JP2022518296A - 透明導電性フィルムを有する表面を有する薄い可撓性構造物及び構造物を形成するための方法 - Google Patents

Abstract

高い光学透過率及び良い光学的特性を有しながら電気導電性フィルムを各々の対向した表面上に有する薄い可撓性ポリマー基材を有する構造物が説明される。構造物は、約３０ミクロン以下の全厚さ及び良い可撓性を有することができる。コーティング法によって支持を提供することによって非常に薄い構造物のコーティングを可能にする加工方法が説明される。構造物は、タッチセンサー用途の促進摩耗を試験するように設計された条件下で良い耐久性を有することが実証される。

Description

本発明は、透明タッチセンサーなどの光伝送構造物又は受光構造物に対応する電極を有する電気デバイスに組み込むために適している透明導電性表面を有する透明構造物に関する。透明構造物は、ポリイミド層などの薄い基材の対向する面上に２つの透明導電性表面を有することができる。本発明はさらに、薄い可撓性透明層の１つ又は複数の表面に透明導電性フィルムを有することができる、透明導電性フィルムを有する薄い可撓性構造物を形成するための方法に関する

機能性フィルムは、様々な文脈で重要な機能を提供することができる。例えば、静電気が望ましくないか又は危険であり得る時に電気導電性フィルムは静電気の散逸のために重要であり得る。透明導電性フィルムを電極として使用することができる。高品質ディスプレイは、１つ又は複数の透明導電層を含むことができる。

透明導体は、例えば、タッチスクリーン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、フラットパネルディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、太陽電池及びスマートウィンドウなどのいくつかの光電子用途のために使用され得る。伝統的に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）は、高い導電率においてその比較的高い透明性のために好ましい材料であった。しかしながらＩＴＯに関していくつかの欠点がある。例えば、ＩＴＯは、高温及び真空を必要としこのため比較的時間がかかり費用効果が高くない製造方法であるスパッタリングを使用して堆積される必要がある脆いセラミックである。さらに、ＩＴＯは、可撓性基材上で容易に亀裂を生じることが知られている。より新しいポータブル電子デバイスはより薄い形態を拡大している。

第１の態様において、本発明は、透明ポリマー基材と、透明ポリマー基材の第１の表面及び第２の表面の各々の上に支持される薄く広がった金属導電層と、各々の薄く広がった金属導電層の上のポリマーオーバーコートとを含む両面導電性構造物に関する。いくつかの実施形態において、透明ポリマー基材は、ポリマーを含み得、第１の表面及び第２の表面を有し、そこで、ポリマー基材は、約２７ミクロン以下の平均厚さを有し、透明ポリマー基材の形態におけるポリマーは、少なくとも約８８％の、４００ｎｍ～７５０ｎｍの透過率及び約１５％以下の、３３０ｎｍ～３７５ｎｍのＵＶスペクトルにわたる透過率を有する。一般的に、ポリマーオーバーコートは、約１０ｎｍ～約２００ｎｍの平均厚さを有することができる。両面導電性構造物の各々の表面は、約１２０Ｏｈｍｓ／ｓｑ以下のシート抵抗を有することができる。

さらなる態様において、本発明は、透明導電性フィルムを形成するための方法に関し、この方法は、
約２７ミクロン以下の平均厚さを有する透明ポリマー基材の第１の表面上に支持される薄く広がった金属導電層を形成する工程であって、ポリマー基材が、第１のポリマー剥離フィルム上に支持される第２の表面を有する工程と、
ポリマーオーバーコートを第１の薄く広がった金属導電層の上に適用する工程と、
第２のポリマー剥離フィルムをポリマーオーバーコートの上に置く工程と、
第１のポリマー剥離フィルムを除去して透明ポリマー基材の第２の表面を露出させる工程と、
透明ポリマー基材の第２の表面上に支持される第２の薄く広がった金属導電層を形成する工程と、
ポリマーオーバーコートを第２の薄く広がった金属導電層の上に適用する工程とを含む。

別の態様において、本発明は、約２７ミクロン以下の平均厚さを有する透明ポリマーフィルムと、透明ポリマーフィルムの各面上の薄く広がった金属導電層と、各々の薄く広がった金属導電層の上のポリマーオーバーコートであって、約１０ｎｍ～約５００ｎｍの平均厚さを有するポリマーオーバーコートとを含む、約３０ミクロン以下の平均厚さを有する透明導電性フィルムに関する。いくつかの実施形態において、透明導電性フィルムは、各面上の１００Ｏｈｍｓ／ｓｑ以下のシート抵抗、少なくとも８９％の％ＴＴ、２．５％以下のヘイズ、及び約３．５以下のｂ＊を有する。さらに別の又は代替実施形態において、両面導電性構造物は、各々の表面の上に光学透明接着剤（３Ｍ、８１４６）及び厚さ１２５ミクロンのＰＥＴフィルムを有する試験構造物に組み立てられ得、８５℃及び８５％の相対湿度で５００時間にわたって促進摩耗試験に供され得、約４０％以下のシート抵抗の増加がある。

薄いポリマー基材のどちらの側にも１つ有する、２つの薄く広がった金属導電層を有する構造物の略側面図である。 図１の構造物を形成するためのプロセスの略フローダイヤグラムである。 タッチセンサーの部品電極を形成する２つの積層されたパターン化透明導電層を有する構造物によって形成されるタッチセンサーのパターンの略上面図である。 本明細書で説明される両面コートされた構造物のロールツーロール加工の略図である。 実施例において使用される基材の第１の面をコートするために使用されるロールツーロール加工を示すフローダイヤグラムである。 実施例において使用される基材の第２の面をコートするために使用されるロールツーロール加工を示すフローダイヤグラムである。 ２つの導電性表面及び８５Ｃ／８５％ＲＨ試験条件下の試験試料のために使用されるハードコートアンダーコートを有する構造を示す略断面図である。 ８５Ｃ／８５％ＲＨ促進摩耗試験に供される第１のＰＩ基材を使用する、図７の両面導電性構造物について時間の関数としてのＲ／Ｒｏのプロットである。 導電性構造物のＸｅ照射試験を行なうために使用される構造物の略断面図である。 第１のＰＩ基材を使用する、Ｘｅ試験条件下の図９に示される両面導電性構造物について時間の関数としてのＲ／Ｒｏのプロットである。 ８５Ｃ／８５％ＲＨ試験条件下の試験試料のために使用されるハードコートアンダーコートを有さない２つの導電性表面を有する構造を示す略断面図である。 ８５Ｃ／８５％ＲＨ促進摩耗試験に供される第１のＰＩ基材を使用する、図１１の両面導電性構造物について時間の関数としてのＲ／Ｒｏのプロットである。 導電性構造物のＸｅ照射試験を行なうために使用される構造物の略断面図である。 第１のＰＩ基材を使用する、図１３に示されるＸｅ試験条件下の両面導電性構造物について時間の関数としてのＲ／Ｒｏのプロットである。 ６５Ｃ／９０％ＲＨ試験条件下の試験試料のために使用されるハードコートアンダーコートを有さない２つの導電性表面を有する構造を示す略断面図である。 導電性構造物のＸｅ照射試験を行なうために使用される構造物の略断面図である。 ６５Ｃ／９０％ＲＨ促進摩耗試験に供される第２のＰＩ基材を使用する、図１５の両面導電性構造物について時間の関数としてのＲ／Ｒｏのプロットである。 第２のＰＩ基材を使用する、図１６に示されるＸｅ試験条件下の両面導電性構造物について時間の関数としてのＲ／Ｒｏのプロットである。 ６５Ｃ／９０％ＲＨ促進摩耗試験に供される第１のＰＩ基材を使用する、図７の両面導電性構造物について時間の関数としてのＲ／Ｒｏのプロットである。 第１のＰＩ基材を使用する、図９に示されるＸｅ試験条件下の両面導電性構造物について時間の関数としてのＲ／Ｒｏのプロットである。

電子デバイスのための特に薄い縦断面及び適した耐久性を有する透明導電性構造物は、特定の特性のために選択される薄い透明ポリマー基材の対向する面上の薄く広がった金属導電層に基づいて設計されている。透明導電性構造物はタッチセンサーのために有用であり得る。選択されたポリマー基材は、良い可視光透過率及び良い紫外線吸収特性を提供しながら約２７ミクロン以下の厚さを有することができる。紫外線吸収特性は、基材の両面上に導電層の独立の、紫外線に基づくパターン化を提供する。いくつかの実施形態において、導電層とポリマー基材との間にハードコートポリマー保護バリアを有する可撓性ポリマー基材は、促進摩耗試験を用いて評価されるとき特に耐久性の特性を提供する。基材の両面上にコーティングを実施しながら非常に薄い基材の取扱を実用的にする適した加工方法が開発されている。加工において、適した保護ポリマーフィルムを使用し、プロセスの選択された工程において除去して、精密な構造物の安定な取扱及び保護をもたらすことができる。両面コートされた構造物の設計は、両面構造物の各々の表面の独立のエッチングを提供して、例えば、タッチセンサーの設計に基づいてパターンを導入することができる。

酸化インジウムスズを一般的にベースとした透明導電性フィルムはタッチセンサー又は電子デバイスの他の構成部品のために広く使用されている。タッチセンサーの設計は一般的に、２つの電気導電性要素を含む。１つの導電性要素を使用して平面における１つの寸法を参照することができ、他方、第２の要素を使用して平面における第２の寸法を参照し、平面に沿ってタッチポイントを特定することができる。したがって、タッチセンサーを製造するために、一般的に２つのパターン化導電性フィルムが使用されるが、付加的な透明導電層もまた使用することができる。一般的には、タッチセンサーは比較的薄いのがよいが、従来より、各々の電気導電性要素は、次いで積層体に組み立てられる別個の基材に対応付けられている。新製品によって、より薄い及び／又は可撓性の構造物に対する要求が生まれている。両方のパターン化導電性フィルムを単一基材上に置くことができることによって、より薄い及びより可撓性の構造物を形成することができる。

可撓性である非常に薄いセンサー構造物を発展させ得ることによって、フレキシブルエレクトロニクスの技術を可能にすることができる。タッチセンサーを有するディスプレイがある可撓性デバイスについては、その場合には導電性要素は透明である。酸化インジウムスズ及び同様な導電性セラミック酸化物から形成される従来の導電性要素は可撓性ではない。薄く広がった金属導電性要素を使用することによって、可撓性構造を有することができる。単一基材の対向する面上に２つの透明導電性フィルムを置くことによって、単一基材だけが必要とされるので厚さが低減される。また、この単一基材のために適している非常に薄い基材が開発されている。この構造物の効率的な形成を可能にする新規な加工方法が開発されている。非常に小さな厚さで望ましい光学的特性及び電子的特性を有するこのような構造物を形成し得ることは、重要な課題をもたらし、これらの課題は本明細書で説明されるすぐれた結果によって応えられる。

図１は、コア基材上の単体形態の両面導電性要素の一般構造を示す。図１を参照して、両面導電性シート１００は、基材ポリマーシート１０２、任意選択の第１のハードコート１０４、第１の薄く広がった金属導電層１０６、第１のオーバーコート１０８、任意選択の第２のハードコート１１０、第２の薄く広がった金属導電層１１２、第２のオーバーコート１１４、任意選択の第１の剥離可能保護フィルム１１６、及び任意選択の第２の剥離可能保護フィルム１１８を含むことができる。これらの材料の性質は、適切な加工によって及び電子用途のための商業使用の適した安定性を有する有用な構造物を形成するために重要である。材料は以下に詳細に説明される。薄く広がった金属導電層を融着金属ナノ構造ネットワークとして有効に提供することができる。

タッチセンサーの形成は、両面導電性構造物の両方の導電性面の別個のパターン化を必要とし得る。一般的には、導電層のパターン化は、レーザー融蝕による集束レーザービーム又はフォトレジストを使用するフォトリソグラフィによるマスクを通しての照射など、パターン化放射線源を必要とする。様々な放射線源を用いて一般的にパターン化を行なうことができるが、融蝕のための紫外レーザー又は紫外光に感光性であるフォトレジストを用いて望ましいパターン化を行なうことができる。レーザー融蝕のために、一般的に紫外レーザーからの集束紫外光を表面全体にわたって走査してパターンを画定することができる。フォトリソグラフィのために、マスクを通して紫外光を誘導してフォトレジストに潜像を形成し、次にそれを現像して物理的パターンを形成する。次にフォトレジストの物理的パターンは、パターンを薄く広がった金属導電性フィルムに転写する湿潤又は乾燥エッチングを提供する。どちらも場合も、異なったパターンがタッチセンサーの機能に必要とされるので、２つの薄く広がった金属導電層は一般的に、独立にパターン化される。効率的加工のために、一方の面にもたらすパターン化が他方の面に影響を与えないように２つの面がパターン化されるのが望ましい。

２つの面の独立のパターン化を行なうために、いくつかの実施形態については、一方の面からの重大な紫外光束が他方の面に達しないように基材が紫外光を吸収するのが望ましいことがあり得、そこでそれは対向する面のパターン化を変えることができる。他方、基材は可視光線の高い透過率を有するのがよい。同時に、基材は、必要とされる非常に小さな厚さで、適した機械的特性を有するのがよい。また、高エネルギー紫外光子の吸収は、紫外線吸収組成物の性質に応じて反応種を形成する傾向があり得る。適した耐久性を有するために、薄く広がった金属導電層は、パターン化プロセスから生じる反応種を全く損なわないように保護することができる。本明細書で説明されるように、任意選択のハードコートを基材と薄く広がった金属導電層との間に配置して、薄く広がった金属導電層を保護することができる。実施例において実証されるように、任意選択のハードコートを使用しても使用しなくても導電層の所望の安定性をもたらすことができる。

