KR102185129B1

KR102185129B1 - 전자 디바이스들 내에 은 나노와이어-기반 투명 전도체들을 통합하기 위한 방법들

Info

Publication number: KR102185129B1
Application number: KR1020157025061A
Authority: KR
Inventors: 피에르-마크 알러만드; 폴 맨스키; 칼 피클러; 맨프레드 하이데커; 하이샤 다이
Original assignee: 캄브리오스 필름 솔루션스 코포레이션
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2020-12-02
Also published as: WO2014127297A1; EP2956807A1; CN105283782A; JP6588829B2; KR20150119255A; EP2956807B1; CN105283782B; SG11201506221SA; EP3598185A3; JP2016515280A; SG10201706567VA; HK1219309A1; EP3598185A2

Abstract

광-안정제(1-페닐-1H-테트라졸-5-티올(PTZT)와 같은) 및/또는 산소 배리어들을 통합함으로써 광 노출에 안정적인 광 스택들이 본원에 개시된다. OCA는 광 투명 접착체에 대한 약자이다.

Description

전자 디바이스들 내에 은 나노와이어-기반 투명 전도체들을 통합하기 위한 방법들{METHODS TO INCORPORATE SILVER NANOWIRE-BASED TRANSPARENT CONDUCTORS IN ELECTRONIC DEVICES}

관련 출원들에 대한 교차참조

본원은 2013년 2월 15일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 61/765,420호; 2013년 3월 15일자로 출원된 미국 정규 특허 출원 번호 13/840,864호; 및 2014년 1월 17일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 61/928,891호에 대한 35 U.S.C. §119(e) 하의 이익을 주장하며, 이 출원들 모두는 본원에 그 전체가 참고로 포함된다.

기술분야

개시내용은 안정적이고 신뢰할 수 있는 적어도 하나의 은 나노구조의 투명 전도성 필름을 포함하는 광학 스택(stack)을 만들기 위한 프로세싱 방법에 관한 것이다.

투명 전도체는 고-투과율 표면 또는 기판들 상에 코팅된 얇은 전도성 필름을 지칭한다. 투명 전도체는 합리적인 광학적 투명도를 유지하면서 표면 전도도를 갖도록 제조될 수 있다. 이러한 표면 전도 투명 전도체는, 평판 액정 디스플레이의 투명 전극, 터치 패널, 전계발광 디바이스, 및 박막 광전지 셀로서; 정전기 방지 층들로서; 및 전자기파 차폐 층들로서 널리 사용된다.

현재, 진공 증착된(deposited) 산화금속, 예컨대 인듐 주석 옥사이드(ITO)는, 유전체 표면 예컨대 유리 및 폴리머 필름에 광학적 투명도 및 전기 전도도를 제공하기 위한 산업 표준 물질이다. 그러나, 산화금속 필름은 벤딩(bending) 또는 다른 물리적 스트레스 동안 깨지기 쉬우며 손상되는 경향이 있다. 이들은 또한 고전도도 수준을 달성하기 위하여 상승된 증착 온도 및/또는 높은 어닐링 온도를 요구한다. 수분을 흡수하는 경향이 있는 특정 기판들, 예컨대 플라스틱 및 유기 기판들(예를 들면, 폴리카보네이트)에 대하여, 이는 산화금속 필름을 적절하게 접착하는데 문제가 된다. 가요성 기판들 상의 산화금속 필름의 도포가 따라서 심각하게 제한된다. 또한, 진공 증착은 고비용의 프로세스이며, 전용 장비를 요구한다. 게다가, 진공 증착의 프로세스는 패턴 및 회로를 형성하는데 좋지 않다. 이는 전형적으로 비싼 패턴화 프로세스들 예컨대 포토리소그래피에 대한 요구를 야기한다.

최근에 평면 패널 디스플레이 내의 현재 산업 표준 투명 전도성 ITO 필름을 절연 매트릭스에 내장된 금속 나노구조(예를 들면, 은 나노와이어)의 복합 재료로 대체하려는 추세가 존재한다. 전형적으로, 투명 전도성 필름은 은 나노와이어 및 결합제를 포함하는 잉크 조성물을 기판 상에 먼저 코팅함으로써 형성된다. 결합제는 절연 매트릭스를 제공한다. 결과적인 투명 전도성 필름은 ITO 필름의 시트 저항과 비교할만한 또는 이보다 우수한 시트 저항을 갖는다.

나노구조-기반 코팅 기술은 특히 인쇄형 전자장치에 적합하다. 용액-기반 포맷(format)을 사용하면, 인쇄형 전자 기술은 대면적의 가요성 기판들 상에 견고한 전자장치들을 생성하는 것을 가능하게 한다. 본원에 그 전체가 참조로써 포함된 Cambrios Technologies Corporation 명의의 미국 특허 번호 8,049,333호를 참조하자. 나노구조-기반 박막을 형성하기 위한 용액-기반 포맷이 또한 현존하는 코팅 및 적층 기술과 호환가능하다. 따라서, 오버코트(overcoat), 언더코트(undercoat), 접착 층, 및/또는 보호 층의 추가의 박막이 나노구조-기반 투명 전도체를 포함하는 광학 스택을 형성하기 위한 고 스루풋 프로세스 내에 통합될 수 있다.

일반적으로 귀금속으로 여겨지지만, 은은 특정 상황들 하에서 부식에 민감할 수 있다. 은 부식의 하나의 결과는 국부적인 또는 균일한 전도도의 상실이며, 이는 투명 전도성 필름의 시트 저항의 드리프트(drift)들로서 나타나고, 이는 신뢰할 수 없는 성능으로 이어진다. 따라서, 나노구조-기반 투명 전도체를 통합하는 신뢰할 수 있고 안정적인 광학 스택을 제공하는 것에 대한 필요가 당업계에 남아 있다.

장기적인 열 및 광 노출에 안정적인 은 나노구조-기반 투명 전도체 또는 박막을 포함하는 광학 스택이 개시된다.

하나의 구현예는: 제 1 기판; 제 1 기판 상에 증착된 복수의 은 나노구조를 갖는 나노구조 층; 광 투명 접착(optically clear adhesive: OCA) 층;을 포함하며, 여기서 나노구조 층 또는 OCA 층 중 적어도 하나는 하나 이상의 광-안정제를 더 포함하는 광학 스택을 제공한다.

다양한 구현예에서, 금속 나노구조는 은 나노와이어를 상호연결하고 네트워킹한다.

추가 구현예에서, 금속 나노구조는 OCA 층과 접촉한다.

다양한 구현예에서, 광-안정제는 알켄, 테르펜(예를 들면, 라이모넨 또는 테르피네올), 테트라졸, 트리아졸, 힌더드 페놀, 포스핀, 티오에테르, 금속 광-탈증감제, 또는 항산화제(예를 들면, 나트륨 아스코르베이트), 또는 이들의 조합이다.

일 구현예에서, 광-안정제는 OCA 층에 통합된다.

또 하나의 구현예에서, 광-안정제는 은 나노구조의 나노구조 층에 통합된다.

추가 구현예에서, 365nm에서 측정된 적어도 200mW/cm2의 가속화된 광에 광학 스택을 적어도 200 시간 동안 노출한 후의 전도성 층의 시트 저항의 드리프트는 10% 미만이다.

또 하나의 구현예에서, 365nm에서 측정된 적어도 200mW/cm2의 광에 광학 스택을 적어도 800 시간 동안 노출한 후의 전도성 층의 시트 저항의 드리프트는 30% 미만이다.

이상에서 기술된 바와 같은 다양한 구현예에서, 광학 스택을 가속화된 광에 노출하기 이전의 전도성 층의 시트 저항은 500 Ω/sq 미만이다.

또 하나의 구현예는 제 1 서브스택; 제 2 서브스택; 및 제 1 서브스택과 제 2 서브스택 사이에 배치된 나노구조 층을 포함하고, 나노구조 층은 복수의 은 나노구조를 포함하며, 여기서 제 1 서브스택 및 제 2 서브스택 중 적어도 하나는 25℃에서 10 cc/m2*d*atm의 산소 투과 속도를 갖는 산소 배리어(barrier) 필름을 포함하는 광학 스택을 제공한다.

또 하나의 구현예는: 제 1 서브스택; 제 2 서브스택; 제 1 서브스택과 제 2 서브스택 사이에 배치된 나노구조 층으로서, 나노구조 층은 복수의 은 나노구조를 포함하는, 나노구조 층; 제 1 수직 에지; 및 제 1 수직 에지를 커버하는 제 1 에지 밀봉부를 포함하는 광학 스택을 제공한다.

추가적인 구현예는: 기판; 복수의 은 나노구조를 갖는 나노구조 층; 및 테르펜 및 아스코르베이트로부터 선택된 하나 이상의 광-안정제를 포함하는 광학 스택을 제공한다.

도면에서, 동일한 참조 번호가 유사한 엘러먼트들 또는 행동들을 식별한다. 도면의 엘러먼트들의 크기 및 상대 위치가 반드시 일정한 비율로 도시되지는 않는다. 예를 들면, 다양한 엘러먼트들의 형상 및 각도들이 일정한 비율로 도시되지 않으며, 이들 엘러먼트들 중 일부가 도면 가독성을 개선하기 위하여 임의로 확대되고 배치된다. 게다가, 도시된 바와 같은 엘러먼트들의 특정한 형상이 특정한 엘러먼트들의 실제 형성에 관한 특정 정보를 전달하도록 의도되지 않으며, 오로지 도면들에서 인식의 용이함을 위해 선택되었다.
도 1은 금속 나노구조-기반 투명 전도체를 포함하는 광학 스택을 도시한다.
도 2는 서브스택들을 포함하는 포괄적인 광학 스택을 도시한다.
도 3은 나노구조 부식의 "에지 실패(edge failure)" 모드를 개략적으로 도시한다.
도 4 내지 도 7은 개시내용의 다양한 구현예에 따른 하나 이상의 광-안정제를 통합하는 광학 스택을 도시한다.
도 8 내지 도 10은 개시내용의 다양한 구현예에 따른 하나 이상의 산소 배리어 필름을 갖는 광학 스택을 도시한다.
도 11은 에지 밀봉부들을 갖는 광학 스택을 도시한다.
도 12는 가속화된 광 조건 하에서의 다양한 광학 스택의 시트 저항의 드리프트 %에 대한 다양한 광-안정제의 영향들을 도시한다.
도 13 내지 도 16은 몇 개의 구현예에 따른 다양한 광-안정제로 처리된 다양한 광학 스택의 시트 저항의 백분율 드리프트들을 도시한다.

