JP2018048324A - 透明な導電性コーティングを調製するためのエマルション - Google Patents
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Abstract
【解決手段】連続液相及び分散液相を含む液体キャリア中に分散された金属ナノ粒子を含む、エマルションの形態の組成物で、連続液相又は分散液相の内の一方が、組成物の総重量に基づき40重量%以上の水性相を含み、連続液相又は分散液相の内の他方は、当該水性相よりも急速に蒸発する油相を含み、金属ナノ粒子は、組成物の総重量に基づき、4重量%以下の量で存在し、エマルションを基材の表面上にコーティングし、乾燥して液体キャリアが除去すると、金属ナノ粒子が自己組織化して、370〜770nmの範囲の光に対して透明なセルを規定する電気伝導性トレースのネットワーク様パターンを含む、8%以下の遮光率で50Ω/□以下のシート抵抗を示すコーティングを形成する、組成物。
【選択図】なし
Description
本願は、2012年8月16日に出願された米国特許仮出願第61/683,798号の恩典を主張するものである。先願の開示は、本願の開示の一部と見なされる(かつ、参照により本願の開示に組み入れられる)。
本発明は、透明な導電性物品の製造に関する。
透明な導電性コーティングは、様々な電子機器において有用である。これらのコーティングは、いくつかの機能、例えば、電磁波消散(EMI遮蔽)および静電気消散などを提供し、ならびにそれらは、幅広い用途において光透過性の導電層および電極としても機能する。そのような用途としては、これらに限定されるわけではないが、タッチスクリーンディスプレイ、ワイヤレス電子ボード、光起電装置、導電性織物および繊維、有機発光デバイス(OLED)、エレクトロルミネセンスデバイス、ヒーター、ならびに電気泳動ディスプレイ、例えば、e-ペーパーなどが挙げられる。
連続液相および分散液相を含む液体キャリア中に分散された金属ナノ粒子を含む組成物について説明する。当該組成物は、エマルションの形態である。連続液相または分散液相のうちの一方は、組成物の総重量に基づき少なくとも40重量%の水性相を含み、連続液相または分散液相のうちの他方は、当該水性相よりもより急速に蒸発する油相を含む。金属ナノ粒子は、組成物の総重量に基づき、4重量%以下の量で存在する。エマルションを基材の表面上にコーティングし、乾燥させて液体キャリアを除去すると、金属ナノ粒子が自己組織化して、370〜770nmの範囲の波長の光に対して透明なセルを規定する電気伝導性トレースのネットワーク様パターンを含むコーティングが形成される。当該コーティングは、8%以下の遮光率および50Ω/□以下のシート抵抗を示す。
エマルションの形態である、連続液相および分散液相を含む液体キャリア中に分散された金属ナノ粒子を含む組成物であって、
該連続液相または分散液相のうちの一方が、該組成物の総重量に基づき少なくとも40重量%の水性相を含み、該連続液相または分散液相のうちの他方が、該水性相よりもより急速に蒸発する油相を含み、
該金属ナノ粒子が、該組成物の総重量に基づき4重量%以下の量で存在し、
該エマルションが基材の表面上にコーティングされ、乾燥されて液体キャリアが除去されると、該金属ナノ粒子が自己組織化して、370〜770nmの範囲の波長の光に対して透明なセルを規定する電気伝導性トレースのネットワーク様パターンを含むコーティングを形成し、
該コーティングが、8%以下の遮光率および50Ω/□以下のシート抵抗を示すものとして特徴付けられる、
組成物。
[本発明1002]
コーティングが、7%以下の遮光率を示す、本発明1001の組成物。
[本発明1003]
コーティングが、20Ω/□以下のシート抵抗を示す、本発明1001の組成物。
[本発明1004]
コーティングが、10Ω/□以下のシート抵抗を示す、本発明1001の組成物。
[本発明1005]
コーティングが、5Ω/□以下のシート抵抗を示す、本発明1001の組成物。
[本発明1006]
コーティングが、4Ω/□以下のシート抵抗を示す、本発明1001の組成物。
[本発明1007]
金属ナノ粒子が、組成物の総重量に基づき2重量%以下の量で存在する、本発明1001の組成物。
[本発明1008]
金属ナノ粒子が、組成物の総重量に基づき1重量%以下の量で存在する、本発明1001の組成物。
[本発明1009]
金属ナノ粒子が、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、銅、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される金属元素を含む、本発明1001の組成物。
[本発明1010]
エマルションの形態である、連続液相および分散液相を含む液体キャリア中に分散された金属ナノ粒子を含む組成物であって、
該連続液相または分散液相のうちの一方が、該組成物の総重量に基づき少なくとも40重量%の水性相を含み、該連続液相または分散液相のうちの他方が、該水性相よりもより急速に蒸発する油相を含み、
該金属ナノ粒子が、該組成物の総重量に基づき4重量%以下の量で存在し、
該エマルションが基材の表面上にコーティングされ、乾燥されて液体キャリアが除去されると、該金属ナノ粒子が自己組織化して、370〜770nmの範囲の波長の光に対して透明なセルを規定する電気伝導性トレースのネットワーク様パターンを含むコーティングを形成し、
