CN104969282A - 导电性膜、具备其的显示装置及导电性膜的评价方法 - Google Patents

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Abstract

导电性膜包括透明基体及具有配线图案的导电部,对于配线图案而言,在至少一视点处,在根据规定数据的峰值频率及峰值强度、与另一规定数据的峰值频率及峰值强度而分别算出的云纹的频率及强度中,根据云纹评价值而算出的云纹评价指标为规定值以下,上述云纹评价值是使人类的视觉响应特性对应于观察距离来作用于根据显示单元的显示分辨率而规定的云纹的最高频率以下的各云纹的频率中的云纹的强度所获得。

Description

导电性膜、具备其的显示装置及导电性膜的评价方法
技术领域
本发明涉及一种导电性膜(film)、具备其的显示装置及导电性膜的评价方法,上述导电性膜具备网孔图案(mesh pattern),所述网孔图案是在网状透明导电膜的网状配线图案(以下也称作网孔图案)的设计中,通过将电极等导电性配线考虑在内来进行设计,从而使被视觉辨认到的云纹(moire)的频率/强度处于规定的频率/强度范围内。
背景技术
作为设置于显示装置(以下也称作显示器(display))的显示单元(unit)上的导电性膜,例如可列举电磁波屏蔽(shield)用的导电性膜或触摸屏(touch panel)用的导电性膜等(例如参照专利文献1及专利文献2)。
在本申请人申请的专利文献1中,例如揭示有:自动选定由第2图案数据而生成的第2图案,所述第2图案数据是显示器的像素阵列图案(例如黑矩阵(black matrix)(以下也称作BM)图案)等第1图案及例如电磁波屏蔽图案等第2图案各自的图案数据(pattern data)的二维傅立叶频谱(Two Dimensional Fourier Spectrum,2DFFTSp)的频谱峰值(spectrum peak)间的相对距离超过规定的空间频率例如8cm-1的图案数据。
再者,专利文献1中还揭示有:在上述相对距离未超过规定的空间频率的情况下,反复进行使第2图案数据的旋转角度、间距(pitch)、图案宽度中的任一个以上发生变化而生成新的第2图案数据的操作,直至上述相对距离超过规定的空间频率为止。
如此,在专利文献1中,可自动选定能抑制云纹的产生,且也可避免表面电阻率的增大或透明性的劣化的电磁波屏蔽图案。
另一方面,在本申请人申请的专利文献2中,作为具有包含多个多边形状的网的网孔图案的透明导电膜,揭示有以如下方式形成有网孔图案的透明导电膜,即:关于各网的重心频谱,比规定的空间频率、例如人类的视觉响应特性相当于最大响应的5%的空间频率高的空间频带侧的平均强度,大于比规定的空间频率低的空间频带侧的平均强度。
如此,在专利文献2中,可提供如下的透明导电膜,其能减轻因图案引起的噪声(noise)粒状感,可大幅提高观察对象物的视觉辨认度,并且在裁切后仍具有稳定的通电性能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2009-117683号公报
专利文献2:日本专利特开2011-216379号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,专利文献1是如下所述的技术,即,在生成导电性膜的配线图案时,仅根据显示器的BM(黑矩阵)/配线图案的频率信息来控制云纹频率,从而提供视觉辨认度优异的配线图案,但由于仅依存于频率来判定云纹会/不会被视觉辨认到,因此即使是在专利文献1中判定为云纹不会被视觉辨认到的频率的情况下,由于人对云纹的察觉不仅受到频率的影响,还会受到强度的影响,因而有时会因强度而视觉辨认到云纹,从而存在云纹的视觉辨认度未被充分提高的问题。尤其,当将专利文献1中揭示的技术适用于触摸屏用的导电性膜时,还存在如下问题,即,因被人的手指等按压,而在BM/配线图案间产生微妙的变形,从而助长因强度导致云纹被视觉辨认到的现象,从而存在云纹的视觉辨认度的提高不够充分的问题。