투명 전도성 필름은 평면 패널 디스플레이 디바이스 예컨대 터치 스크린 또는 평판 액정 디스플레이(LCD)의 필수적인 컴포넌트이다. 이들 디바이스의 신뢰도는 부분적으로 디바이스의 정상 동작 조건 하에서 광 및 열에 노출되는 투명 전도성 필름의 안정성에 의해 좌우된다. 본원에서 더 상세히 논의된 바와 같이, 장기적인 광 노출은 은 나노구조의 부식을 유도할 수 있으며, 이는 투명 전도체의 시트 저항의 국부적인 또는 균일한 증가를 야기한다는 것이 발견되었다.

따라서, 장기적인 열 및 광 노출에 안정적인 은 나노구조-기반 투명 전도체 또는 박막을 포함하는 광학 스택 및 이를 마련하기 위한 방법이 개시된다.

본원에서 사용된 바와 같이, "광학 스택"은 일반적으로 전자 디바이스(예를 들면, 터치 센서 또는 평면 패널 디스플레이)의 광 경로에 위치되는 다중-층 구조 또는 패널을 지칭한다. 광학 스택은 금속 나노구조-기반 투명 전도성 필름(또는 투명 전도체)의 적어도 하나의 층을 포함한다. 광학 스택의 다른 층들은, 예를 들면, 기판, 오버코트, 언더코트, 접착 층, 보호 층(예를 들면, 커버 유리) 또는 다른 성능-향상 층들 예컨대 반-반사 또는 방현성(anti-glare) 필름을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 광학 스택은 광 투명 접착제(optically clear adhesive: OCA)의 적어도 하나의 층을 포함한다.

도 1은 제 1 기판(12), 은 나노구조-기반 투명 전도체(14), OCA 층(16) 및 제 2 기판(18)을 포함하는 광학 스택(10)을 도시한다. 광학 스택(10)은 먼저 제 1 기판(18) 상에 은 나노구조, 결합제 및 휘발성 용매의 코팅 용액을 증착하여 기본 투명 전도체(20)를 형성함으로써 형성될 수 있다. 건조 및/또는 경화 후, 은 나노구조가 제 1 기판(18) 상에 고정된다. 제 1 기판은 가요성 기판, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름일 수 있다. 기본 투명 전도체(20)의 예는 본원의 출원인인 Cambrios Technologies Corporation에 의한 상표명 ClearOhm^® 하에서 상업적으로 이용가능하다. 기본 투명 전도체(20)는 OCA 층(16)을 통해 제 2 기판(18)에 적층(laminate)될 수 있다.

광학 스택은 많은 구성을 취할 수 있으며, 가장 간략한 구성이 도 1에 예시된다. 도 2는 제 1 서브스택(70), 제 2 서브스택(80), 및 제 1 서브스택과 제 2 서브스택 사이에 배치된 나노구조 층(90)을 포함하는 포괄적인 광학 스택(60)을 개략적으로 도시하며, 나노구조 층은 복수의 은 나노구조(94)를 포함한다. 각각의 제 1 및 제 2 서브스택은 독립적으로 임의의 수의 그리고 임의의 순서의 박층들, 예컨대 오버코트(OC), 언더코트(UC), 기판, 커버 유리, 추가 은 나노구조 층, OCA 층, 등을 포함할 수 있다. 서브스택들은 디스플레이 또는 터치 센서의 기능적 부분들이 아닌 임의의 다른 디바이스 컴포넌트를 더 포함할 수 있다.

광 노출 시 광학 스택 내의 은 나노구조의 부식에 대한 경향은 복잡한 방식으로 동작하는 수많은 인자에 기인할 수 있다. 광에 의해 유도되는 특정 부식이 어두운 영역과 광-노출 영역의 계면에서 특히 두드러질 수 있다는 것이 발견되었다. 도 3은 이러한 소위 "에지 실패(edge failure)"를 개략적으로 도시한다. 도 3에서, 터치 센서(100)는 적어도 하나의 나노구조 층(도시되지 않음) 및 데코 프레임(deco frame)(110)을 갖는다. 데코 프레임은 UV 광이 국부적 기저(underlying) 나노구조에 도달하는 것을 차단한다. 데코 프레임(110)에 인접한 광-노출 영역(120)이 데코 프레임(예를 들면, 터치 센서의 중심)으로부터 더 멀리 떨어진 노출된 영역들(130)보다 더 많은 그리고 더 빠른 나노구조 부식을 경험하는 경향이 있다는 것이 관찰된다. 2개의 인자, 자외선(UV) 광 및 대기 가스(특히 산소)의 존재가 은의 산화를 촉진하는 것으로 발견되었다.

일부 경우에서 OCA에 대한 밀접 근접성(close proximity)이 은 나노구조의 부식을 유도하고 악화시키는 것으로 나타나는 것이 또한 발견되었다. 광 투명 접착제(OCA)는 몇 개의 기능적 층들(예를 들면, 커버 유리 및 투명 전도체)을 광학 스택 또는 패널로 어셈블링 또는 결합하기 위해 흔히 사용되는 얇은 접착 필름이다(도 1 참조). 이러한 패널은, 예를 들면, 용량성 터치 패널로서 역할 할 수 있다. OCA는 흔히 유리 라디칼 중합에 의해 형성된 알킬 아크릴레이트의 혼합물을 함유한다. 그 결과, OCA는 미반응된 개시제 또는 광-개시제, 잔류 모노머, 용매, 및 유리 라디칼을 함유할 수 있다. 이들 종 중 일부는 광-민감성이며 OCA 부근의 은 나노구조에 유해할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은, OCA는 미리 만들어지고(상업적 형태들을 포함하여) 기판 상으로 적층될 수 있으며, 또는 액체 형태로 기판 상에 직접적으로 코팅될 수 있다.

광-민감성 종은 광들을 쉽게 흡수하며, 복잡한 광화학적 작용을 유도하거나 또는 이를 겪는다. 광화학적 작용의 일 유형은 바닥 상태로부터 더 높은 에너지 준위, 즉, 여기 상태로의 화합물의 여기를 수반한다. 여기 상태는 일시적이며, 일반적으로 열의 방출에 따라 다시 바닥 상태로 쇠퇴할 것이다. 그렇지만, 일시적 여기 상태가 다른 종과의 복잡한 연쇄 반응을 야기하는 것이 또한 가능하다.

실패 기전과 무관하게, 특정 광화학적 작용이 산화반응을 통한 은 나노구조의 부식을 야기한다는 것이 발견되었다:

특정 구현예에서, 여기 상태의 광화학적 작용을 억제하거나 또는 바닥 상태로의 빠른 복귀를 가능하게 함으로써 부식이 억제된다. 특히, 광학 스택 내에(예를 들면, 하나 이상의 층들 내에, 특히 은 나노구조에 인접한 층들 또는 그 층 내에) 하나 이상의 광-안정제를 통합함으로써, 은의 부식에 기여할 수 있는 광화학적 작용이 억제될 수 있다. 다른 구현예에서, 부식은 스택으로의 대기 산소의 침투를 최소화하거나 또는 제거함으로써 억제된다. 특히, 하나 이상의 산소 배리어가 은 나노구조를 보호하거나 또는 이를 캡슐화(encapsulate)하기 위해 광학 스택 내에 존재할 수 있다.

이들 구현예가 이하에서 더 상세하게 논의된다.

광-안정제

따라서, 다양한 구현예는 그 안에서 하나 이상의 광-안정제가 층들 중 임의의 층과 조합되는 안정적인 광학 스택을 제공한다. 본원에서 사용된 바와 같은, 광-안정제는 일반적으로 광화학적 작용, 특히 은 나노구조의 광-유도된 산화에 관련된 광화학적 작용을 억제하기 위한 임의의 기전 상에 영향을 줄 수 있는 화합물 또는 첨가물을 지칭한다. 예를 들면, 광-안정제는 아마도 OCA 층과 연관된 광-민감성 종으로부터 생성되는 홀(hole)들을 제거(scavenge)하기 위한 홀 트랩(hole trap)으로서 역할 할 수 있다. 광-안정제는 또한 홀 생성을 미연에 방지하는 탈증감제로서 역할 할 수 있다. 광-안정제는, 산화제가 은 나노구조와 상호작용을 할 수 있기 전에 산화제(산소를 포함하는)를 파괴하기 위한 희생(sacrificial) 산화 반응을 겪는 항산화제 또는 산소 스캐빈져(scavenger)로서 역할 할 수 있다.

광-안정제는 하기 클래스의 화합물 중 임의의 하나일 수 있다. 일반적으로 말해서, 이들은 비-휘발성(적어도 150℃의 비점을 갖는)이며, 액체 또는 고체일 수 있다. 이들은 500 이하의 분자량을 갖는 소형 유기 분자이거나, 또는 2-100개의 모노머를 갖는 올리고머 또는 100개 이상의 모노머의 폴리머일 수 있다.

1. 알켄

알켄은 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 탄화수소이다. 이중 결합은 알켄을 희생 산화 반응에 대한 후보로 만든다. 알켄은 선형, 사이클릭 또는 선형 및 사이클릭 탄소 프레임워크(framework)의 조합을 가질 수 있다. 탄소 프레임워크 상에서, 알켄이 하이드록시, 알콕시, 티올, 할로겐, 페닐, 또는 아민 그룹으로 추가로 치환될 수 있다.

일 구현예에서, 적합한 알켄은 확장된 접합된 구조를 제공하기 위한 교번(alternate) 이중 결합 및 단일 결합 배열을 갖는다. 이러한 접합된 구조가 라디칼의 비편재화(delocalization)를 가능하게 하며, 따라서 이를 안정화한다. 접합된 알켄의 예들은, 비제한적으로, 카로텐 또는 카로테노이드, 특정 테르펜 또는 테르페노이드를 포함한다.

다른 구현예에서, 알켄은 다중의 그러나 비-접합된 이중 결합을 가질 수 있다. 비접합된 알켄의 예들은 특정 테르펜, 로진, 폴리부타디엔, 등을 포함한다.

광-안정제인 것에 더하여, 특정 알켄은 또한 점착부여제이며, OCA 내로 직접적으로 통합될 수 있다.

i. 테르펜

테르펜은 알켄의 서브셋이다. 이들은 다양한 식물, 특히 침엽수에 의해 생산된 수지로부터 유도된다. 테르펜이 많은 다양한 클래스의 탄화수소를 포함하지만, 이들 모두가 적어도 하나의 이소프렌 유닛(unit)을 함유한다. 테르펜은 사이클릭 뿐만 아니라 비환식 탄소 프레임워크를 가질 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 테르펜은 테르페노이드를 또한 포함하며, 이는 탄소 프레임워크의 산화 또는 재배열를 통한 테르펜의 유도체이다.