該コーティングが、7%以下の遮光率および5Ω/□以下のシート抵抗を示すものとして特徴付けられる、
組成物。
本発明の1つまたは複数の態様の詳細について、以下の説明において詳細に述べる。本発明の他の特徴、目的、および利点は、当該説明および特許請求の範囲から明かであろう。
第一基材上に透明な導電層を形成するために、金属ナノ粒子を含有する液体エマルションの形態にある組成物が使用される。当該エマルションは、水性相と油相とを有する液体キャリアを含む。これらの相の一方は連続液相を形成する。他方の相は、連続液相内において分散ドメインを形成する。いくつかの実践形態において、当該連続相は、当該分散相よりも速く蒸発する。好適なエマルションの一例は、油中水型エマルションであり、この場合、水は分散相であり、油は連続相を提供する。当該エマルションは、水中油型エマルションの形態であってもよく、この場合、油は分散液相を提供し、水は連続相を提供する。
%透過率(%T)
%透過率は、積分球を備えたGretagMacbeth Color Eye 3000 Spectrophotometer(X-rite Corp、グランドラピッズ、MI)による20nmの解像度での測定による400〜740nmの波長での、試料を通過する光の平均パーセントである。製造元から入手したU46 PETは、91.3%の%透過率を有していた。下記の実施例7〜15で使用したプライマーでコーティングしたU46 PETは、91.5%の%透過率を有していた。本明細書において説明されるエマルションでの使用が想到されるプライマーは、典型的には、透過率に対していかなる効果も有さない。
%遮光は、以下の式を使用して算出した。
(1 - エマルションでコーティングされた基材の%T/未コーティングの基材の%T)×100%
シート抵抗は、Loresta-GP MCP T610四点プローブ(Mitsubishi Chemical、チェサピーク、VA)を使用して測定した。
プライマー
表1に示された成分を均一になるまで混合し、PETフィルム(Lumirror U46、Toray Industries、日本)上に12ミクロンの湿潤厚さでコーティングした。当該コーティングを室温で1分間乾燥させ、LC6B Conveyor(Fusion UV Systems Inc.、Gaithersburg、MD)上においてH球のF300S UV硬化ランプを有するシステムを約4.6メートル/分で通過させてUV硬化させた。
表2に示された成分を以下のようにして混合した。脱イオン(「D.I.」)水以外のすべての成分を、超音波ホモジナイザーを使用して均一になるまで混合して分散液を形成した。次に、D.I.水を加え、超音波ホモジナイザーを使用して混合して均一なエマルションを形成した。
Claims (10)
- エマルションの形態である、連続液相および分散液相を含む液体キャリア中に分散された金属ナノ粒子を含む組成物であって、
該連続液相または分散液相のうちの一方が、該組成物の総重量に基づき少なくとも40重量%の水性相を含み、該連続液相または分散液相のうちの他方が、該水性相よりもより急速に蒸発する油相を含み、
該金属ナノ粒子が、該組成物の総重量に基づき4重量%以下の量で存在し、
該エマルションが基材の表面上にコーティングされ、乾燥されて液体キャリアが除去されると、該金属ナノ粒子が自己組織化して、370〜770nmの範囲の波長の光に対して透明なセルを規定する電気伝導性トレースのネットワーク様パターンを含むコーティングを形成し、
該コーティングが、8%以下の遮光率および50Ω/□以下のシート抵抗を示すものとして特徴付けられる、組成物。 - コーティングが、7%以下の遮光率を示す、請求項1記載の組成物。
- コーティングが、20Ω/□以下のシート抵抗を示す、請求項1記載の組成物。
- コーティングが、10Ω/□以下のシート抵抗を示す、請求項1記載の組成物。
- コーティングが、5Ω/□以下のシート抵抗を示す、請求項1記載の組成物。
- コーティングが、4Ω/□以下のシート抵抗を示す、請求項1記載の組成物。
- 金属ナノ粒子が、組成物の総重量に基づき2重量%以下の量で存在する、請求項1記載の組成物。
- 金属ナノ粒子が、組成物の総重量に基づき1重量%以下の量で存在する、請求項1記載の組成物。
- 金属ナノ粒子が、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、銅、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される金属元素を含む、請求項1記載の組成物。
- エマルションの形態である、連続液相および分散液相を含む液体キャリア中に分散された金属ナノ粒子を含む組成物であって、
該連続液相または分散液相のうちの一方が、該組成物の総重量に基づき少なくとも40重量%の水性相を含み、該連続液相または分散液相のうちの他方が、該水性相よりもより急速に蒸発する油相を含み、
該金属ナノ粒子が、該組成物の総重量に基づき4重量%以下の量で存在し、
該エマルションが基材の表面上にコーティングされ、乾燥されて液体キャリアが除去されると、該金属ナノ粒子が自己組織化して、370〜770nmの範囲の波長の光に対して透明なセルを規定する電気伝導性トレースのネットワーク様パターンを含むコーティングを形成し、
該コーティングが、7%以下の遮光率および5Ω/□以下のシート抵抗を示すものとして特徴付けられる、組成物。
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