の正方形パターンの形状のトレースは、上述の透明な導電性膜内にエッチングされる。正方形の内側と外側との電気的な分離は、２点プローブ及び電圧計を使用して評価され、トレースは可視光顕微鏡法及び原子間力顕微鏡法によって分析される。
【０１０８】
透明な電極ＴＥ５及びＴＥ６の膜サンプルは、上記のＵＶレーザー処理条件の対象となり、５５〜７０パーセントのレーザー出力のレーザーエッチングされた正方形パターンが得られる。正方形の内側と外側との点の間の電気抵抗の２点プローブ測定は、電気的な分離の程度を評価するために使用され、結果は表６に示される。
【０１０９】
【表６】
2015510219.tif 000008
【０１１０】
開回路抵抗（＞１メガオーム）の観測結果は、電気的な分離に対する証拠として取られる。
【０１１１】
図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ照射されていない（すなわち、対照）ＴＥ５及びＴＥ６の区域のＡＦＭ画像を示す。撮像された区域は、これらの画像のそれぞれにおいて、１０マイクロメートル×１０マイクロメートルである。
【０１１２】
図１０Ａは、透明な電極の例示的な実施形態の、レーザートレースの原子間力顕微鏡法画像（高さ又はトポグラフィー）である。撮像された区域は、ｘ−ｙ平面内で、７０マイクロメートル×７０マイクロメートルであり、最も暗いトーンから最も明るいトーンの範囲は、ｚ方向に３００ｎｍの高さを示している。図１０Ｂは、図１０Ａのレーザートレースのプロファイル分析である。図１０Ａ及び図１０Ｂは、６３％のレーザー出力でのＴＥ５のレーザートレースのＡＦＭ画像及びプロファイル分析である。図１０Ａの線１０１０は、図１０ＢのＡＦＭプロファイルを作製するための分析された画像の部分を示す。図１０Ａの明るいスポットは、オーバーコート層内のゲル粒子に起因するものと思われ、レーザー処理と関連が無い。図１１は、照射されていない区域でのナノワイヤの幾何学的形状及び導電性メッシュの分離構造を示す、図１０Ａのトレースの可視光顕微鏡写真である。
【０１１３】
図１２Ａは、６５％レーザー出力におけるＴＥ６でのレーザートレースの原子間力顕微鏡法画像（高さ又はトポグラフィー）である。撮像された区域は、ｘ−ｙ平面内で、７０マイクロメートル×７０マイクロメートルであり、最も暗いトーンから最も明るいトーンの範囲は、ｚ方向に３００ｎｍの高さを示している。図１２Ｂは、図１２Ａのレーザートレースのプロファイル分析である。図１２Ａの線１２１０は、図１２ＢのＡＦＭプロファイルを作製するための分析された画像の部分を示す。
【０１１４】
透明な電極ＴＥ５のための吸収スペクトルの決定
サンプルＴＥ５上の銀ナノワイヤの透明な導電性コーティングに対して、Ｌａｍｂｄａ９００ＵＶ／可視光分析装置（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ，Ｗａｌｔｈａｍ  ＭＡから入手可能）、および以下の手順を使用して吸収スペクトルが決定された。
１）コーティングされていないＰＥＴ膜に対する透過率（％Ｔ）及び反射率（％Ｒ）の測定
２）サンプルＴＥ５に対する％Ｔ及び％Ｒの測定
３）両方のコーティングされていないＰＥＴ（「ＡＰＥＴ」及びサンプルＴＥ５（「ＡＴＥ５」）に対して、Ａ＝１００−％Ｔ−％Ｒを計算する
４）ΔＡ＝ＡＰＥＴ−ＡＴＥ５を計算してプロットする
結果として得られるΔＡのプロットが図１３に示される。データは、３７０ｎｍ付近で強い吸収を示し、４００ｎｍを過ぎて延在する。これは、最高４５０ｎｍまでの波長で出力を生成するレーザーを、この透明な導電性膜にパターン形成するために使用することができることを示唆する。
【０１１５】
比較例１
５ｍｉｌ（０．１３ｍｍ）のＰＥＴ膜（Ｔｅｃｈｎｉ−Ｍｅｔ，Ｗｉｎｄｓｏｒ，ＣＴから入手したＤｅｌｃｏｍ、シート抵抗１２５オーム／ｓｑ）上のＩＴＯのサンプルは、ＴＥ５及びＴＥ６のために使用した条件と同一のＵＶレーザー処理条件を受け、５５、６０、６５、及び７０％レーザー出力における正方形パターンで処理された一連のサンプルを生成した。更なるサンプルが、１ｍ／秒のスキャン速度で、基材の損傷を最小限とするために５０％レーザー出力で処理された。後者以外のすべてのサンプルは、正方形の内側と外側との間で、電気的な分離を示した。サンプルは、ＡＦＭによって、撮像及びレーザートレースプロファイル分析を受けた。
【０１１６】
