JP2011511953A - 電子デバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
XV
式XVのA基は、無機ナノ粒子の表面に結合できる基である。ナノ粒子が溶媒中で処理される状況下で、B基は、無機ナノ粒子を処理するために使用されるいかなる溶媒についても相溶性を有する基である。無機ナノ粒子が溶媒中で処理されないいくつかの状況下では、B基は、無機ナノ粒子の不可逆的な凝集を抑えることができる。A基及びB基は、結合基が、所望の表面適合性をも付与できる場合には、同一であることが可能である。相溶性基は、クロモニック材料と反応性であってもよいが、通常は非反応性である。
表面改質された無機ナノ粒子は、平均直径21ナノメートル(nm)を有するシリカナノ粒子とのシランの反応から形成された。より具体的には、Nalco Chemical Company(Naperville,Illinois)から入手可能なNalco2327コロイドシリカ300グラムを撹拌棒を備えた瓶に配置した。撹拌しながら、Gelest Inc.(Morrisville,Pennsylvania)から入手可能な25重量%カルボキシエチルシラントリオールナトリウム塩水溶液28グラムを10分間にわたってコロイドシリカに添加した。少量の沈殿がカルボキシエチルシラントリオールナトリウム塩の添加時に形成されたが、この沈殿は更なる撹拌により溶解した。次にこの透明な分散体を95℃の炉に20時間にわたって置いた。水中の表面改質されたコロイドシリカの固形分パーセントは、乾燥後の重量喪失に基づいて、40重量%であると定量された。乾燥に先立って分散体が以下の実施例では使用された。
Tate & Lyle PLC(Decatur,Illinois)から入手可能なデンプン(ICB 3000)1.0グラムと、脱イオン水12グラムと、EMD Chemicals Inc.(Gibbstown,New Jersey)から入手可能な30重量%水酸化アンモニウム水溶液0.56グラムと、準備的実施例1の表面改質コロイドシリカ分散体4.0グラムとを含む混合物を、機械的撹拌を行いながら容器内に加えた。デンプンが混合物に溶解した後で、式III(4−ジメチルアミノ−1−[4,6−ジ(4−カルボキシフェニルアミノ)−1,3,5−トリアジン−2−イル]ピリジニウムクロライド)のクロモニック材料2.0グラムを撹拌しながらゆっくりと混合物に添加した。クロモニック材料の溶解時に、Cognis Corporation(Cincinnati,Ohio)からのアルキルポリグルコシド界面活性剤(Glucopon 425N)の10重量%水溶液0.44グラムを撹拌しながら混合物に添加した。得られた混合物(合計20グラム)を、5.0マイクロメートル使い捨て注射器フィルタ(直径25mm、Versapore Membrane−不織布支持体上親水性アクリルコポリマー−付き、Pall Corporation(East Hills,NY)からの製品番号4489)を装着した使い捨て注射器により採取し、濾過した。得られた濾過混合物を、1.2マイクロメートル使い捨て注射器フィルタ(直径25mm、Versapore Membrane−不織布支持体上親水性アクリルコポリマー−付き、Pall Corporation(East Hills,NY)からの製品番号4488)を装着した使い捨て注射器により採取し、濾過して、コーティング組成物を形成した。
得られた混合物が合計30グラムに基づくことを除き、同一の材料濃度を有する準備的実施例2の手順を使用して、第2の二金属ナノワイヤ含有PETフィルムを準備した。得られたフィルムの電気表面伝導度が22.1ミリジーメンス/平方であることが確認された。