而且,专利文献2中,关于透明导电膜的网孔图案的各网的重心频谱,使人类视觉的响应特性急剧下降的、比规定的空间频率高的中空间频带至高空间频带中的平均强度,高于人类视觉的响应特性高的低空间频带中的平均强度,由此来减少人类在视觉上感觉到的噪声感,但存在如下问题,即,其不过是谋求透明导电膜的网孔图案自身的噪声感的减少,而未抑制显示器的BM图案与透明导电膜的网孔图案之间产生的云纹以提高云纹的视觉辨认度。
本发明的目的在于,消除上述现有技术的问题,提供一种导电性膜、具备所述导电性膜的显示装置及导电性膜的评价方法,所述导电性膜即使对于不同分辨率的显示装置,而且,无论观察距离如何,均可抑制云纹的产生,从而可大幅提高显示单元的显示画面的视觉辨认度。
而且,本发明的目的在于提供一种导电性膜、具备所述导电性膜的显示装置及导电性膜的评价方法,所述导电性膜尤其在将具有配线的透明导电性膜用作触摸屏用电极时,即使对于不同分辨率的显示装置,而且,无论观察距离如何,均可抑制将导电性膜重叠于显示装置的显示单元的黑矩阵而进行视觉辨认时成为大的画质障碍的云纹的产生,从而可大幅提高触摸屏上的显示的视觉辨认度。
而且,除了上述目的以外,本发明的目的还在于提供一种导电性膜、具备所述导电性膜的显示装置及导电性膜的评价方法,所述导电性膜无论显示装置的显示单元的黑矩阵是具有对称性的,抑或是具有非对称性的,在将导电性膜重叠于黑矩阵而进行视觉辨认时均可抑制云纹的产生,从而可大幅提高触摸屏上的显示的视觉辨认度。
解决问题的技术手段
作为达成上述目的的1个技术,本申请人已在日本专利特愿2012-082711号说明书中提出具备下述配线图案的导电性膜,即,算出显示器的像素矩阵及网孔图案的空间频率峰值,且通过将以各空间频率峰值差值、峰值强度积算值所获得的云纹的二维频率频谱及强度与视觉传达函数进行卷积而算出的评价值满足规定值。
然而,为了实现达成上述目的的进一步的技术,本申请人进而反复专心研究,结果发现,实际上在显示器上被视觉辨认到的云纹的空间频带视显示器而不同,但在所述技术中,此情况未被考虑在内。而且,本申请人发现,若只有依存于显示器分辨率(90dpi(每英寸点数)左右至500dpi左右)才能定义特定的评价值以内的云纹,则难以对于分辨率来普遍地改善云纹视觉辨认度。换言之,本申请人发现,在所述技术中存在如下的技术课题,即,高分辨率显示器本应为有利的设计(通过高频来消除云纹),但现实中并不能如此那样一概而言。
其结果,本申请人基于这些见解发现,所述技术课题在于所使用的评价值,从而完成本发明。
为了达成上述技术的课题,本发明的第1方案的导电性膜设置于显示装置的显示单元上,上述导电性膜的特征在于包括:透明基体;以及导电部,形成于透明基体的至少一个面上,且包含多根金属细线,导电部具有由多根金属细线形成为网状且排列有多个开口部的配线图案,配线图案重叠于显示单元的像素阵列图案,对于配线图案而言,在根据所述配线图案的透过率图像数据的二维傅立叶频谱的多个频谱峰值的峰值频率及峰值强度、与像素阵列图案的透过率图像数据的二维傅立叶频谱的多个频谱峰值的峰值频率及峰值强度而分别算出的云纹的频率及强度中,根据云纹的评价值而算出的云纹的评价指标为规定值以下,所述云纹的评价值是使人类的视觉响应特性对应于观察距离来作用于根据显示单元的显示分辨率而规定的云纹的最高频率以下的各云纹的频率中的云纹的强度所获得。
为了达成上述目的,本发明的第2方案的显示装置的特征在于包括:显示单元;以及上述第1方案的导电性膜,设置于所述显示单元上。
而且,为了达成上述目的,本发明的第3方案的导电性膜的评价方法中,所述导电性膜被设置于显示装置的显示单元上,且具有由多根金属细线形成为网状且排列有多个开口部的配线图案,上述导电性膜的评价方法的特征在于,获取配线图案的透过率图像数据、与重叠有配线图案的显示单元的像素阵列图案的透过率图像数据,对配线图案的透过率图像数据及像素阵列图案的透过率图像数据进行二维傅立叶变换,算出配线图案的透过率图像数据的二维傅立叶频谱的多个频谱峰值的峰值频率及峰值强度、与像素阵列图案的透过率图像数据的二维傅立叶频谱的多个频谱峰值的峰值频率及峰值强度,根据以此方式算出的配线图案的峰值频率及峰值强度与像素阵列图案的峰值频率及峰值强度,分别算出云纹的频率及强度,从以此方式算出的云纹的频率及强度中,选出具备根据显示单元的显示分辨率而规定的云纹的最高频率以下的频率的云纹,使人类的视觉响应特性对应于观察距离而作用于以此方式选出的各云纹的频率中的云纹的强度,从而分别获得云纹的评价值,根据以此方式获得的多个云纹的评价值来算出云纹的评价指标,对以此方式算出的云纹的评价指标为规定值以下的导电性膜进行评价。