所望の小さな厚さで可視光線の高い透過率及び機械的耐久性を維持しながら所望の紫外線吸収能力を提供するために、ポリイミド基材が以下に例示されるが、他のポリマー基材を用いてもよい。ポリイミド基材を選択して、紫外線の強い吸収を有しながら可視スペクトルにわたって良い透過率を提供することができる。所望の特性を有するポリイミドのほかにも他のポリマーも、以下に明らかにする。商用ロールツーロール法又は同様な加工方法において導電性構造物を形成するための加工を実施して、構造物を形成することができる。所望の構造物は非常に薄いが、適切な加工を可能にするための加工方法が開発されている。

本明細書で説明される構造物は、紫外光を吸収するためにポリマー中に添加剤を有するポリマーを使用すること又は紫外光を吸収するためにだけ別個の層を使用することを避ける。このように、本明細書における構造物は、高度の機械的安定性及び導電層を使用する間の安定性を維持することができる。本明細書で説明される構造物の工学技術は、折り曲げ可能なタッチスクリーン製品のために適している非常に薄い形態ですぐれた性能を提供する。適した光学的特性を有するポリイミドなどのポリマーは、高い可撓性を提供しながら高度の機械的強度を提供することができる。

他の透明両面導電性構造物が本技術分野に記載されている。導電層を有する透明基材の２つの面の一般的なパターン化は、“Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｉｄｅｄ Ｔｏｕｃｈ Ｓｅｎｓｏｒ ｏｎ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ”（参照によって本願明細書に組み込む）と題されたＺｈｏｎｇらに対する米国特許第９，２９２，１４１号明細書（以下’１４１号特許）に説明されている。’１４１号特許はＩＴＯなどの導電性酸化物をベースとした透明導電性フィルムに主に焦点が当てられているが、それは、より一般的には透明導電性フィルムを意味する。ナノワイヤーに基づく導電層による基材の両面パターン化は、“Ｔｗｏ－Ｓｉｄｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ ｏｎ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ”（参照によって本願明細書に組み込む）と題されたＪｏｎｅｓらに対する米国特許出願公開第２０１４／０２０２７４２号明細書（以下に出願’７４２号）に説明されている。’１４１号特許及び出願’７４２号は、材料工学技術に基づいた且つ本明細書で説明される加工方法によって可能にされる改良された機械的及び光学的特性を有する本明細書で説明される構造物を教示していない。

商業的な評価のために、透明導電性フィルムの耐久性を試験するための様々な促進摩耗試験が開発されている。以下の実施例は、本明細書で説明されるように形成される両面透明導電性フィルムの試験を提供する。これらの促進摩耗試験のいくつかは、試験を多かれ少なかれあるていど厳格にするわずかな相違があるが同様である。これらの試験は、試験目的のために業界では広く認められている。

薄い両面導電性構造物の安定な加工を提供するために、コーティング工程の間剥離可能ポリマーキャリヤーフィルムの安定化を用いてフィルムを加工することができる。加工の終了時に、最終フィルムは、時間を隔ててさらなる加工が行われる場合輸送する間又は保管する間フィルムを保護することができるポリマー剥離層によって両方の表面に覆われ得る。一般的には、様々な加工工程は加工の順序及び加工の位置によって影響され得る。実用的な商業用途のために、両面導電性フィルムを１つの場所で加工し、パターン化及びタッチセンサーへの付加的な加工のために輸送することができるが、基本的には、単一の物理的場所で加工を行なうことができる。

剥離可能ポリマーキャリヤーフィルムによって支持されるポリマー基材によって、基材の一方の面を加工して、アンダーコート、薄く広がった金属導電性構造物を有する導電層及びオーバーコート層を提供することができる。乾燥されたオーバーコートをポリマー剥離層で覆うことができ、次いで最初の剥離可能ポリマーキャリア層を除去して基材の他方の面を露出させることができ、第１の面のオーバーコートの上のポリマーシートは第２の面の加工のためのキャリア層として機能する。アンダーコート、薄く広がった金属導電性構造物を有する導電層、及びオーバーコートを基材の第２の面に適用し、一般的に基材をプロセス装置に対して裏返しにして、加工される面を上向きにして置く。必要ならば、別の剥離可能ポリマーシートを第２の加工された面の乾燥されたオーバーコートの上に置いて、構造物を完成し、保管及び／又は輸送することができる。様々なさらに具体的な実施形態が以下に考察される。

本明細書で説明される加工の改良及び材料工学技術は、２つの対向した導電性表面を提供してパターン化する間非常に薄い基材を使用することを可能にする。したがって、いくつかの実施形態において、完成構造物は、約３５ミクロン以下の基材、２つの導電層、アンダーコート及びオーバーコートを含む全厚さを有することができる。対向した層の各々のシート抵抗は約１００Ｏｈｍｓ／ｓｑ以下であり得る。得られた両面導電性構造物は、少なくとも約８５％の可視光線の全透過、約２．５％以下のヘイズ及び約４以下のｂ＊値を有することができる。全構造物が非常に可撓性であることができる間これらの特性を維持することができ、それは薄さによってさらに促進される。したがって、本明細書における両面導電性構造物は、フレキシブル電子デバイスの透明タッチセンサーを形成するために特に適している。

非常に薄い構造物を取り扱うための剥離可能キャリヤーフィルムの使用を必要とする基本的な加工方法が図２に略示され、一般的なプロセスの流れを示す。図示された流れの開始において、薄い基材１４０は第１の剥離可能キャリア層１４２を提供される。第１の剥離可能キャリア層１４２が構造物の一方の表面を覆い、他方の表面を加工して１４４、薄く広がった金属導電層及び任意の関連層を有する第１の透明導電コーティング１４６を形成する。第１の面について加工が終了した後、導電コーティング１４６の上に第２の剥離可能キャリア層１５０を置く１５２。構造物を第２の剥離可能キャリア層１５０で支持して、他方の面上の第１の剥離可能キャリア層１４２を除去して１５４、薄い基材１４０の未加工面１５６を露出させる。加工を容易にするためにそれを任意選択により空間で裏返しにして１５８未加工表面が上向いているようにすることができる。次に、薄い基材１４０の他方の面を相応して加工して１６０、第２の透明導電コーティング１６２を基材１４０の第２の面上に形成し、そこで第２の透明導電コーティング１６２は一般的に、薄く広がった金属導電層及び任意の関連層を有する。パターン化又は他のさらなる加工の前に第２の透明導電コーティング１６２を保護するために、第２の透明導電コーティング１６２の上に上部剥離可能キャリヤーフィルム１６４を置くことができる１６６。いくつかの実施形態において、完成構造物を必要ならば巻き上げて出荷及び又は保管することができる。

透明導電層を形成するための加工は一般的に、ナノワイヤーインクの堆積、ナノワイヤーインクの乾燥（それは融着をもたらして融着金属ナノ構造ネットワークを形成することができる）、オーバーコートの堆積、並びにオーバーコートの乾燥及び硬化を含む。この加工は、基材と薄く広がった金属導電層との間にアンダーコートとして任意選択のハードコートの堆積をさらに含むことができる。下層として、ハードコートは、機械的保護をもたらさなくてもよいが、ハードコートは、おそらくプロセス損傷又は基材からの他の相互作用から、薄く広がった金属導電層の安定性をもたらすことができる。ハードコートは一般的に、可視光及び近紫外光の両方に対して透明である。

一般的には、様々な薄く広がった金属導電層が金属ナノワイヤーから形成され得る。金属ナノワイヤーで形成され、ナノワイヤーを接合部で偏平にするように加工して導電率を改良するフィルムが、“Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ｍｅｔａｌ Ｎａｎｏｗｉｒｅｓ”と題されたＡｌｄｅｎらに対する米国特許第８，０４９，３３３号明細書（参照によって本願明細書に組み込む）に記載されている。金属導電率を増加させるために表面に埋め込まれた金属ナノワイヤーを含む構造物が“Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ”と題されたＳｒｉｎｉｖａｓらに対する米国特許第８，７４８，７４９号明細書（参照によって本願明細書に組み込む）に記載されている。しかしながら、融着金属ナノ構造ネットワークについて高い電気導電率に関して改良された特性並びに透明性及び低いヘイズに関して望ましい光学的特性が見出されている。隣接した金属ナノワイヤーの融着が商業的に適切な加工条件下の化学プロセスに基づいて実施され得る。

特に、金属ナノワイヤーベースをベースとした電気導電性フィルムの達成に関する著しい前進は、金属ナノワイヤーの隣接した部分が融着して導電性ネットワーク内に別個のナノワイヤーを有さない単体構造物になる融着金属ネットワークを形成するための十分に制御可能な方法の発見であった。特に、ハロゲン化物イオンが金属ナノワイヤーの融着を引き起こして融着金属ナノ構造物を形成できることが最初に発見された。ハロゲン化物アニオンを含む融剤を様々な方法で導入して融着を良好に達成し、電気抵抗の相応する著しい低下があった。この加工の脈絡におけるハロゲン化物イオンをナノワイヤー合成反応において使用されるハロゲン化物イオンと取り違えるべきではないということに留意しなければならない。具体的には、ハロゲン化物アニオンを使用する金属ナノワイヤーの融着が酸ハロゲン化物の蒸気及び／又は溶液並びにハロゲン化物塩の溶液を使用して達成されている。ハロゲン化物供給源を使用する金属ナノワイヤーの融着はさらに、“Ｍｅｔａｌ Ｎａｎｏｗｉｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ”と題された、Ｖｉｒｋａｒらに対する米国特許第１０，０２９，９１６号明細書及び“Ｍｅｔａｌ Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ”と題された、Ｖｉｒｋａｒらに対する米国特許第９，９２０，２０７号明細書（‘２０７号特許）に記載されており、共に本願明細書に参照によって組み込まれる。

融着金属ナノワイヤーネットワークを形成するための方法を発展させたものは還元／酸化（レドックス）反応に基づいていたが、それらを提供して、得られたフィルムの光学的特性を損なわずに融着ナノワイヤーをもたらすことができる。接合部に堆積するための金属を、溶解された金属塩として有効に加えることができるか又は金属ナノワイヤー自体から溶解することができる。金属ナノワイヤーを融着してナノ構造ネットワークを形成するためのレドックス化学の有効な使用は、“Ｆｕｓｅｄ Ｍｅｔａｌ Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，Ｆｕｓｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｍｅｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”と題された、Ｖｉｒｋａｒらに対する米国特許第１０，０２０，８０７号明細書（’８０７号特許）（本願明細書に参照によって組み込まれる）にさらに説明されている。また、’８０７号特許には、融着金属ナノ構造ネットワークの形成のための単一溶液手法が記載されている。融着金属ナノ構造層の形成のための単一溶液手法は、“Ｍｅｔａｌ Ｎａｎｏｗｉｒｅ Ｉｎｋｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍｓ ｗｉｔｈ Ｆｕｓｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”（参照によって本願明細書に組み込む）と題されたＬｉらに対する米国特許第９，１８３，９６８Ｂ１号明細書（以下、’９６８号特許）にさらに説明されており、融着金属ナノ構造ネットワークを形成する単一溶液又はインク加工は以下の実施例において使用されている。

融着ナノ構造金属ネットワークに硬化する有効な単一堆積インクを達成する望ましいインクは、得られたフィルム中の金属の適切な添加量を達成する金属ナノワイヤーの所望の量を含む。適切な溶液中で、インクはインクの堆積及び乾燥前に安定している。インクは、さらなる加工のために安定な導電性フィルムの形成に寄与する適度な量のポリマーバインダーを含むことができる。一インク系によって良い融着の結果を得るために、例えばセルロース又はキトサン系ポリマーなどの親水性ポリマーが有効であることが見出されている。融着プロセスのための金属の供給源としての金属イオンは、可溶性金属塩として供給され得る。

単一インク調合物は、所望の添加量の金属をフィルムとして基材表面上に堆積させると共に同時に、インクが適切な条件下で乾燥される時に融着プロセスを引き起こすインク中の成分を提供する。これらのインクは便宜的に融着用金属ナノワイヤーインクと称することができ、乾燥するまで融着は一般的に行なわれないと理解されている。インクは一般的に水性溶媒を含み、それはいくつかの実施形態においてアルコール及び／又は他の有機溶媒をさらに含むことができる。インクは、融着プロセスのための金属供給源として、溶解された金属塩をさらに含むことができる。理論によって制限されることを望まないが、インクの成分、例えば、アルコール、又は他の有機組成物が溶液から金属イオンを還元して融着プロセスを引き起こすと考えられる。これらのシステムにおいての融着プロセスに関するこれまでの経験が示唆するのは、隣接した金属ナノワイヤー間の接合部に金属が優先的に堆積するということである。ポリマーバインダーを提供することによってフィルムを安定化し、インク特性に影響を及ぼすことができる。インクの特定の調合物を調節して、特定の堆積方法に適していて基材表面上で特定のコーティング性を有するインク特性を選択することができる。以下にさらに説明されるように、融着プロセスを有効に行なうように乾燥条件を選択することができる。また、２つの溶液融着システムが確立されており、本明細書で説明される改良された銀ナノワイヤーを利用することができる。

両面導電性フィルムは、タッチセンサーなどのデバイスに導入するために適切にパターン化され得る。パターン化のために、任意の保護剥離層を除去してオーバーコートを露出させることができる。オーバーコートは薄く、パターン化は一般的に、導電層を有するオーバーコートの相当するパターン化を必要とした。パターン化フィルムを所望のサイズに切断することができる。デバイスに組み立てるために、光学透明接着剤をパターン化導電性フィルムに適用して、フィルムをデバイスに付着させることができる。フィルムの端縁に沿って透明導電性構造物を金属トレースに接続して透明導体を回路に組み込むことができる。光学透明接着剤の別の部分は、デバイスに保護覆いを提供することができ、それは、所望の可撓性デバイスのための可撓性ポリマーシートであり得る。本明細書で説明される両面コートされた構造物の薄い可撓性は、特定のデバイス用途の著しい前進をもたらす。

