低曇価透明導体
本開示は、低曇価透明導体およびインク組成物、ならびにこれらの作製方法に関する。本発明の透明導体は、複数の導電性ナノ構造体を含み、この透明導体の曇価は１．５％未満であり、光透過率は９０％を超え、シート抵抗は３５０オーム／スクエア未満である。本発明のインク組成物は、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下である複数の前記導電性ナノ構造体と、粘度調整剤と、界面活性剤と、分散流体とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する相互参照）
本願は、米国特許法§１１９（ｅ）の下で、２０１０年１月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／２９５，６３４号の利益を主張する。この米国仮特許出願第６１／２９５，６３４号の全体が参照として本明細書に援用される。
【０００２】
（背景）
（技術分野）
本開示は、低曇価透明導体およびインク組成物、ならびにこれらの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
（関連技術の説明）
透明導体は、光学的に透明な導電膜である。それらは、ディスプレイ、タッチパネル、光起電装置（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ）（ＰＶ）、種々のタイプの電子ペーパー、静電シールド、加熱又は抗反射性コーティング（例えば、窓）などの領域で普及している。種々の技術は、金属ナノ構造体、（例えば、ゾル−ゲル手法による）透明導電性酸化物、導電性ポリマー、及び／又はカーボンナノチューブなどの１種類以上の導電媒体を基とする透明導体を製造する。一般に、透明導体は、さらに、導電膜が堆積又はコートされる透明基体も含む。
【０００４】
最終用途に応じて、例えば、シート抵抗、光透過性及び曇価を含めて、所定の電気特性及び光学特性を有する透明導体を作り出すことができる。透明導体の製造は、電気性能と光学性能のバランスをとる必要があることが多い。ナノ構造体に基づく透明導体の場合、概して、より高い透過及びより低い曇価は、典型的には、より少ない導電性ナノ構造体に関連し、それはより高いシート抵抗（すなわち、より低い導電性）をもたらす。
【０００５】
透明導体の多数の商業的応用例（例えば、タッチパネル及びディスプレイ）は、曇価レベルを２％未満に維持する必要がある。したがって、低曇価透明導体の製造は、かかる低レベルの曇価を達成する際に満足な導電率を維持することが不可能であり得るので、特に困難である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（簡単な要約）
曇価が１．５％未満、より典型的には０．５％未満である一方で、高電気伝導率（例えば、３５０オーム／スクエア未満）を維持する低曇価透明導体、及びその作製方法を本明細書で述べる。
【０００７】
一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が１．５％未満であり、シート抵抗が３５０オーム／スクエア未満である、透明導体を提供する。
【０００８】
更なる一実施形態は、シート抵抗が５０オーム／スクエア未満である透明導体を提供する。
【０００９】
更なる一実施形態は、曇価が０．５％未満である透明導体を提供する。
【００１０】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．３〜０．４％であり、シート抵抗が約１７０〜３５０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００１１】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．４〜０．５％であり、シート抵抗が約１２０〜１７０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００１２】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．５〜０．７％であり、シート抵抗が約８０〜１２０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００１３】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．７〜１．０％であり、シート抵抗が約５０〜８０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００１４】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約１．０〜１．５％であり、シート抵抗が約３０〜５０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００１５】
更なる実施形態は、上記膜仕様の透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均平方長さが約１２０〜４００μｍ２である、透明導体を提供する。
【００１６】
更なる実施形態は、上記膜仕様の透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２９ｎｍであり、標準偏差が４〜５ｎｍの範囲である、透明導体を提供する。
【００１７】
更なる実施形態は、上記膜仕様の透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであり、さらに、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である透明導体を提供する。
【００１８】
更なる一実施形態は、金属塩と還元剤を含む反応溶液から金属ナノワイヤを成長させる工程を包含する方法であって、成長させる工程が、
反応溶液中の金属塩と還元剤の第１の部分を第１の時間反応させる工程、及び
反応溶液中の金属塩の０．１％ｗ／ｗ未満のほぼ一定の濃度を維持しながら、金属塩の第２の部分を第２の時間にわたって徐々に添加する工程
を包含する、方法を提供する。
【００１９】
更なる一実施形態は、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下である複数の導電性ナノ構造体と、粘度調整剤と、界面活性剤と、分散流体とを含む、インク組成物を提供する。
【００２０】
追加の実施形態は、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均平方長さが約１２０〜４００μｍ２である、インク組成物を提供する。
【００２１】
更なる一実施形態は、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である複数の導電性ナノ構造体と、粘度調整剤と、界面活性剤と、分散流体とを含む、インク組成物を提供する。
【００２２】
追加の実施形態は、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２９ｎｍであり、標準偏差が４〜５ｎｍの範囲である、インク組成物を提供する。
【００２３】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、この組成物は複数の導電性ナノ構造体と、粘度調整剤と、界面活性剤と、分散流体とを含み、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、インク組成物を提供する。
【００２４】
追加の実施形態は、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約２０から４０ｎｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであり、さらに、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、インク組成物を提供する。
【００２５】
（図面のいくつかの見方の簡単な説明）
図面において、同一の参照番号は、類似の要素又は行為を示す。図中の要素のサイズ及び相対位置は、必ずしも一定の縮尺で描かれてはいない。例えば、種々の要素の形状、及び角度は、一定の縮尺で描かれておらず、これらの要素の一部は、図を読みやすくするために、任意に拡大され、配置されている。さらに、描かれた要素の特定の形状は、特定の要素の実際の形状に関する任意の情報を伝えるようには意図されておらず、単に図中の読み取りを容易にするために選択されている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、その長さ別のナノワイヤ集団の分布プロファイルを示すヒストグラムである。
【図２】図２は、その直径別のナノワイヤ集団の分布プロファイルを示すヒストグラムである。
【図３】図３は、あるサイズ分布プロファイルに従う銀ナノワイヤを調製する２段階反応スキームのフローチャートである。
【図４】図４は、２段階反応によって調製された銀ナノワイヤの直径分布に対する精製の効果を示す。
【図５】図５は、３バッチの銀ナノワイヤの長さ分布プロファイルを対数正規分布として示す。
【図６】図６は、３バッチの銀ナノワイヤの直径分布プロファイルを正規分布、すなわちガウス分布として示す。
【図７】図７は、銀ナノワイヤで形成された導電性薄膜の曇価と抵抗の逆相関を示す。
【図８】図８は、銀ナノワイヤで形成された導電性薄膜の透過率と抵抗の正相関を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（発明の詳細な説明）
一般に、本明細書に記載の透明導体は、導電性ナノ構造体の導電性薄膜である。透明導体においては、１個以上の導電経路がナノ構造体間の連続した物理的接触によって確立されている。ナノ構造体の導電性ネットワークは、電気的パーコレーション閾値に達する十分なナノ構造体が存在する場合に形成される。したがって、電気的パーコレーション閾値は重要な値であり、その値を超える長距離の接続性を得ることができる。
【００２８】
導電膜の導電率は、「膜抵抗」、「抵抗率」又は「シート抵抗」によって測定されることが多く、オーム／スクエア（又は「Ω／□」）で表される。膜抵抗は、少なくとも表面充填密度、ナノ構造体のサイズ／形状、及びナノ構造体構成要素固有の電気的性質の関数である。本明細書では、薄膜は、１０８Ω／□以下のシート抵抗を有する場合に導電性とみなされる。好ましくは、シート抵抗は１０４Ω／□、３，０００Ω／□、１，０００Ω／□又は３５０Ω／□、又は１００Ω／□以下である。典型的には、金属ナノ構造体で形成された導電性ネットワークのシート抵抗は、１０Ω／□から１０００Ω／□、１００Ω／□から７５０Ω／□、５０Ω／□から２００Ω／□、１００Ω／□から５００Ω／□、又は１００Ω／□から２５０Ω／□、又は１０Ω／□から２００Ω／□、１０Ω／□から５０Ω／□、又は１Ω／□から１０Ω／□の範囲である。
【００２９】
光学的に、ナノ構造体に基づく透明導体は、可視領域（４００〜７００ｎｍ）で高い光透過率を有する。典型的には、透明導体は、光透過率が可視領域において８５％を超えると光学的に透明とみなされる。より典型的には、光透過率は、９０％超、又は９３％超、又は９５％超である。
【００３０】
曇価は、光学的透明性の別の指標である。曇価は、バルクと表面の両方の粗さ効果による光散乱及び反射／屈折に起因すると一般に認識されている。低曇価透明導体は、光学的透明性が重要な性能因子の一つである、タッチスクリーン、ディスプレイなどの応用に特に望ましい。
【００３１】
ナノ構造体が導電媒体を形成する透明導体の場合、ナノ構造体により起こる光散乱は不可避である。しかし、本明細書に記載のように、低曇価透明導体は、ナノ構造体のサイズ分布プロファイル及び粒子形態を制御することによって得ることができる。
【００３２】
一般に、曇価をヒトの眼によって検出することができるレベルは約２％である。したがって、本開示の種々の実施形態は、曇価が１．５％未満の透明導体を対象とする。
【００３３】
一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が１．５％未満であり、シート抵抗が３５０オーム／スクエア未満である、透明導体を提供する。
【００３４】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が１．５％未満であり、シート抵抗が５０オーム／スクエア未満である、透明導体を提供する。
【００３５】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が０．５％未満であり、シート抵抗が３５０オーム／スクエア未満である、透明導体を提供する。
【００３６】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が０．３％未満であり、シート抵抗が３５０オーム／スクエア未満である、透明導体を提供する。
【００３７】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．３〜０．４％であり、シート抵抗が約１７０〜３５０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００３８】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．４〜０．５％であり、シート抵抗が約１２０〜１７０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００３９】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．５〜０．７％であり、シート抵抗が約８０〜１２０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００４０】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．７〜１．０％であり、シート抵抗が約５０〜８０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００４１】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約１．０〜１．５％であり、シート抵抗が約３０〜５０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００４２】
ナノ構造体サイズ分布プロファイル
透過率、シート抵抗及び曇価を含めた上記薄膜仕様を満たすために、透明導体は、あるサイズ分布プロファイルに従うナノ構造体を含む。
【００４３】
本明細書では「導電性ナノ構造体」又は「ナノ構造体」は一般に、その少なくとも１寸法（すなわち、幅）が５００ｎｍ未満、より典型的には１００ｎｍ又は５０ｎｍ未満、さらにより典型的には２０から４０ｎｍの範囲である導電性ナノサイズ構造を指す。長手方向的には、ナノ構造体は、長さが５００ｎｍを超えるか、又は１μｍを超えるか、又は１０μｍを超える。より典型的には、ナノ構造体は長さが５から３０μｍの範囲である。
【００４４】
ナノ構造体は、任意の形状又は幾何形態とすることができる。所与のナノ構造体の幾何形態を定義する一方法は、ナノ構造体の長さと幅（又は直径）の比を指す、その「アスペクト比」による方法である。ある実施形態においては、ナノ構造体は、等方性形状（すなわち、アスペクト比＝１）である。典型的な等方性又は実質的には等方性のナノ構造体としてはナノ粒子が挙げられる。好ましい実施形態においては、ナノ構造体は異方性形状（すなわちアスペクト比≠１）である。異方性ナノ構造体は、典型的には、その長さに沿った長軸を有する。例示的な異方性ナノ構造体としてはナノワイヤ（アスペクト比が少なくとも１０、より典型的には少なくとも５０の固体ナノ構造体）、ナノロッド（アスペクト比が１０未満の固体ナノ構造体）及びナノチューブ（中空ナノ構造体）が挙げられる。