이소프렌의 그 공유된 구조에 기인하여, 테르펜이 또한 희생 산화 반응에 참여할 수 있는 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는다.

특정 구현예에서, 광-안정제는 라이모넨이다. 라이모넨은 2개의 이소프렌 유닛들을 함유하는 사이클릭 테르펜이다. 고리 이중 결합은 에폭사이드를 형성하기 위한 산화 반응을 쉽게 겪는다:

다른 적합한 테르펜은 휴멀렌, 스쿠알렌, 파너젠, 등을 포함한다. 적합한 테르페노이드는, 비제한적으로, 테르피네올, 게나니올 등을 포함한다. 라이모넨과 유사하게, 이들 테르펜은 유사하게 희생 산화 반응을 겪는다.

ii. 수지 점착부여제

수지 점착부여제는 식물 공급원 또는 석유 공급원으로부터 유도되는 알켄이다. 수지 점착부여제는 탁월한 접착제이며, OCA 내에 직접적으로 통합될 수 있고, 여기서 이들은 OCA 내의 광-민감성 종이 은 나노구조를 부식시키는 것을 방지하기 위한 희생 산화 반응에 참가한다.

수지 점착부여제는 로진 및 폴리테르펜을 포함할 수 있으며, 이들은 테르펜(더 낮은 비점을 갖는)의 제거 후의 식물-유도형 수지의 고형 잔류물이다. 적합한 로진 또는 폴리테르펜이 Pinova, Inc.(Brunswick, GA), 또는 Eastman(Kingsport, TN)으로부터 상업적으로 이용가능하다. 석유-기반 수지가 또한 Eastman으로부터 획득될 수 있다.

2. 힌더드 페놀

힌더드 페놀은 하이드록실 그룹의 부근에 부피가 큰(bulky) 치환체를 갖는 페놀 유도체를 지칭한다. 페닐 그룹에 의해 제공되는 입체 장애뿐만 아니라 비편재화가 하이드록실 라디칼을 안정화하며, 이는 힌더드 페놀을 광-안정제로서 적합하게 만든다.

일 구현예에서, 광-안정제는 부틸화된 하이드록시 톨루엔(BHT)이다. BHT(이하의)는 하이드록실 그룹에 인접한 2개의 t-부틸 그룹을 가지며, 하이드록실 라디칼이 인접한 t-부틸 그룹 및 페닐 그룹에 의해 안정화됨에 따라 이는 이를 강력한 항산화제로 만든다.

다른 적합한 힌더드 페놀은, 비제한적으로, 부틸화된 하이드록시 아니솔(BHA), 알킬 갈레이트(예를 들면, 메틸 갈레이트, 프로필 갈레이트), 3차-부틸화된 하이드로퀴논(TBHQ), 비타민 E(알파 토코페롤), 등을 포함한다.

3. 테트라졸 및 트리아졸

테트라졸은 4개의 질소 및 1개의 탄소의 5-원 고리를 함유하는 유기 화합물이다. 트리아졸은 3개의 질소 및 2개의 탄소의 5-원 고리를 함유하는 유기 화합물이다. 테트라졸 및 트리아졸 둘 모두가 광-탈증감제이다. 이들은 또한 부식을 추가적으로 방지할 수 있는 보호 코팅을 형성하도록 은에 결합하는 경향이 있다.

고리 구조에 더하여, 본원에서 사용된 바와 같이, 테트라졸 및 트리아졸은, 티올(SH), 알킬, 페닐, 티오(=S), 아조 그룹 등을 포함하는 치환체를 더 함유할 수 있다. 이들은 또한 다른 고리 예컨대 페닐, 피리딘 또는 피리미딘, 등과 추가로 융합될 수 있다.

일 구현예에서, 광-안정제는 1-페닐-1H-테트라졸-5-티올(PTZT)이다. 또 하나의 구현예에서, 광-안정제는 벤조트리아졸(BTA)이다.

다양한 추가 구현예에서, 적합한 광-안정제는, 미국 특허 번호 2,453,087, 2,588,538, 3,579,333, 3,630,744, 3,888,677, 3,925,086, 4,666,827, 4,719,174, 5,667,953, 및 유럽 특허 번호 0933677에 개시된 광-탈증감제 화합물(모든 테트라졸 및 트리아졸 화합물을 포함하는) 중 임의의 하나일 수 있다. 이러한 모든 특허들이 그 전체로 본원에 참조로써 포함된다.

4. 포스핀

포스핀은 포스포르(III)에 부착된 3개의 치환체들을 갖는 유기인 화합물이다. 포스핀은 포스포르(III)이 포스포르(V)로 산화되는 산화 반응을 겪는다. 치환체들이 동일 또는 상이할 수 있으며, 이들은 전형적으로 아릴(예를 들면, 치환 또는 비치환된 페닐) 또는 알킬(치환 또는 비치환된)이다.

일 구현예에서, 광-안정제는 트리페닐 포스핀이며, 이는 하기와 같이 산화될 수 있다:

5. 티오에테르

티오에테르 또는 설파이드는 황 그룹에 부착된 2개의 치환체들을 갖는 유기황 화합물이다. 중심 황 그룹은 설폭사이드(S=O)로 산화될 수 있으며, 이는 추가로 설폰(S(=O)₂)로 산화될 수 있다. 치환체들은 동일 또는 상이할 수 있고, 이들은 전형적으로 아릴(예를 들면, 치환 또는 비치환된 페닐) 또는 알킬(치환 또는 비치환된)이다.

일 구현예에서, 광-안정제는 티오에테르이며, 이는 하기와 같이 산화될 수 있다:

6. 금속 광-탈증감제

특정 금속은, 이들이 광화학적 작용을 둔감하게 만들 수 있음에 따라 무기 광-안정제로서 기여할 수 있다. 그 예는 로듐 염(미국 특허 번호 4,666,827 참조) 및 아연 또는 카드뮴 염(미국 특허 번호 2,839,405 참조)을 포함한다. 이러한 모든 특허들이 그 전체로 본원에 참조로써 포함된다.

7. 항산화제

항산화제는 산소-유도형 부식을 억제하는데 특히 효과적이다. 항산화제는 산소 분자와의 직접 반응에 의해 산소를 제거하는 스캐빈져로서 역할 할 수 있다. 항산화제는 또한 초기 산화 반응에서 형성된 라디칼을 제거하도록 역할 할 수 있으며, 따라서 라디칼-개시형 연쇄 반응 추가적으로 방지한다.

특히 바람직한 항산화제는 아스코르베이트이며, 이는 아스코르베이트 염(예를 들면, 나트륨 또는 칼륨 아스코르베이트 염) 또는 아스코르브산일 수 있다.

항산화제의 다른 예들은, 티올, 하이드라진 및 설파이트(예를 들면, 나트륨 설파이트 및 칼륨 설파이트)를 포함할 수 있다.

광-안정제의 통합

본원에 기재된 광-안정제 또는 임의의 클래스의 광-안정제의 조합이 주어진 광학 스택의 층들 중 임의의 하나의 층 내로 통합될 수 있다. 특히, 광학 스택의 대부분의 기능적 층들이 용액-기반 코팅 방법에 의해 형성될 수 있기 때문에, 광-안정제는 코팅 이전에 코팅 용액과 조합될 수 있다. 예를 들면, 광-안정제는 동시-증착(co-deposition)을 통해 나노구조 층, 오버코트, 언더코트, 기판, 또는 접착 층(예를 들면, OCA) 내로 통합될 수 있다.

전형적으로, 오버코트(OC) 층은 기판 상에 이미 형성된 나노구조 층 상에 코팅된다. 언더코트(UC) 층은 기판 상에 먼저 코팅되며, 그 다음 나노구조 층이 UC 층 상에 코팅된다. 도면들에서, 주어진 스택의 배향에 따라, UC 층이 나노구조 층 "위에" 있는 것으로 나타날 수도 있으며, OC 층이 나노구조 층 "아래에" 있는 것으로 나타날 수도 있다. 전형적으로, OC 및 UC 층들이 나노구조 층에 대한 최근접 층들 (즉, 이와 접촉하는)이다.

특정 구현예에서, 광-안정제(예를 들면, 항산화제)는 직접적으로 나노구조 층과 접촉하는 오버코트(OC) 층 내에 통합된다. 도 4는 기판(130), 기판(130) 상에 증착된 복수의 은 나노구조(144)를 갖는 나노구조 층(140), 및 나노구조 층 상에 증착된 하나 이상의 광-안정제(도시되지 않음)를 포함하는 오버코트 층(150)을 포함하는 광학 스택(120)을 도시한다. 오버코트 층(150)은 OCA 층(160)을 통해 보호 필름(170)에 추가적으로 결합된다.

다양한 구현예에서, 기판은 본원에 기재된 기판들 중 임의의 것일 수 있으며, 바람직하게는, 유리일 수 있다.

다양한 구현예에서, 보호 필름이 최외층이고, 본원에 기재된 가요성 기판 중 임의의 것일 수 있으며, 및 바람직하게는, PET 필름일 수 있다. 보호 필름은 잔여 광학 스택이 OCA 층(160)을 통해 다른 층들에 결합될 수 있도록 제거될 수 있다.

광-안정제는 테르피네올, 라이모넨, 나트륨 아스코르베이트, 또는 이들의 조합일 수 있다. 하나의 특정 구현예는, 나노구조 층 및 나노구조 층과 접촉하는 OC 층을 갖는 광학 스택을 제공하며, 여기서 상기 OC 층은 아스코르베이트를 포함한다. 더 특정한 구현예에서, OC 층은 0.1% - 1%의 나트륨 아스코르베이트를 포함한다.

OCA는 제품 아이디, 예컨대 3M8146-2를 갖는 3M™에 의해 공급되는 것들일 수 있다.

예시적인 OC 물질이 하기의 표 1에 도시된다:

다른 구현예에서, 광-안정제는 나노구조 층과 직접적으로 접촉하는 언더코트(UC) 층에 통합된다. 도 5는 기판(210), 기판(210) 상에 증착된 언더코트 층(220)으로서, 언더코트 층(220)이 하나 이상의 광-안정제(도시되지 않음)를 포함하는, 언더 코트 층; 복수의 은 나노구조(234)를 갖는 나노구조 층(230), 및 나노구조 층(230) 상에 증착된 오버코트 층(240)을 포함하는 광학 스택(200)을 도시한다. 오버코트 층(240)은 OCA 층(250)을 통해 추가로 보호 필름(260)에 결합된다.