６５％レーザー出力で照射されたサンプルに対する結果が、図１４Ａ（ＡＦＭ画像）及び図１４Ｂ（ＡＦＭプロファイル分析）に示される。撮像された区域は、ｘ−ｙ平面内で、７０マイクロメートル×７０マイクロメートルであり、最も暗いトーンから最も明るいトーンの範囲は、ｚ方向に１２００ｎｍの高さを示している。図１４Ａの線１４１０は、図１４ＢのＡＦＭプロファイルを生成するための分析された画像の部分を示す。図１４ＢのＡＦＭプロファイル分析は、アブレーションした材料の蓄積を、トレース（図１４Ａの１４０１及び１４０２にそれぞれ対応する）の縁部１４０１’及び１４０２’上に、最高１．５マイクロメートルの高さまで示す。
【０１１７】
比較例２
この実験では、透明な電極サンプルＴＥ５上の銀ナノワイヤの透明な導電性コーティングにパターン形成を試みるためにパルスＣＯ２レーザーが使用される。パルス繰返し率１６６ｋＨｚで運転されるパルスＣＯ２レーザー（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ａｖｉａ，Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，ＣＡから商品名「Ｅ４００」で入手した）を使用して照射が実行された。レーザーをおおよそ１５０マイクロメートルのスポットサイズに集中する、スキャナー（ＳｃａｎＬａｂ，Ｓｔ．Ｃｈａｒｌｅｓ，ＩＬから商品名「ＰＯＷＥＲＳＣＡＮ  ３０」で入手した）が使用された。このパルス率では、最小定常状態レーザー出力は、約３５０ワットであり、高い出力電力に起因して、レーザーは、１〜２ｍｍのスポットサイズにしか集中しない。この実験では、スキャナーは、その最高速度の７．６ｍ／ｓまで実行された。図１５の可視光顕微鏡写真に示すように、レーザートレース（肉眼でよく見ることができる）は、ＰＥＴ基材の広範な溶融を示した。このトレースは、正方形パターンの電気的な分離を与えたが、基材の損傷を少なくするために更にレーザーの集中が劣り、さらに膜のバブリング、及びよく見えるトレースを生じ、電気的な分離ができなかった。
【図１】
2015510219.tif 000009
【図２】
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【図３Ａ】
2015510219.tif 000011
【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
2015510219.tif 000013
【図３Ｄ】
2015510219.tif 000014
【図４Ａ】
2015510219.tif 000015
【図４Ｂ】
2015510219.tif 000016
【図４Ｃ】
2015510219.tif 000017
【図４Ｄ】
2015510219.tif 000018
【図５Ａ】
2015510219.tif 000019
【図５Ｂ】
2015510219.tif 000020
【図５Ｃ】
2015510219.tif 000021
【図６Ａ】
2015510219.tif 000022
【図６Ｂ】
2015510219.tif 000023
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2015510219.tif 000025
【図８Ａ】
2015510219.tif 000026
【図８Ｂ】
2015510219.tif 000027
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2015510219.tif 000029
【図１０Ａ】
2015510219.tif 000030
【図１０Ｂ】
2015510219.tif 000031
【図１１】
2015510219.tif 000032
【図１２Ａ】
2015510219.tif 000033
【図１２Ｂ】
2015510219.tif 000034
【図１３】
2015510219.tif 000035
【図１４Ａ】
2015510219.tif 000036
【図１４Ｂ】
2015510219.tif 000037
【図１５】
2015510219.tif 000038
【国際調査報告】
2015510219.tif 000039
2015510219.tif 000040
2015510219.tif 000041