【００４５】
ナノ構造体の充填密度に加えて、そのサイズ及び形状も膜仕様を決定する因子の１つである。より具体的には、ナノ構造体の長さ、幅及びアスペクト比は、しばしば異なる程度で、最終シート抵抗（Ｒ）、透過率（Ｔ）及び曇価（Ｈ）に影響を及ぼす。例えば、ナノ構造体の長さは、典型的には、ナノ構造体の相互接続性の程度を左右し、次いで、透明導体のシート抵抗に影響を及ぼす。ナノ構造体の幅は、通常は、ナノ構造体の相互接続性に影響を及ぼさないが、透明導体の曇価にかなり影響し得る。
【００４６】
現実的には、ナノ構造体の所与の集団（例えば、合成及び精製後の生成物）は、均一なサイズではなく、ある範囲のサイズ（長さ及び幅）のナノ構造体を含む。したがって、かかるナノ構造体集団によって形成される薄膜の仕様（Ｒ、Ｔ及びＨ）は、サイズ分布プロファイル全体にわたるナノ構造体の集団的寄与に依存する。
【００４７】
サイズ分布プロファイルは、それぞれのサイズ（長さ及び幅）に従って振り分けられた、存在するナノ構造体の相対量又は頻度を規定する１セットの値を含む。
【００４８】
サイズ分布プロファイルは、ヒストグラムによってグラフ表示することができる。ヒストグラムは、あるサイズ範囲の重複しない規則的間隔に従って、ナノ構造体の所与の集団を振り分け、各区間に該当するナノ構造体の頻度をプロットすることによって作成される。サイズ範囲の規則的間隔は、「値域範囲」とも称される。
【００４９】
図１は、その長さ別のナノ構造体（例えば、ナノワイヤ）の集団の分布プロファイルを示すヒストグラムであり、Ｘ軸は値域範囲（５μｍ間隔）、Ｙ軸は柱状に示した頻度である。長さ及び対応する頻度データを考慮して、滑らかな曲線を確率密度関数に基づいて描くこともできる。したがって、図１は、ナノ構造体の前記集団における長さ分布の形状（対数正規分布）及び広がり（平均前後の変動）を定量的にグラフによって示す。
【００５０】
さらに、図１は、長さの範囲の最大及び最小長さを示す。導電率に寄与せずに光散乱の一因になる特定のナノ構造体は、サイズ分布プロファイルにおいてはるかに少ない頻度（例えば、１０％未満、又はより典型的には５％未満）で存在することが認められ得る。これらのナノ構造体は、暗視野顕微鏡写真上のその外観に起因して、「明るい物体」として見られる。これらの明るい物体としては、例えば、幅が広すぎ、かつ／又は短すぎて、電気的パーコレーションプロセスに効果的に関与することができないナノ構造体（例えば、ナノ粒子、ナノロッド）が挙げられる。これらの明るい物体の一部又はすべてが低アスペクト比（１０未満）を有する。
【００５１】
したがって、一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含み、曇価が１．５％未満であり、シート抵抗が３５０オーム／スクエア未満である、低曇価透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下である、低曇価透明導体を提供する。
【００５２】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含み、曇価が１．５％未満である、低曇価透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下である、低曇価透明導体を提供する。
【００５３】
更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍである、透明導体を提供する。
【００５４】
更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍである、透明導体を提供する。
【００５５】
長さ分布に加えて、ナノ構造体の平均長さ（＜ｌ＞）及び平均平方長さ（＜ｌ２＞）も膜仕様を示す。特に、ナノ構造体の平均平方長さ（＜ｌ２＞）は、パーコレーション閾値を決定し、したがってシート抵抗に直接関連する。共同所有された同時係属中の米国特許出願第１１／８７１，０５３号は、これら２つのパラメータ間の相関とナノワイヤに基づく透明導体のシート抵抗のより詳細な分析を提供する。この出願を参照としてその全体を本明細書に援用する。
【００５６】
本明細書では、平均長さ（＜ｌ＞）は、本明細書に記載のように、ナノ構造体の計数で除算された全測定長さの合計である。
【００５７】
平均平方長さ（＜ｌ２＞）は、
【００５８】
【数１】
で表すことができる。
【００５９】
したがって、更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍである、透明導体を提供する。
【００６０】
種々の更なる実施形態においては、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さは、約１２〜２０μｍ、１４〜１８μｍ又は１５〜１７μｍである。
【００６１】
別の一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均平方長さが約１２０〜６００μｍ２である、透明導体を提供する。
【００６２】
種々の更なる実施形態においては、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノワイヤの平均平方長さは、約２４０〜４００μｍ２又は２６０〜３５０μｍ２である。
【００６３】
図２は、その直径別のナノ構造体（例えば、ナノワイヤ）の集団の分布プロファイルを示すヒストグラムであり、Ｘ軸は値域範囲（５ｎｍ間隔）であり、Ｙ軸は柱状の頻度である。直径及び対応する頻度データを考慮して、滑らかな曲線を確率密度関数に基づいて描くこともできる。したがって、図２は、ナノ構造の前記体集団における直径分布の形状（正規、すなわちガウス分布）及び広がり（平均前後の変動）を定量的にグラフによって示す。
【００６４】
正規分布の結果として、複数のナノ構造体の分布プロファイルは、直径の平均及び標準偏差によって定義することができる。
【００６５】
図２は、ナノ構造体の直径の狭い分布（すなわち、比較的小さい標準偏差）を示す。本明細書では、正規分布は、標準偏差が平均の２０％未満、又はより典型的には平均の１５％未満である場合に狭いとみなされる。狭い直径分布は、膜のナノ構造体の組成上の不均一性を抑制し、低曇価をもたらすと考えられる。
【００６６】
したがって、一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、透明導体を提供する。
【００６７】
更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、透明導体を提供する。
【００６８】
更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、透明導体を提供する。
【００６９】
更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍである、透明導体を提供する。
【００７０】
更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、透明導体を提供する。
【００７１】
更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２９ｎｍであり、標準偏差が４〜５ｎｍの範囲である、透明導体を提供する。
【００７２】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含み、曇価が１．５％未満である、低曇価透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、低曇価透明導体を提供する。
【００７３】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含み、曇価が１．５％未満である、低曇価透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、低曇価透明導体を提供する。
【００７４】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含み、曇価が１．５％未満である、低曇価透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、低曇価透明導体を提供する。
【００７５】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含み、曇価が１．５％未満である、低曇価透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約２０から４０ｎｍである、低曇価透明導体を提供する。
【００７６】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含み、曇価が１．５％未満である、低曇価透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであり、さらに、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、低曇価透明導体を提供する。
【００７７】
追加の実施形態は、上記低曇価透明導体のいずれかの曇価が１．０％未満、０．８％未満、又は０．６％未満、又は０．５％未満、又は０．４％未満、又は０．３％未満であることを規定する。
【００７８】
追加の実施形態は、上記低曇価透明導体のいずれかにおいて、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体が、ナノワイヤ（金属ナノワイヤ（例えば、銀ナノワイヤ）を含むが、これに限定されない）及び金属ナノチューブ（例えば、銀又は金ナノチューブ）であることを規定する。
【００７９】
ナノ構造体の調製
本明細書に記載のサイズ分布プロファイルに従うナノ構造体（例えば、金属ナノワイヤ）は、化学合成によって調製することができる。
【００８０】
従来、金属ナノワイヤは、溶媒としても役立つ過剰量の還元剤（例えば、エチレングリコール又はプロピレングリコール）の存在下で対応する金属塩の溶液から核形成し、成長することができる。このタイプの溶液相反応においては、ナノワイヤ成長は、典型的には、半径方向と軸方向で同時に進行する。したがって、ナノワイヤが伸長するにつれ、直径も増大する。例えば、Ｙ．Ｓｕｎ，Ｂ．Ｇａｔｅｓ，Ｂ．Ｍａｙｅｒｓ，＆Ｙ．Ｘｉａ，“Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｖｅｒ ｎａｎｏｗｉｒｅｓ ｂｙ ｓｏｆｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”，Ｎａｎｏｌｅｔｔ，（２００２），２（２）：１６５−１６８を参照されたい。
【００８１】
本明細書に記載の低曇価透明導体の場合、ナノワイヤは、比較的小さい直径（例えば、平均直径１５〜５０ｎｍ）及び狭い幅分布を有することができる。これらの直径範囲では、従来の合成は、良好な導電率（例えば、３５０オーム／スクエア未満）を与える（平均長さを含めた）長さ分布よりもはるかに短いナノワイヤを生成する。逆に、ナノワイヤが良好な導電率に達するのに必要な長さに成長する場合、ナノワイヤの直径は、曇価を高くする（例えば、１．５％超）のに十分な大きさになることが避けられない。
【００８２】
サイズ分布プロファイルに従い、それにより低曇価透明導電膜を形成するナノワイヤの集団を提供するために、２段階合成について記述する。
【００８３】
２段階合成は、ナノワイヤの半径方向及び軸方向の成長を別々に促進し、その結果、ナノワイヤの直径と長さを別々に制御することができる。図３は、銀ナノワイヤの２段階調製を示すフローチャートであり、硝酸銀のプロピレングリコール溶液から核形成し、成長する。反応の追加の成分としては、ポリビニルピロリドン及び塩化テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ＴＢＡＣ）が挙げられる。硝酸銀を添加する量及び順序を制御することによって、ナノワイヤの成長及び最終サイズを制御することができる。
【００８４】
硝酸銀溶液は、所定の総量の硝酸銀を含み、反応の２つの異なる段階で添加される２つの部分に分割される。分割は、３０〜７０：７０〜３０の範囲であり得、好ましくは５０：５０であり得る。
【００８５】
反応の第１段階においては、全硝酸銀の第１の部分を使用する。さらに、硝酸銀の第１の部分の一部をＴＢＡＣと一緒に導入する。その結果、反応混合物の初期の銀イオンの濃度は、約０．００１から０．０２５％である。その後、硝酸銀の第１の部分の残りを添加する。反応の第１段階は、典型的には１２〜１６時間実施される。この段階中に、ナノワイヤは、半径方向と軸方向の両方に成長して形成される。第１段階の最後では、ナノワイヤの長さは最終の所望の長さよりも短いが、ナノワイヤの直径はその最終寸法にかなり近い。
【００８６】
反応の第２段階においては、硝酸銀の第２の部分がある期間にわたって徐々に添加され、その間、反応溶液中の銀イオンの濃度はほぼ一定であり、０．１％ｗ／ｗ未満である。第２段階中、主なワイヤ成長は軸方向である一方、半径方向の成長は効果的に減速され、又は停止さえされる。
【００８７】
２段階の総反応時間は約２４時間である。反応は脱イオン（ＤＩ）水でクエンチすることができ、その時点で、すべての方向の成長が停止する。
【００８８】
反応の間ずっと、反応混合物は、好ましくは、不活性雰囲気中で維持される。不活性ガスは、貴ガス（例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン又はキセノン）、又は窒素などの他の不活性ガス、又は不活性ガス混合物、又は複合ガスであってよい。典型的には、反応器は、最初に、不活性ガスで所定時間パージされる。パージは、反応の間ずっと継続される。パージに関するより詳細な説明は、参考としてその全体を本明細書に援用する、同時係属中の共同所有された米国特許出願第６１／２７５，０９３号に見いだすことができる。
【００８９】
したがって、一実施形態は、金属塩と還元剤を含む反応溶液から金属ナノワイヤを成長させる工程を包含する方法であって、成長させる工程が、
反応溶液中の金属塩と還元剤の第１の部分を第１の時間反応させる工程、及び
反応溶液中の金属塩の０．１％ｗ／ｗ未満のほぼ一定の濃度を維持しながら、金属塩の第２の部分を第２の時間にわたって徐々に添加する工程
を包含する、方法を提供する。
【００９０】
更なる実施形態は、金属ナノワイヤが銀ナノワイヤであり、金属塩が硝酸銀であり、還元剤がプロピレングリコール又はエチレングリコールであることを規定する。
【００９１】
更なる一実施形態は、金属塩の第１の部分と第２の部分がほぼ等量であることを規定する。
【００９２】
別の一実施形態は、第１の時間中に、金属塩の第１の部分の一部がアンモニウム塩（ＴＢＡＣ）と一緒にまず添加され、続いて金属塩の第１の部分の残りが添加されることを規定する。一部の実施形態においては、該一部は、全金属塩の約０．６％、反応混合物中の金属イオンの約０．００１から０．０２５％ｗ／ｗである。
【００９３】
ナノワイヤ（例えば、銀ナノワイヤ）を上記２段階合成に関連して記述したが、別の導電性材料のナノワイヤも同様に調製できることを理解すべきである。別の金属材料は、元素金属（例えば、遷移金属）又は金属化合物（例えば、金属酸化物）であり得る。金属材料は、２種類以上の金属を含むバイメタル材料又は金属アロイであってもよい。適切な金属としては、銀、金、銅、ニッケル、金めっきされた銀、白金及びパラジウムが挙げられるが、それだけに限定されない。