기판, 오버코트 층, 나노구조 층, OCA 층 및 광-안정제의 세부사항들이 본원에 기재된 바와 같다.

또 하나의 특정 구현예는 나노구조 층 및 나노구조 층과 접촉하는 UC 층을 갖는 광학 스택을 제공하며, 여기서 상기 UC 층은 아스코르베이트를 포함한다. 더 특정한 구현예에서, UC 층은 0.1% -1%의 나트륨 아스코르베이트를 포함한다.

예시적인 UC 물질이 하기의 표 2에 도시된다:

추가 구현예에서, 항산화제가 나노구조 층 내에 통합된다. 도 6은 기판(310), 복수의 은 나노구조(324)를 갖는 나노구조 층(320), 및 나노구조 층(320) 상에 증착된 오버코트 층(330)을 포함하는 광학 스택(300)을 도시한다. 오버코트 층(330)은 OCA 층(340)을 통해 보호 필름(350)에 추가로 결합된다.

기판, 오버코트 층, 나노구조 층, OCA 층 및 광-안정제의 세부사항들은 본원에 기재된 바와 같다.

특정 구현예는 아스코르베이트를 포함하는 나노구조 층을 갖는 광학 스택을 제공한다. 더 특정한 구현예에서, 나노구조 층이 1% 이하의 나트륨 아스코르베이트를 갖는다. 다양한 구현예에서, OC, UC, OCA 및 나노구조 층의 임의의 조합이 항산화제를 포함할 수 있다.

일단 하나 이상의 광-안정제와 통합된 모든 층들이 은 나노구조 안정화에 기여할 수 있지만, OCA 층 내의 광-안정제가 유의미한 영향을 가질 수 있다. OCA 층들이 광학 스택 내에서 일반적으로 가장 두꺼운 층들이기 때문에, 이들이 광-안정제의 더 큰 총 함량(예를 들면, mg/m²)을 가능하게 한다. 예를 들면, 본원에서 고려되는 나노구조 층들은 전형적으로 100-200 nm의 총 두께를 가지며, 반면에 OCA 층들은 25 μm 내지 250 μm 범위의 두께를 갖는다. 그러므로, 심지어 아주 낮은 총 농도의 광 안정화 첨가물을 갖더라도, 큰 총량의 첨가물이 OCA 내에 포함될 수 있다. 첨가물이 그 보호 기능을 수행하는 동안 소비되는 경우, 이것이 특히 유익하다.

따라서, 또 하나의 구현예에서, 광학 스택이 나노구조 층 및 나노구조 층과 접촉하는 OCA 층을 포함하며, 여기서 상기 OCA 층이 광-안정제를 포함한다. 도 7은 기판(410), 복수의 은 나노구조(424)를 갖는 나노구조 층(420), 및 나노구조 층(420) 상에 증착된 OCA 층(430) 및 OCA 층(430)에 결합된 보호 필름(440)을 포함하는 광학 스택(400)을 도시한다.

특정 구현예는 나노구조 층 및 나노구조 층과 접촉하는 OCA 층을 갖는 광학 스택을 제공하며, 여기서 상기 OCA 층은 아스코르베이트를 포함한다. 특정 구현예에서, OCA 층은 0.1-1%의 나트륨 아스코르베이트를 포함한다.

특정 구현예에서, 광-안정제, 예컨대 테르펜 및 특정 수지 점착부여제는 비-휘발성 액체 또는 반-고체이다. 따라서, 액체 광-안정제가 미리 만들어진 OCA(예를 들면, 그 상업적 형태로)와 직접적으로 조합될 수 있다. 미리 만들어진 OCA는 액체 광-안정제와 함께 분무되거나, 그 안에 담궈지거나(dipped) 또는 달리 이와 접촉할 수 있다. 액체를 침투시키는 기간 이후, OCA 층의 표면 상의 잔여 액체가 훔쳐지거나 또는 스핀 오프(spin off)될 수 있다. 사용될 수 있는 OCA들의 예들은, 제품 번호 8146-2, 8142KCL, 8172CL, 8262N 하에서 3M Company로부터; 제품 번호 CS9662LS 하에서 Nitto Denko Corporation로부터; 및 제품 번호 TE7070 하에서 Hitachi Chemical Corporation으로부터 상업적으로 이용가능한 것들을 포함한다. 그러나, 상기 기술은 OCA의 상업적 형태들로 제한되지 않는다. 임의의 접착 층들이 본원에 기재된 바와 같이 하나 이상의 광-안정제와 유사하게 통합될 수 있다.

투명 전도체(기판 상에 형성된 은 나노구조 전도성 네트워크)가 또한 OCA와 동일한 방식으로 광-안정제(예를 들면, 도 6)로 처리될 수 있다. 예를 들면, 광-안정제는 투명 전도체 내로의 광-안정제의 확산을 허용하기 위한 기간 동안 투명 전도체와 접촉(분무 또는 담금)할 수 있다.

광-안정제는 또한 처음에 휘발성 용매(예를 들면, 알코올, 아세톤, 물 등)를 함유하는 분산물(dispersion)의 형태일 수 있다. 그 뒤 분산물이 코팅 이전에 코팅 용액과 조합된다. 대안적으로, 분산물이 광학 스택을 형성하기 위한 다른 코팅 단계와 독립적으로 별개의 단계에서 코팅될 수 있다. 그 후에 휘발성 용매가 코팅 용액 내의 다른 휘발성 용매(들)와 함께 제거된다. 세 번째로, 분산물이 층 내로의 광-안정제의 확산을 허용하기 위한 기간 동안 층(OCA 또는 투명 전도체)과 접촉할 수 있다.

광-안정제의 형태와 무관하게, 이는 또한 코팅 이전에 임의의 필름-형성 코팅 용액과 직접적으로 조합될 수 있다. 예를 들면, 광-안정제는 은 나노구조의 코팅 용액, 또는 오버코트 또는 언더코트의 코팅 용액, 또는 접착 층을 형성하기 위한 코팅 용액과 조합될 수 있다.

따라서, 하나의 구현예는, 기판, 복수의 상호연결 은 나노구조를 포함하는 투명 전도체; 광 투명 접착 층을 포함하며, 여기서 투명 전도체 및 광 투명 접착 층 중 적어도 하나는 하나 이상의 광-안정제를 통합하는 광학 스택을 제공한다. 다양한 구현예에서, 광-안정제는 본원에 기재된 바와 같이 알켄(예를 들면, 테르펜), 아스코르베이트, 힌더드 페놀, 테트라졸 또는 트리아졸, 포스핀, 티오에테르 또는 금속일 수 있다.

일부 구현예에서, 광-안정제가 적어도 0.02%, 또는 적어도 0.05%, 또는 적어도 0.1%, 또는 적어도 2%, 또는 적어도 5%, 또는 적어도 10%의 농도로(중량으로) 주어진 층(예를 들면, OCA) 내에 존재한다.

광-안정제가 항산화제일 때, 항산화제는 산소에 대한 배리어를 제공하기에 적절한 역치 농도 이상으로 각 층 내에 존재할 수 있다. 전형적으로, 농도는 전형적으로 층의 5 w/w% 이하, 더욱 전형적으로, 1 w/w% 이하, 또는 0.5 w/w% 이하, 또는 0.1 w/w% 이하 또는 0.05 w/w% 이하일 수 있다. 항산화제가 존재하는 특정 층 또는 위치에 따라, 상이한 농도가 필요할 수 있다.

가스 또는 산소 배리어

산소 배리어는 이의 21%가 산소인 대기 가스의 투과를 최소화하거나 또는 금지하는 물리적 배리어(예를 들면, 필름 또는 에지 밀봉부)이다. 따라서, "가스 배리어" 및 "산소 배리어"는 본원에서 상호교환적으로 사용된다.

다양한 구현예에서, 도 1의 광학 스택의 제 1 서브스택 또는 제 2 서브스택 중 하나가 가스 배리어를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 제 1 서브스택 및 제 2 서브스택 둘 모두가 각기 가스 배리어를 포함하며, 따라서 이는 나노구조 층 둘레에 적어도 부분적인 캡슐화를 생성한다.

도 8은 산소 배리어 필름을 통합하는 광학 스택을 도시한다. 광학 스택(500)은 제 1 서브스택(510), 제 2 서브스택(520), 제 1 서브스택과 제 2 서브스택 사이에 배치된 나노구조 층(530)을 포함하고, 나노구조 구조 층(530)은 복수의 은 나노구조(534)가지며, 여기서 제 2 서브스택은 산소 배리어 필름(540)을 더 포함한다.

가스 또는 산소 배리어 필름은 낮은 산소 투과 속도(oxygen transmission rate: OTR)를 갖는 물질로 형성될 수 있다. OTR은 대기압에서의 매체(예를 들면, 필름)를 관통하는 산소의 투과도의 척도이다. OTR은 또한 온도의 함수이다. 다양한 구현예에서, "저-OTR" 층은, 25℃에서 10 cc/m2*d*atm 이하의, 또는 25℃에서 5 cc/m2*d*atm 이하의, 또는 25℃에서 3 cc/m2*d*atm 이하의, 또는 25℃에서 1 cc/m2*d*atm이하의 OTR을 갖는다. 전형적으로, 각 서브스택 내의 가스 배리어 층은 서브스택이 25℃에서 5 cc/m2*d*atm 이하의 OTR을 갖도록 만들어야만 한다 (별개로 측정될 때).

하기 물질은 적당히 낮은 OTR(즉, T=25℃에서 5 cc/m2*d*atm 이하의)을 가지며, 배리어의 예들이다. 유리, 플라스틱 커버 렌즈들이 천연 가스 배리어이다. 특정 폴리머 및 접착제, 예컨대 폴리비닐 알코올(PVOH) 및 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC)가 낮은 OTR를 갖는다. 유리, 사파이어, 또는 임의의 두께의 다른 투명 물질(버드나무 유리(willow glass) 등을 포함하는)의 시트가, 그들이 터치 센서의 부분인지 여부와 무관하게, 그들이 궁극적으로 광학 스택에 결합되거나 또는 적층되는 경우 가스 배리어일 수 있다. 강성(rigid) 기판들 예컨대 유리가 산소 배리어일 수 있지만, 이들은 본원에서 사용되는 바와 같은 가요성인 산소 배리어 필름의 의미 내에 속하지 않는다는 것을 주목해야 한다.