両面の、別々にパターン化可能な電気導電性構造物
本明細書における電気導電性構造物は、タッチセンサーなど、電気デバイスに一体化するための別個の導電性特徴を提供することができる対向した表面上の電気導電層を含む。基材は、可視光線の良い透過及び紫外光の良い吸収を有するように選択される。高い耐久性を有することができる、可撓性構造物のために適した小さな厚さで機械的特性を有する適したポリマーが説明される。また、構造物は、高い温度及び湿度レベルでの促進摩耗試験条件下で導電率の良い安定性を有することができる。いくつかの実施形態において、保護ポリマーオーバーコートを含む全構造物は、約３０ミクロン以下の全平均厚さを有することができ、それは、適切な機械的特性を有するより薄い最終製品並びにフレキシブルディスプレイを形成するために望ましい。本明細書で説明される両面導電性構造物は、実際のディスプレイデバイスに組み立てられる商用レベルでの折り曲げ可能なエレクトロニクスのための適した可撓性を達成しており、これらの用途のための試験に基づいて、両方の表面上にオーバーコートを有する両面導電性構造物は直径１ｍｍのマンドレルの周りに少なくとも２００，０００回繰り返して曲げ得、並びに導電性表面のシート抵抗が１０％以下で変化する。少なくとも数百万回の曲げのためにこのような曲げを行なうことができることを経験は強く示唆する。

基本構造物が上記の図１に示される。ポリマー基材は、導電層が両面に適用されるので文字通りに、並びにそれが構造物の厚さの大部分となるので或る意味において比喩的に、両方で構造物のコアである。ポリマーは、主成分として、一般的に少なくとも５０重量パーセント超のポリマーを含み、それは基材ポリマーと称される。適した基材ポリマーは可視光線に対して透明である。具体的には、基材ポリマーの透過率は一般的に、少なくとも約８８％、いくつかの実施形態において少なくとも約８９％、さらに別の実施形態において少なくとも約９０％及びさらなる実施形態において少なくとも約９１％である。全構造物の光学的特性及び光学的特性の測定が以下により詳細に考察され、以下により詳細に提供される関連した一般的考察は、ここでも同様に当てはまる。また、基材の選択された厚さのために（透過特性は厚さに依存している）、基材ポリマーは、３３０ｎｍ～３７０ｎｍの波長を有する紫外光を吸収し、このため、この波長範囲にわたる透過率は約１５％以下、さらなる実施形態において約１０％以下、さらに別の実施形態において約５％以下、他の実施形態において約２％以下である。ポリマー基材は一般的に、約２７ミクロン以下、さらなる実施形態において約１ミクロン～約２５ミクロン、他の実施形態において約５ミクロン～約２３ミクロンの平均厚さを有することができるが、いくつかの実施形態において有用な基材は、約５ミクロン～約６０ミクロンの厚さを有することができる。上記の明示範囲内のさらに別の範囲の透過率及び厚さが考えられ、本開示の範囲内であることを当業者は認識するであろう。

適したポリマーには、例えば、ポリイミド、ポリスルフィド（例えばＰｙｌｕｘ（商標）、Ａｒｅｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、 ポリスルホン（例えばＳｏｌｖａｙ製のＵｄｅｌ（登録商標））、又はポリエーテルスルホン（例えばＳｏｌｖａｙ製のＶｅｒａｄｅｌ（登録商標）又はＢＡＳＦ製のＵｌｔｒａｓｏｎ（登録商標））、及びポリエチレンナフタレート（例えばＤｕＰｏｎｔ製のＴｅｏｎｅｘ（登録商標））が含まれる。透明ポリイミドに基づいて実施例が以下に示される。従来の芳香族ポリイミドは有色である。しかし最近開発されたポリイミドは、可視光線に対して透明である。透明ポリイミドは紫外光を吸収する。透明ポリイミドはＫｏｌｏｎ（韓国）、Ｔａｉｍｉｄｅ Ｔｅｃｈ．（台湾）、住友（日本）、ＳＫＣ Ｉｎｃ．（ＧＡ，ＵＳＡ）及びＮｅＸｏｌｖｅ（ＡＬ，ＵＳＡ）から入手可能である。

それ自体紫外光を吸収する基材ポリマーの使用によって、ポリマー中の紫外線吸収剤又はＵＶフィラーのいずれかの別個の層の使用を避ける。紫外線吸収剤の別個の層の使用は、構造物の厚さを増加させ、機械的特性を変えるであろう。ポリマー基材中で充填剤として紫外線吸収剤を使用することは、ポリマー基材の機械的及び化学的特性を変え得る。本明細書における構造物は、基材ポリマーの紫外線吸収特性に依拠し、構造物の非常に望ましい特性を達成する。紫外線吸収充填剤を有するポリエステルの使用が提案されている。“Ｔｗｏ－Ｓｉｄｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ ｏｎ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ”（参照によって本願明細書に組み込む）と題された、Ｊｏｎｅｓらに対する米国特許出願公開第２０１４／０２０２７４２号明細書を参照のこと。充填剤の使用は安定性及び機械的特性を変え得る。

フレキシブルディスプレイにおいて使用するために、ポリマー基材が望ましい機械的特性を有することが望ましい。材料の耐久性は、或る意味において、材料が破断せずに伸長され得る程度の尺度である、伸びによって及び／又は材料が不良になるまで適用され得る力の尺度である、引張強さによって表すことができる。伸びは一般的に、標準化された手順、一般的にＡＳ（商標） Ｄ８８２によって測定される通りにポリマー製造業者によって提供される。いくつかの実施形態において、伸びが少なくとも約１０％、さらなる実施形態において少なくとも約１５％及び他の実施形態において約２０％～約１００％であるのが望ましい。いくつかの実施形態において、基材の引張強さは少なくとも約５０ＭＰａ、さらなる実施形態において少なくとも約６０ＭＰａ、及びいくつかの実施形態において約６５ＭＰａ～約３００ＭＰａであり得る。また、いくつかの用途のために、基材ポリマーの（ヤングの）弾性率は、約１．５ＧＰａ～約７．０ＧＰａ、さらなる実施形態において約１．７５ＧＰａ～約６．５ＧＰａ、及び他の実施形態において約２．０ＧＰａ～約６ＧＰａであり得る。上記の明示範囲内の伸び、引張強さ、及び弾性率のさらに別の範囲が考えられ、本開示の範囲内であることを当業者は認識するであろう。

構造物の２つの面上の電気導電率は、薄く広がった金属導電層によって提供される。薄く広がった金属導電層は、以下の欄により詳細に考察される。ナノワイヤーの厚さは１０～２５ナノメートル（ｎｍ）のオーダーであり得、将来には多少より薄いナノワイヤーが入手可能であり得るので、一般的に、これらの層の厚さは非常に小さい。薄く広がった金属導電層は、初期に蒸着された金属ナノワイヤーを単体透明金属構造物に融着することによって形成される融着金属ナノ構造ネットワークであり得る。本出願人の研究の後、融着金属ナノ構造ネットワークは、アカデミック・リサーチ・ラボラトリーズによって研究された。ポリマー基材上の透明導電層の曲げ安定性が評価された。Ｃｈｅｎｇｅｔ ａｌ．，“Ｈｉｇｈｌｙ ｆｏｌｄａｂｌｅ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｓｉｌｖｅｒ ｎａｎｏｗｉｒｅ ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｔａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２５（２０１４）２８５６０１（７ページ）（以下、Ｃｈｅｎｇ ｅｔ ａｌ．）を参照のこと。融着銀ナノワイヤーのためのそれほど望ましくない技術を使用して、それにもかかわらず、融着は、得られた透明導電性フィルムに著しい曲げ安定性をもたらすことが見い出された。具体的には、Ｃｈｅｎｇらは、融着金属ナノ構造ネットワークは、融着されていない相当する構造物に対して繰り返して曲げられる構造物においてずっと安定していることを確認した。融着金属ナノ構造ネットワークの使用は、フレキシブルディスプレイのための長期使用安定性を有する構造物を得るために重要であると考えられる。

薄く広がった金属導電層は一般的にポリマーオーバーコートで覆われ、導電層に対する機械的保護をもたらす。いくつかの実施形態において、オーバーコートの適用後に、他の特性を著しく低下させることなくヘイズを著しく低減するようにオーバーコートを選択することが可能であり得る。また、オーバーコートの厚さ及び組成物は、オーバーコートのシート抵抗の測定がオーバーコートを用いない測定に対して著しく変化されないように選択され得る。オーバーコートのための適した商用コーティング組成物には、例えば、Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ｍｉｓｓｉｓｓｉｐｐｉ，ＵＳＡ）製のコーティング溶液ＰＯＳＳ（登録商標）Ｃｏａｔｉｎｇｓ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｈａｒｄｃｏａｔｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ）製のシリカ充填シロキサンコーティング、ニデック（日本）製のＡｃｉｅｒ（登録商標）Ｈｙｂｒｉｄ Ｈａｒｄ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ、デクセリアルズ株式会社（日本）製のＳＫ１１００シリーズハードコート、トーヨーケム（日本）製のＬｉｏｄｕｒａｓ（商標）、Ａｄｄｉｓｏｎ Ｃｌｅａｒ Ｗａｖｅ（ＩＬ，ＵＳＡ）製のＨＣ－５６１９ハードコート、ＳＤＣ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ）からのＣｒｙｓｔａｌＣｏａｔ紫外線硬化性コーティングが含まれる。オーバーコートへの安定剤の導入は、“Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ Ｓｐａｒｓｅ Ｍｅｔａｌ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍｓ ａｎｄ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｏｆ Ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ”（参照によって本願明細書に組み込む）と題された、Ｙａｎｇらに対する係属中の米国特許出願第１５／７３０，０５３号明細書に記載されている。

オーバーコートポリマーは一般的に誘電性であるが、２つの薄く広がった金属導電層の各々の上に１つあるオーバーコート層は一般的に、オーバーコートに電気導電性が生じ得るように十分に薄い。言い換えれば、オーバーコートを有する表面は一般的に、オーバーコートを有さない表面とほぼ同じシート抵抗を有するのがよい。したがって、ポリマーオーバーコートが約２５０ｎｍ以下、いくつかの実施形態において約５ｎｍ～約２００ｎｍ、さらなる実施形態において約１０ｎｍ～約１７５ｎｍの平均厚さを有するのが望ましいことがあり得る。上記の明示範囲内の厚さのさらに別の範囲が考えられ、本開示の範囲内であることを当業者は認識するであろう。

上記のとおり、導電性構造物は、ポリマー基材と薄く広がった金属導電層との間に下層を含むことができる。下層は、ポリマーハードコートを含むことができる。下層としてポリマーハードコートは、機械的保護をもたらさないが、ポリマーハードコートは、科学的攻撃からの保護をもたらすことができる。実施例において説明されるように、ポリマーハードコート下層は、いくつかのポリマー基材のための融着金属ナノ構造層に著しい安定性をもたらすが、いくつかの同様なより厚めの基材については、良好な安定性を得るためにアンダーコートは使用されない。いくつかの構造物がハードコートを用いずに十分に安定している理由はまだ理解されていない。

適したハードコートポリマーは一般的に、ポリウレタン、エポキシポリマー、ポリシロキサン及び／又は他の架橋ポリマーなど、他の架橋部分と組み合わせられ得る架橋ポリアクリレートを有する高架橋ポリマーである。分岐アクリレートモノマーは高架橋ポリマーの形成をもたらし得、架橋アクリレートは、ウレタンアクリレート等の他の部分と共重合されて、かみ合された架橋ポリマーを形成することができる。Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ｍｉｓｓｉｓｓｉｐｐｉ，ＵＳＡ）製のＰＯＳＳ（登録商標）Ｃｏａｔｉｎｇｓからのコーティング溶液、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｈａｒｄｃｏａｔｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ）製のシリカ充填シロキサンコーティング、ニデック（日本）製のＡｃｉｅｒ（登録商標）ハイブリッドハードコーティング材料、デクセリアルズ株式会社（日本）製のＳＫ１１００シリーズハードコート、トーヨーケム（日本）製のＬｉｏｄｕｒａｓ（商標）、Ａｄｄｉｓｏｎ Ｃｌｅａｒ Ｗａｖｅ（ＩＬ，ＵＳＡ）製のＨＣ－５６１９ハードコート、ＳＤＣ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ）製のＣｒｙｓｔａｌＣｏａｔ紫外線硬化性コーティングなどのハードコートポリマーが市販されている。ハードコートポリマーは、“Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｈａｒｄｃｏａｔｓ ａｎｄ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｆｉｌｍｓ”（参照によって本願明細書に組み込む）と題された、Ｇｕらに対する米国特許出願公開第２０１６／０３６９１０４号明細書にさらに説明されている。

関連した厚さに対して高度に透明である適したハードコートポリマーが入手可能であり、ハードコートは構造物を通る光の透過率を著しく低減させない。ポリマーハードコート層は各々独立に、約２５０ｎｍ～約４ミクロン、さらなる実施形態において約４００ｎｍ～約３．５ミクロン、他の実施形態において約５００ｎｍ～約３ミクロンの平均厚さを有することができる。上記の明示範囲内のハードコートの厚さのさらに別の範囲が考えられ、本開示の範囲内であることを当業者は認識するであろう。