Tate & Lyle PLC(Decatur,Illinois)から入手可能なデンプン(ICB3000)13.0グラムと、脱イオン水150グラムと、EMD Chemicals Inc.(Gibbstown,New Jersey)から入手可能な30重量%水酸化アンモニウム水溶液8.2グラムと、準備的実施例1の表面改質コロイドシリカ分散体50.0グラムとを含む混合物を、機械的撹拌を行いながら容器内に加えた。デンプンが混合物に溶解した後で、式III(4−ジメチルアミノ−1−[4,6−ジ(4−カルボキシフェニルアミノ)−1,3,5−トリアジン−2−イル]ピリジニウムクロライド)のクロモニック材料25グラムを撹拌しながらゆっくりと混合物に添加した。クロモニック材料の溶解時に、Cognis Corporation(Cincinnati,Ohio)からのアルキルポリグルコシド界面活性剤(Glucopon425N)の10重量%水溶液5.6グラムを撹拌しながら混合物に添加した。Pall Corporation(East Hills,New York)から入手可能な25ミリメートル(mm)直径を有する1.2マイクロメートル使い捨て注射器フィルタ(Versapore Membrane#4488、不織布支持体上の親水性アクリルコポリマー)を装着した使い捨て注射器により、得られた混合物を採取し、濾過してコーティング組成物を形成した。
Tate & Lyle PLC(Decatur,Illinois)から入手可能なデンプン(ICB 3000)5.21グラムと、脱イオン水60グラムと、EMD Chemicals Inc.(Gibbstown,New Jersey)から入手可能な30重量%水酸化アンモニウム水溶液2.64グラムと、準備的実施例1の表面改質コロイドシリカ分散体20.00グラムとを含む混合物を、機械的撹拌を行いながら容器内に加えた。デンプンが混合物に溶解した後で、式III(4−ジメチルアミノ−1−[4,6−ジ(4−カルボキシフェニルアミノ)−1,3,5−トリアジン−2−イル]ピリジニウムクロライド)のクロモニック材料10.00グラムを撹拌しながらゆっくりと混合物に添加した。クロモニック材料の溶解時に、Cognis Corporation(Cincinnati,Ohio)からのアルキルポリグルコシド界面活性剤(Glucopon425N)の10重量%水溶液2.4グラムを撹拌しながら混合物に添加した。Pall Corporation(East Hills,New York)から入手可能な25ミリメートル(mm)直径を有する1.2マイクロメートル使い捨て注射器フィルタ(Versapore Membrane#4488、不織布支持体上の親水性アクリルコポリマー)を装着した使い捨て注射器により、得られた混合物を採取し、濾過してコーティング組成物を形成した。
ITO含有導電性PET基材間に挟まれたコレステリック材料(すなわち、電子応答性層)を含む電気的に切り換え可能なコレステリック液晶デバイス(すなわち、電子デバイス)を準備した。
実施例8及び9の各々のフィルムを得るためにスパッタリングプロセスにより酸化インジウムスズ(ITO)の層を堆積させた真空下(0.13Pa(1ミリトル))金属化チャンバ(Mill Lane Engineering(Lowell,MA))内に準備的実施例2及び準備的実施例3の二金属ナノワイヤ含有フィルム試料を配置した。C11〜C12のために、およそ15.2センチメートル(cm)長さ×7.6cm幅×0.013cm厚さの寸法を有する2つの小片のポリ(エチレンテレフタレート)(PET)フィルム(DuPont Teijin Films(Hopewell,VA)、商標Melinex ST504)の接着を促進する側にITOを堆積させた。
Gelest Inc.(Morrisville,Pennsylvania)から入手可能なメタクリルオキシメチルフェニルジメチルシラン(MMPDMS)(1.34g、67重量%)と、Lucite International Inc.(Cardova,Tennessee)から入手可能なElvacite4059(0.28g、14重量%)と、Sartomer Company(Exton,Pennsylvania)からのヘキサンジオールジメタクリレート(HDDMA)(0.38g、19重量%)とをポリテトラフルオロエチレン(PTFE)シールを取り付けたバイアル瓶に加えた。このバイアル瓶を室温で約16時間、振とう器上で撹拌して、透明な溶液を得た。Ciba Specialty Chemicals(Tarrytown,New York)から入手可能な光反応開始剤(Irgacure 819)(0.03g、1.5重量%のプレポリマー塊)を添加し、光反応開始剤が溶解するまで振とうさせた。