천연적으로 OTR이 낮지 않은 광학 스택 내의 필름 성분, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 셀룰로오스 트리아세테이트(TCA), 또는 COP가 하나 이상의 낮은 OTR 코팅 층들로 코팅될 수 있다. 낮은 OTR 코팅 층들은 무기 층(금속 또는 세라믹), 예컨대 스퍼터링된 SiO₂, AlO₂ 또는 ITO를 포함할 수 있다. 무기 층은 반-반사 층들을 더 포함할 수 있다. SiO₂-코팅된 필름이 상업적 판매인으로부터 획득될 수 있다(예를 들면, Celplast로부터의 2.3 cc/m2*d*atm의 OTR을 갖는 CPT001 및 1.1 cc/m2*d*atm의 OTR을 갖는 CPT002). 기판들 예컨대 PET, TCA가 또한 ITO 층으로 코팅되거나 또는 스퍼터링될 수 있다. 저-OTR 코팅물은 또한 유기 층, 예컨대 PVOH, PVDC, 또는 적합한 하드코트일 수 있다. 저-OTR 코팅의 추가적인 예는 상기에서 기재된 바와 같은 저-OTR 유기 및 무기 층의 하이브리드 코팅일 수 있다.

도 8의 각각의 서브스택들이 다양한 구성들로 하나 이상의 층들을 추가로 포함한다. 도 9는 서브스택들이 더 구체적으로 기술되는 광학 스택을 도시한다. 광학 스택(600)은 제 1 서브스택(610) 및 제 2 서브스택(620)을 포함한다. 제 1 서브스택(610)은 제 1 기판(630) 및 제 1 OCA 층(640)을 포함한다. 제 1 서브스택(610)은 OCA 층(640)을 통해 제 2 서브스택(620)에 결합되며, 이는 제 2 기판(656) 상에 증착된 복수의 제 1 나노구조(654)를 갖는 제 1 전도성 필름(650)을 포함한다. 제 1 전도성 필름(650)은, 예를 들면, Cambrios Technologies Corporation에 의한 ClearOhm^® 필름이다. 제 2 스택(620)은 제 2 OCA 층(660)을 더 포함하며, 이는 결국 산소 배리어 필름(676) 상에 증착된 복수의 제 2 나노구조(674)를 갖는 제 2 전도성 층(670)에 결합된다. 광학 스택(600)이 데코프레임(680)을 가지고 도시된다.

이러한 구성에 있어, 제 1 기판(630)은 유리일 수 있으며, 이는 또한 산소 배리어로서 기능한다. 따라서, 나노구조(654 및 674)는 2개의 산소 배리어(630 및 676) 사이에서 캡슐화된다.

산소 배리어가 도 8 및 도 9의 광학 스택에서 최외층으로서 도시되지만, 산소 배리어가 각각의 서브스택 내의 다른 층들의 구성, 및 특히, 나노구조 층의 위치에 따라 광학 스택의 다른 위치에 있을 수 있다는 것이 이해되어야만 한다. 특정 구현예에서, 2개 이상의 산소 배리어가 하나의 광학 스택 내에 존재할 수 있다.

도 10은 또 하나의 구현예를 도시한다. 광학 스택(700)이 제 1 서브스택(710) 및 제 2 서브스택(720)을 포함하는 것으로 도시된다. 제 1 서브스택(710)은 제 1 기판(730) 및 제 1 OCA 층(740)을 포함한다. 제 1 서브스택(710)은 제 1 OCA 층(740)을 통해 제 2 서브스택(720)에 결합되며, 이는 PET 필름 또는 제 1 산소 배리어 필름일 수 있는 제 2 기판(756) 상에 증착된 복수의 나노구조(754)를 갖는 전도성 필름(750)을 포함한다. 제 2 스택(720)은 결국 제 2 산소 배리어 필름(770)에 결합되는 제 2 OCA 층(760)을 더 포함한다. 광학 스택(700)이 데코 프레임(780)을 가지고 도시된다.

산소 배리어 필름(756 및 770)은 본원에 기재된 바와 같은 저 OTR 필름이다. 더 구체적으로, 산소 배리어 필름은 OTR 코팅, 예컨대 SiO₂, AlO₂ 및 ITO로 코팅된 가요성 필름(예를 들면, PET)일 수 있다. 예를 들면, 제 1 산소 배리어 필름 SiO₂로 코팅된 PET일 수 있다. 제 2 산소 배리어 필름은 세라믹 반-반사(AR) 층을 갖는 ITO 필름일 수 있다.

표 3은 본원에 기재된 바와 같은 구성들 중 임의의 구성에 사용될 수 있는 적합한 산소 배리어 필름의 예들을 도시한다. 표 3은 도 10에 따라 구성된 광학 스택(제 2 기판(756)이 PET 필름인)의 시간 대 에지 실패를 또한 도시한다. 도시된 바와 같이, 시간 대 에지 실패는 배리어의 OTR과 상관된다. 더 구체적으로, 산소 배리어 필름의 OTR이 낮을수록, 시간 대 에지 실패가 더 길어지며, 즉, 광학 스택의 안정성이 더 나아진다. 도시된 산소 배리어 필름을 갖는 모든 광학 스택이 배리어 필름을 갖지 않는 대조군(control) 스택에 비해 증대된 안정성을 갖는다.

다른 구현예에서, 광학 스택이 적어도 하나의 에지 밀봉부를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 구성 및 광학 스택이 디바이스 내로 통합되는 방식에 따라, 광학 스택이 2개, 3개 또는 최대 4개의 에지 밀봉부들을 포함할 수 있다. 에지 밀봉부들은 또한 나노와이어 층을 캡슐화하는 산소 배리어이며, 그렇게 함으로써 대기 가스 예컨대 산소가 광학 스택에 침투하는 것을 방지한다. 에지 밀봉부는, 스택 내에 임의의 다른 산소 배리어를 갖지 않는 포괄적인 스택을 포함하는, 이상에 기재된 구성들 중 임의의 구성에 적용될 수 있다.

도 11은 에지 밀봉부들(2개가 도시됨)을 갖는 광학 스택을 도시한다. 더 구체적으로, 광학 스택(800)은 제 1 서브스택(810), 제 2 서브스택(820), 제 1 서브스택(810)과 제 2 서브스택(820) 사이에 배치된 나노구조 층(830)을 포함하는 것으로 도시되며, 나노구조 층은 복수의 은 나노구조(834)를 포함한다. 광학 스택은 제 1 에지 밀봉부(844)에 의해 커버되는 제 1 수직 에지(840) 및 제 2 에지 밀봉부(854)에 의해 커버되는 제 2 수직 에지(850)를 더 포함한다.

에지 밀봉부는 수직 에지들의 전체 높이를 커버하거나 또는 커버하지 않을 수 있다. 완벽한 캡슐화가 유리/에폭시 셀 내에 나노구조를 봉입(enclose)함으로써, 즉, 나노구조 층이 유리(또는 다른 배리어 층)의 2개의 시트 사이에 배치됨으로써 달성될 수 있다.

에지 밀봉부에 대한 대안으로서 추가 구현예에서, 광학 스택이 배리어 코팅(예를 들면, 스퍼터링된 세라믹 층)을 갖는 필름과 스택의 배면측 상에 적층될 수 있다.

산소 침투를 추가적으로 최소화하기 위하여, 나노구조 필름은 광 노출 동안 질소-퍼지된(nitrogen-purged) 용기 내에 저장될 수 있다.

산소 배리어 필름을 포함하는 본원에 개시된 임의의 광학 스택이, 서브스택들 또는 나노구조 층 내의 층들의 임의의 하나에 하나 이상의 광-안정제(본원에 기재된 바와 같은)를 더 포함할 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.

광-안정성 시험

광학 스택의 광 안정성을 시험하기 위하여, 광 노출 하의 광학 스택의 시트 저항이 임의의 드리프트를 검출하기 위한 시간의 함수로서 측정된다. 디스플레이 장치의 정상 서비스 또는 동작 수명이 수년일 수 있기 때문에, "가속화된 광 조건(accelerated light condition)"가 압축된 시간 프레임 내에서 정상 동작 수명 내의 총 광 노출을 시뮬레이션하도록 설계될 수 있다. 따라서, "가속화된 광 조건"는 광학 스택을 연속적이고 강렬한 시뮬레이션된 광에 노출하는 인공 또는 테스트 조건을 지칭한다. 보통, 가속화된 광 조건이 주어진 디바이스의 정상 사용 기간 동안 광학 스택이 겪는 광 노출의 양을 시뮬레이션하도록 조절될 수 있다. 가속화된 광 조건 하에서, 광 강도는 전형적으로 주어진 디바이스의 동작 광 강도에 비해 크게 상승되며; 따라서 전도성 필름의 신뢰도 시험을 위한 광 노출의 지속기간이 동일한 디바이스의 정상 사용 기간에 비해 크게 압축될 수 있다. 전형적으로, 광 강도는 발광 플럭스의 단위인 루멘으로 측정된다. 가속화된 광 조건 하에서, 광은 디바이스의 광 조건보다 약 30 내지 100 배 더 강렬하다.

도 12는 OCA 층 내에 임의의 첨가물을 갖거나 또는 갖지 않는 다양한 광학 스택의 가속화된 광 시험을 도시한다. 첨가물 중 일부(테르피네올 및 라이모넨)는, 대조군(OCA 층 내에 첨가물이 없는 광학 스택)에 비해 시간에 걸친 시트 저항의 드리프트들을 유의미하게 낮추는 것에 의해 입증되는 바와 같이, 광-안정제로서 역할하였다. 다른 첨가물(사이클로헥사놀)은 시트 저항 드리프트를 사실상 가속하였다.

따라서, 가속화된 광 시험이 광-안정제의 유효성을 평가하기 위해 사용될 수 있다.

본 개시내용의 특정 다른 특징이 이하에서 더 상세하게 추가로 논의된다.

금속 나노구조

본원에서 사용된 바와 같이, "금속 나노구조"는 일반적으로, 이의 적어도 하나의 치수(즉, 폭 또는 직경)가 500　nm 미만; 더욱 전형적으로, 100 nm 또는 50 nm 미만인 나노-크기의 전기 전도성 구조를 지칭한다. 다양한 구현예에서, 나노구조의 폭 또는 직경은 10 내지 40 nm, 20 내지 40 nm, 5 내지 20 nm, 10 내지 30　nm, 40 내지 60 nm, 50 내지 70 nm의 범위 내이다.