最終構造物は、比較的非粘着性の表面を各々提供する各々の表面上に架橋オーバーコート層を有する。出荷、保管等のために構造物を保護するために、一方又は両方の表面が剥離可能ポリマー層で保護され得る。剥離可能ポリマー層は、約１５ミクロン～約２００ミクロン、さらなる実施形態において約２０ミクロン～約１８０ミクロン、他の実施形態において約２５ミクロン～約１７０ミクロン及びさらに別の実施形態において約４０ミクロン～約１５０ミクロンの厚さを有するように形成され得る。上記の明示範囲内の厚さのさらに別の範囲が考えられ、本開示の範囲内であることを当業者は認識するであろう。広範な適した非粘着性のポリマーをポリマー剥離層のために使用することができ、剥離層はさらなる加工のために除去されるので、光学的特性は問題とされない。適したポリマーには、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリシロキサン、それらのコポリマー等が含まれる。特定のポリマーは、低い粘着性を有するように選択されるのがよく、このような剥離層の剥離強さは、剥離層が基材から剥離される時に材料が損傷を受けないように十分に低いのがよい。

薄く広がった金属導電層
薄く広がった金属導電層は一般的に、金属ナノワイヤーから形成される。十分な添加量及び選択されるナノワイヤーの特性によって、相応する適切な光学的特性を有するナノワイヤーを使用して適度の電気導電率を達成することができる。銀ナノワイヤーを使用して形成される透明導電性フィルム構造物は、様々な薄く広がった金属導電性構造物を有する本明細書で説明される構造物を有する両面導電性フィルムのための望ましい性能をもたらし得ることが予想される。しかしながら、特に望ましい特性が融着金属ナノ構造ネットワークによって達成された。本明細書における考察は、透明導電性フィルムとして改良された性能特性を提供することがわかった融着金属ナノ構造ネットワークを含む実施形態に焦点を当てる。

金属ナノワイヤー融着を実施するためにいくつかの実用的な方法が開発されている。良い光学的特性を有する望ましいレベルの電気導電率を達成するために金属添加量のバランスをとることができる。一般的には、金属ナノワイヤー加工は、金属ナノワイヤーを含む第１のインクと融着組成物を含む第２のインクとを有する二インクの堆積によって、又は融着要素を金属ナノワイヤー分散体中に混ぜるインクの堆積によって達成され得る。インクは、付加的な加工助剤、バインダー等を含んでもよくさらに含まなくてもよい。特定のインク系のために適しているように好適なパターン化方法を選択することができる。

一般的には、金属ナノ構造ネットワークの形成のための１つ又は複数の溶液又はインクは、よく分散された金属ナノワイヤー、融剤、及び任意選択のさらに別の成分、例えば、ポリマーバインダー、架橋剤、湿潤剤、例えば、界面活性剤、増粘剤、分散剤、他の任意選択の添加剤又はそれらの組合せを一括して含むことができる。金属ナノワイヤーインク及び／又はナノワイヤーインクと異なっている場合融着溶液のための溶媒は、水性溶媒、有機溶媒又はそれらの混合物を含むことができる。特に、適した溶媒には、例えば、水、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、例えばグリコールエーテル、芳香族化合物、アルカン等及びそれらの混合物が含まれる。具体的な溶媒には、例えば、水、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、第三ブチルアルコール、メチルエチルケトン、グリコールエーテル、メチルイソブチルケトン、トルエン、ヘキサン、エチルアセテート、ブチルアセテート、エチルラクテート、ＰＧＭＥＡ（２－メトキシ－１－メチルエチルアセテート）、ジメチルカーボネート、又はそれらの混合物が含まれる。溶媒は金属ナノワイヤーの良い分散体を形成する能力に基づいて選択されるのがよいが、溶媒はまた、他の選択される添加剤が溶媒に可溶性であるように添加剤と相溶性であるのがよい。融剤が金属ナノワイヤーを有する単一溶液に含有される実施形態については、溶媒又はその成分は、アルコールなどの融着溶液の重要な成分であってもなくてもよく、必要ならばそれに応じて選択され得る。

金属ナノワイヤーインクは、一インク又は二インク構成のどちらかで、約０．０１～約１重量パーセントの金属ナノワイヤー、さらなる実施形態において約０．０２～約０．７５重量パーセントの金属ナノワイヤー及びさらに別の実施形態において約０．０４～約０．５重量パーセントの金属ナノワイヤーを含有することができる。上記の明示範囲内の金属ナノワイヤー濃度のさらに別の範囲が考えられ、本開示の範囲内であることを当業者は理解するであろう。金属ナノワイヤーの濃度は、基材表面上の金属の添加量並びにインクの物理的特性に影響を与える。

銀はすぐれた電気導電率を提供する。本出願人は、商品名Ａｃｔｉｖｅｇｒｉｄ（商標）インクとして融着金属ナノ構造ネットワークを形成するための適した銀ナノワイヤーインクを販売する。他の銀ナノワイヤー源が市販されており、基本的融着技術が上に引用した’２０７号及び’８０７号特許に十分に説明されている。

ポリマーバインダー及び溶媒は一般的に、ポリマーバインダーが溶媒に可溶性又は分散性であるように一貫して選択される。適切な実施形態において、金属ナノワイヤーインクは一般的に約０．０２～約５重量パーセントのバインダー、さらなる実施形態において約０．０５～約４重量パーセントのバインダー及びさらに別の実施形態において約０．１～約２．５重量パーセントのポリマーバインダーを含む。いくつかの実施形態において、ポリマーバインダーは、放射線架橋性有機ポリマー及び／又は熱硬化性有機バインダーなどの架橋性有機ポリマーを含む。バインダーの架橋を促進するために、金属ナノワイヤーインクは、いくつかの実施形態において約０．０００５重量％～約１重量％の架橋剤、さらなる実施形態において約０．００２重量％～約０．５重量％及びさらに別の実施形態において約０．００５重量％～約０．２５重量％を含むことができる。ナノワイヤーインクは任意選択により、レオロジー改質剤又はその組合せを含むことができる。いくつかの実施形態において、インクは、表面張力を低下させるための湿潤剤又は界面活性剤を含むことができ、湿潤剤は、コーティング性を改良するために有用であり得る。湿潤剤は一般的に溶媒に可溶性である。いくつかの実施形態において、ナノワイヤーインクは、約０．００１重量パーセント～約１重量パーセントの湿潤剤、さらなる実施形態において約０．００２～約０．７５重量パーセント及び他の実施形態において約０．００３～約０．６重量パーセントの湿潤剤を含むことができる。増粘剤を任意選択によりレオロジー改質剤として使用して分散体を安定化すると共に沈降を低減するか又は除くことができる。いくつかの実施形態において、ナノワイヤーインクが任意選択により約０．０５～約５重量パーセントの増粘剤、さらなる実施形態において約０．０７５～約４重量パーセント及び他の実施形態において約０．１～約３重量パーセントの増粘剤を含むことができる。上記の明示範囲内のバインダー、湿潤剤及び増粘剤濃度のさらに別の範囲が考えられ、本開示の範囲内であることを当業者は理解するであろう。

広範囲のポリマーバインダーが金属ナノワイヤーのための溶媒中に溶解／分散させるのに適し得るが、適したバインダーには、コーティング用途のために開発されたポリマーが含まれる。ハードコートポリマー、例えば、放射線硬化性コーティングは、水性又は非水性溶媒中に溶解するために選択され得る、例えば広範囲の用途のためのハードコート材料として市販されている。放射線硬化性ポリマー及び／又は熱硬化性ポリマーの適した種類には、例えば、ポリウレタン、アクリル樹脂、アクリルコポリマー、セルロースエーテル及びエステル、他の水不溶性構造多糖類、ポリエーテル、ポリエステル、エポキシ含有ポリマー、及びそれらの混合物が含まれる。商用ポリマーバインダーの例には、例えば、ＮＥＯＣＲＹＬ（登録商標）銘柄アクリル樹脂（ＤＭＳ ＮｅｏＲｅｓｉｎｓ）、ＪＯＮＣＲＹＬ（登録商標）銘柄アクリルコポリマー（ＢＡＳＦ Ｒｅｓｉｎｓ）、ＥＬＶＡＣＩＴＥ（登録商標）銘柄アクリル樹脂（Ｌｕｃｉｔｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）、ＳＡＮＣＵＲＥ（登録商標）銘柄ウレタン（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、セルロースアセトブチレートポリマー（Ｅａｓｔｍａｎ（商標）Ｃｈｅｍｉｃａｌ製のＣＡＢ銘柄）、ＢＡＹＨＹＤＲＯＬ（商標）銘柄ポリウレタン分散体（Ｂａｙｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ）、ＵＣＥＣＯＡＴ（登録商標）銘柄ポリウレタン分散体（Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）、ＭＯＷＩＴＯＬ（登録商標）銘柄ポリビニルブチラール（Ｋｕｒａｒａｙ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．）、セルロースエーテル、例えば、エチルセルロース又はヒドロキシプロピルメチルセルロース、他の多糖系ポリマー、例えばキトサン及びペクチン、ポリ酢酸ビニルのような合成ポリマー等が含まれる。特に、多糖系ポリマーは、薄く広がった金属導電層中のバインダーとして望ましいことがわかっている。ポリマーバインダーは放射線に露光時に自己架橋性であり得る、及び／又はそれらは光開始剤又は他の架橋剤によって架橋され得る。いくつかの実施形態において、光架橋剤は放射線に露光時にラジカルを形成する場合があり、次に、ラジカルはラジカル重合機構に基づいた架橋反応を引き起こす。適した光開始剤には、例えば、ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）銘柄（ＢＡＳＦ）、ＧＥＮＯＣＵＲＥ（商標）銘柄（ＲａｈｎＵＳＡ Ｃｏｒｐ．）、及びＤＯＵＢＬＥＣＵＲＥ（登録商標）銘柄（Ｄｏｕｂｌｅ Ｂｏｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄ．，Ｃｏ，Ｌｔｄ．）などの市販の製品、それらの組合せ等が含まれる。

湿潤剤を使用して金属ナノワイヤーインクの被覆性並びに金属ナノワイヤー分散体の特質を改良することができる。特に、湿潤剤は、コーティングの後にインクが表面上に十分に広がるようにインクの表面エネルギーを低下させることができる。湿潤剤は界面活性剤及び／又は分散剤であり得る。界面活性剤は、表面エネルギーを低下させるように機能する材料のクラスであり、界面活性剤は、材料の溶解性を改良することができる。界面活性剤は一般的に、その特性に寄与する分子の親水性部分と分子の疎水性部分とを有する。広範囲の界面活性剤、例えば非イオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、双性イオン界面活性剤が市販されている。いくつかの実施形態において、界面活性剤に伴なう特性が問題ではない場合、非界面活性剤湿潤剤、例えば、分散剤もまた本技術分野に公知であり、インクの湿潤能力を改良するために有効であり得る。適した商用の湿潤剤には、例えば、ＣＯＡＴＯＳＩＬ（商標）商標エポキシ官能化シランオリゴマー（Ｍｏｍｅｎｔｕｍ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、ＳＩＬＷＥＴ（商標）商標オルガノシリコーン界面活性剤（Ｍｏｍｅｎｔｕｍ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、ＴＨＥＴＡＷＥＴ（商標）商標短鎖非イオン性フッ素系界面活性剤（ＩＣＴ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）、ＺＥＴＡＳＰＥＲＳＥ（登録商標）商標ポリマー分散剤（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ．）、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ（登録商標）商標ポリマー分散剤（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ）、Ｃａｐｓｔｏｎｅ（登録商標）フッ素系界面活性剤（ＤｕＰｏｎｔ（商標））、ＸＯＡＮＯＮＳ ＷＥ－Ｄ５４５界面活性剤（Ａｎｈｕｉ Ｘｏａｎｏｎｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）、ＥＦＫＡ（商標）ＰＵ ４００９ポリマー分散剤（ＢＡＳＦ）、ＭＡＳＵＲＦＦＰ－８１５ ＣＰ、ＭＡＳＵＲＦ ＦＳ－９１０（Ｍａｓｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、ＮＯＶＥＣ（商標）ＦＣ－４４３０フッ素化界面活性剤（３Ｍ）、それらの混合物等が含まれる。

増粘剤を使用して、金属ナノワイヤーインクからの固形分の沈降を低減又は取り除くことによって分散体の安定性を改良することができる。増粘剤は、インクの粘度又は他の流体特性をかなり変化させる場合もない場合もある。適した増粘剤は市販されており、例えば、変性尿素のＣＲＡＹＶＡＬＬＡＣ（商標）商標、例えばＬＡ－１００（Ｃｒａｙ Ｖａｌｌｅｙ Ａｃｒｙｌｉｃｓ，ＵＳＡ）、ポリアクリルアミド、ＴＨＩＸＯＬ（商標）５３Ｌ商標アクリル増粘剤、ＣＯＡＰＵＲ（商標）２０２５、ＣＯＡＰＵＲ（商標）８３０Ｗ、ＣＯＡＰＵＲ（商標）６０５０、ＣＯＡＰＵＲ（商標）ＸＳ７１（Ｃｏａｔｅｘ，Ｉｎｃ．）、変性尿素のＢＹＫ（登録商標）商標（ＢＹＫ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）、アクリゾール ＤＲ７３、アクリゾール ＲＭ－９９５、アクリゾール ＲＭ－８Ｗ（Ｄｏｗ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、Ａｑｕａｆｌｏｗ ＮＨＳ－３００、Ａｑｕａｆｌｏｗ ＸＬＳ－５３０疎水性変性ポリエーテル増粘剤（Ａｓｈｌａｎｄ Ｉｎｃ．），Ｂｏｒｃｈｉ Ｇｅｌ Ｌ ７５Ｎ、Ｂｏｒｃｈｉ Ｇｅｌ ＰＷ２５（ＯＭＧ Ｂｏｒｃｈｅｒｓ）等が含まれる。