【００９４】
薄膜調製
種々の実施形態においては、本明細書に記載の透明導体は、「インク組成物」とも称されるナノ構造体の分散系から成形された薄膜である。
【００９５】
金属ナノワイヤを堆積させるための典型的なインク組成物は、重量で、界面活性剤０．００２５％から０．１％（例えば、好ましい範囲は、Ｚｏｎｙｌ（登録商標）ＦＳＯ−１００の場合０．００２５％から０．０５％であり、又は０．００５％から０．０２５％のＴｒｉｔｏｎ Ｘ−１００）、粘度調整剤０．０２％から４％（例えば、好ましい範囲は、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）の場合０．０２％から０．５％）、０．０１から１．５％の金属ナノワイヤ、及び９４．５％から９９．０％の（他の構成要素を分散又は懸濁させる）流体を含む。
【００９６】
種々の実施形態においては、銀ナノワイヤのインク組成物は、０．１％から０．２％の銀ナノワイヤ、０．２から０．４％の高純度ＨＰＭＣ、及び０．００５％から０．０２５％のＴｒｉｔｏｎ Ｘ−１００を含む。ＨＰＭＣを精製する方法は、参考としてその全体を本明細書に援用する、同時係属中の共同所有された米国特許出願第６１／１７５，７４５号に記載されている。
【００９７】
適切な界面活性剤の代表例としては、ＺＯＮＹＬ（登録商標）ＦＳＮ、ＺＯＮＹＬ（登録商標）ＦＳＯ、ＺＯＮＹＬ（登録商標）ＦＳＡ、ＺＯＮＹＬ（登録商標）ＦＳＨ（ＤｕＰｏｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）を含めたＺＯＮＹＬ（登録商標）界面活性剤、およびＮＯＶＥＣ（商標）（３Ｍ、Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ）などのフッ素系界面活性剤が挙げられる。別の例示的な界面活性剤としては、アルキルフェノールエトキシラート系非イオン界面活性剤が挙げられる。好ましい界面活性剤としては、例えば、ＴＲＩＴＯＮ（商標）（ｘ１００、ｘ１１４、ｘ４５）などのオクチルフェノールエトキシラート、及びＴＥＲＧＩＴＯＬ（商標）（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｍｉｄｌａｎｄ ＭＩ）などのノニルフェノールエトキシラートが挙げられる。更なる例示的な非イオン界面活性剤としては、ＤＹＮＯＬ（登録商標）（６０４、６０７）（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．、Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ、ＰＡ）などのアセチレン系界面活性剤、及びｎ−ドデシルβ−Ｄ−マルトシドが挙げられる。
【００９８】
適切な粘度調整剤の例としては、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、メチルセルロース、キサンタンガム、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースが挙げられる。適切な流体の例としては、水及びイソプロパノールが挙げられる。
【００９９】
したがって、一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下である、インク組成物を提供する。
【０１００】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下である、インク組成物を提供する。
【０１０１】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍである、インク組成物を提供する。
【０１０２】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍである、インク組成物を提供する。
【０１０３】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍである、インク組成物を提供する。
【０１０４】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均平方長さが約１２０〜４００μｍ２である、インク組成物を提供する。
【０１０５】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、インク組成物を提供する。
【０１０６】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、インク組成物を提供する。
【０１０７】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、インク組成物を提供する。
【０１０８】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍである、インク組成物を提供する。
【０１０９】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、インク組成物を提供する。
【０１１０】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２９ｎｍであり、標準偏差が４〜５ｎｍの範囲である、インク組成物を提供する。
【０１１１】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、インク組成物を提供する。
【０１１２】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、インク組成物を提供する。
【０１１３】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、インク組成物を提供する。
【０１１４】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約２０から４０ｎｍである、インク組成物を提供する。
【０１１５】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであり、さらに、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、インク組成物を提供する。
【０１１６】
更なる実施形態は、上記実施形態の各々において、ナノ構造体が金属ナノワイヤ（例えば、銀ナノワイヤ）であることを規定する。
【０１１７】
インク組成物は、基体上に形成される最終導電膜の充填密度の指標である、全ナノ構造体（例えば、ナノワイヤ）の所望の濃度に基づいて調製することができる。
【０１１８】
基体は、その上にナノワイヤが堆積する任意の材料であり得る。基体は、剛直でも柔軟でもよい。好ましくは、基体も光学的に透明であり、すなわち、材料の光透過率は可視領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）で少なくとも８０％である。
【０１１９】
剛直基体の例としては、ガラス、ポリカーボネート、アクリルなどが挙げられる。特に、アルカリを含まないガラス（例えば、ホウケイ酸塩）、低アルカリガラス、ゼロ膨張ガラス−セラミックなどの特殊ガラスを使用することができる。特殊ガラスは、特に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含めた薄いパネルディスプレイシステムに適している。
【０１２０】
柔軟な基体の例としては、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエステルナフタラート及びポリカーボネート）、ポリオレフィン（例えば、直鎖状、分枝状及び環式ポリオレフィン）、ポリビニル（例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアセタール、ポリスチレン、ポリアクリラートなど）、セルロースエステルベース（例えば、三酢酸セルロース、酢酸セルロース）、ポリエーテルスルホンなどのポリスルホン、ポリイミド、シリコーン及び他の従来の高分子膜が挙げられるが、それだけに限定されない。
【０１２１】
インク組成物は、例えば、同時係属中の米国特許出願第１１／５０４，８２２号に記載の方法によって、基体上に堆積させることができる。
【０１２２】
スピンコーティングは、均一膜を基体上に堆積させる典型的な技術である。充填量、回転速度及び時間を制御することによって、種々の厚さの薄膜を形成することができる。懸濁流体の粘度および剪断挙動、ならびにナノワイヤ間の相互作用が、堆積したナノワイヤの分布及び相互接続性に影響を及ぼし得ることが理解される。
【０１２３】
例えば、本明細書に記載のインク組成物は、ガラス基体上に４００〜２０００ｒｐｍの速度で６０秒間、加速度１０００ｒｐｍ／ｓでスピンコートすることができる。薄膜は、さらに、５０℃９０秒及び１４０℃９０秒の焼付けを含めて、ある後処理に供することができる。加熱を伴うか又は非加熱の圧力処理を更に利用して、最終膜仕様を調節することができる。
【０１２４】
当業者には理解されるように、他の堆積技術、例えば、狭い流路によって計量された沈降流動、ダイ流動、傾斜上の流動、スリットコーティング、グラビアコーティング、マイクログラビアコーティング、ビーズコーティング、浸漬コーティング、スロットダイコーティングなどを使用することができる。印刷技術を使用して、パターンを用いても用いなくても、インク組成物を基体に直接印刷することもできる。例えば、インクジェット、フレキソ印刷及びスクリーン印刷を使用することができる。
【０１２５】
ナノワイヤサイズ測定
ナノ構造体（例えば、ナノワイヤ）の長さ及び幅並びにその数は、顕微鏡法と（例えば、Ｃｌｅｍｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ（Ｑｕｅｂｅｃ、Ｃａｎａｄａ）から入手可能な）ソフトウェア支援画像解析の組合せによって測定し、数えることができる。測定及び計数に用いる技術にかかわらず、光学系、カメラ、及び画像解析ソフトウェアを含めた顕微鏡システムは、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮＩＳＴ）の追跡可能な標準を使用して規則的間隔で検証及び／又は較正すべきである。
【０１２６】
高分解能デジタルカメラを備えた光学顕微鏡（例えば、Ｏｌｙｍｐｕｓ ＢＸ５１）、Ｃｌｅｍｅｘ ｓｔａｇｅ、及びＣｌｅｍｅｘ Ａｎａｌｙｓｉｓソフトウェアを使用して、ナノワイヤの拡大像を測定することができる。
【０１２７】
顕微鏡の照明は、背景に対してナノ構造体のコントラストを強調するように各ナノ構造体が明瞭に照射され、その結果、画像解析ソフトウェアがナノ構造体を正確に認識及び測定することができるように調節すべきである。例えば、顕微鏡は、暗視野に設定することができ、モニター上の画像に５００倍の拡大で焦点を合わせる。モニター上の各フレームは、膜上の２５８μｍ×１９３μｍの領域を表すように設定することができる。
【０１２８】
ワイヤ密度は、ワイヤの大多数が互いに分離し、重ならないようにすべきである。１フレーム当たり２５本以下（又はより典型的には４０本以下）のワイヤが存在すると、重なりを管理又は最小化することができる。重なったワイヤの発生率を低下させるために、ナノワイヤの初期希釈分散系を更に希釈することができる。ワイヤの密度が低すぎる場合（１フレーム当たり５本未満）、出発ナノワイヤ分散系のナノワイヤ濃度を増加させるべきである。画像の縁に接触した、又は画像の縁で切られたナノワイヤは、画像解析ソフトウェアを使用して測定から自動的に除外される。さらに、明るい物体、例えば、アスペクト比１０未満のナノ構造体は、測定及び計数から除外される。
【０１２９】
例えば、ナノワイヤの集団の長さを測定するために、イソプロパノール中の金属ナノワイヤの初期希釈分散系（約０．００１ｗｔ％金属）を２インチ×２インチの清浄ガラス片に１０００ｒｐｍで３０秒間スピンコートすることができる。膜はその後乾燥される。
【０１３０】
ナノワイヤの長さは、Ｃｌｅｍｅｘソフトウェアを用いて特別なルーチン又はプログラムを開始することによって測定することができる。
【０１３１】
【数２−１】
【０１３２】
【数２−２】
【０１３３】
【数２−３】
プログラムが１４４フレームを通過すると長さが自動的に測定される。測定終了後、Ｃｌｅｍｅｘソフトウェアは、（平均長さ、標準偏差、平均平方長さ、及び値域ごとにまとめられた長さ分布を含めて）重要なデータすべてを含む統計学的報告書を作成する。結果を受け取るためには、総ワイヤ計数は８００〜６０００ワイヤとすべきである。ワイヤ計数がこの範囲外である場合、初期ナノワイヤ分散系を希釈調節して試験を繰り返さなければならない。本明細書で考察したように、明るい物体、例えば、アスペクト比１０未満のナノ構造体は、計数から除外される。
【０１３４】
ナノワイヤの幅は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定される。
【０１３５】
試料を調製するために、メタノール中の希釈ナノワイヤ分散系を数滴（約０．０５ｗｔ％金属）、清浄アルミニウムＳＥＭ試料ステージに添加する。メタノールを乾燥させ、更なる量のメタノールで試料を数回リンスして、ナノワイヤから有機残渣を除去する。試料を乾燥後、ＳＥＭ機器（例えば、ＮＩＳＴの追跡可能な標準を使用して規則的間隔で検証及び／又は較正されたＨｉｔａｃｈｉ Ｓ−４７００ＳＥＭ）に挿入する。
【０１３６】
ＳＥＭビーム加速電圧を約１０．０ｋＶに設定する。典型的には、６０Ｋから８０Ｋの８枚以上のＳＥＭ写真を撮影する。少なくとも１５０本のワイヤの測定のために十分な写真を撮影すべきである（典型的には６〜１０枚の写真）。
【０１３７】
正確な測定及び分析のために、ナノワイヤは、薄層中で互いに分離し、有機残渣を含まないべきである。さらに、画像は、十分焦点を合わせるべきである。
【０１３８】
ＳＥＭ画像が得られた後、特別な分析ルーチンでプログラムされたＣｌｅｍｅｘ Ｉｍａｇｅ Ａｎａｌｙｓｉｓソフトウェアに写真をアップロードする。
【０１３９】
【数３−１】
【０１４０】
【数３−２】
幅を測定するために、画像中のナノワイヤすべての輪郭をまず自動的に強調する。使用者は、各画像の相対グレー閾値を手作業で調節して、ナノワイヤが分析前に正確に強調されるのを確実にすることができる。使用者は、測定すべき個々のワイヤを選択し、標識することもできる。次いで、Ｃｌｅｍｅｘソフトウェア（又は別の適切なソフトウェアツール）は、全分析データを収集し、（平均直径及び標準偏差、平均平方直径、並びに値域ごとにまとめられた直径分布を含めて）重要なデータすべてを含む統計学的報告書を作成する。
【０１４１】
本明細書に記載の種々の実施形態を以下の非限定的例によって更に説明する。
【実施例】
【０１４２】
（実施例１）
銀ナノワイヤの多段階合成
あるサイズ分布プロファイルに従う銀ナノワイヤを２段階プロセスで合成した。
【０１４３】
硝酸銀（ＡｇＮＯ３）６グラムをプロピレングリコール３７グラムに混合して（１４％ｗ／ｗ）、ＡｇＮＯ３溶液をまず調製した。
【０１４４】
プロピレングリコール４４５グラム及びポリビニルピロリドン７．２グラムを反応器に添加し、次いで９０℃に加熱した。反応器中の混合物を９０℃で安定化させた後、反応器の上部空間の雰囲気を窒素で少なくとも５分間パージした後、硝酸銀を添加する。
【０１４５】