나노구조는 임의의 형상 또는 기하학적 구조일 수 있다. 주어진 나노구조의 기하학적 구조를 규정(define)하기 위한 하나의 방식은 그 "종횡비"에 의하는 것이며, 이는 나노구조의 길이 및 폭(또는 직경)의 비율을 지칭한다. 특정 구현예에서, 나노구조는 등방성으로 형상화된다(즉, 종횡비 = 1). 전형적인 등방성 또는 실질적으로 등방성 나노구조는 나노입자를 포함한다. 바람직한 구현예에서, 나노구조는 비등방성으로 형상화된다(즉 종횡비 ≠ 1). 비등방성 나노구조는 전형적으로 그 길이를 따른 세로 축을 갖는다. 예시적인 비등방성 나노구조는 나노와이어(적어도 10, 및 더욱 전형적으로, 적어도 50의 종횡비를 갖는 고체 나노구조), 나노막대(10 미만의 종횡비를 갖는 고체 나노구조) 및 나노튜브(중공 나노구조)를 포함한다.

긴 비등방성 나노구조(예를 들면, 나노와이어)는 500　nm 이상의, 또는 1　μm 이상의, 또는 10　μm 이상의 길이이다. 다양한 구현예에서, 나노구조의 길이는 5 내지 30 μm의 범위 내이거나, 또는 15 내지 50 μm, 25 내지 75　μm, 30 내지 60 μm, 40 내지 80 μm, 또는 50 내지 100　μm의 범위 내이다.

금속 나노구조는 전형적으로, 원소 금속(예를 들면, 전이금속) 또는 금속 화합물(예를 들면, 산화금속)을 포함하는 금속 재료이다. 금속 재료는 또한 2 이상의 유형의 금속들을 포함하는 이중금속(bimetallic) 물질 또는 금속 합금일 수 있다. 적합한 금속은, 비제한적으로, 은, 금, 구리, 니켈, 도금된 은, 백금 및 팔라듐을 포함한다. 본 개시내용이 주로 나노와이어(예를 들면, 은 나노와이어)를 설명하지만, 상기 정의 내의 임의의 나노구조가 동등하게 이용될 수 있다는 것을 주목해야 한다.

전형적으로, 금속 나노구조는 10 내지 100,000의 범위 내의 종횡비를 가지는 금속 나노와이어이다. 더 큰 종횡비가 투명 전도체 층을 획득하기 위해 선호될 수 있으며, 이는 이들이 고 투명도를 위해 와이어의 더 낮은 전체 밀도를 허용하면서 더 효율적인 전도성 네트워크가 형성되도록 할 수 있기 때문이다. 환언하면, 큰 종횡비를 갖는 전도성 나노와이어가 사용될 때, 전도성 네트워크를 달성하는 나노와이어의 밀도가 전도성 네트워크가 실질적으로 투명하도록 충분히 낮을 수 있다.

금속 나노와이어는 당해기술에서 공지된 방법에 의해 마련될 수 있다. 특히, 은 나노와이어는 폴리올(예를 들면, 에틸렌 글리콜) 및 폴리(비닐 피롤리돈)이 존재하는 상태에서 은 염(예를 들면, 은 니트레이트)의 용액-상 환원(solution-phase reduction)을 통해 합성될 수 있다. 균일한 크기의 은 나노와이어의 대규모 생산은, 모두 본 개시내용의 출원인인 Cambrios Technologies Corporation 명의의 미국 공개 출원 번호 2008/0210052, 2011/0024159, 2011/0045272, 및 2011/0048170에 기재된 방법에 따라 마련되고 정제될 수 있다.

나노구조 층

나노구조 층은 투명 전도체의 전기 전도성 매체를 제공하는 상호연결 금속 나노구조(예를 들면, 은 나노와이어)의 전도성 네트워크이다. 전기 전도도가 하나의 금속 나노구조로부터 다른 금속 나노구조로의 전하 침투에 의해 달성되기 때문에, 전기적 침투 역치에 도달하고 전도성이 되기에 충분한 금속 나노와이어가 전도성 네트워크 내에 존재해야만 한다. 전도성 네트워크의 표면 전도도는, 당해기술에서 공지된 방법에 의해 측정될 수 있는, 때때로 시트 저항으로 지칭되는 그 표면 저항률에 역으로 비례한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "전기 전도성" 또는 단순히 "전도성"는 10⁴ Ω/□ 이하의, 또는 더욱 전형적으로, 1,000 Ω/□ 이하의, 또는 더욱 전형적으로 500 Ω/□ 이하의, 또는 더욱 전형적으로 200 Ω/□ 이하의 표면 저항률에 대응한다. 표면 저항률은 인자 예컨대 상호연결 금속 나노구조의 종횡비, 정렬의 정도, 응집의 정도 및 저항률에 의존한다.

특정 구현예에서, 금속 나노구조가 결합제 없이 기판 상에 전도성 네트워크를 형성할 수 있다. 다른 구현예에서, 기판에 대한 나노구조의 부착을 용이하게 하는 결합제가 존재할 수 있다. 적합한 결합제는 광 투명 폴리머를 포함하며, 이는, 비제한적으로: 폴리아크릴 예컨대 폴리메타크릴레이트(예를 들면, 폴리(메틸 메타크릴레이트)), 폴리아크릴레이트 및 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 알코올, 폴리에스테르(예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에스테르 나프탈레이트, 및 폴리카보네이트), 고도의 방향족성을 갖는 폴리머 예컨대 페놀성물질 또는 크레졸-포름알데하이드(노볼락^®), 폴리스티렌, 폴리비닐톨루엔, 폴리비닐자일렌, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 폴리설파이드, 폴리설폰, 폴리페닐렌, 및 폴리페닐 에테르, 폴리우레탄(PU), 에폭시, 폴리올레핀류(예를 들면 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 및 사이클릭 올레핀류), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 셀룰로오스 물질, 실리콘 및 다른 실리콘-함유 폴리머(예를 들면 폴리실세스퀴옥산 및 폴리실이란), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리아세테이트, 폴리노르보르넨, 합성 고무(예를 들면, EPR, SBR, EPDM), 및 플루오로폴리머(예를 들면, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌(TFE) 또는 폴리헥사플루오로프로필렌), 플루오로-올레핀 및 탄화수소 올레핀(예를 들면, Lumiflon^®)의 공중합체, 및 비결정성 플루오로탄소 폴리머 또는 공중합체(예를 들면, Asahi Glass Co의 CYTOP^®, 또는 Du Pont의 Teflon^® AF)를 포함한다.

"기판"은 그 위에 금속 나노구조가 코팅 또는 적층되는 비-전도성 재료를 지칭한다. 기판은 강성 또는 가요성일 수 있다. 기판은 투명하거나 또는 불투명할 수 있다. 적합한 강성 기판들은, 예를 들면, 유리, 폴리카보네이트, 아크릴, 등을 포함한다. 적합한 가요성 기판들은, 비제한적으로 하기를 포함한다: 폴리에스테르(예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에스테르 나프탈레이트, 및 폴리카보네이트), 폴리올레핀류(예를 들면, 선형, 분지된, 및 사이클릭 폴리올레핀류), 폴리비닐(예를 들면, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리비닐 아세탈, 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 등), 셀룰로오스 에스테르계(예를 들면, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트), 폴리설폰 예컨대 폴리에테르설폰, 폴리이미드, 실리콘 및 다른 종래의 폴리머 필름. 추가의 적합한 기판들의 추가 예들은, 예를 들면, 미국 특허 번호 6,975,067에서 발견될 수 있다.

전형적으로, 투명 전도체(즉, 비-전도성 기판 상의 전도성 네트워크)의 광학적 투명성 또는 명료성은 광 투과율 및 헤이즈(haze)를 포함하는 파라미터에 의해 정량적으로 정의될 수 있다. "광 투과율"(또는 "광 투과도")는 매체를 통해 전달되는 입사광의 백분율을 지칭한다. 다양한 구현예에서, 전도성의 광 투과율은 적어도 80%이며, 98%만큼 높을 수 있다. 성능-향상 층들, 예컨대 접착 층, 반-반사층, 또는 방현성 층이 투명 전도체의 전체 광 투과율을 감소시키는데 추가로 기여할 수 있다. 다양한 구현예에서, 투명 전도체의 광 투과율(T%)은 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 또는 적어도 80%일 수 있거나, 적어도 91% 내지 92%, 또는 적어도 95%만큼 높을 수 있다.

헤이즈(H%)는 광 산란의 척도이다. 이는 투과 동안 산란되고 입사광으로부터 분리되는 광의 양의 백분율을 지칭한다. 주로 매체의 속성인 광 투과율과 달리, 헤이즈는 보통 생산 고려사항이며, 전형적으로 표면 거칠기 및 내장된 입자 또는 매체 내의 조성적 비균질성에 의해 야기된다. 전형적으로, 전도성 필름의 헤이즈는 나노구조의 직경에 의해 유의미하게 영향을 받을 수 있다. 더 큰 직경의 나노구조(예를 들면, 더 두꺼운 나노와이어)는 전형적으로 더 큰 헤이즈와 연관된다. 다양한 구현예에서, 투명 전도체의 헤이즈는 10% 이하, 8% 이하, 또는 5% 이하이며, 2% 이하, 1% 이하, 또는 0.5% 이하, 또는 0.25% 이하만큼 낮을 수도 있다.

코팅 조성물

본 개시내용에 따른 패턴화된 투명 전도체는 비-전도성 기판 상에 나노구조-함유 코팅 조성물을 코팅함으로써 마련된다. 코팅 조성물을 형성하기 위하여, 금속 나노와이어는 전형적으로 코팅 프로세스를 용이하게 하기 위한 휘발성 액체 내에 분산된다. 본원에서 사용된 바와 같은, 그 안에서 금속 나노와이어가 안정적인 분산물을 형성할 수 있는 임의의 비-부식성 휘발성 액체가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 금속 나노와이어는 물, 알코올, 케톤, 에테르, 탄화수소 또는 방향족 용매(벤젠, 톨루엔, 자일렌, 등) 내에 분산된다. 더 바람직하게는, 액체는 200℃ 이하의, 150℃ 이하의, 또는 100℃ 이하의 비점을 갖는 휘발성이다.