EMD Chemicals Inc.(Hawthorne,New York)から入手可能なコレステリック液晶(80重量%のMDA−01−1955と、20重量%のMDA−00−3506の緑色混合物)1.6gと、上記のように準備されたプレポリマー溶液0.4gと、Sekisui(日本)からの3umスペーサービーズ(SP−203)0.03gとを混合することにより、コレステリック液晶(ChLC)コーティング混合物を準備した。Branson Ultrasonic Corporation(Danbury,Connecticut)から入手可能なBranson 2210 Ultrasonic Cleanerで15分間にわたって、この混合物を音波処理した。
2つの、ITOがコーティングされたPET基材間にコレステリック液晶を挟むことにより、対照コレステリック液体ディスプレイ(すなわち、比較実施例C8)を準備した。第1基材は図5に示されているピクセル化基材であり、共通電極として使用される第2基材は、このピクセル化基材よりも狭くて長く(3.7cm×15.4cm×0.013cm)、固体の200オーム/平方ITO層を有する。
Claims (26)
- 電子デバイスの製造方法であって、
第1電極を準備すること、
前記第1電極の表面上に第1導電性ナノ構造グリッドを堆積させることであって、
(a)クロモニック層を形成するために前記第1電極の前記表面にコーティング方向で、コーティング組成物を適用することであって、前記コーティング組成物が、クロモニック材料と表面改質された無機ナノ粒子と水とを含む、コーティング組成物を適用することと、
(b)乾燥クロモニック層を形成するために、前記クロモニック層から前記水の少なくとも一部分を除去することと、
(c)前記乾燥クロモニック層内にチャネルパターンを形成する親水性有機溶媒に前記乾燥クロモニック層を曝露することであって、前記チャネルパターンが(i)前記コーティング方向に第1のセットのチャネルと、(ii)前記第1のセットのチャネルに実質的に垂直である第2のセットのチャネルとを含む、前記乾燥クロモニック層を曝露することと、
(d)前記第1電極の反対側の前記乾燥クロモニック層の表面上に、及び前記第1のセットのチャネルと前記第2のセットのチャネルの両方の内部に、金属含有材料を配置することであって、前記第1のセットのチャネルと前記第2のセットのチャネルの内部の前記金属含有材料が前記第1電極に接触する、金属含有材料を配置することと、
(e)前記乾燥クロモニック層及び前記乾燥クロモニック層上に配置された前記金属含有材料の両方を除去することであって、前記第1のセットのチャネルと前記第2のセットのチャネルの内部に配置された前記金属含有材料が前記第1電極に付着する、前記乾燥クロモニック層及び前記乾燥クロモニック層上に配置された前記金属含有材料の両方を除去することと、を含む第1導電性ナノ構造グリッドを堆積させること、
前記第1導電性ナノ構造グリッドに面する電子応答性層を準備すること、
第2電極を準備すること、並びに
前記第1電極と前記第2電極との間に前記電子応答性層を配置すること、を含む、方法。 - 前記第1電極が多層構造の最も外側の層である導電性層を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記導電性層が酸化インジウムスズ、フッ素ドープ酸化スズ、アルミニウムドープ酸化スズ、酸化亜鉛、又はこれらの組み合わせを含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 第2導電性ナノ構造グリッドを前記第2電極の表面上に堆積させる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 