在上述第1方案、第2方案及第3方案中,规定值可为-1.75,
评价指标以常用对数计优选为-1.75以下,进而优选为-1.89以下,更优选为-2.05以下,最优选为-2.28以下。
而且,云纹的最高频率优选为在将显示单元的显示间距设为p(μm)时,以1000/(2p)而给出。
而且,云纹的评价值优选为通过如下方式而求出,对于云纹的频率及强度,将作为视觉响应特性的与观察距离相应的视觉传达函数以卷积积分进行加权。
而且,视觉传达函数优选为以下述式(1)而给出的能见度函数S(u)。
[数1]
S ( u ) = 5200 e - 0.0016 u 2 ( 1 + 100 / L ) 0.08 ( 1 + 144 X o 2 + 0.64 u 2 ) ( 63 L 0.83 + 1 1 - e - 0.02 u 2 ) . . . ( 1 )
此处,u为空间频率(周期/度(cycle/deg)),L为亮度(烛光/平方毫米(cd/mm2)),X0为观察距离处的显示单元的显示面的视角(度(deg)),X0 2是在观察距离处显示面所形成的立体角(球面度(steradian,sr))。
而且,优选为,云纹的评价指标是使用对应于观察距离而对1个云纹的频率进行加权所得的多个云纹的评价值中最差的评价值而算出,而且,优选为,云纹的评价指标是使针对1个云纹的频率而选择的最差的评价值对于所有云纹的频率进行合计所得的合计值。
而且,优选为,云纹的频率是以配线图案的峰值频率与像素阵列图案的峰值频率的差值而给出,云纹的强度是以配线图案的峰值强度与像素阵列图案的峰值强度的积而给出。
而且,优选为,为了使视觉响应特性发挥作用而选择的云纹是云纹的强度具备-4以上的强度且具备最高频率以下的频率的云纹。
而且,优选为,峰值强度是峰值位置周边的多个像素内的强度的合计值,而且,优选为,峰值强度是峰值位置周边的7×7像素内的上位5位为止的强度的合计值。
而且,优选为,峰值强度是利用配线图案及像素阵列图案的透过率图像数据而标准化的。
而且,优选为,像素阵列图案为黑矩阵图案。
而且,优选为,当像素阵列图案的二维傅立叶频谱的多个频谱峰值的峰值强度为对称时,配线图案具备对称的图案形状。
而且,优选为,当像素阵列图案的二维傅立叶频谱的多个频谱峰值的峰值强度为非对称时,配线图案具备非对称的图案形状。
发明的效果
如以上所说明,根据本发明,可抑制云纹的产生,从而可大幅提高视觉辨认度。
尤其,根据本发明,当计算不会被视觉辨认到的云纹评价值时,将显示器等显示装置的分辨率考虑在内,因此对于分辨率不同的显示装置,可通用地改善云纹视觉辨认度。而且,根据本发明,设置有依存于观察距离的评价函数,因此能以高精度的评价指标来评价云纹视觉辨认度,可实现云纹的排序,无论观察距离如何,均可大幅提高视觉辨认度。
即,在本发明中,算出由显示装置的像素阵列图案及导电性膜的配线图案的频率分析而获得的云纹频率/强度,将显示装置的分辨率及观察距离考虑在内,以视觉辨认度优异的方式来对算出的云纹的强度、频率进行数值限定,因此无论显示装置的分辨率及观察距离如何,均可消除因云纹的产生而造成的画质障碍,获得优异的视觉辨认度。
尤其,根据本发明,当使用导电性膜作为触摸屏用电极时,无论显示装置的分辨率及观察距离如何,均可抑止云纹,从而可大幅提高触摸屏上的显示的视觉辨认度,上述云纹在将导电性膜重叠于显示装置的显示单元的黑矩阵而进行视觉辨认时成为大的画质障碍。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的第1实施方式的导电性膜的一例的平面图。
图2是图1所示的导电性膜的示意局部剖面图。
图3是本发明的第2实施方式的导电性膜的一例的示意局部剖面图。
图4是表示适用本发明的导电性膜的显示单元的一部分的像素阵列图案的一例的概略说明图。
图5是装入有图3所示的导电性膜的显示装置的一实施例的概略剖面图。
图6是表示本发明的导电性膜的配线评价方法的一例的流程图。