또한, 금속 나노와이어 분산물은 점도, 부식, 부착, 및 나노와이어 분산을 제어하기 위한 첨가물 및 결합제를 함유할 수 있다. 적합한 첨가물 및 결합제의 예들은, 비제한적으로, 카복시 메틸 셀룰로오스(CMC), 2-하이드록시 에틸 셀룰로오스(HEC), 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오스(HPMC), 메틸 셀룰로오스(MC), 폴리 비닐 알코올(PVA), 트리프로필렌 글리콜(TPG), 및 크산탄 검(XG), 및 계면활성제 예컨대 에톡실레이트, 알콕실레이트, 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드 및 그것의 공중합체, 설포네이트, 설페이트, 디설포네이트 염, 설포석시네이트, 포스페이트 에스테르, 및 플루오로계면활성제(예를 들면, DuPont의 Zonyl^®)를 포함한다.

일 예에서, 나노와이어 분산물, 또는 "잉크"는 중량으로, 0.0025% 내지 0.1%의 계면활성제(예를 들면, Zonyl^® FSO-100에 대한 바람직한 범위는 0.0025% 내지 0.05%임), 0.02% 내지 4%의 점도 조절물질(예를 들면, HPMC에 대한 바람직한 범위는 0.02% 내지 0.5%임), 94.5% 내지 99.0%의 용매 및 0.05% 내지 1.4%의 금속 나노와이어를 포함한다. 적합한 계면활성제의 대표적인 예들은, Zonyl^®FSN, Zonyl^®FSO, Zonyl^®FSH, 트리톤(x100, x114, x45), Dynol(604, 607), n-도데실 b-D-말토사이드 및 Novek을 포함한다. 적합한 점도 조절물질의 예들은 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(HPMC), 메틸 셀룰로오스, 크산탄 검, 폴리비닐 알코올, 카복시 메틸 셀룰로오스, 및 하이드록시 에틸 셀룰로오스를 포함한다. 적합한 용매의 예들은 물 및 이소프로판올을 포함한다.

분산물 내의 나노와이어 농도가 나노와이어 네트워크 층의 파라미터 예컨대 두께, 전도도(표면 전도도를 포함하는), 광학적 투명도, 및 기계적 특성에 영향을 주거나 또는 이를 결정할 수 있다. 용매의 백분율이 분산물 내의 나노와이어의 원하는 농도를 제공하기 위해 조정될 수 있다. 그러나, 바람직한 구현예에서 다른 성분들의 상대적인 비율은 동일하게 남아 있을 수 있다. 특히, 계면활성제 대 점도 조절물질의 비율은 바람직하게는 약 80 내지 약 0.01의 범위 내이며; 점도 조절물질 대 금속 나노와이어의 비율은 바람직하게는 약 5 내지 약 0.000625의 범위 내이고; 및 금속 나노와이어 대 계면활성제의 비율은 바람직하게는 약 560 내지 약 5의 범위 내이다. 분산물의 성분들의 비율들이 기판 및 사용되는 도포의 방법에 따라 변형될 수 있다. 나노와이어 분산물에 대한 바람직한 점도 범위는 약 1 내지 100 cP 사이이다.

코팅 다음에, 휘발성 액체가 증발에 의해 제거된다. 증발은 가열(예를 들면, 베이킹(baking))에 의해 가속될 수 있다. 결과적인 나노와이어 네트워크 층은 이를 전기 전도성으로 만들기 위한 후처리를 필요로 할 수 있다. 이러한 후처리는, 이하에서 설명되는 바와 같은, 열, 플라즈마, 코로나 방전, UV-오존, 또는 압력에 대한 노출을 수반하는 프로세스 단계일 수 있다.

적합한 코팅 조성물의 예들은, 모두 본 개시내용의 출원인인 Cambrios Technologies Corporation 명의의 미국 공개 출원 번호 2007/0074316, 2009/0283304, 2009/0223703, 및 2012/0104374에 개시된다.

코팅 조성물이 투명 전도체를 제공하기 위하여, 예를 들면, 시트 코팅, 웹-코팅, 인쇄, 및 적층에 의해 기판 상에 코팅된다. 전도성 나노구조로부터 투명 전도체를 제조하기 위한 추가 정보는, 예를 들면, Cambrios Technologies Corporation 명의의 미국 공개 특허 출원 번호 2008/0143906, 및 2007/0074316에 개시된다.

투명 전도체 구조, 그것의 전기적 및 광학적 특성, 및 패턴화의 방법이 하기의 비-제한적인 예들에 의해 더 상세하게 예시된다.

예들

예 1

은 나노와이어의 합성

은 나노와이어가, 예를 들면, Y. Sun, B. Gates, B. Mayers, & Y. Xia의 "Crystalline silver nanowires by soft solution processing"(Nanoletters, (2002), 2(2) 165-168)에 기재된 "폴리올" 방법을 따라 폴리(비닐 피롤리돈)(PVP)이 존재하는 상태에서 에틸렌 글리콜에 용해된 은 니트레이트의 환원에 의해 합성되었다. Cambrios Technologies Corporation 명의의 미국 공개 출원 번호 2008/0210052 및 2011/0174190에 기재된 변형된 폴리올 방법은 종래의 "폴리올" 방법보다 더 높은 수율로 더 균일한 은 나노와이어를 생산한다. 이러한 출원들은 그 전체가 본원에 참조로써 포함된다.

예 2

대조군 스택

대조군 스택이, (1) PET 필름(예를 들면, ClearOhm^®필름) 상에 증착된 은 나노구조 전도성 네트워크의 투명 전도체를 마련하는 단계; (2) 유리 상에 OCA를 적층하는 단계, 및 (3) OCA/유리 상에 투명 전도체를 적층하는 단계로서, 은 나노구조가 OCA와 접촉하는, 단계에 의해 만들어졌다.

광학 스택은 광원을 향한 PET 필름으로 가속화된 광 시험에 노출되었다. 조명 조건은 365nm에서 측정된 200mW/cm²였다. 시트 저항이 Delcom 저항 측정 기기를 이용해 비-접촉 방법으로 시간의 함수로서 측정되었다. 저항률 드리프트들이 표 4에 도시된다. 도시된 바와 같이, 시트 저항이 꾸준히 위쪽으로 드리프트하며, 광학 스택이 181 시간 후 본질적으로 비-전도성이 되었다.

표 4 - OCA 대조군

예 3

UV 노출

광학 스택이 예 1과 동일한 방식으로 마련되었다. 그 다음 광학 스택이, 스택의 일 측 상에서 3ft/분으로 3 패스(pass)들에 대해, 그 뒤 다른 측 상에서 3ft/분으로 3 패스들에 대해, H-벌브를 구비한 융합 시스템을 사용하여 UV 방사에 노출되었다.

이러한 스택이 그 후에 가속화된 광 시험(365nm에서 측정된 200mW/cm²)에 노출되었으며, 시트 저항이 비-접촉 방법으로 시간의 함수로서 측정되었다. 표 5에 도시된 바와 같이, 예 2의 대조군에 비하여, 스택이 처음으로 UV 방사에 노출된 때 초기(처음 100 시간) 저항 드리프트가 크게 억제되었다.

표 5 - OCA UV 노출

예 4

광-안정제로 처리된 OCA

광학 스택이, 먼저 유리 기판 상에 OCA 층을 적층하는 단계, OCA를 테르피네올의 웅덩이(puddle)에 노출하고 그 뒤 초과량을 스핀 오프하는 단계, 그 다음 오븐에서 60 초 동안 80℃로 베이킹하는 단계에 의해 마련되었다.

그 후에, PET 기판 상의 은 나노구조의 투명 전도체가 OCA 상에 적층되었으며, 은 나노구조는 테르피네올로 처리된 OCA와 접촉하였다. 스택이 가속화된 광 시험(365nm에서 측정된 200mW/cm2)에 노출되었으며, 시트 저항이 비-접촉 방법으로 시간의 함수로서 측정되었다. 표 6에 도시된 바와 같이, OCA가 테르피네올로 처리된 때 장기간(최대 449 시간) 저항 드리프트가 크게 억제되었다.

표 6- 테르피네올로 처리된 OCA

다른 광학 스택을 만들 때, OCA 층이 먼저 테르피네올과 유사한 방식으로 라이모넨으로 처리되었다. 액상 라이모넨이 약 60 초 동안 OCA 층 상에 적셔지도록 허용되었다. 그 뒤 라이모넨이 스핀 오프되었으며, 질소 대기에서 건조되었다. 그 후에, OCA/유리가 은 나노구조-기반 투명 전도체 상에 적층되었으며, OCA 층은 은 나노구조와 접촉하였다. 투명 전도체의 시작 저항은 500 Ω/sq 미만이었다. 그 뒤 필름 스택이 가속화된 광 시험(365nm에서 측정된 200mW/cm2)에 노출되었다.

이러한 절차가 사이클로헥사놀에 대해서 반복되었다.

도 12에 도시된 바와 같이, 라이모넨에 노출된 필름 스택은 800 시간에 대해 30% 이하의 그리고 거의 1000 시간에 대해 40% 이하의 저항 드리프트(비-접촉 방법을 사용하여 측정되는)를 가졌으며, 이는 라이모넨이 광 노출시 은 부식을 억제할 수 있는 효과적인 광-안정제라는 것을 나타낸다.

예 5

투명 전도체 내로의 광-안정제의 통합

먼저, 은 나노구조의 투명 전도체가 PET 상에 형성되었다 ("PET 상의 NW 필름"). 메탄올 내의 1-페닐-1H-테트라졸-5-티올(PTZT)의 1% 분산물이 마련되었다. 그 뒤 PET 상의 NW 필름이 질소로 건조하고 초과분을 제거하기 이전에 PTZT 용액 내에 담궈졌다. 그 뒤 처리된 투명 전도체가 OCA를 사용하여 유리 기판에 적층되었다. 투명 전도체의 시작 저항은 500 Ω/sq 미만이었다. 가속화된 광 시험(365nm에서 측정된 200mW/cm2)이 도 13에 도시된다. 도시된 바와 같이, PTZT로 처리된 투명 전도체는 200 시간 후 10% 미만의 드리프트를 나타내며, 반면에 처리되지 않은 투명 전도체 150 시간 후 비-전도성이 되었다. 이러한 결과는 PTZT가 은 나노구조의 광 부식을 방지하는데 효과적이었다는 것을 나타낸다.

도 14는 처리되지 않은 광학 스택과 비교되는 PTZT-처리된 NW 필름 및 라이모넨-처리된 OCA 필름의 가속화된 광 시험을 도시한다. 도시된 바와 같이, 광-안정제들 둘 모두가 광 부식을 감소시키거나 또는 이를 방지하는데 비슷하게 효과적이었다.