反応の第１段階においては、全硝酸銀の半分を使用した。したがって、加熱された反応器に硝酸銀溶液０．６％及びプロピレングリコール中の塩化テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム水和物１．１８グラム（１０％溶液）を順次添加し、続いて硝酸銀溶液４９．４％を添加した。反応を１２〜１６時間実施した。
【０１４６】
反応の第２段階においては、軸方向の成長が支配的である一方、半径方向の成長は効果的に抑止された。ほぼ一定の濃度の銀イオンを（８時間にわたって）維持しながら硝酸銀溶液の残りの５０％を徐々に添加した。反応を最高で合計２４時間実施し、その間窒素パージを継続した。反応終了時、反応混合物を脱イオン（ＤＩ）水１００グラムでクエンチした。
【０１４７】
反応は、周囲光中で（標準）、又は生成した銀ナノワイヤの光誘発性分解を最小化する暗所で、実施することができる。
【０１４８】
（実施例２）
銀ナノワイヤの精製
実施例１の粗生成物は、粗製液体（例えば、反応溶媒、ＤＩ水、反応副生物）、及び生成したナノワイヤを含んだ。少量のナノ粒子及びナノロッドも存在した。
【０１４９】
粗生成物を閉鎖沈降容器に収集し、４から２０日間沈降させた。沈降後、粗生成物は上清と沈降物に分離した。沈降物は銀ナノワイヤを主に含み、粗製液体、ナノロッド及びナノ粒子は上清中に残った。
【０１５０】
上清を除去し、沈降物をＤＩ水に再懸濁させ、揺動テーブル上で揺り動かして混合を促進した。最終再懸濁のために、ピペット操作を繰り返した。
【０１５１】
図４に直径分布に対する精製の効果を示す。粗製ナノワイヤと精製ナノワイヤのどちらも実質的に正規分布に従う。精製プロセスは、直径１５ｎｍ以下のほぼすべてのナノワイヤを除去した。さらに、精製ナノワイヤは、直径の平均値前後の広がり又は変動がより小さい。
【０１５２】
（実施例３）
長さ分布の測定
３バッチの銀ナノワイヤを実施例１及び２によって調製し、精製した。ナノワイヤ試料を各バッチから無作為に収集した。各試料のナノワイヤ長さを、本明細書に記載のように、光学顕微鏡及びＣｌｅｍｅｘソフトウェアを使用して測定し、分析した。表１は、３バッチで調製されたナノワイヤのサイズ分布を示す。
【０１５３】
【表１】
さらに、図５は、３バッチの銀ナノワイヤのサイズ分布プロファイルを対数正規分布として示す。再現性のあるサイズ分布プロファイルが、本明細書に記載の合成及び精製プロセスに従って調製されたナノワイヤにおいて得られたことが実証された。
【０１５４】
長さの統計を表２に要約する。
【０１５５】
【表２】
（実施例４）
直径分布の測定
ナノワイヤ試料を各バッチから無作為に収集して、その直径分布を測定した。各試料のナノワイヤ幅を、本明細書に記載のように、ＳＥＭ及びＣｌｅｍｅｘソフトウェアを使用して測定し、分析した。表３は、３つの異なるバッチで調製されたナノワイヤの直径分布を示す。
【０１５６】
【表３】
さらに、図６は、３バッチの銀ナノワイヤの直径分布プロファイルを正規分布、すなわちガウス分布として示す。再現性のある直径分布プロファイルが、本明細書に記載の合成及び精製プロセスに従って調製されたナノワイヤにおいて得られたことが実証された。
【０１５７】
標準偏差を含めた直径の統計を表４に要約する。
【０１５８】
【表４】
（実施例５）
透明導体の調製
実施例１及び２によって調製された銀ナノワイヤの各バッチから、重量で、０．１〜０．２％銀ナノワイヤ、０．２〜０．４％高純度ＨＰＭＣ、及び０．００５〜０．０２５％Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００のＤＩ水溶液を含むようにインク組成物を製剤化した。次いで、インク組成物をガラス基体にスピンコートして薄膜を形成した。より具体的には、試料を速度４００から２０００ｒｐｍで６０秒、加速度１０００ｒｐｍ／ｓでスピンコートした。続いて、膜を５０℃で９０秒、続いて１４０℃で９０秒焼付けした。
【０１５９】
充填量、回転速度及び時間を調節することによって、各バッチのインク組成物に基づく一連の薄膜を調製した。
【０１６０】
（実施例６）
透明導体仕様
各バッチの薄膜の抵抗、透過率及び曇価データを表５〜７に要約する。裸ガラスの曇価及び透過率（０．０４％Ｈ及び透過率９３．４％）を減算しなかった。
【０１６１】
【表５】
【０１６２】
【表６】
【０１６３】
【表７】
膜はすべて曇価が１．５％未満であり、高い透過率及び導電率を維持した。特に、曇価０．４％未満及び抵抗３５０オーム／ｓｑ未満の膜が得られた。
【０１６４】
さらに、図７は、薄膜の曇価と抵抗の逆相関を示す。抵抗が増加するにつれ（すなわち、より少数のナノワイヤが存在すると）、散乱の低下に起因して曇価が低下することが認められ得る。
【０１６５】
図８は、薄膜の透過率と抵抗の正相関を示す。抵抗が増加するにつれ（すなわち、より少数のナノワイヤが存在すると）、透過率が増加することが認められ得る。
【０１６６】
（実施例７）
透明導体の光学的及び電気的性質の評価
本明細書に記載の方法によって調製された透明導電膜を評価して、その光学的及び電気的性質を確定した。
【０１６７】
光透過率データは、ＡＳＴＭ Ｄ１００３の方法によって得られた。曇価をＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ Ｈａｚｅ−ｇａｒｄ Ｐｌｕｓを用いて測定した。シート抵抗をＦｌｕｋｅ １７５ Ｔｒｕｅ ＲＭＳ Ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒ又は非接触抵抗計Ｄｅｌｃｏｍモデル７１７Ｂコンダクタンスモニターを使用して測定した。より典型的な装置は、（例えば、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓによる）抵抗測定用４点プローブシステムである。
【０１６８】
裸基体の曇価及び透過率（例えば、ガラスの場合、曇価０．０４％及び透過率９３．４％）は、典型的には測定値に含まれた。
【０１６９】
ナノワイヤの相互接続性、及び基体の面積率は、光学又は走査型電子顕微鏡下で観察することもできる。
【０１７０】
本明細書で参照され、かつ／又は出願データシートに列挙された、上記米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願及び非特許刊行物のすべてを参考としてその全体を本明細書に援用する。
【０１７１】
上記のことから、本発明の特定の実施形態を説明のために本明細書に記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに種々の改変を成し得ることが理解されるであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲による以外は限定されない。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する相互参照）
本願は、米国特許法§１１９（ｅ）の下で、２０１０年１月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／２９５，６３４号の利益を主張する。この米国仮特許出願第６１／２９５，６３４号の全体が参照として本明細書に援用される。
【０００２】
（背景）
（技術分野）
本開示は、低曇価透明導体およびインク組成物、ならびにこれらの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
（関連技術の説明）
透明導体は、光学的に透明な導電膜である。それらは、ディスプレイ、タッチパネル、光起電装置（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ）（ＰＶ）、種々のタイプの電子ペーパー、静電シールド、加熱又は抗反射性コーティング（例えば、窓）などの領域で普及している。種々の技術は、金属ナノ構造体、（例えば、ゾル−ゲル手法による）透明導電性酸化物、導電性ポリマー、及び／又はカーボンナノチューブなどの１種類以上の導電媒体を基とする透明導体を製造する。一般に、透明導体は、さらに、導電膜が堆積又はコートされる透明基体も含む。
【０００４】
最終用途に応じて、例えば、シート抵抗、光透過性及び曇価を含めて、所定の電気特性及び光学特性を有する透明導体を作り出すことができる。透明導体の製造は、電気性能と光学性能のバランスをとる必要があることが多い。ナノ構造体に基づく透明導体の場合、概して、より高い透過及びより低い曇価は、典型的には、より少ない導電性ナノ構造体に関連し、それはより高いシート抵抗（すなわち、より低い導電性）をもたらす。
【０００５】
透明導体の多数の商業的応用例（例えば、タッチパネル及びディスプレイ）は、曇価レベルを２％未満に維持する必要がある。したがって、低曇価透明導体の製造は、かかる低レベルの曇価を達成する際に満足な導電率を維持することが不可能であり得るので、特に困難である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（簡単な要約）
曇価が１．５％未満、より典型的には０．５％未満である一方で、高電気伝導率（例えば、３５０オーム／スクエア未満）を維持する低曇価透明導体、及びその作製方法を本明細書で述べる。
【０００７】
一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が１．５％未満であり、シート抵抗が３５０オーム／スクエア未満である、透明導体を提供する。
【０００８】
更なる一実施形態は、シート抵抗が５０オーム／スクエア未満である透明導体を提供する。
【０００９】
更なる一実施形態は、曇価が０．５％未満である透明導体を提供する。
【００１０】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．３〜０．４％であり、シート抵抗が約１７０〜３５０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００１１】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．４〜０．５％であり、シート抵抗が約１２０〜１７０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００１２】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．５〜０．７％であり、シート抵抗が約８０〜１２０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００１３】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．７〜１．０％であり、シート抵抗が約５０〜８０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００１４】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約１．０〜１．５％であり、シート抵抗が約３０〜５０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００１５】
更なる実施形態は、上記膜仕様の透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均平方長さが約１２０〜４００μｍ２である、透明導体を提供する。
【００１６】
更なる実施形態は、上記膜仕様の透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２９ｎｍであり、標準偏差が４〜５ｎｍの範囲である、透明導体を提供する。
【００１７】
更なる実施形態は、上記膜仕様の透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであり、さらに、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である透明導体を提供する。
【００１８】
更なる一実施形態は、金属塩と還元剤を含む反応溶液から金属ナノワイヤを成長させる工程を包含する方法であって、成長させる工程が、
反応溶液中の金属塩と還元剤の第１の部分を第１の時間反応させる工程、及び
反応溶液中の金属塩の０．１％ｗ／ｗ未満のほぼ一定の濃度を維持しながら、金属塩の第２の部分を第２の時間にわたって徐々に添加する工程
を包含する、方法を提供する。
【００１９】
更なる一実施形態は、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下である複数の導電性ナノ構造体と、粘度調整剤と、界面活性剤と、分散流体とを含む、インク組成物を提供する。
【００２０】
追加の実施形態は、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均平方長さが約１２０〜４００μｍ２である、インク組成物を提供する。
【００２１】
更なる一実施形態は、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である複数の導電性ナノ構造体と、粘度調整剤と、界面活性剤と、分散流体とを含む、インク組成物を提供する。
【００２２】
追加の実施形態は、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２９ｎｍであり、標準偏差が４〜５ｎｍの範囲である、インク組成物を提供する。
【００２３】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、この組成物は複数の導電性ナノ構造体と、粘度調整剤と、界面活性剤と、分散流体とを含み、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、インク組成物を提供する。
【００２４】
追加の実施形態は、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約２０から４０ｎｍであるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであり、さらに、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲であるか、又はアスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、インク組成物を提供する。
【００２５】
（図面のいくつかの見方の簡単な説明）
図面において、同一の参照番号は、類似の要素又は行為を示す。図中の要素のサイズ及び相対位置は、必ずしも一定の縮尺で描かれてはいない。例えば、種々の要素の形状、及び角度は、一定の縮尺で描かれておらず、これらの要素の一部は、図を読みやすくするために、任意に拡大され、配置されている。さらに、描かれた要素の特定の形状は、特定の要素の実際の形状に関する任意の情報を伝えるようには意図されておらず、単に図中の読み取りを容易にするために選択されている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、その長さ別のナノワイヤ集団の分布プロファイルを示すヒストグラムである。
【図２】図２は、その直径別のナノワイヤ集団の分布プロファイルを示すヒストグラムである。
【図３】図３は、あるサイズ分布プロファイルに従う銀ナノワイヤを調製する２段階反応スキームのフローチャートである。
【図４】図４は、２段階反応によって調製された銀ナノワイヤの直径分布に対する精製の効果を示す。
【図５】図５は、３バッチの銀ナノワイヤの長さ分布プロファイルを対数正規分布として示す。
【図６】図６は、３バッチの銀ナノワイヤの直径分布プロファイルを正規分布、すなわちガウス分布として示す。
【図７】図７は、銀ナノワイヤで形成された導電性薄膜の曇価と抵抗の逆相関を示す。