付加的な添加剤を一般的に各々約５重量パーセント以下、さらなる実施形態において約２重量パーセント以下及びさらなる実施形態において約１重量パーセント以下の量で金属ナノワイヤーインクに添加することができる。他の添加剤には、例えば、酸化防止剤、紫外線安定剤、脱泡剤又は消泡剤、沈降防止剤、粘度改質剤等が含まれ得る。

融着金属ナノ構造層を形成するための加工は以下に説明される。

両面構造物の光学的及び電気的特性
薄く広がった金属導電層、例えば、融着金属ナノ構造ネットワークを組み込む両面導電性フィルムを有する透明構造物は、良い光学的特性を提供しながら低い電気抵抗を提供することができる。したがって、フィルムは透明導電性電極等として有用であり得る。透明導電性電極は、様々な用途に適し得る。ディスプレイのために及び特にタッチスクリーンのために、フィルムを各面上に別々にパターン化して、フィルムによって形成される電気導電性パターンを提供することができる。両面導電性構造物は一般的に、高透過率、低ヘイズ及び低色に対して良い光学的特性を有する。

薄いフィルムの電気抵抗はシート抵抗として表わすことができ、それをオーム／スクエア（Ω／□又はｏｈｍｓ／ｓｑ）の単位で記録し、測定法に関連したパラメーターに従ってバルク電気抵抗値から値を識別する。フィルムのシート抵抗は一般的に、４点プローブ測定又は別の適した方法を使用して測定される。いくつかの実施形態において、構造物の各々の導電性表面は、約２００ｏｈｍｓ／ｓｑ以下、さらなる実施形態において約１５０ｏｈｍｓ／ｓｑ以下、さらに別の実施形態において約１００ｏｈｍｓ／ｓｑ以下及び他の実施形態において約７５ｏｈｍｓ／ｓｑ以下のシート抵抗を有することができる。上記の明示範囲内のシート抵抗のさらに別の範囲が考えられ、本開示の範囲内であることを当業者は理解するであろう。実施例において、５０ｏｈｍｓ／ｓｑの目標シート抵抗を有する透明導電性フィルムが形成される。一般的には、ナノワイヤーの添加量を増加させることによってシート抵抗を低下させることができるが、増加した添加量は、他の観点から望ましい場合も望ましくない場合もある。

透明導電性フィルムとしての用途のために、融着金属ナノワイヤーネットワーク又は他の薄く広がった金属導電層が良い光学透明性を維持することが望ましい。基本的には、光学透明性は金属添加量と反比例しており、より高い添加量は透明性の低下をもたらすが、ネットワークの加工もまた、透明性にかなり影響を与え得る。また、ポリマーバインダー及びその他の添加剤は、良い光学透明性を維持するように選択され得る。透明性は、無次元量、透過率を用いて記録することができる。透過率は、透過光の強度（Ｉ）の、入射光の強度（Ｉ_ｏ）に対する比である。透過率は、オーバーコート層を有する両面導電性構造物中の透明導電層について以下の実施例において報告される。透明導電層の光学透過率は、透明導電性フィルムを支持する基材を通る透過光に対して評価することができる。例えば、本明細書で説明される導電層の透明性は、紫外－可視分光光度計を使用して、導電層及び支持基材を通る全透過を測定して測定することができる。透過率値は、透明フィルム基材上の透明導電層について報告される。単独層を通る透過率は、必要ならば、個々の透過率のほぼ積である全透過率に基づいて、様々な中間体を測定することによって推定することができる。

可視スペクトルにわたって良い光学透明性を有することが一般的に望ましいが、便宜上、５５０ｎｍの波長の光で光の透過を記録することができる。代わりに又はさらに、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長の光の全透過率として透過を記録することができ、このような結果は以下の実施例において報告される。一般的には、融着金属ナノワイヤーフィルムについて、５５０ｎｍの透過率及び４００ｎｍ～７００ｎｍの全透過率（又は便宜上、単に「全透過率」）の測定は、定性的に異なっていない。いくつかの実施形態において、両面導電性構造物は、少なくとも８５％、さらなる実施形態において少なくとも約８８％、さらに別の実施形態において、少なくとも約８９％、他の実施形態において約９０％～約９６％、いくつかの実施形態において約９０．５％～約９５％の全透過率（ＴＴ％）を有する。フィルムの透過率は、標準ＡＳＴＭ Ｄ１００３（“Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｈａｚｅ ａｎｄ Ｌｕｍｉｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｐｌａｓｔｉｃｓ”）（本願明細書に参照によって組み込まれる）を使用して評価することができる。上記の明示範囲内の透過率のさらに別の範囲が考えられ、本開示の範囲内であることを当業者は認識するであろう。

また、融着金属ネットワークは、望ましくは低いシート抵抗を有しながら可視光線の高い透過と共に低いヘイズを有することができる。ヘイズは、上に参照されたＡＳＴＭ Ｄ１００３に基づいてヘイズメーターを使用して測定することができ、基材のヘイズ寄与を除去して透明導電性フィルムのヘイズ値を提供することができる。ＡＳ（商標） Ｄ１００３に基づいて測定されるヘイズは透過に基づくヘイズであり、反射に基づくヘイズについて別個の測定を行なうことができる。明示的に別段の指示がない限り、ヘイズは、透過に基づくヘイズを意味する。いくつかの実施形態において、透明導電性フィルムは、約２．５％以下、さらなる実施形態において約２．２５％以下、さらに別の実施形態において約２．０％以下及び他の実施形態において約０．６％～約１．７５％のヘイズ値を有することができる。選択された透明オーバーコートは、透明導電層を有する構造物からのヘイズをかなり低減させることができ、オーバーコートを有する構造物の値がこれらの範囲のヘイズ値に対して考え得ることが見出された。ポリマーオーバーコートは上に考察される。上記の明示範囲内のさらに別の範囲のヘイズが考えられ、本開示の範囲内であることを当業者は認識するであろう。

また、両面導電性構造物が本質的に白色である、すなわち、ほとんど色を有さないのが望ましいことがあり得る。色空間は、スペクトルの波長をヒトの色知覚に関連づけるように定義され得る。ＣＩＥＬＡＢは、国際照明委員会（ＣＩＥ）によって決定される色空間である。ＣＩＥＬＡＢ色空間は、三次元座標のセット、Ｌ＊、ａ＊及びｂ＊を使用し、ここで、Ｌ＊は色の明度を意味し、ａ＊は赤色と緑色の間の色の位置を意味し、ｂ＊は、黄色と青色との間の色の位置を意味する。“＊”値は、標準白色点に対する正規化値を表す。これらのＣＩＥＬＡＢパラメーターは、分光光度計で行われる測定から商用ソフトウェアを使用して決定され得る。

ＣＩＥＬＡＢパラメーターに基づいて、基本的には、適切なポリマー基材を有する両面導電性構造物は、一般的にＣＩＥＬＡＢスケールのｂ＊及びａ＊の小さな絶対値に基づいて、適度な白色度を得るように設計され得る。いくつかの実施形態において、実用的な制限条件を考慮して、フィルムの設計は、ナノスケール着色剤を使用して達成されたように、特定の所望の範囲内のより白色の光を生じる結果をもたらすことができる（目標カットオフ値より低いｂ＊及びａ＊の絶対値）。以下にさらに説明されるように、白色度の適度な値は、可視光線の全透過の許容範囲の減少によって得ることができる。いくつかの実施形態において、両面導電性構造物は約４．０以下、さらなる実施形態において約３．７５以下、他の実施形態において約３．５以下のｂ＊の値を有することができるが、ｂ＊値の大部分に寄与する、基材の適切な選択によってより低い値があり得る。

ナノスケール着色剤は、例えば、ナノスケール金属構造物又はナノスケール顔料であり得る。ナノスケール金属構造物は一般的に、約１００ｎｍ以下である少なくとも１つの平均寸法を有する。例えば、ナノプレートは１００ｎｍ以下の平均厚さを有し、ナノリボンは、約１００ｎｍ以下の厚さ及び場合により１００ｎｍ以下の幅を有することができる。溶液に基づく技術を使用して金属ナノプレートを合成することができ、それらの光学的特性を検査した。表面プラズモン共鳴に基づく調節された吸収特性を有する銀ナノプレートは、ｎａｎｏＣｏｍｐｏｓｉｘ，Ｉｎｃ．，Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ，ＵＳＡ、Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｎａｎｏｍｅｅｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｃｈｉｎａ、及びＳｕｚｈｏｕ ＣｏｌｄＳｔｏｎｅｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｉｎａから市販されている。より大きいスケールの銀ナノプレート合成は“Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇ Ｓｉｌｖｅｒ Ｎａｎｏｐｌａｔｅｓ ａｎｄ Ｎｏｂｌｅ Ｍｅｔａｌ Ｃｏａｔｅｄ Ｓｉｌｖｅｒ Ｎａｎｏｐｌａｔｅｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｕｓｅ ｉｎ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｆｉｌｍｓ ｆｏｒ Ｈｕｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ”（参照によって本願明細書に組み込む）と題された、Ｈｕらに対する米国特許第１０，１４７，５１２号明細書に記載されている。

加工
本明細書で説明される薄い寸法を有する両面導電性構造物の再現可能な形成を可能にする加工方法が開発されている。いくつかの実施形態において、構造物は連続的に一方の面に同時に形成される。一方の面が加工される間、構造物の他方の面は一般的に、上述のポリマー剥離層など、剥離層上に支持されている。加工は一般的に、便宜的に概念化され得るが、あるていど任意に、５つの構成要素に分けられる：１）加工のために基材を調製する、２）第１の面を加工する、３）第２の面を加工するために構造物を調製する、４）第２の面を加工する、及び５）出荷及び／又は保管のために構造物を完成する。

構造物を調製してコートするとき、基材を入手し、一方の面上に剥離層を提供し、反対側の表面を露出させてコートする。基材シートは一般的に対称形であり、どちらの表面も第１の表面であるように選択されて加工することができる。基材を支持して加工するために使用される剥離層は、加工のために適した熱安定性を有するのがよく、それは、融点がおおよそ１８０℃超であるのがよいことを一般的に意味する。いくつかのポリマー基材材料については、ガラス転移温度（Ｔ_ｇ）もまた、重要であり得る。いくつかの実施形態においてＴ_ｇが少なくとも約１００℃であるのが望ましいことがあり得、さらなる実施形態においてＴ_ｇは少なくとも約１２０℃であり得る。基材供給元が剥離層を有さないか又は所望の熱安定性を有さない剥離層に支持される基材を提供する場合、基材は適した熱安定性の剥離層上に置かれ、適切な場合、初期に供給される剥離層を除去して、第１の表面を露出させてコートする。そのとき、熱安定性の剥離層上の基材フィルムは加工できる状態になっている。適した剥離層シートは上に説明されている。

ハードコートを有する実施形態については、次にアンダーコートを露出面上に形成することができる。ハードコートを有するいくつかの実施形態において、基材供給元は、プロセスの観点からのみハードコートが基材の一部であるとみなし得るようにハードコートをすでに有する基材を供給する場合がある。ハードコート前駆体溶液の堆積のために、浸漬コーティング、吹付コーティング、ナイフエッジコーティング、バーコーティング、マイヤー・ロッドコーティング、スロットコーティング、グラビア印刷、スピンコーティング等の任意の適切な堆積方法を使用することができる。堆積方法は堆積される液体の量を左右し、溶液の濃度を調節して表面上に製品コーティングの所望の厚さを提供することができる。分散体でコーティングを形成した後、コーティングを乾燥させて液体を除去し、適切に架橋させることができる。乾燥は、周囲温度への暴露、炉内での加熱、コートされた構造物全体にわたり温風をブローすること、加熱ランプの使用、それらの組合せ等の任意の適切な方法で行なうことができる。一般的に、ハードコートは紫外光又は熱で架橋され、架橋開始剤は使用されても使用されなくてもよい。

ハードコートが適用されるか否かにかかわらず、薄く広がった金属導電層がその場合には適用される。

いくつかの実施形態において、薄く広がったナノワイヤーフィルムを初期に堆積させる方法を使用し、さらなる加工は、銀ナノワイヤーの融着を必要とする場合もない場合もある。上記のとおり、単体融着金属ナノ構造ネットワークへの融着は、透明導電性フィルムの改良された特性を提供することができる。金属ナノワイヤーインクの堆積のために、任意の適当な堆積方法、例えば浸漬コーティング、噴霧コーティング、ナイフエッジコーティング、バーコーティング、マイヤー・ロッドコーティング、スロットダイコーティング、グラビア印刷、スピンコーティング等を使用することができる。インクは、所望の堆積方法のために添加剤で適切に調節された、粘度などの特性を有することができる。同様に、堆積方法が堆積される液体の量を管理し、インクの濃度を調節して所望の添加量の金属ナノワイヤーを表面上に提供することができる。分散体でコーティングを形成した後、薄く広がった金属導電層を乾燥させて液体を除去することができる。

金属ナノワイヤーの融着は、様々な試剤によって達成することができる。理論によって限定されることを望まないが、融剤は金属イオンを可動化すると考えられ、自由エネルギーは、融着プロセスにおいて低下すると思われる。過度の金属移動又は成長は、いくつかの実施形態において光学的特性の低下をもたらし得、そのため一般的に短時間の間適度に制御された方法で平衡のシフトによって望ましい結果を達成して、十分な融着を生じ、所望の光学的特性を維持しながら所望の電気導電率を得ることができる。一般的には、融着プロセスは、融着蒸気への制御された暴露によって及び／又は溶液中の融剤の使用によって行われ得る。適切な条件下で、融着金属導電性ネットワークは単体構造物である。