도 15는 PTZT-처리된 NW 필름 및 PTZT-처리된 OCA 필름의 가속화된 광 시험을 도시한다. 도시된 바와 같이, PTZT는 광학 스택의 상이한 위치들 (예를 들면, NW 필름 또는 OCA 필름)에서 비슷하게 효과적이었다.

예 6

투명 전도체 내로의 광-안정제 통합

또 다른 투명 전도체가 상기에서 기재된 바와 유사한 방식으로 벤조티아졸(BTA)로 처리되었다. 대조군인 처리되지 않은 투명 전도체가 또한 마련되었으며, 대조군인 메탄올-처리된 투명 전도체가 마련되었다. 도 16은 BTA-처리된 투명 전도체가 가속화된 광 조건 하에서 BTA에 의해 처리되지 않은 투명 전도체보다 더 안정적이라는 것을 도시한다.

본 명세서에서 참조된 및/또는 애플리케이션 데이터 시트에 열거된 상기 미국 특허들, 미국 특허 출원 공보, 미국 특허 출원, 외국 특허들, 외국 특허 출원 및 비-특허 공보 모두가 그 전체로 본원에 참조로써 포함된다.

이상으로부터, 본 발명의 특정 구현예들이 예시의 목적을 위하여 본원에 설명되었지만, 다양한 변형들이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims

광학 스택으로서,
제 1 기판;
상기 제 1 기판 상의 서로 상호연결된 복수의 은 나노와이어들을 갖는 은 나노구조 층; 및
광 투명 접착(optically clear adhesive; OCA) 층을 포함하고,
상기 은 나노구조 층 또는 상기 OCA 층 중 적어도 하나는 상기 복수의 은 나노와이어들의 산화 또는 부식을 방지하기 위한 하나 이상의 광-안정제들을 더 포함하며, 상기 광-안정제는 테르펜(테르페노이드를 포함함)을 포함하는, 광학 스택.
청구항 1에 있어서,
상기 광-안정제는 라이모넨 또는 테르피네올을 포함하는, 광학 스택.
광학 스택으로서,
제 1 기판;
상기 제 1 기판 상의 서로 상호연결된 복수의 은 나노와이어들을 갖는 은 나노구조 층; 및
광 투명 접착(optically clear adhesive; OCA) 층을 포함하고,
상기 은 나노구조 층 또는 상기 OCA 층 중 적어도 하나는 상기 복수의 은 나노와이어들의 산화 또는 부식을 방지하기 위한 하나 이상의 광-안정제들을 더 포함하며, 상기 광-안정제는 힌더드 페놀을 포함하는, 광학 스택.
청구항 3에 있어서,
상기 광-안정제들 중 적어도 하나는 부틸화된 하이드록시 톨루엔, 알킬 갈레이트, 3차-부틸화된 하이드로퀴논, 비타민 E, 및 부틸화된 하이드록시 아니솔을 포함하는, 광학 스택.
광학 스택으로서,
제 1 기판;
상기 제 1 기판 상의 서로 상호연결된 복수의 은 나노와이어들을 갖는 은 나노구조 층; 및
광 투명 접착(optically clear adhesive; OCA) 층을 포함하고,
상기 은 나노구조 층 또는 상기 OCA 층 중 적어도 하나는 상기 복수의 은 나노와이어들의 산화 또는 부식을 방지하기 위한 하나 이상의 광-안정제들을 더 포함하며, 상기 광-안정제는 포스핀을 포함하는, 광학 스택.
광학 스택으로서,
제 1 기판;
상기 제 1 기판 상의 서로 상호연결된 복수의 은 나노와이어들을 갖는 은 나노구조 층; 및
광 투명 접착(optically clear adhesive; OCA) 층을 포함하고,
상기 은 나노구조 층 또는 상기 OCA 층 중 적어도 하나는 상기 복수의 은 나노와이어들의 산화 또는 부식을 방지하기 위한 하나 이상의 광-안정제들을 더 포함하며, 상기 광-안정제는 티오에테르를 포함하는, 광학 스택.
광학 스택으로서,
제 1 기판;
상기 제 1 기판 상의 서로 상호연결된 복수의 은 나노와이어들을 갖는 은 나노구조 층; 및
광 투명 접착(optically clear adhesive; OCA) 층을 포함하고,
상기 은 나노구조 층 또는 상기 OCA 층 중 적어도 하나는 상기 복수의 은 나노와이어들의 산화 또는 부식을 방지하기 위한 하나 이상의 광-안정제들을 더 포함하며, 상기 광-안정제는 카드뮴 염, 아연 염 또는 로듐 염으로부터 선택된 금속 광-탈증감제를 포함하는, 광학 스택.
광학 스택으로서,
제 1 기판;
상기 제 1 기판 상의 서로 상호연결된 복수의 은 나노와이어들을 갖는 은 나노구조 층; 및
광 투명 접착(optically clear adhesive; OCA) 층을 포함하고,
상기 은 나노구조 층 또는 상기 OCA 층 중 적어도 하나는 상기 복수의 은 나노와이어들의 산화 또는 부식을 방지하기 위한 하나 이상의 광-안정제들을 더 포함하며, 상기 광-안정제는 나트륨 아스코르베이트 또는 칼륨 아스코르베이트를 포함하는, 광학 스택.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 은 나노구조 층들은 상기 OCA 층과 접촉하는, 광학 스택.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 안정제는 상기 광-안정제는 상기 OCA 층 내에 통합되는, 광학 스택.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광-안정제는 상기 은 나노구조 층 내에 통합되는, 광학 스택.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 스택을 가속화된 광에 노출하기 이전에 상기 은 나노구조 층의 시트 저항은 500Ω/sq 미만인, 광학 스택.
청구항 2에 있어서,
상기 광학 스택을 365nm에서 측정되는 적어도 200mW/cm²의 광에 적어도 800 시간 동안 노출한 후 상기 은 나노구조 층의 시트 저항의 드리프트는 30% 미만인, 광학 스택.
광학 스택으로서,
제 1 서브스택;
제 2 서브스택; 및
상기 제 1 서브스택과 상기 제 2 서브스택 사이에 배치되며, 서로 상호연결된 복수의 은 나노와이어들을 갖는 은 나노구조 층을 포함하고,
상기 제 1 서브스택, 상기 제 2 서브스택, 및 복수의 은 나노와이어들을 갖는 상기 은 나노구조 층 중 적어도 하나는 상기 복수의 은 나노와이어들의 산화 또는 부식을 방지하기 위한 하나 이상의 광-안정제들을 포함하며,
상기 제 1 서브스택 및 상기 제 2 서브스택 중 적어도 하나는 25℃에서 10cc/m2*d*atm의 산소 투과 속도를 갖는 산소 배리어 필름(oxygen barrier film)을 포함하고,
상기 광-안정제들 중 적어도 하나는 테르펜들 및 아스코르베이트들로부터 선택된 광-안정제들을 포함하는, 광학 스택.
청구항 14에 있어서,
상기 산소 배리어 필름은 금속 또는 세라믹 층으로 코팅된 가요성 기판인, 광학 스택.
청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
상기 은 나노구조 층은 상기 산소 배리어 필름 상에 직접적으로 증착되는, 광학 스택.
청구항 14에 있어서,
상기 광-안정제는 라이모넨, 나트륨 아스코르베이트 또는 이들의 조합인, 광학 스택.
청구항 14에 있어서,
제 1 수직 에지, 및 상기 제 1 수직 에지를 커버하는 제 1 에지 밀봉부를 갖는, 광학 스택.
광학 스택으로서,
제 1 서브스택;
제 2 서브스택;
상기 제 1 서브스택과 상기 제 2 서브스택 사이에 배치되며, 서로 상호연결된 복수의 은 나노와이어들을 갖는 은 나노구조 층;
제 1 수직 에지; 및
상기 제 1 수직 에지를 커버하는 제 1 에지 밀봉부를 포함하고,
상기 제 1 서브스택, 상기 제 2 서브스택, 및 복수의 은 나노와이어들을 갖는 상기 은 나노구조 층 중 적어도 하나는 상기 복수의 은 나노와이어들의 산화 또는 부식을 방지하기 위한 하나 이상의 광-안정제들을 포함하며, 상기 광-안정제들 중 적어도 하나는 테르펜들 및 아스코르베이트들로부터 선택된 광-안정제들을 포함하는, 광학 스택.
청구항 19에 있어서,
상기 제 1 서브스택 및 상기 제 2 서브스택 중 적어도 하나는 25℃에서 10cc/m2*d*atm의 산소 투과 속도를 갖는 산소 배리어 필름을 포함하는, 광학 스택.
청구항 20에 있어서,
상기 산소 배리어 필름은 금속 또는 세라믹 층으로 코팅된 가요성 기판인, 광학 스택.
청구항 20에 있어서,
상기 산소 배리어 필름은 SiO₂, AlO₂, ITO 또는 이들의 조합으로 코팅된 PET 필름인, 광학 스택.
청구항 20 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서,
상기 은 나노구조 층은 상기 산소 배리어 필름 상에 직접적으로 증착되는, 광학 스택.
청구항 19에 있어서,
상기 광-안정제는 라이모넨, 나트륨 아스코르베이트 또는 이들의 조합인, 광학 스택.
광학 스택으로서,
기판;
복수의 은 나노와이어들을 갖는 은 나노구조 층; 및
상기 복수의 은 나노와이어들의 산화 또는 부식을 방지하기 위한 테르펜들 및 아스코르베이트들로부터 선택된 하나 이상의 광-안정제들을 포함하는, 광학 스택.
청구항 25에 있어서,
상기 기판과 상기 은 나노구조 층 사이에 개재(interpose)되며 상기 은 나노구조 층과 접촉하는 언더코트(undercoat) 층을 더 포함하며, 상기 광-안정제는 상기 언더코트 층 내에 통합되는, 광학 스택.
청구항 25 또는 청구항 26에 있어서,
상기 은 나노구조 층 상에 배치되고 이와 접촉하는 오버코트(overcoat) 층을 더 포함하며, 상기 광-안정제는 상기 오버코트 층 내에 통합되는, 광학 스택.
청구항 25에 있어서,
상기 은 나노구조 층과 접촉하는 OCA 층을 더 포함하며, 상기 광-안정제는 상기 OCA 층 내에 통합되는, 광학 스택.
청구항 25에 있어서,
상기 광-안정제는 나트륨 아스코르베이트를 포함하는, 광학 스택.
청구항 29에 있어서,
상기 나트륨 아스코르베이트는 0.1-1 중량 %로 통합되는, 광학 스택.
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