【図８】図８は、銀ナノワイヤで形成された導電性薄膜の透過率と抵抗の正相関を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（発明の詳細な説明）
一般に、本明細書に記載の透明導体は、導電性ナノ構造体の導電性薄膜である。透明導体においては、１個以上の導電経路がナノ構造体間の連続した物理的接触によって確立されている。ナノ構造体の導電性ネットワークは、電気的パーコレーション閾値に達する十分なナノ構造体が存在する場合に形成される。したがって、電気的パーコレーション閾値は重要な値であり、その値を超える長距離の接続性を得ることができる。
【００２８】
導電膜の導電率は、「膜抵抗」、「抵抗率」又は「シート抵抗」によって測定されることが多く、オーム／スクエア（又は「Ω／□」）で表される。膜抵抗は、少なくとも表面充填密度、ナノ構造体のサイズ／形状、及びナノ構造体構成要素固有の電気的性質の関数である。本明細書では、薄膜は、１０８Ω／□以下のシート抵抗を有する場合に導電性とみなされる。好ましくは、シート抵抗は１０４Ω／□、３，０００Ω／□、１，０００Ω／□又は３５０Ω／□、又は１００Ω／□以下である。典型的には、金属ナノ構造体で形成された導電性ネットワークのシート抵抗は、１０Ω／□から１０００Ω／□、１００Ω／□から７５０Ω／□、５０Ω／□から２００Ω／□、１００Ω／□から５００Ω／□、又は１００Ω／□から２５０Ω／□、又は１０Ω／□から２００Ω／□、１０Ω／□から５０Ω／□、又は１Ω／□から１０Ω／□の範囲である。
【００２９】
光学的に、ナノ構造体に基づく透明導体は、可視領域（４００〜７００ｎｍ）で高い光透過率を有する。典型的には、透明導体は、光透過率が可視領域において８５％を超えると光学的に透明とみなされる。より典型的には、光透過率は、９０％超、又は９３％超、又は９５％超である。
【００３０】
曇価は、光学的透明性の別の指標である。曇価は、バルクと表面の両方の粗さ効果による光散乱及び反射／屈折に起因すると一般に認識されている。低曇価透明導体は、光学的透明性が重要な性能因子の一つである、タッチスクリーン、ディスプレイなどの応用に特に望ましい。
【００３１】
ナノ構造体が導電媒体を形成する透明導体の場合、ナノ構造体により起こる光散乱は不可避である。しかし、本明細書に記載のように、低曇価透明導体は、ナノ構造体のサイズ分布プロファイル及び粒子形態を制御することによって得ることができる。
【００３２】
一般に、曇価をヒトの眼によって検出することができるレベルは約２％である。したがって、本開示の種々の実施形態は、曇価が１．５％未満の透明導体を対象とする。
【００３３】
一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が１．５％未満であり、シート抵抗が３５０オーム／スクエア未満である、透明導体を提供する。
【００３４】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が１．５％未満であり、シート抵抗が５０オーム／スクエア未満である、透明導体を提供する。
【００３５】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が０．５％未満であり、シート抵抗が３５０オーム／スクエア未満である、透明導体を提供する。
【００３６】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が０．３％未満であり、シート抵抗が３５０オーム／スクエア未満である、透明導体を提供する。
【００３７】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．３〜０．４％であり、シート抵抗が約１７０〜３５０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００３８】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．４〜０．５％であり、シート抵抗が約１２０〜１７０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００３９】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．５〜０．７％であり、シート抵抗が約８０〜１２０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００４０】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約０．７〜１．０％であり、シート抵抗が約５０〜８０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００４１】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、透明導体の曇価が約１．０〜１．５％であり、シート抵抗が約３０〜５０オーム／スクエアである、透明導体を提供する。
【００４２】
ナノ構造体サイズ分布プロファイル
透過率、シート抵抗及び曇価を含めた上記薄膜仕様を満たすために、透明導体は、あるサイズ分布プロファイルに従うナノ構造体を含む。
【００４３】
本明細書では「導電性ナノ構造体」又は「ナノ構造体」は一般に、その少なくとも１寸法（すなわち、幅）が５００ｎｍ未満、より典型的には１００ｎｍ又は５０ｎｍ未満、さらにより典型的には２０から４０ｎｍの範囲である導電性ナノサイズ構造を指す。長手方向的には、ナノ構造体は、長さが５００ｎｍを超えるか、又は１μｍを超えるか、又は１０μｍを超える。より典型的には、ナノ構造体は長さが５から３０μｍの範囲である。
【００４４】
ナノ構造体は、任意の形状又は幾何形態とすることができる。所与のナノ構造体の幾何形態を定義する一方法は、ナノ構造体の長さと幅（又は直径）の比を指す、その「アスペクト比」による方法である。ある実施形態においては、ナノ構造体は、等方性形状（すなわち、アスペクト比＝１）である。典型的な等方性又は実質的には等方性のナノ構造体としてはナノ粒子が挙げられる。好ましい実施形態においては、ナノ構造体は異方性形状（すなわちアスペクト比≠１）である。異方性ナノ構造体は、典型的には、その長さに沿った長軸を有する。例示的な異方性ナノ構造体としてはナノワイヤ（アスペクト比が少なくとも１０、より典型的には少なくとも５０の固体ナノ構造体）、ナノロッド（アスペクト比が１０未満の固体ナノ構造体）及びナノチューブ（中空ナノ構造体）が挙げられる。
【００４５】
ナノ構造体の充填密度に加えて、そのサイズ及び形状も膜仕様を決定する因子の１つである。より具体的には、ナノ構造体の長さ、幅及びアスペクト比は、しばしば異なる程度で、最終シート抵抗（Ｒ）、透過率（Ｔ）及び曇価（Ｈ）に影響を及ぼす。例えば、ナノ構造体の長さは、典型的には、ナノ構造体の相互接続性の程度を左右し、次いで、透明導体のシート抵抗に影響を及ぼす。ナノ構造体の幅は、通常は、ナノ構造体の相互接続性に影響を及ぼさないが、透明導体の曇価にかなり影響し得る。
【００４６】
現実的には、ナノ構造体の所与の集団（例えば、合成及び精製後の生成物）は、均一なサイズではなく、ある範囲のサイズ（長さ及び幅）のナノ構造体を含む。したがって、かかるナノ構造体集団によって形成される薄膜の仕様（Ｒ、Ｔ及びＨ）は、サイズ分布プロファイル全体にわたるナノ構造体の集団的寄与に依存する。
【００４７】
サイズ分布プロファイルは、それぞれのサイズ（長さ及び幅）に従って振り分けられた、存在するナノ構造体の相対量又は頻度を規定する１セットの値を含む。
【００４８】
サイズ分布プロファイルは、ヒストグラムによってグラフ表示することができる。ヒストグラムは、あるサイズ範囲の重複しない規則的間隔に従って、ナノ構造体の所与の集団を振り分け、各区間に該当するナノ構造体の頻度をプロットすることによって作成される。サイズ範囲の規則的間隔は、「値域範囲」とも称される。
【００４９】
図１は、その長さ別のナノ構造体（例えば、ナノワイヤ）の集団の分布プロファイルを示すヒストグラムであり、Ｘ軸は値域範囲（５μｍ間隔）、Ｙ軸は柱状に示した頻度である。長さ及び対応する頻度データを考慮して、滑らかな曲線を確率密度関数に基づいて描くこともできる。したがって、図１は、ナノ構造体の前記集団における長さ分布の形状（対数正規分布）及び広がり（平均前後の変動）を定量的にグラフによって示す。
【００５０】
さらに、図１は、長さの範囲の最大及び最小長さを示す。導電率に寄与せずに光散乱の一因になる特定のナノ構造体は、サイズ分布プロファイルにおいてはるかに少ない頻度（例えば、１０％未満、又はより典型的には５％未満）で存在することが認められ得る。これらのナノ構造体は、暗視野顕微鏡写真上のその外観に起因して、「明るい物体」として見られる。これらの明るい物体としては、例えば、幅が広すぎ、かつ／又は短すぎて、電気的パーコレーションプロセスに効果的に関与することができないナノ構造体（例えば、ナノ粒子、ナノロッド）が挙げられる。これらの明るい物体の一部又はすべてが低アスペクト比（１０未満）を有する。
【００５１】
したがって、一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含み、曇価が１．５％未満であり、シート抵抗が３５０オーム／スクエア未満である、低曇価透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下である、低曇価透明導体を提供する。
【００５２】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含み、曇価が１．５％未満である、低曇価透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下である、低曇価透明導体を提供する。
【００５３】
更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍである、透明導体を提供する。
【００５４】
更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍである、透明導体を提供する。
【００５５】
長さ分布に加えて、ナノ構造体の平均長さ（＜ｌ＞）及び平均平方長さ（＜ｌ２＞）も膜仕様を示す。特に、ナノ構造体の平均平方長さ（＜ｌ２＞）は、パーコレーション閾値を決定し、したがってシート抵抗に直接関連する。共同所有された同時係属中の米国特許出願第１１／８７１，０５３号は、これら２つのパラメータ間の相関とナノワイヤに基づく透明導体のシート抵抗のより詳細な分析を提供する。この出願を参照としてその全体を本明細書に援用する。
【００５６】
本明細書では、平均長さ（＜ｌ＞）は、本明細書に記載のように、ナノ構造体の計数で除算された全測定長さの合計である。
【００５７】
平均平方長さ（＜ｌ２＞）は、
【００５８】
【数１】
で表すことができる。
【００５９】
したがって、更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍである、透明導体を提供する。
【００６０】
種々の更なる実施形態においては、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さは、約１２〜２０μｍ、１４〜１８μｍ又は１５〜１７μｍである。
【００６１】
別の一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均平方長さが約１２０〜６００μｍ２である、透明導体を提供する。
【００６２】
種々の更なる実施形態においては、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノワイヤの平均平方長さは、約２４０〜４００μｍ２又は２６０〜３５０μｍ２である。
【００６３】
図２は、その直径別のナノ構造体（例えば、ナノワイヤ）の集団の分布プロファイルを示すヒストグラムであり、Ｘ軸は値域範囲（５ｎｍ間隔）であり、Ｙ軸は柱状の頻度である。直径及び対応する頻度データを考慮して、滑らかな曲線を確率密度関数に基づいて描くこともできる。したがって、図２は、ナノ構造の前記体集団における直径分布の形状（正規、すなわちガウス分布）及び広がり（平均前後の変動）を定量的にグラフによって示す。
【００６４】
正規分布の結果として、複数のナノ構造体の分布プロファイルは、直径の平均及び標準偏差によって定義することができる。
【００６５】
図２は、ナノ構造体の直径の狭い分布（すなわち、比較的小さい標準偏差）を示す。本明細書では、正規分布は、標準偏差が平均の２０％未満、又はより典型的には平均の１５％未満である場合に狭いとみなされる。狭い直径分布は、膜のナノ構造体の組成上の不均一性を抑制し、低曇価をもたらすと考えられる。
【００６６】
したがって、一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、透明導体を提供する。
【００６７】
更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、透明導体を提供する。
【００６８】
更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、透明導体を提供する。
【００６９】
更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍである、透明導体を提供する。
【００７０】
更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、透明導体を提供する。
【００７１】
更なる一実施形態は、曇価が１．５％未満である複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２９ｎｍであり、標準偏差が４〜５ｎｍの範囲である、透明導体を提供する。
【００７２】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含み、曇価が１．５％未満である、低曇価透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、低曇価透明導体を提供する。
【００７３】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含み、曇価が１．５％未満である、低曇価透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、低曇価透明導体を提供する。
【００７４】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含み、曇価が１．５％未満である、低曇価透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、低曇価透明導体を提供する。
【００７５】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含み、曇価が１．５％未満である、低曇価透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約２０から４０ｎｍである、低曇価透明導体を提供する。
【００７６】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含み、曇価が１．５％未満である、低曇価透明導体であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであり、さらに、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、低曇価透明導体を提供する。