いくつかの実施形態において、融着プロセスの開始を溶液の部分乾燥によって制御して、構成成分の濃度を増加させ、例えば、金属層の洗浄又はさらに乾燥を完了することによって融着プロセスの急冷を行なうことができる。いくつかの実施形態において、別のインクの堆積による後続の加工は、電気導電性である、融着金属ナノ構造ネットワークへの金属ナノワイヤーの融着をもたらす。融剤を金属ナノワイヤーと共に単一インク内に導入することができる。薄い、均一な金属ナノワイヤーを有する単体融着金属導電性ネットワークを形成するための一インク調合物が以下の実施例において説明される。

金属ナノワイヤー層は、例えば、ヒートガン、炉、サーマルランプ等で乾燥され得るが、いくつかの実施形態においては空気乾燥され得るフィルムが望ましいことがある。いくつかの実施形態において、フィルムは、乾燥中に約５０℃～約１５０℃の温度に加熱することができる。乾燥条件は融着プロセスを制御するように設計され得るが、インク設計は、従来のプロセス装置において容易に利用可能な作業条件の適切な使用をもたらすことができる。乾燥させた後、フィルムを１回若しくは複数回、例えば、エタノール若しくはイソプロピルアルコールなどのアルコール又は他の溶媒若しくは溶媒ブレンドで洗浄して、過剰な固形分を除去してヘイズを低下させることができる。

上に記載されたように、１つ又は複数のオーバーコート層を薄く広がった金属導電層の上に適用することができる。オーバーコート加工は、コーティング溶液の適した代用品を使用する上述のアンダーコート加工と同様である。オーバーコートの適用後のパターン化及びその他のさらなる加工は以下にさらに説明される。

オーバーコートの適用及び第１の加工された面上のオーバーコートの乾燥／硬化後に、オーバーコートを剥離層によって覆うことができる。第２の面は、剥離層を除去して基材の第２の表面を露出させ、透明導電層を加工することができる。第２の表面からの剥離層の除去と第１の表面上の剥離層の配置とを連続的に又はほぼ同時に行なうことができる。剥離層の連続的な除去と配置は一般的に、いずれの順序でも行われ得るが、無支持の基材をコンベヤーシステムを通ってかなりの距離にわたって移動させるのを避けるために、加工された第１の層の上に剥離層を最初に配置することが望ましいことがあり得る。また、基材の第１の加工された面の上への剥離層の連続的な配置は、次いで構造物を裏返して、第２の表面が上向いている間に剥離層を第２の表面から除去することと一貫性があり、それは全ての加工を上向きの表面と相関させて続行する。これらの作業の同時的又はほぼ同時的な遂行は、それらの設計が互いに影響を与えるようにこれらの作業を伴う構成要素が十分に接近していると当業者の目によって解釈され得る。

剥離層の除去によって第２の表面が露出されると、次に第２の表面を第１の表面と同様に加工することができる。具体的には、ハードコート（アンダーコート）が望ましく且つ基材と共に供給されない場合、ハードコートを上述したように適用することができる。薄く広がった金属導電層、一般的に融着金属ナノ構造ネットワークの堆積及び加工によって、上述したように堆積させることができる。薄く広がった金属導電層を適用し、乾燥及び／又は硬化した後、次いで上述したようにオーバーコート層を適用し、乾燥／硬化させることができる。基材の第２の面上の透明導電層の加工を終了した後、剥離層を用いてこの表面を覆うことができる。

いくつかの実施形態において、加工は、ロールツーロール形態で効率的に行われ、ここで、基材のロールはパターン化され、加工された構造物はさらなる加工のために巻き上げられる。このようなロールツーロール加工は、商用コーティング装置及びコンベヤーに適合性がある。第２の面を加工するために、第１面コーティングを有する巻き上げられた製品の向きを変えて、巻上構造物を巻出し、他方の表面をコーティングヘッドに対向させることができる。

基材の一方の表面のロールツーロール加工の略図が図４に示される。基材供給ロール２００は、コンベヤーシステム２０４を通って運ばれる基材シート２０２を提供する。基材供給ロール２００が、初期剥離層２０６を第１の表面２０８の上に有する基材を提供する場合（そこで初期剥離層２０６はさらなる加工の前に除去されなければならない）、初期剥離層２０６を基材シート２０２から分離することができ、初期剥離層巻取ロール２１０に置くことができる。加工する間プロセス剥離層２１２を基材シート２０２の第２の表面の上に置いて基材を支持する場合、プロセス剥離層２１２をプロセス剥離層ロール２１４から分散させることができる。積層ローラー２１６、２１８を使用して、プロセス剥離層２１２を基材シート２０２と共に積層することができ、それは適度な圧力と共に熱を必要とする場合も必要としない場合もある。基材が初期剥離層を有さずに基材供給ロール２００上に提供される場合、初期剥離層を離層し、巻き上げるプロセスは存在していない。また、基材がすでにプロセス剥離層と共に基材供給ロール２００上に提供される場合、ロールからプロセス剥離層を提供する構造及びプロセス剥離層と基材との積層は必要とされない。

プロセス剥離層２１２を有する基材シート２０２を作製して、コーティングを基材シート２０２の第１の表面２０８に適用することができる。ハードコート下層が適用される場合、選択された薄いコーティングをリザーバから適用するスロットコーターなど、第１のコーター２３０でハードコート前駆体溶液を適用することができる。ハードコート前駆体溶液が適用されると、基材シート２０２は、第１のコーティング加工設備２３２に進むことができる。第１のコーティング加工設備２３２は、乾燥ツール及び／又は放射線源を含むことができる。乾燥ツールは、熱を供給して溶媒を除去及び又はポリマーを架橋することができ、適した乾燥ツールには、例えば、炉、熱風送風機、加熱ランプ等が含まれる。適した放射線源には、例えば、紫外線ランプ、電子ビーム、又は他の適した放射線源が含まれる。加熱ランプは基本的には、所望の熱及び赤外線などの放射線を供給することができる。紫外線硬化性ハードコートのために、放射線源は紫外光源であり得る。

ハードコートアンダーコートが適用されるか否かにかかわらず、ナノワイヤーインクを第２のコーター２４０で基材シート２０２上にコートして薄く広がった金属導電層を形成する。ナノワイヤーインクを適用した後、基材シート２０２は第２のコーティング加工設備２４２に進む。第２のコーティング加工設備２４２は乾燥ツール及び／又は放射線源を含むことができる。適した乾燥ツール及び放射線源は、上記の第１のコーティング加工設備２３２について説明され、第２のコーティング加工設備２４２についても同様にあたかもここに書かれるかのように当てはまる。ナノワイヤーインクが融着溶液を含む場合、得られた薄く広がった金属導電層は、融着金属ナノ構造ネットワークを含むことができる。

薄く広がった金属導電層が形成された後、基材シート２０２はコンベヤーシステム２０４を通って進み、オーバーコート層を適用する。具体的には、第３のコーター２５０を使用してオーバーコート前駆体溶液を薄く広がった金属導電層の上に適用する。次いでコンベヤーシステム２０４は基材シート２０２をオーバーコート前駆体溶液と共に第３のコーティング加工設備２５２に搬送する。第３のコーティング加工設備２５２は、乾燥ツール及び／又は放射線源を含むことができる。適した乾燥ツール及び放射線源は上記の第１のコーティング加工設備２３２について説明され、第３のコーティング加工設備２５２についても同様にあたかもここに書かれるかのように当てはまる。実際の商用ロールツーロール加工装置において、第１のコーティング加工設備２３２（存在している場合）、第２のコーティング加工設備２４２、及び第３のコーティング加工設備２５２は、たとえ可能な設計の範囲が３つの加工設備について本質的に同じであるとしても、３つからの任意の対に対して互いに同じであってもなくてもよい。

オーバーコートが完成された後、基材シート２０２の他方の面上の第２の表面を加工する前に第１の表面２０８の付加的な加工が望ましくない場合、第２のプロセス剥離層２６０を供給ロール２６２から送出して、基材シート２０２上のオーバーコートの上に置くことができる。基材２０２及び第２のプロセス剥離層２６０をローラー２６４、２６６で積層することができる。第２のプロセス剥離層２６０を所定の位置にして基材シート２０２を保管ローラー２６８上に置くことができる。必要ならば、プロセス基材シート２０２を保管ローラー２６８上に置く前に第１のプロセス剥離層２１２を除去することができるが、第１のプロセス剥離層のこの剥離は、第２の表面の加工の開始時に行なうことができる。別の代替実施形態において、第２のプロセス剥離層を置かずに基材シート２０２を保管ローラー２６８上に置くことができ、このため、供給ロール２６２及びローラー２６４、２６６は必要とされない。次に、第２の表面の加工の開始時に第２のプロセス剥離層２６０を基材シート２０２上に置くことができる。

基本的には、基材シート２０２を保管ローラー２６８上に置かずに第２の層を加工することができるが、実用上の障害があり、これは選択肢にとどまる。一般的に、重力のために下面にコーティングを適用することは望ましくない。移動基材シートをひっくり返すことは一般的に、プロセス装置のかなりの量の空間又は横方向のスタッキングを必要とする。これらは克服できない障害ではないが、基材シート２０２を保管ローラー２６８上に置くこととロールを第２の面を加工する位置に移動させることが一般的にいっそう便利である。例えば、保管ロール２６８をひっくり返し、供給ロール２００の位置に置くことができ、そのとき基材シートは下部ではなくロールの上部から出る。適切な加工を実施して第２の表面を露出させ、第１の表面の加工の終了時に又は第２の表面の加工の開始時に所定の位置に置くことができる、第２のプロセス剥離層２６０を支持することによって加工することができる。次いで、基材シート２０２の第２の表面を同じか又は同等のプロセス構成要素を使用して第１の表面と同様に加工することができる。基材層２０２の第２の表面の加工の終了時に、第２の表面は剥離層で覆われていても覆われていなくてもよく、基材シートが先に保管ロール上に置かれても置かれなくてもよい。いずれの場合においても、両面コートされた基材シートは、そのとき、同じ場所で又は出荷後の離れた場所でデバイスへのさらなる加工ができる状態である。

タッチセンサー及び相当する加工
両面透明導電性構造物を様々な用途のために使用することができるが、この構造物はタッチセンサーを形成するために特に有用であり得る。構造物の各面のためにパターン化を実施して、タッチセンサー等のために望ましい導電性パターンを形成することができる。一般的には、本技術分野における様々なパターン化技術によってパターン化を実施することができる。タッチセンサーのために有用な１つの商用パターン化方法は、紫外レーザー融蝕に基づいている。紫外レーザー光は基材によって吸収される波長を有し、適した紫外レーザーは一般的に、１９０ｎｍ～３５５ｎｍで作動する。或いは、フォトリソグラフィをパターン化のために使用することができ、ここで、感光組成物、すなわち、フォトレジストは、パターン化照明によって、例えばマスクを通して、又は直接描画リソグラフィ装置によってパターン化される。フォトレジストの潜像を現像して物理的パターンを形成し、次に導電層に転写する。

導電層がパターン化されると、付加的な層をパターン化導電層の上に置いて、デバイスに構造物を導入することができる。可撓性光伝導接着剤を用いて、パターン化二面導電性構造物を両方の表面に沿って他の構造物に固定することができる。適した接着テープは、例えば、Ｌｉｎｔｅｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（ＭＯシリーズ）；Ｓａｉｎｔ Ｇｏｂａｉｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ（ＤＦ７１３シリーズ）；Ｎｉｔｔｏ Ａｍｅｒｉｃａｓ（日東電工）（ＬＵＣＩＡＣＳ ＣＳ９６２１Ｔ及びＬＵＣＩＡＳ ＣＳ９６２２Ｔ）；ＬＧ Ｈａｕｓｙｓ ＯＣＡ（ＯＣ９１０２Ｄ、ＯＣ９０５２Ｄ）；ＤＩＣ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（ＤＡＩＴＡＣ ＬＴシリーズＯＣＡ、ＤＡＩＴＡＣ ＷＳシリーズＯＣＡ及びＤＡＩＴＡＣ ＺＢシリーズ）；ＰＡＮＡＣ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｆｉｌｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（ＰＡＮＡＣＬＥＡＮシリーズ）；Ｔｅｓａ ＳＥ（Ｇｅｒｍａｎｙ）（ＡＦ６１、６９４シリーズ、６９６シリーズ、及び６９７シリーズ）；Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ（３Ｍ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｕ．Ｓ．Ａ．－製品番号８１４６、８１７１、８１７２、８１７３、１４１４－１、９８９４、及び同様な製品）並びにＡｄｈｅｓｉｖｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ（例えば製品８９３２）から市販されている。一般的に、金属トレースをパターンのエッジに沿って透明導電層に接続して、電気回路への最終的な接続を提供することができる。

複数層フィルムの相当する特性に関して、付加的な成分は一般的に、光学的特性に及ぼす効果が小さいように選択され、透明要素において使用するために様々なコーティング及び基材が市販されている。適した光学コーティング、基材及び関連材料が上に要約される。構造材料のいくつかは電気絶縁性であり得るが、厚めの絶縁層が使用される場合、フィルムをパターン化して、他の場合なら埋設される電気導電性要素への接触及び電気的接触を提供することができる。

センサー等の製造のために、パターン化を上に略述されるように一般的に実施して、両方とも透明である、電気導電性領域及び電気絶縁領域を生成する。上から見られるタッチセンサーの一部のレイアウトの略図が図３に示される。導電線Ｄ０－Ｄ４は一方の透明導電性表面に沿っており、導電線Ｓ０－Ｓ４は構造物の他方の透明導電性表面上にある。いくつかの実施形態において、タッチが線Ｄｎ及びＳｍの交点付近に配置される場合電気信号を導電線Ｄｎに沿って誘導して導電線Ｓｍに沿って感知することができる。導電線の容量性応答はタッチによって変えられる。