第2導電性ナノ構造グリッドが前記電子応答性層に面している、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記金属含有材料が金属、金属酸化物、有機金属化合物、金属の塩、金属合金、又はこれらの組み合わせを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記電子応答性層が無機発光材料、有機発光材料、液晶材料、エレクトロクロミック材料、又はこれらの組み合わせを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のセットのチャネルと前記第2のセットのチャネルの内部に配置された前記金属含有材料が、独立して10ナノメートル〜2マイクロメートルの範囲の平均高さを有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のセットのチャネルと前記第2のセットのチャネルの内部に配置された前記金属含有材料が、独立して10ナノメートル〜800ナノメートルの範囲の平均幅を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のセットのチャネルと前記第2のセットのチャネルの内部に配置された前記金属含有材料が、独立して2マイクロメートル〜20マイクロメートルの範囲の平均周期を有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 電子デバイスの製造方法であって、
第1電極を準備すること、
前記第1電極の表面上に第1導電性ナノ構造グリッドを堆積させることであって、前記第1導電性ナノ構造グリッドが第1のセットの導電性ナノ構造と第2のセットの導電性ナノ構造とを含み、前記第2のセットの導電性ナノ構造が前記第1のセットの導電性ナノ構造に実質的に垂直である、第1導電性ナノ構造グリッドを堆積させること、
前記第1導電性ナノ構造グリッドに面する電子応答性層を準備すること、
第2電極を準備すること、並びに
前記第1電極と前記第2電極との間に前記電子応答性層を配置することを含む方法。 - 前記第1のセットの導電性ナノ構造と前記第2のセットの導電性ナノ構造が、独立して10ナノメートル〜2マイクロメートルの範囲の平均高さを有する、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のセットの導電性ナノ構造と前記第2のセットの導電性ナノ構造が、独立して10ナノメートル〜800ナノメートルの範囲の平均幅を有する、請求項11又は12に記載の方法。
- 前記第1のセットの導電性ナノ構造と前記第2のセットの導電性ナノ構造が独立して2マイクロメートル〜20マイクロメートルの範囲の平均周期を有する、請求項11〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 第1電極と、
前記第1電極の表面上に堆積させた第1導電性ナノ構造グリッドであって、前記第1導電性ナノ構造グリッドが第1のセットの導電性ナノ構造と第2のセットの導電性ナノ構造とを含み、前記第2のセットの導電性ナノ構造が、前記第1のセットの導電性ナノ構造に実質的に垂直である、第1導電性ナノ構造グリッドと、
前記第1導電性ナノ構造グリッドに面する電子応答性層と、
第2電極と、を含み、
前記電子応答性層が、前記第1電極と前記第2電極との間に配置される電子デバイス。 - 前記第1導電性ナノ構造グリッドと組み合わせた前記第1電極を含む強化電極構造が少なくとも70%の光透過を有する、請求項15に記載の電子デバイス。
- 前記第1導電性ナノ構造グリッドと組み合わせた前記第1電極を含む強化電極構造が、マンドレルによって90度の角度で、少なくとも6回にわたって前記強化電極構造を機械的に折り曲げた後、少なくとも70%の表面伝導度を保持する、請求項15又は16に記載の電子デバイス。
- 前記第1のセットの導電性ナノ構造と前記第2のセットの導電性ナノ構造が、前記第1電極の、長さの少なくとも80%にわたって、及び幅の少なくとも80%にわたって分布する、請求項15〜17のいずれか一項に記載の電子デバイス。
- 前記第1のセットの導電性ナノ構造と前記第2のセットの導電性ナノ構造が独立して10ナノメートル〜2マイクロメートルの範囲の平均高さを有する、請求項15〜18のいずれか一項に記載の電子デバイス。