【００７７】
追加の実施形態は、上記低曇価透明導体のいずれかの曇価が１．０％未満、０．８％未満、又は０．６％未満、又は０．５％未満、又は０．４％未満、又は０．３％未満であることを規定する。
【００７８】
追加の実施形態は、上記低曇価透明導体のいずれかにおいて、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体が、ナノワイヤ（金属ナノワイヤ（例えば、銀ナノワイヤ）を含むが、これに限定されない）及び金属ナノチューブ（例えば、銀又は金ナノチューブ）であることを規定する。
【００７９】
ナノ構造体の調製
本明細書に記載のサイズ分布プロファイルに従うナノ構造体（例えば、金属ナノワイヤ）は、化学合成によって調製することができる。
【００８０】
従来、金属ナノワイヤは、溶媒としても役立つ過剰量の還元剤（例えば、エチレングリコール又はプロピレングリコール）の存在下で対応する金属塩の溶液から核形成し、成長することができる。このタイプの溶液相反応においては、ナノワイヤ成長は、典型的には、半径方向と軸方向で同時に進行する。したがって、ナノワイヤが伸長するにつれ、直径も増大する。例えば、Ｙ．Ｓｕｎ，Ｂ．Ｇａｔｅｓ，Ｂ．Ｍａｙｅｒｓ，＆Ｙ．Ｘｉａ，“Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｖｅｒ ｎａｎｏｗｉｒｅｓ ｂｙ ｓｏｆｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”，Ｎａｎｏｌｅｔｔ，（２００２），２（２）：１６５−１６８を参照されたい。
【００８１】
本明細書に記載の低曇価透明導体の場合、ナノワイヤは、比較的小さい直径（例えば、平均直径１５〜５０ｎｍ）及び狭い幅分布を有することができる。これらの直径範囲では、従来の合成は、良好な導電率（例えば、３５０オーム／スクエア未満）を与える（平均長さを含めた）長さ分布よりもはるかに短いナノワイヤを生成する。逆に、ナノワイヤが良好な導電率に達するのに必要な長さに成長する場合、ナノワイヤの直径は、曇価を高くする（例えば、１．５％超）のに十分な大きさになることが避けられない。
【００８２】
サイズ分布プロファイルに従い、それにより低曇価透明導電膜を形成するナノワイヤの集団を提供するために、２段階合成について記述する。
【００８３】
２段階合成は、ナノワイヤの半径方向及び軸方向の成長を別々に促進し、その結果、ナノワイヤの直径と長さを別々に制御することができる。図３は、銀ナノワイヤの２段階調製を示すフローチャートであり、硝酸銀のプロピレングリコール溶液から核形成し、成長する。反応の追加の成分としては、ポリビニルピロリドン及び塩化テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ＴＢＡＣ）が挙げられる。硝酸銀を添加する量及び順序を制御することによって、ナノワイヤの成長及び最終サイズを制御することができる。
【００８４】
硝酸銀溶液は、所定の総量の硝酸銀を含み、反応の２つの異なる段階で添加される２つの部分に分割される。分割は、３０〜７０：７０〜３０の範囲であり得、好ましくは５０：５０であり得る。
【００８５】
反応の第１段階においては、全硝酸銀の第１の部分を使用する。さらに、硝酸銀の第１の部分の一部をＴＢＡＣと一緒に導入する。その結果、反応混合物の初期の銀イオンの濃度は、約０．００１から０．０２５％である。その後、硝酸銀の第１の部分の残りを添加する。反応の第１段階は、典型的には１２〜１６時間実施される。この段階中に、ナノワイヤは、半径方向と軸方向の両方に成長して形成される。第１段階の最後では、ナノワイヤの長さは最終の所望の長さよりも短いが、ナノワイヤの直径はその最終寸法にかなり近い。
【００８６】
反応の第２段階においては、硝酸銀の第２の部分がある期間にわたって徐々に添加され、その間、反応溶液中の銀イオンの濃度はほぼ一定であり、０．１％ｗ／ｗ未満である。第２段階中、主なワイヤ成長は軸方向である一方、半径方向の成長は効果的に減速され、又は停止さえされる。
【００８７】
２段階の総反応時間は約２４時間である。反応は脱イオン（ＤＩ）水でクエンチすることができ、その時点で、すべての方向の成長が停止する。
【００８８】
反応の間ずっと、反応混合物は、好ましくは、不活性雰囲気中で維持される。不活性ガスは、貴ガス（例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン又はキセノン）、又は窒素などの他の不活性ガス、又は不活性ガス混合物、又は複合ガスであってよい。典型的には、反応器は、最初に、不活性ガスで所定時間パージされる。パージは、反応の間ずっと継続される。パージに関するより詳細な説明は、参考としてその全体を本明細書に援用する、同時係属中の共同所有された米国特許出願第６１／２７５，０９３号に見いだすことができる。
【００８９】
したがって、一実施形態は、金属塩と還元剤を含む反応溶液から金属ナノワイヤを成長させる工程を包含する方法であって、成長させる工程が、
反応溶液中の金属塩と還元剤の第１の部分を第１の時間反応させる工程、及び
反応溶液中の金属塩の０．１％ｗ／ｗ未満のほぼ一定の濃度を維持しながら、金属塩の第２の部分を第２の時間にわたって徐々に添加する工程
を包含する、方法を提供する。
【００９０】
更なる実施形態は、金属ナノワイヤが銀ナノワイヤであり、金属塩が硝酸銀であり、還元剤がプロピレングリコール又はエチレングリコールであることを規定する。
【００９１】
更なる一実施形態は、金属塩の第１の部分と第２の部分がほぼ等量であることを規定する。
【００９２】
別の一実施形態は、第１の時間中に、金属塩の第１の部分の一部がアンモニウム塩（ＴＢＡＣ）と一緒にまず添加され、続いて金属塩の第１の部分の残りが添加されることを規定する。一部の実施形態においては、該一部は、全金属塩の約０．６％、反応混合物中の金属イオンの約０．００１から０．０２５％ｗ／ｗである。
【００９３】
ナノワイヤ（例えば、銀ナノワイヤ）を上記２段階合成に関連して記述したが、別の導電性材料のナノワイヤも同様に調製できることを理解すべきである。別の金属材料は、元素金属（例えば、遷移金属）又は金属化合物（例えば、金属酸化物）であり得る。金属材料は、２種類以上の金属を含むバイメタル材料又は金属アロイであってもよい。適切な金属としては、銀、金、銅、ニッケル、金めっきされた銀、白金及びパラジウムが挙げられるが、それだけに限定されない。
【００９４】
薄膜調製
種々の実施形態においては、本明細書に記載の透明導体は、「インク組成物」とも称されるナノ構造体の分散系から成形された薄膜である。
【００９５】
金属ナノワイヤを堆積させるための典型的なインク組成物は、重量で、界面活性剤０．００２５％から０．１％（例えば、好ましい範囲は、Ｚｏｎｙｌ（登録商標）ＦＳＯ−１００の場合０．００２５％から０．０５％であり、又は０．００５％から０．０２５％のＴｒｉｔｏｎ Ｘ−１００）、粘度調整剤０．０２％から４％（例えば、好ましい範囲は、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）の場合０．０２％から０．５％）、０．０１から１．５％の金属ナノワイヤ、及び９４．５％から９９．０％の（他の構成要素を分散又は懸濁させる）流体を含む。
【００９６】
種々の実施形態においては、銀ナノワイヤのインク組成物は、０．１％から０．２％の銀ナノワイヤ、０．２から０．４％の高純度ＨＰＭＣ、及び０．００５％から０．０２５％のＴｒｉｔｏｎ Ｘ−１００を含む。ＨＰＭＣを精製する方法は、参考としてその全体を本明細書に援用する、同時係属中の共同所有された米国特許出願第６１／１７５，７４５号に記載されている。
【００９７】
適切な界面活性剤の代表例としては、ＺＯＮＹＬ（登録商標）ＦＳＮ、ＺＯＮＹＬ（登録商標）ＦＳＯ、ＺＯＮＹＬ（登録商標）ＦＳＡ、ＺＯＮＹＬ（登録商標）ＦＳＨ（ＤｕＰｏｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）を含めたＺＯＮＹＬ（登録商標）界面活性剤、およびＮＯＶＥＣ（商標）（３Ｍ、Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ）などのフッ素系界面活性剤が挙げられる。別の例示的な界面活性剤としては、アルキルフェノールエトキシラート系非イオン界面活性剤が挙げられる。好ましい界面活性剤としては、例えば、ＴＲＩＴＯＮ（商標）（ｘ１００、ｘ１１４、ｘ４５）などのオクチルフェノールエトキシラート、及びＴＥＲＧＩＴＯＬ（商標）（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｍｉｄｌａｎｄ ＭＩ）などのノニルフェノールエトキシラートが挙げられる。更なる例示的な非イオン界面活性剤としては、ＤＹＮＯＬ（登録商標）（６０４、６０７）（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．、Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ、ＰＡ）などのアセチレン系界面活性剤、及びｎ−ドデシルβ−Ｄ−マルトシドが挙げられる。
【００９８】
適切な粘度調整剤の例としては、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、メチルセルロース、キサンタンガム、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースが挙げられる。適切な流体の例としては、水及びイソプロパノールが挙げられる。
【００９９】
したがって、一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下である、インク組成物を提供する。
【０１００】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下である、インク組成物を提供する。
【０１０１】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍである、インク組成物を提供する。
【０１０２】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍである、インク組成物を提供する。
【０１０３】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍである、インク組成物を提供する。
【０１０４】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均平方長さが約１２０〜４００μｍ２である、インク組成物を提供する。
【０１０５】
別の一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、インク組成物を提供する。
【０１０６】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、インク組成物を提供する。
【０１０７】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、インク組成物を提供する。
【０１０８】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍである、インク組成物を提供する。
【０１０９】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、インク組成物を提供する。
【０１１０】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２９ｎｍであり、標準偏差が４〜５ｎｍの範囲である、インク組成物を提供する。
【０１１１】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、インク組成物を提供する。
【０１１２】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、インク組成物を提供する。
【０１１３】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、インク組成物を提供する。
【０１１４】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約２０から４０ｎｍである、インク組成物を提供する。
【０１１５】
更なる一実施形態は、複数の導電性ナノ構造体を含むインク組成物であって、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであり、さらに、アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、インク組成物を提供する。
【０１１６】
更なる実施形態は、上記実施形態の各々において、ナノ構造体が金属ナノワイヤ（例えば、銀ナノワイヤ）であることを規定する。
【０１１７】
インク組成物は、基体上に形成される最終導電膜の充填密度の指標である、全ナノ構造体（例えば、ナノワイヤ）の所望の濃度に基づいて調製することができる。
【０１１８】
基体は、その上にナノワイヤが堆積する任意の材料であり得る。基体は、剛直でも柔軟でもよい。好ましくは、基体も光学的に透明であり、すなわち、材料の光透過率は可視領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）で少なくとも８０％である。
【０１１９】
剛直基体の例としては、ガラス、ポリカーボネート、アクリルなどが挙げられる。特に、アルカリを含まないガラス（例えば、ホウケイ酸塩）、低アルカリガラス、ゼロ膨張ガラス−セラミックなどの特殊ガラスを使用することができる。特殊ガラスは、特に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含めた薄いパネルディスプレイシステムに適している。
【０１２０】
柔軟な基体の例としては、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエステルナフタラート及びポリカーボネート）、ポリオレフィン（例えば、直鎖状、分枝状及び環式ポリオレフィン）、ポリビニル（例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアセタール、ポリスチレン、ポリアクリラートなど）、セルロースエステルベース（例えば、三酢酸セルロース、酢酸セルロース）、ポリエーテルスルホンなどのポリスルホン、ポリイミド、シリコーン及び他の従来の高分子膜が挙げられるが、それだけに限定されない。
【０１２１】
インク組成物は、例えば、同時係属中の米国特許出願第１１／５０４，８２２号に記載の方法によって、基体上に堆積させることができる。
【０１２２】
スピンコーティングは、均一膜を基体上に堆積させる典型的な技術である。充填量、回転速度及び時間を制御することによって、種々の厚さの薄膜を形成することができる。懸濁流体の粘度および剪断挙動、ならびにナノワイヤ間の相互作用が、堆積したナノワイヤの分布及び相互接続性に影響を及ぼし得ることが理解される。
【０１２３】
例えば、本明細書に記載のインク組成物は、ガラス基体上に４００〜２０００ｒｐｍの速度で６０秒間、加速度１０００ｒｐｍ／ｓでスピンコートすることができる。薄膜は、さらに、５０℃９０秒及び１４０℃９０秒の焼付けを含めて、ある後処理に供することができる。加熱を伴うか又は非加熱の圧力処理を更に利用して、最終膜仕様を調節することができる。
【０１２４】