透明電気導電性フィルムの安定性及び安定性試験
使用時に、透明導電性フィルムが相当するデバイスの耐用年数など、商業的に許容範囲の時間持ちこたえることが望ましい。本明細書で説明される安定化組成物及び構造物は、この目的を持っており、薄く広がった金属導電層の特性は十分に維持される。性能を試験するために、促進老化手順を用いて、適度な時間にわたって客観的評価を提供することができる。これらの試験は、市販の環境試験装置を用いて行なうことができる。

実施例において使用される、選択された試験（キセノン試験）は、６０℃のブラック標準温度（装置の設定）、３８℃の気温、５０％の相対湿度及び昼光フィルターを使用するキセノンランプからの６０Ｗ／ｍ^２の放射照度（３００ｎｍ～４００ｎｍ）を必要とする。例えばＡｔｌａｓ Ｓｕｎｔｅｓｔ（商標）ＸＸＬ装置（Ａｔｌａｓ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ，ＵＳＡ）及びＳＵＧＡ環境試験装置、Ｓｕｐｅｒ Ｘｅｎｏｎ Ｗｅａｔｈｅｒ Ｍｅｔｅｒ，ＳＸ７５（スガ試験機株式会社、日本）などの様々な適した試験装置が市販されている。第２の促進摩耗試験において、チャンバ温度は８５℃に設定され、相対湿度は８５％に設定され、照明を使用しない。この高温高湿度試験のために、例えばＥＳＰＥＣ Ｍｏｄｅｌ ＢＴＬ－４３３環境チャンバ（ＥＳＰＥＣ Ｃｏｒｐ．Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．Ｈｕｄｓｏｎｖｉｌｌｅ，ＭＩ，ＵＳＡ）、及びＴｈｅｒｍｏｔｒｏｎ ＳＭ－３．５－３８００ Ｂｅｎｃｈｔｏｐ環境チャンバ（Ｔｈｅｒｍｏｔｒｏｎ Ｉｎｃ．，Ｈｏｌｌａｎｄ，ＭＩ，ＵＳＡ）などの適した装置が市販されている。以下の実施例は、融着金属ナノ構造ネットワークを導入する２つの異なった積層体構造物を使用する試験を提供し、特定の積層体構造物が以下に説明される。

前の段落に明記した試験条件下で、試料は、時間の関数としてのシート抵抗の変化によって評価することができる。値は、初期シート抵抗に正規化して時間発展に焦点を当てる。そのように一般的に時間発展はＲ_ｔ／Ｒ_０についてプロットされ、ここで、Ｒ_ｔは、時間発展するシート抵抗の測定値であり、Ｒ_０は、シート抵抗の初期値である。いくつかの実施形態において、Ｒ_ｔ／Ｒ_０の値は、環境試験の１０００時間後に１．８の値以下、さらなる実施形態において１．６の値以下、さらなる実施形態において１．４の値以下、他の実施形態において５００時間後に１．２の値以下であり得る。別の観点から、Ｒ_ｔ／Ｒ_０の値は、環境試験の約１０００時間後に１．５の値以下、さらなる実施形態において約１５００時間後に１．５の値以下及びさらに別の実施形態において約２０００時間後に１．５の値以下であり得る。さらに別の実施形態において、Ｒ_ｔ／Ｒ_０の値は、約７５０時間後に１．２の値以下であり得る。上記の明示範囲内のＲ_ｔ／Ｒ_０及び安定性時間のさらに別の範囲が考えられ、本開示の範囲内であることを当業者は認識するであろう。

本明細書で説明されるデュアルコーテッド構造物中でフィルムに形成される銀ナノワイヤーについて透明導電性フィルムの光学的特性を検査した。Ｃ３ＮａｎｏＩｎｃ．製のＡｃｔｉｖｅｇｒｉｄ（商標）インクを使用してフィルムを形成した。加工の詳細及び構造物を以下にさらに説明する。

以下に示される特定の構造物について測定を行なった。導電性構造物について、上に引用した’９６８号特許の実施例５に本質的に記載されているような銀ナノワイヤーインクを使用して透明導電性フィルムを形成した。Ａｃｔｉｖｅｇｒｉｄ（商標）製品は、約２０～２５ｎｍの平均直径を有する銀ナノワイヤーを有した。以下に説明されるロールツーロール加工における乾燥プロセスは、溶媒を除去して成分を濃縮する時に化学融着を引き起こし、ここで、継続的乾燥によってさらなる反応を終了させる。堆積された銀の量は、以下の特定の試料において確認されるように、ほぼ５０ｏｈｍｓ／ｓｑ又は７０ｏｈｍｓ／ｓｑどちらかのシート抵抗を有するフィルムを目標とするように選択される。導電性フィルムを乾燥させた後、乾燥された透明導電性フィルム上に商用オーバーコートをロールツーロール加工においてスロットコートした。オーバーコートを乾燥させ、紫外線ランプで架橋して約５０～１００ｎｍの厚さを有するオーバーコートを形成する。

光学的特性及び電気的特性試験
一連の実施例のシート抵抗、全透過（ＴＴ）、ヘイズ、及びｂ＊値が得られた。シート抵抗（Ω／□）は、４点プローブ方法、無接点抵抗計によって、又は銀ペーストから形成される２つの（不透明な）実線によって画定される四角形を使用してフィルムの抵抗を測定することによって測定された。いくつかの実施形態において、銀ペーストの一対の平行なストライプを試料の表面上に適用して四角形、又は矩形形状を画定し、次にそれをほぼ１２０℃で２０分間アニールして、銀ペーストを硬化及び乾燥させた。ワニ口クリップを銀ペーストストライプに接続し、リードを商用抵抗測定装置に接続した。

フィルム試料の全透過（ＴＴ）及びヘイズはヘイズメーターを使用して測定された。計測器は、本願明細書に参照によって組み込まれる、ＡＳ（商標） Ｄ１００３標準（“Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｈａｚｅ ａｎｄ Ｌｕｍｉｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｐｌａｓｔｉｃｓ”）に基づいて光学的特性を評価するように設計されている。これらのフィルムの全透過及び（透過）ヘイズは基材を含む。実施例１～４及び６において使用されるポリイミド基材は、９１．５％の全透過、０．１２％～０．１７％の範囲のヘイズ、及び０．７４～０．８０の範囲のｂ＊を有する。実施例５の基材は同様な光学的特性を有した。ｂ＊のＣＩＥＬＡＢ値は、ＳｐｅｃｔｒａＭａｇｉｃ（商標）ＮＸソフトウェアを有するＫｏｎｉｃａ Ｍｉｎｏｌｔａ分光光度計ＣＭ－３７００Ａによって得られる測定値から商用ソフトウェアを使用して決定された。

信頼性試験
透明導電性フィルムは相当するデバイスの耐用年数など、商業的に許容範囲の時間持ちこたえることが望ましいので、様々な促進老化試験を用いて、適度な時間にわたって客観的評価を提供することができる。特定の試験は、以下にさらに詳細に説明される６５℃／９０％ＲＨ（相対湿度）、８５℃／８５％ＲＨ、及びキセノン光試験であった。これらの試験は、以下に言及される市販の環境試験装置を用いて行われた。

２つの試験は、８５℃及び８５％の相対湿度又は６５℃／９０％ＲＨで照明を用いずに行われた。これらの試験は各々、８５Ｃ／８５％ＲＨ試験又は６５Ｃ／９０％ＲＨ試験と称される。

別の試験は、６０℃のブラック標準温度（装置の設定）、３８℃の気温、５０％の相対湿度及び昼光フィルターを使用するキセノンランプからの６０Ｗ／ｍ^２の放射照度（３００ｎｍ～４００ｎｍ）を必要とする。この試験は、キセノン光試験と称される。例えばＡｔｌａｓ Ｓｕｎｔｅｓｔ（商標）ＸＸＬ装置（Ａｔｌａｓ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ，ＵＳＡ）及びＳＵＧＡ環境試験装置、スーパーキセノンウェザーメーター、ＳＸ７５（スガ試験機株式会社、日本）などの様々な適した試験装置が市販されている。

これらの試験において指定された試験条件下で、試料は、時間の関数としてシート抵抗の変化によって評価することができる。値を初期シート抵抗に正規化して、時間発展に焦点を合わせることができる。一般的に、時間発展はＲ／Ｒ_０又はＲ_ｔ／Ｒ_０としてプロットされ、ここで、Ｒ_ｔは時間発展するシート抵抗測定値であり、Ｒ_０はシート抵抗の初期値である。

試験試料の作製
以下の実施例において、以下の実施例において試験に供される試験試料を形成するための加工を示す、図５及び６において示される加工に従って構造物を作製した。図５を参照して、基材の第１の面のコーティングが図解的に示される。基材はポリエチレン（ＰＥ）保護フィルムを供給された。図５の第１の工程に示されるように、コーターに配置する前に、ＰＥＴフィルムをポリイミド基材の露出面に積層する。２つの異なったポリイミド（ＰＩ）基材を以下の実施例において調べる。図５の第２の工程において示されるように、ＰＥ保護フィルムは、ＰＥフィルムを剥離除去することによって取り除かれ、加工のために第１の表面を露出させ、スロットコーティング、空気乾燥及び紫外線硬化を用いてアクリレート系商用ハードコートを基材に適用する。コーティングのために基材表面を露出させた後、構造物をコーティング装置内に置く。図５の次の工程に示されるように、スロットコーティングを用いて、銀ナノワイヤー（ＡｇＮＷｓ）、ポリマーバインダー、及び融着溶液の安定な分散体と共に溶媒を含む導電性インクを硬化したハードコートに適用する。ナノワイヤーコーティングを（加熱押込空気で）空気乾燥させて融着金属ナノ構造ネットワークを形成する。スロットコーティングを用いてアクリレートオーバーコート溶液を透明導電性フィルムの上に適用し、次に空気乾燥させ、紫外線硬化に供する。図５の最終工程に示されるように、オーバーコートを硬化させた後、ＰＥＴ保護フィルムをオーバーコートに積層して剥離層を形成する。

図６を参照して、基材の第２の面の加工が図示される。図５に示される基材の第１の面の製品がロールで巻き取られる。第２の面を加工するために、ロールをひっくり返し、第１の面をコートするために使用される同じ装置によって加工する。図６の第１の工程において、基材の第２の表面を覆うＰＥＴ保護フィルムを剥離除去して基材の第２の表面を露出させる。図６の第２の工程において示されるように、スロットコーティングを用いてアクリレート系ハードコートをポリイミド基材の露出面に適用し、次いでハードコートを空気乾燥させて、紫外線硬化に供する。図６の第３の工程の後に図解的に示されるように、銀ナノワイヤー（ＡｇＮＷｓ）、ポリマーバインダー、及び融着溶液の安定な分散体と共に溶媒を含む導電性インクを硬化したハードコートに適用し、次いで空気乾燥を適用して融着金属ナノ構造ネットワークを形成する。次に、オーバーコート前駆体溶液を透明導電性フィルムの上に適用し、次にそれを空気乾燥させ、紫外線硬化に供する。図６の最終工程に示されるように、ＰＥ保護フィルムを硬化オーバーコートの上に積層する。

実施例１及び２
これらの実施例は、２つの異なった光学透明接着剤について基材と融着金属ナノ構造ネットワークとの間にハードコートアンダーコートを有する試料に対して高温湿度試験条件下又はＸｅ照射条件下での信頼性試験結果を提供する。

実施例１及び２において、可視スペクトルにおいて透明であり且つ紫外線を阻止する、Ｔａｉｍｉｄｅ製の１３ミクロンのポリイミド基材を使用して、上述したように試料を作製した。フィルムの光学的及び電気的特性を２回測定し、以下の表１に記載する。

また、高温／高湿度試験（８５℃／８５％ＲＨ）及びＸｅ照射試験の両方を使用して、２つの異なった試験条件下で試料を安定性試験に供した。図７に示される構造物を使用して８５℃／８５％ＲＨ試験を行なった。図７を参照して、２つの異なった商用光学透明接着剤：実施例１－ＬＧ９０５２Ｄ及び実施例２－３Ｍ８１４６－２を使用して、１２５μｍのＨＣ－ＰＥＴフィルムを構造物の両面に適用する。実施例１及び２は、ポリイミド基材の両面に、ポリイミド基材と融着金属ナノ構造ネットワークとの間にハードコートを含む。制御された試験装置内の８５℃／８５％ＲＨ試験条件を使用して、６００時間にわたる時間の関数としての抵抗（Ｒ／Ｒｏ）を測定し、抵抗の時間依存性が図８に示される。

別の組の試験において、試料をＸｅ光試験条件に供した。表面の半分がブラックテープで覆われた図７の構造物である、図９の構造物を使用してＡｔｌａｓ Ｓｕｎｔｅｓｔ（商標）ＸＸＬ装置内でＸｅ光試験試験を行なった。試験装置の条件は、６０℃のブラック標準温度（装置の設定）、３８℃の気温、５０％の相対湿度、及び昼光フィルターを使用するキセノンランプからの６０Ｗ／ｍ^２の放射照度（３００ｎｍ～４００ｎｍ）を有した。図９を参照して、別記しない限り、ハードコートされたＰＥＴバックカバーシートを装置の光に向かって上向きに置き、領域の約半分をブラックテープで覆った。Ｘｅ光試験のために、Ｒ／Ｒｏを５００時間にわたって測定し、図１０に示す。