- 前記第1のセットの導電性ナノ構造と前記第2のセットの導電性ナノ構造が、独立して10ナノメートル〜800ナノメートルの範囲の平均幅を有する、請求項15〜19のいずれか一項に記載の電子デバイス。
- 前記第1のセットの導電性ナノ構造と前記第2のセットの導電性ナノ構造が、独立して2マイクロメートル〜20マイクロメートルの範囲の平均周期を有する、請求項15〜20のいずれか一項に記載の電子デバイス。
- 第2導電性ナノ構造グリッドを前記第2電極の表面上に堆積させる、請求項15〜21のいずれか一項に記載の電子デバイス。
- 第2導電性ナノ構造グリッドが、前記電子応答性層に面している、請求項15〜22のいずれか一項に記載の電子デバイス。
- 電子デバイスの製造方法であって、
基材を準備すること、
前記基材の表面上に第1導電性ナノ構造グリッドを堆積させることであって、
(a)クロモニック層を形成するために、前記基材の前記表面にコーティング方向でコーティング組成物を適用することであって、前記コーティング組成物が、クロモニック材料と表面改質された無機ナノ粒子と水とを含む、コーティング組成物を適用することと、
(b)乾燥クロモニック層を形成するために、前記クロモニック層から前記水の少なくとも一部分を除去すること、
(c)前記乾燥クロモニック層内にチャネルパターンを形成する親水性有機溶媒に、前記乾燥クロモニック層を曝露することであって、前記チャネルパターンが(i)前記コーティング方向に第1のセットのチャネルと、(ii)前記第1のセットのチャネルに実質的に垂直である、第2のセットのチャネルとを含む、前記乾燥クロモニック層を曝露すること、
(d)前記基材の反対側の前記乾燥クロモニック層の表面上に、及び前記第1のセットのチャネルと前記第2のセットのチャネルの両方の内部に、金属含有材料を配置することであって、前記第1のセットのチャネルと前記第2のセットのチャネルの内部の前記金属含有材料が、前記基材に接触する、金属含有材料を配置すること、
(e)前記乾燥クロモニック層、及び前記乾燥クロモニック層上に配置された前記金属含有材料の両方を除去することであって、前記第1のセットのチャネルと前記第2のセットのチャネルの内部に配置された前記金属含有材料が、前記基材に付着する、前記乾燥クロモニック層、及び前記乾燥クロモニック層上に配置された前記金属含有材料の両方を除去することと、を含む第1導電性ナノ構造グリッドを堆積させること、
前記第1導電性ナノ構造グリッド上、及び前記基材の前記表面上に導電性層を堆積させて、第1電極構造を形成すること、
前記第1電極構造の前記導電性層に面する電子応答性層を準備すること、
第2電極を準備すること、並びに
前記第1電極構造と前記第2電極との間に、前記電子応答性層を配置することを含む方法。 - 電子デバイスの製造方法であって、
基材を準備すること、
前記基材の表面上に、第1導電性ナノ構造グリッドを堆積させることであって、前記第1導電性ナノ構造グリッドが、第1のセットの導電性ナノ構造と第2のセットの導電性ナノ構造とを含み、前記第2のセットの導電性ナノ構造が、前記第1のセットの導電性ナノ構造に実質的に垂直である、第1導電性ナノ構造グリッドを堆積させること、
前記第1導電性ナノ構造グリッド上、及び前記基材の前記表面上に導電性層を堆積させて、第1電極構造を形成すること、
前記第1電極構造の前記導電性層に面する電子応答性層を準備すること、
第2電極を準備すること、並びに
前記第1電極構造と前記第2電極との間に、前記電子応答性層を配置することを含む方法。 - 基材と、
前記基材の表面上に堆積させた第1導電性ナノ構造グリッドであって、前記第1導電性ナノ構造グリッドが、第1のセットの導電性ナノ構造と第2のセットの導電性ナノ構造とを含み、前記第2のセットの導電性ナノ構造が前記第1のセットの導電性ナノ構造に実質的に垂直である、第1導電性ナノ構造グリッドと、
第1電極構造の、前記第1導電性ナノ構造グリッド上、及び前記基材の前記表面上に堆積させた導電性層と、
前記第1電極構造の前記導電性層に面する電子応答性層と、
第2電極とを含み、
前記電子応答性層が、前記第1電極構造と前記第2電極との間に配置される電子デバイス。
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