当業者には理解されるように、他の堆積技術、例えば、狭い流路によって計量された沈降流動、ダイ流動、傾斜上の流動、スリットコーティング、グラビアコーティング、マイクログラビアコーティング、ビーズコーティング、浸漬コーティング、スロットダイコーティングなどを使用することができる。印刷技術を使用して、パターンを用いても用いなくても、インク組成物を基体に直接印刷することもできる。例えば、インクジェット、フレキソ印刷及びスクリーン印刷を使用することができる。
【０１２５】
ナノワイヤサイズ測定
ナノ構造体（例えば、ナノワイヤ）の長さ及び幅並びにその数は、顕微鏡法と（例えば、Ｃｌｅｍｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ（Ｑｕｅｂｅｃ、Ｃａｎａｄａ）から入手可能な）ソフトウェア支援画像解析の組合せによって測定し、数えることができる。測定及び計数に用いる技術にかかわらず、光学系、カメラ、及び画像解析ソフトウェアを含めた顕微鏡システムは、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮＩＳＴ）の追跡可能な標準を使用して規則的間隔で検証及び／又は較正すべきである。
【０１２６】
高分解能デジタルカメラを備えた光学顕微鏡（例えば、Ｏｌｙｍｐｕｓ ＢＸ５１）、Ｃｌｅｍｅｘ ｓｔａｇｅ、及びＣｌｅｍｅｘ Ａｎａｌｙｓｉｓソフトウェアを使用して、ナノワイヤの拡大像を測定することができる。
【０１２７】
顕微鏡の照明は、背景に対してナノ構造体のコントラストを強調するように各ナノ構造体が明瞭に照射され、その結果、画像解析ソフトウェアがナノ構造体を正確に認識及び測定することができるように調節すべきである。例えば、顕微鏡は、暗視野に設定することができ、モニター上の画像に５００倍の拡大で焦点を合わせる。モニター上の各フレームは、膜上の２５８μｍ×１９３μｍの領域を表すように設定することができる。
【０１２８】
ワイヤ密度は、ワイヤの大多数が互いに分離し、重ならないようにすべきである。１フレーム当たり２５本以下（又はより典型的には４０本以下）のワイヤが存在すると、重なりを管理又は最小化することができる。重なったワイヤの発生率を低下させるために、ナノワイヤの初期希釈分散系を更に希釈することができる。ワイヤの密度が低すぎる場合（１フレーム当たり５本未満）、出発ナノワイヤ分散系のナノワイヤ濃度を増加させるべきである。画像の縁に接触した、又は画像の縁で切られたナノワイヤは、画像解析ソフトウェアを使用して測定から自動的に除外される。さらに、明るい物体、例えば、アスペクト比１０未満のナノ構造体は、測定及び計数から除外される。
【０１２９】
例えば、ナノワイヤの集団の長さを測定するために、イソプロパノール中の金属ナノワイヤの初期希釈分散系（約０．００１ｗｔ％金属）を２インチ×２インチの清浄ガラス片に１０００ｒｐｍで３０秒間スピンコートすることができる。膜はその後乾燥される。
【０１３０】
ナノワイヤの長さは、Ｃｌｅｍｅｘソフトウェアを用いて特別なルーチン又はプログラムを開始することによって測定することができる。
【０１３１】
【数２−１】
【０１３２】
【数２−２】
【０１３３】
【数２−３】
プログラムが１４４フレームを通過すると長さが自動的に測定される。測定終了後、Ｃｌｅｍｅｘソフトウェアは、（平均長さ、標準偏差、平均平方長さ、及び値域ごとにまとめられた長さ分布を含めて）重要なデータすべてを含む統計学的報告書を作成する。結果を受け取るためには、総ワイヤ計数は８００〜６０００ワイヤとすべきである。ワイヤ計数がこの範囲外である場合、初期ナノワイヤ分散系を希釈調節して試験を繰り返さなければならない。本明細書で考察したように、明るい物体、例えば、アスペクト比１０未満のナノ構造体は、計数から除外される。
【０１３４】
ナノワイヤの幅は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定される。
【０１３５】
試料を調製するために、メタノール中の希釈ナノワイヤ分散系を数滴（約０．０５ｗｔ％金属）、清浄アルミニウムＳＥＭ試料ステージに添加する。メタノールを乾燥させ、更なる量のメタノールで試料を数回リンスして、ナノワイヤから有機残渣を除去する。試料を乾燥後、ＳＥＭ機器（例えば、ＮＩＳＴの追跡可能な標準を使用して規則的間隔で検証及び／又は較正されたＨｉｔａｃｈｉ Ｓ−４７００ＳＥＭ）に挿入する。
【０１３６】
ＳＥＭビーム加速電圧を約１０．０ｋＶに設定する。典型的には、６０Ｋから８０Ｋの８枚以上のＳＥＭ写真を撮影する。少なくとも１５０本のワイヤの測定のために十分な写真を撮影すべきである（典型的には６〜１０枚の写真）。
【０１３７】
正確な測定及び分析のために、ナノワイヤは、薄層中で互いに分離し、有機残渣を含まないべきである。さらに、画像は、十分焦点を合わせるべきである。
【０１３８】
ＳＥＭ画像が得られた後、特別な分析ルーチンでプログラムされたＣｌｅｍｅｘ Ｉｍａｇｅ Ａｎａｌｙｓｉｓソフトウェアに写真をアップロードする。
【０１３９】
【数３−１】
【０１４０】
【数３−２】
幅を測定するために、画像中のナノワイヤすべての輪郭をまず自動的に強調する。使用者は、各画像の相対グレー閾値を手作業で調節して、ナノワイヤが分析前に正確に強調されるのを確実にすることができる。使用者は、測定すべき個々のワイヤを選択し、標識することもできる。次いで、Ｃｌｅｍｅｘソフトウェア（又は別の適切なソフトウェアツール）は、全分析データを収集し、（平均直径及び標準偏差、平均平方直径、並びに値域ごとにまとめられた直径分布を含めて）重要なデータすべてを含む統計学的報告書を作成する。
【０１４１】
本明細書に記載の種々の実施形態を以下の非限定的例によって更に説明する。
【実施例】
【０１４２】
（実施例１）
銀ナノワイヤの多段階合成
あるサイズ分布プロファイルに従う銀ナノワイヤを２段階プロセスで合成した。
【０１４３】
硝酸銀（ＡｇＮＯ３）６グラムをプロピレングリコール３７グラムに混合して（１４％ｗ／ｗ）、ＡｇＮＯ３溶液をまず調製した。
【０１４４】
プロピレングリコール４４５グラム及びポリビニルピロリドン７．２グラムを反応器に添加し、次いで９０℃に加熱した。反応器中の混合物を９０℃で安定化させた後、反応器の上部空間の雰囲気を窒素で少なくとも５分間パージした後、硝酸銀を添加する。
【０１４５】
反応の第１段階においては、全硝酸銀の半分を使用した。したがって、加熱された反応器に硝酸銀溶液０．６％及びプロピレングリコール中の塩化テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム水和物１．１８グラム（１０％溶液）を順次添加し、続いて硝酸銀溶液４９．４％を添加した。反応を１２〜１６時間実施した。
【０１４６】
反応の第２段階においては、軸方向の成長が支配的である一方、半径方向の成長は効果的に抑止された。ほぼ一定の濃度の銀イオンを（８時間にわたって）維持しながら硝酸銀溶液の残りの５０％を徐々に添加した。反応を最高で合計２４時間実施し、その間窒素パージを継続した。反応終了時、反応混合物を脱イオン（ＤＩ）水１００グラムでクエンチした。
【０１４７】
反応は、周囲光中で（標準）、又は生成した銀ナノワイヤの光誘発性分解を最小化する暗所で、実施することができる。
【０１４８】
（実施例２）
銀ナノワイヤの精製
実施例１の粗生成物は、粗製液体（例えば、反応溶媒、ＤＩ水、反応副生物）、及び生成したナノワイヤを含んだ。少量のナノ粒子及びナノロッドも存在した。
【０１４９】
粗生成物を閉鎖沈降容器に収集し、４から２０日間沈降させた。沈降後、粗生成物は上清と沈降物に分離した。沈降物は銀ナノワイヤを主に含み、粗製液体、ナノロッド及びナノ粒子は上清中に残った。
【０１５０】
上清を除去し、沈降物をＤＩ水に再懸濁させ、揺動テーブル上で揺り動かして混合を促進した。最終再懸濁のために、ピペット操作を繰り返した。
【０１５１】
図４に直径分布に対する精製の効果を示す。粗製ナノワイヤと精製ナノワイヤのどちらも実質的に正規分布に従う。精製プロセスは、直径１５ｎｍ以下のほぼすべてのナノワイヤを除去した。さらに、精製ナノワイヤは、直径の平均値前後の広がり又は変動がより小さい。
【０１５２】
（実施例３）
長さ分布の測定
３バッチの銀ナノワイヤを実施例１及び２によって調製し、精製した。ナノワイヤ試料を各バッチから無作為に収集した。各試料のナノワイヤ長さを、本明細書に記載のように、光学顕微鏡及びＣｌｅｍｅｘソフトウェアを使用して測定し、分析した。表１は、３バッチで調製されたナノワイヤのサイズ分布を示す。
【０１５３】
【表１】
さらに、図５は、３バッチの銀ナノワイヤのサイズ分布プロファイルを対数正規分布として示す。再現性のあるサイズ分布プロファイルが、本明細書に記載の合成及び精製プロセスに従って調製されたナノワイヤにおいて得られたことが実証された。
【０１５４】
長さの統計を表２に要約する。
【０１５５】
【表２】
（実施例４）
直径分布の測定
ナノワイヤ試料を各バッチから無作為に収集して、その直径分布を測定した。各試料のナノワイヤ幅を、本明細書に記載のように、ＳＥＭ及びＣｌｅｍｅｘソフトウェアを使用して測定し、分析した。表３は、３つの異なるバッチで調製されたナノワイヤの直径分布を示す。
【０１５６】
【表３】
さらに、図６は、３バッチの銀ナノワイヤの直径分布プロファイルを正規分布、すなわちガウス分布として示す。再現性のある直径分布プロファイルが、本明細書に記載の合成及び精製プロセスに従って調製されたナノワイヤにおいて得られたことが実証された。
【０１５７】
標準偏差を含めた直径の統計を表４に要約する。
【０１５８】
【表４】
（実施例５）
透明導体の調製
実施例１及び２によって調製された銀ナノワイヤの各バッチから、重量で、０．１〜０．２％銀ナノワイヤ、０．２〜０．４％高純度ＨＰＭＣ、及び０．００５〜０．０２５％Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００のＤＩ水溶液を含むようにインク組成物を製剤化した。次いで、インク組成物をガラス基体にスピンコートして薄膜を形成した。より具体的には、試料を速度４００から２０００ｒｐｍで６０秒、加速度１０００ｒｐｍ／ｓでスピンコートした。続いて、膜を５０℃で９０秒、続いて１４０℃で９０秒焼付けした。
【０１５９】
充填量、回転速度及び時間を調節することによって、各バッチのインク組成物に基づく一連の薄膜を調製した。
【０１６０】
（実施例６）
透明導体仕様
各バッチの薄膜の抵抗、透過率及び曇価データを表５〜７に要約する。裸ガラスの曇価及び透過率（０．０４％Ｈ及び透過率９３．４％）を減算しなかった。
【０１６１】
【表５】
【０１６２】
【表６】
【０１６３】
【表７】
膜はすべて曇価が１．５％未満であり、高い透過率及び導電率を維持した。特に、曇価０．４％未満及び抵抗３５０オーム／ｓｑ未満の膜が得られた。
【０１６４】
さらに、図７は、薄膜の曇価と抵抗の逆相関を示す。抵抗が増加するにつれ（すなわち、より少数のナノワイヤが存在すると）、散乱の低下に起因して曇価が低下することが認められ得る。
【０１６５】
図８は、薄膜の透過率と抵抗の正相関を示す。抵抗が増加するにつれ（すなわち、より少数のナノワイヤが存在すると）、透過率が増加することが認められ得る。
【０１６６】
（実施例７）
透明導体の光学的及び電気的性質の評価
本明細書に記載の方法によって調製された透明導電膜を評価して、その光学的及び電気的性質を確定した。
【０１６７】
光透過率データは、ＡＳＴＭ Ｄ１００３の方法によって得られた。曇価をＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ Ｈａｚｅ−ｇａｒｄ Ｐｌｕｓを用いて測定した。シート抵抗をＦｌｕｋｅ １７５ Ｔｒｕｅ ＲＭＳ Ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒ又は非接触抵抗計Ｄｅｌｃｏｍモデル７１７Ｂコンダクタンスモニターを使用して測定した。より典型的な装置は、（例えば、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓによる）抵抗測定用４点プローブシステムである。
【０１６８】
裸基体の曇価及び透過率（例えば、ガラスの場合、曇価０．０４％及び透過率９３．４％）は、典型的には測定値に含まれた。
【０１６９】
ナノワイヤの相互接続性、及び基体の面積率は、光学又は走査型電子顕微鏡下で観察することもできる。
【０１７０】
本明細書で参照され、かつ／又は出願データシートに列挙された、上記米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願及び非特許刊行物のすべてを参考としてその全体を本明細書に援用する。
【０１７１】
上記のことから、本発明の特定の実施形態を説明のために本明細書に記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに種々の改変を成し得ることが理解されるであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲による以外は限定されない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、前記透明導体の曇価が１．５％未満であり、光透過率が９０％を超え、シート抵抗が３５０オーム／スクエア未満である、透明導体。
【請求項２】
前記シート抵抗が５０オーム／スクエア未満である、請求項１に記載の透明導体。
【請求項３】
前記曇価が０．５％未満である、請求項１に記載の透明導体。
【請求項４】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項５】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項６】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍである、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項７】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍである、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項８】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍである、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項９】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均平方長さが約１２０〜４００μｍ２である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１０】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１１】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１２】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１３】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍである、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１４】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１５】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均直径が約２９ｎｍであり、標準偏差が４〜５ｎｍの範囲である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１６】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１７】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１８】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍである、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１９】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項２０】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項２１】