実施例１及び２について、試料の全てが試験条件下で試験に合格し、それは試験時間の終わりにＲ／Ｒｏの値が＜１．１であると確認された。

実施例３及び４
これらの実施例は、ハードコートアンダーコートを用いずに作製された試料について試験条件下で信頼性を試験する。

ハードコートの配置を省くこと以外、実施例１及び２のために上述したようにコートされた基材を作製し、次に試験構造物を組み立てる。図１１を参照して、実施例３及び４のための試験試料は、ハードコートが存在していないこと以外、実施例１及び２の試料と構造において似ていた（図７）。透明導電性フィルムをポリイミド基材の両面に適用し、オーバーコートを透明導電性フィルムの上に各面に適用する。２つの異なった光学透明接着剤を使用してＰＥＴ保護フィルムをオーバーコートの上に各面上に適用する：実施例３－ＬＧ９０５２Ｄ及び実施例４－３Ｍ８１４６－２。８５℃／８５％ＲＨ試験条件を使用して抵抗（Ｒ／Ｒｏ）を６００時間にわたって測定し、図１２に示す。

キセノン光試験のために、構造物を図１３に示されるように形成した。Ｘｅ光試験条件を使用する抵抗（Ｒ／Ｒｏ）を５００時間にわたって測定し、結果を図１４に示し、試験時間の関数としての抵抗がプロットされる。促進試験をＡｔｌａｓ Ｓｕｎｔｅｓｔ（商標）ＸＸＬ装置（Ａｔｌａｓ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ，ＵＳＡ）で行なった。試験装置の条件は、６０℃のブラック標準温度（装置の設定）、３８℃の気温、５０％の相対湿度、及び昼光フィルターを使用するキセノンランプからの６０Ｗ／ｍ^２の放射照度（３００ｎｍ～４００ｎｍ）を有した。別記しない限り、ハードコートされたＰＥＴバックカバーシートを装置の光に向かって上向きに置き、領域の約半分をブラックテープで覆った。

これらの試料について、８５Ｃ／８５％ＲＨ試験条件下のＲ／Ｒｏ値は、試験の終わりまで１．２未満の値を維持できなかった。Ｘｅ試験条件下で、ＯＣＡ－Ｂを有する試料だけが、Ｒ／Ｒｏについて１．２未満の値を維持する目標を達成した。これらの実施例は、これらの基材のためのハードコートアンダーコーティングの有用性を実証する。

実施例５
この実施例は、透明導体の下にハードコートアンダーコーティングを使用しない代替供給元からの薄いポリイミド基材を有する両面導電性構造物の信頼性を試験する。

Ｋｏｌｏｎ製の厚さ１５ミクロンの透明ポリイミドシートを使用して上述の両面導電性構造物の試料を上述したようにロールツーロール加工で作製した。図１５及び１６を参照して、透明導電性フィルムをＫｏｌｏｎ ＣＰＩに適用し、オーバーコートを透明導電性フィルムの上に適用し、光学透明接着剤（３Ｍ製のフレキシブルＯＣＡ）を使用してＰＥＴ保護フィルムをオーバーコートの上に適用する。Ｘｅ試験のために、図１６に示されるように、ブラックテープを上面の半分の上に適用した。

６５℃／９０％ＲＨ試験条件を使用する抵抗（Ｒ／Ｒ_０）を８００時間にわたって測定し、時間依存性のプロットを図１７に示す。Ｘｅ光試験条件を使用する抵抗（Ｒ／Ｒ_０）を１０００時間にわたって測定し、図１８に示す。Ａｔｌａｓ Ｓｕｎｔｅｓｔ（商標）ＸＸＬ装置（Ａｔｌａｓ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ，ＵＳＡ）で促進試験を行なった。試験装置の条件は、６０℃のブラック標準温度（装置の設定）、３８℃の気温、５０％の相対湿度、及び昼光フィルターを使用するキセノンランプからの６０Ｗ／ｍ^２の放射照度（３００ｎｍ～４００ｎｍ）を有した。別記しない限り、ハードコートされたＰＥＴバックカバーシートを装置の光に向かって上向きに置き、領域の約半分をブラックテープで覆った。６５Ｃ／９０％ＲＨ、８５Ｃ／８５％ＲＨ試験の概要は表２に含まれる。これらの試料について、構造物にハードコートを使用せずに良い試験結果が得られた。

実施例６
この実施例は、実施例１～４の基材を使用して実施例５からの試験を再現する。

Ｔａｉｍｉｄｅ製の厚さ１３ミクロンの透明ポリイミドシートを使用して図７及び９に示される両面導電性構造物の試料を上述したようにロールツーロール加工で作製した。構造物は、３Ｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の可撓性光学透明接着剤を有した。

６５℃／９０％ＲＨ試験条件を使用する抵抗（Ｒ／Ｒ_０）を８００時間にわたって測定し、時間依存性のプロットを図１９に示す。Ｘｅ光試験条件を使用する抵抗（Ｒ／Ｒ_０）を１０００時間にわたって測定し、図２０に示す。実施例５において説明されるように試験を行なった。安定性の結果は優れている。

上記の実施形態は例示のためのものであり限定的でないことを意図している。さらなる実施形態が請求の範囲内である。さらに、本発明は特定の実施形態を参照して説明されたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに形態及び詳細に変更を加えることができることを当業者は認識するであろう。本明細書の明示的な開示に反する主題が組み込まれないように上記の文献の参照による任意の組み込みは制限される。特に記載のない限り、考察において示唆されるように、特定の構造物、組成物及び／又はプロセスが構成要素、要素、成分又は他の区画と共に本明細書で説明される限りにおいて、本明細書における開示は、主題の基本的な性質を変更しない付加的な特徴を含み得る、特定の実施形態、特定の構成要素、要素、成分、他の区画又はそれらの組合せを含む実施形態並びにこのような特定の構成要素、成分又は他の区画又はそれらの組合せから本質的になる実施形態に及ぶことが理解されなければならない。

Claims (27)

1. ポリマーを含み且つ第１の表面及び第２の表面を有する透明ポリマー基材であって、前記ポリマー基材が、約２７ミクロン以下の平均厚さを有し、前記透明ポリマー基材の形態における前記ポリマーが、少なくとも約８８％の、４００ｎｍ～７５０ｎｍの透過率及び約１５％以下の、３３０ｎｍ～３７５ｎｍのＵＶスペクトルにわたる透過率を有する、ポリマー基材と、
   前記透明ポリマー基材の前記第１の表面及び前記第２の表面の各々の上に支持される薄く広がった金属導電層と、
   各々の薄く広がった金属導電層の上のポリマーオーバーコートであって、約１０ｎｍ～約２００ｎｍの平均厚さを有する、ポリマーオーバーコートを含む両面導電性構造物であって、
   各々の表面が約１２０Ｏｈｍｓ／ｓｑ以下のシート抵抗を有する、両面導電性構造物。
2. 各々約５０ｎｍ～約３ミクロンの平均厚さを有する、第１のハードコート層及び第２のハードコート層をさらに含む請求項１に記載の両面導電性構造物であって、第１のハードコート層が前記透明ポリマー基材の前記第１の表面と第１の薄く広がった金属導電層との間にあり、第２のハードコート層が前記透明ポリマー基材の前記第２の表面との間にあり、且つ両方のハードコート層が架橋ポリアクリレートポリマーを含む、両面導電性構造物。
3. 各々のハードコート層が約１００ｎｍ～約２．５ミクロンの厚さを有し且つ高架橋ポリアクリレートを含む、請求項２に記載の両面導電性構造物。
4. 前記両面導電性構造物が、各々の表面の上に光学透明接着剤及び厚さ１２５ミクロンのＰＥＴフィルムを有する試験構造物に組み立てられ得、８５℃及び８５％の相対湿度で５００時間にわたって促進摩耗試験に供され得、約１．２０以下のシート抵抗の増加がある、請求項１～３のいずれか一項に記載の両面導電性構造物。
5. 前記ポリマーがポリイミドを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の両面導電性構造物。
6. 前記ポリマー基材が少なくとも約１０％の伸び、少なくとも約５０ＭＰａの引張強さ、及び約１．５ＧＰａ～約７．０ＧＰａのヤング率を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の両面導電性構造物。
7. 前記ポリマーがポリスルフィド、ポリスルホン、ポリエチレンナフタレート又はポリエーテルスルホンを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の両面導電性構造物。
8. 各々の薄く広がった金属導電層が融着金属ナノ構造ネットワークを含み、前記両面導電性構造物が直径１ｍｍのマンドレルの周りに少なくとも２００，０００回繰り返して曲げ得、並びに導電性表面のシート抵抗が１０％以下で変化する、請求項１～７のいずれか一項に記載の両面導電性構造物。
9. 各々の融着金属ナノ構造層のシート抵抗が約１００ｏｈｍ／ｓｑ以下である、請求項８に記載の両面導電性構造物。
10. 少なくとも約８８％の可視光線の透過率、約２．５％以下のヘイズ及び約４．０以下のｂ＊の値を有する、請求項９に記載の両面導電性構造物。
11. 約２７ミクロン以下の平均厚さを有する透明ポリマー基材の第１の表面上に支持される薄く広がった金属導電層を形成する工程であって、前記ポリマー基材が、第１のポリマー剥離フィルム上に支持される第２の表面を有する工程と、
    ポリマーオーバーコートを第１の薄く広がった金属導電層の上に適用する工程と、
    第２のポリマー剥離フィルムを前記ポリマーオーバーコートの上に置く工程と、
    前記第１のポリマー剥離フィルムを除去して前記透明ポリマー基材の前記第２の表面を露出させる工程と、
    前記透明ポリマー基材の前記第２の表面上に支持される第２の薄く広がった金属導電層を形成する工程と、
    ポリマーオーバーコートを前記第２の薄く広がった金属導電層の上に適用する工程とを含む、透明導電性フィルムを形成するための方法。
12. 前記ポリマー基材と前記第１の薄く広がった金属導電層及び前記第２の薄く広がった金属導電層の各々との間に約３ミクロン以下の平均厚さを有する架橋ハードコート層を形成する工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記架橋ハードコート層の形成が、紫外光で照射して架橋する工程を含み、架橋ハードコートがポリアクリレートを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 第１のポリマー剥離層が、少なくとも約１００℃のガラス転移温度を有するポリマーシートを含む、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 各々のポリマーオーバーコートが紫外線で架橋される、請求項１１～１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記第１の薄く広がった金属導電層及び前記第２の薄く広がった金属導電層の形成が、
    溶媒中に分散された銀ナノワイヤーとポリマーバインダーとを含む導電性インクを前記透明ポリマー基材の前記第１の表面上に適用する工程と、
    適用されたインクを乾燥させて、薄く広がった金属導電層を形成する工程とを含む、請求項１１～１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記導電性インクが融剤を含み、乾燥工程が融着金属ナノ構造層を形成する、請求項１６に記載の方法。
18. 約２７ミクロン以下の平均厚さを有する透明ポリマーフィルムと、；
    前記透明ポリマーフィルムの各面上の薄く広がった金属導電層と、
    各々の薄く広がった金属導電層の上のポリマーオーバーコートであって、約１０ｎｍ～約５００ｎｍの平均厚さを有するポリマーオーバーコートを含む、約３０ミクロン以下の平均厚さを有する透明導電性フィルムであって、
    前記透明導電性フィルムが、各面上の１００Ｏｈｍｓ／ｓｑ以下のシート抵抗、少なくとも８９％の％ＴＴ、２．５％以下のヘイズ、及び約３．５以下のｂ＊を有し、
    両面導電性構造物が、各々の表面の上に光学透明接着剤（３Ｍ、８１４６）及び厚さ１２５ミクロンのＰＥＴフィルムを有する試験構造物に組み立てられ得、８５℃及び８５％の相対湿度で５００時間にわたって促進摩耗試験に供され得、約４０％以下のシート抵抗の増加がある、透明導電性フィルム。
19. それぞれが約５０ｎｍ～約３ミクロンの平均厚さを有する、第１のハードコート層及び第２のハードコート層をさらに含む請求項１８に記載の両面導電性構造物であって、前記第１のハードコート層が前記透明ポリマー基材の前記第１の表面と前記第１の薄く広がった金属導電層との間にあり、前記第２のハードコート層が前記透明ポリマー基材の前記第２の表面との間にあり、且つ両方のハードコート層が架橋ポリアクリレートポリマーを含む、両面導電性構造物。
20. 各々のハードコート層が約１００ｎｍ～約２．５ミクロンの厚さを有し且つ高架橋ポリアクリレートを含む、請求項１９に記載の両面導電性構造物。
21. 前記両面導電性構造物が、各々の表面の上に光学透明接着剤及び厚さ１２５ミクロンのＰＥＴフィルムを有する試験構造物に組み立てられ得、８５℃及び８５％の相対湿度で５００時間にわたって促進摩耗試験に供され得、約２０％以下のシート抵抗の増加がある、請求項１８～２０のいずれか一項に記載の両面導電性構造物。
22. 前記ポリマーがポリイミドを含む、請求項１８～２１のいずれか一項に記載の両面導電性構造物。
23. 前記ポリマー基材が少なくとも約１０％の伸び、少なくとも約５０ＭＰａの引張強さ、及び約１．５ＧＰａ～約７．０ＧＰａのヤング率を有する、請求項１８～２２のいずれか一項に記載の両面導電性構造物。
24. 前記ポリマーがポリスルフィド、ポリスルホン、ポリエチレンナフタレート、又はポリエーテルスルホンを含む、請求項１８～２１のいずれか一項に記載の両面導電性構造物。
25. 各々の薄く広がった金属導電層が融着金属ナノ構造ネットワークを含み、前記両面導電性構造物が直径１ｍｍのマンドレルの周りに少なくとも２００，０００回繰り返して曲げ得、並びに導電性表面のシート抵抗が１０％以下で変化する、請求項１８～２４のいずれか一項に記載の両面導電性構造物。
26. 各々の融着金属ナノ構造層のシート抵抗が約７５ｏｈｍ／ｓｑ以下である、請求項２５に記載の両面導電性構造物。
27. 少なくとも約８９％の可視光線の透過率、約２．５％以下のヘイズ及び約４．０以下のｂ＊の値を有する、請求項２６に記載の両面導電性構造物。

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