金属塩と還元剤を含む反応溶液から金属ナノワイヤを成長させる工程を包含する方法であって、前記成長させる工程が、
前記反応溶液中の前記金属塩と前記還元剤の第１の部分を第１の時間反応させる工程、及び
前記反応溶液中の前記金属塩の０．１％ｗ／ｗ未満のほぼ一定の濃度を維持しながら、前記金属塩の第２の部分を第２の時間にわたって徐々に添加する工程
を包含する、方法。
【請求項２２】
前記金属ナノワイヤが銀ナノワイヤであり、前記金属塩が硝酸銀であり、前記還元剤がプロピレングリコール又はエチレングリコールである、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記反応溶液中の前記金属塩と前記還元剤の第１の半分を前記第１の時間反応させる工程が、
前記金属塩の前記第１の部分の一部をアンモニウム塩と一緒に添加する工程、及び
前記金属塩の前記第１の部分の残りを添加する工程
を包含する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下である、複数の前記導電性ナノ構造体と、
粘度調整剤と、
界面活性剤と、
分散流体と
を含む、インク組成物。
【請求項２５】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下である、請求項２４に記載のインク組成物。
【請求項２６】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍである、請求項２４に記載のインク組成物。
【請求項２７】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍである、請求項２６に記載のインク組成物。
【請求項２８】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍである、請求項２４に記載のインク組成物。
【請求項２９】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均平方長さが約１２０〜４００μｍ２である、請求項２４に記載のインク組成物。
【請求項３０】
アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、複数の前記導電性ナノ構造体と、
粘度調整剤と、
界面活性剤と、
分散流体と
を含む、インク組成物。
【請求項３１】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、請求項３０に記載のインク組成物。
【請求項３２】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、請求項３０に記載のインク組成物。
【請求項３３】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍである、請求項３０に記載のインク組成物。
【請求項３４】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、請求項３０に記載のインク組成物。
【請求項３５】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均直径が約２９ｎｍであり、標準偏差が４〜５ｎｍの範囲である、請求項３０に記載のインク組成物。
【請求項３６】
複数の導電性ナノ構造体と、
粘度調整剤と、
界面活性剤と、
分散流体と
を含むインク組成物であって、
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、インク組成物。
【請求項３７】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、請求項３６に記載のインク組成物。
【請求項３８】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約２０から４０ｎｍである、請求項３６に記載のインク組成物。
【請求項３９】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、請求項３６に記載のインク組成物。
【請求項４０】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、請求項３６に記載のインク組成物。
【請求項１】
複数の導電性ナノ構造体を含む透明導体であって、前記透明導体の曇価が１．５％未満であり、光透過率が９０％を超え、シート抵抗が３５０オーム／スクエア未満である、透明導体。
【請求項２】
前記シート抵抗が５０オーム／スクエア未満である、請求項１に記載の透明導体。
【請求項３】
前記曇価が０．５％未満である、請求項１に記載の透明導体。
【請求項４】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項５】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項６】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍである、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項７】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍである、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項８】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍである、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項９】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均平方長さが約１２０〜４００μｍ２である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１０】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１１】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１２】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１３】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍである、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１４】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１５】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均直径が約２９ｎｍであり、標準偏差が４〜５ｎｍの範囲である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１６】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１７】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１８】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍである、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項１９】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項２０】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の透明導体。
【請求項２１】
金属塩と還元剤を含む反応溶液から金属ナノワイヤを成長させる工程を包含する方法であって、前記成長させる工程が、
前記反応溶液中の前記金属塩と前記還元剤の第１の部分を第１の時間反応させる工程、及び
前記反応溶液中の前記金属塩の０．１％ｗ／ｗ未満のほぼ一定の濃度を維持しながら、前記金属塩の第２の部分を第２の時間にわたって徐々に添加する工程
を包含する、方法。
【請求項２２】
前記金属ナノワイヤが銀ナノワイヤであり、前記金属塩が硝酸銀であり、前記還元剤がプロピレングリコール又はエチレングリコールである、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記反応溶液中の前記金属塩と前記還元剤の第１の半分を前記第１の時間反応させる工程が、
前記金属塩の前記第１の部分の一部をアンモニウム塩と一緒に添加する工程、及び
前記金属塩の前記第１の部分の残りを添加する工程
を包含する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下である、複数の前記導電性ナノ構造体と、
粘度調整剤と、
界面活性剤と、
分散流体と
を含む、インク組成物。
【請求項２５】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下である、請求項２４に記載のインク組成物。
【請求項２６】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍである、請求項２４に記載のインク組成物。
【請求項２７】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍである、請求項２６に記載のインク組成物。
【請求項２８】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍである、請求項２４に記載のインク組成物。
【請求項２９】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均平方長さが約１２０〜４００μｍ２である、請求項２４に記載のインク組成物。
【請求項３０】
アスペクト比が少なくとも１０である導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、複数の前記導電性ナノ構造体と、
粘度調整剤と、
界面活性剤と、
分散流体と
を含む、インク組成物。
【請求項３１】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、請求項３０に記載のインク組成物。
【請求項３２】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、請求項３０に記載のインク組成物。
【請求項３３】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が直径約２０から４０ｎｍである、請求項３０に記載のインク組成物。
【請求項３４】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、請求項３０に記載のインク組成物。
【請求項３５】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均直径が約２９ｎｍであり、標準偏差が４〜５ｎｍの範囲である、請求項３０に記載のインク組成物。
【請求項３６】
複数の導電性ナノ構造体と、
粘度調整剤と、
界面活性剤と、
分散流体と
を含むインク組成物であって、
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が長さ５５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が直径５５ｎｍ以下である、インク組成物。
【請求項３７】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から５０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が直径約１５から５０ｎｍである、請求項３６に記載のインク組成物。
【請求項３８】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約５から３０μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９５％超が長さ約２０から４０ｎｍである、請求項３６に記載のインク組成物。
【請求項３９】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均長さが約１０〜２２μｍであり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の平均直径が約２６〜３２ｎｍであり、標準偏差が４〜６ｎｍの範囲である、請求項３６に記載のインク組成物。
【請求項４０】
アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が長さ４５μｍ以下であり、アスペクト比が少なくとも１０である前記導電性ナノ構造体の９９％超が直径４５ｎｍ以下である、請求項３６に記載のインク組成物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２０１３−５１７６０３（Ｐ２０１３−５１７６０３Ａ）
【公表日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４９１１３（Ｐ２０１２−５４９１１３）
【出願日】平成２３年１月１４日（２０１１．１．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２１３０３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８８３２３
【国際公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（５１０２３０７４６）カンブリオス テクノロジーズ コーポレイション (9)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１４日（２０１１．１．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２１３０３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８８３２３
【国際公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（５１０２３０７４６）カンブリオス テクノロジーズ コーポレイション (9)
【Ｆターム（参考）】
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