图7(A)是表示适用本发明的导电性膜的显示单元的像素阵列图案的一例的概略说明图,图7(B)是表示重叠于图7(A)的像素阵列图案的导电性膜的配线图案的一例的概略说明图,图7(C)是图7(A)的像素阵列图案的局部放大图,图7(D)是在图7(C)中仅利用G通道(channel)的子像素时的像素阵列图案的示意说明图。
图8(A)是表示适用本发明的导电性膜的显示单元的像素阵列图案的另一例的示意局部放大说明图,图8(B)是在图8(A)中仅利用G通道的子像素时的像素阵列图案的示意说明图。
图9(A)及图9(B)是分别表示图7(A)所示的像素阵列图案及图7(B)所示的配线图案的各透过率图像数据的二维傅立叶频谱的强度特性的图。
图10是表示图7(A)所示的显示单元的像素阵列图案的频率峰值位置的图表。
图11(A)是说明输入图案图像的频率峰值位置的图表,图11(B)是说明频率峰值位置的峰值强度的计算的图表。
图12(A)及图12(B)是分别以曲线及柱表示二维傅立叶频谱的强度特性的一例的图表及柱状图。
图13是示意性地表示因图7(A)所示的像素阵列图案与图7(B)所示的配线图案的干涉而产生的云纹频率及云纹的强度的概略说明图。
图14是示意性地表示本发明的另一实施方式的导电性膜的一例的局部剖面图。
图15是示意性地表示本发明的另一实施方式的导电性膜的一例的局部放大平面图,是表示其网孔图案的多个断线部的一例的示意图。
图16(A)、图16(B)、图16(C)及图16(D)是分别表示在实施例中使用的配线图案的一例的概略说明图,图16(E)、图16(F)及图16(G)是分别用于说明图16(A)、图16(B)及图16(D)所示的配线图案的局部放大图。
图17是示意性地表示本发明的导电性膜的配线图案的另一例的平面图。
图18(A)、图18(B)、图18(C)是表示适用本发明的导电性膜的显示单元的像素阵列图案的一例的概略说明图,图18(B)是说明图18(A)的像素阵列图案图像的频率峰值位置的图表,图18(C)是图18(B)的放大图表,是叠加表示重叠于图18(A)的像素阵列图案的导电性膜的网孔图案的一例的频率峰值的图表。
图19(A)、图19(B)、图19(C)是表示适用本发明的导电性膜的显示单元的像素阵列图案的另一例的概略说明图,图19(B)是说明图19(A)的像素阵列图案图像的频率峰值位置的图表,图19(C)是图19(B)的放大图表,是叠加表示重叠于图19(A)的像素阵列图案的导电性膜的网孔图案的一例的频率峰值的图表。
具体实施方式
以下,参照附图所示的优选的实施方式来详细说明本发明的导电性膜及导电性膜的评价方法。
以下,对于本发明的导电性膜,以触摸屏用的导电性膜作为代表例来进行说明,本发明并不限定于此,只要是设置于液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)、等离子体显示器(Plasma Display Panel,PDP)、有机电致发光显示器(Organic ElectroLuminescence Display,OELD)或无机电致发光显示器等显示装置的显示单元上的导电性膜,则为任何的皆可,例如当然也可为电磁波屏蔽用的导电性膜等。
图1及图2是分别示意性地表示本发明的第1实施方式的导电性膜的一例的平面图及其示意局部剖面图。
如这些图所示,本实施方式的导电性膜10是设置于显示装置的显示单元上的,是具备相对于显示单元的黑矩阵(Black Matrix,BM)而在抑制云纹产生的方面优异的配线图案,尤其具备在重叠于BM图案时相对于BM图案而在云纹的视觉辨认度方面经最佳化的配线图案的导电性膜,所述导电性膜10具有:透明基体12;导电部16,形成于透明基体12的一个面(图2中的上侧的面)且包含多根金属制的细线(以下称作金属细线)14;以及保护层20,以包覆金属细线14的方式,经由接着层18而粘结于导电部16的大致整个面。
透明基体12包含具有绝缘性且透光性高的材料,例如可列举树脂、玻璃(glass)、硅(silicon)等材料。作为树脂,例如可列举聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚苯乙烯(polystyrene,PS)等。
导电部16包含导电层28,所述导电层28具有网形状的配线图案24,所述网形状的配线图案24是由金属细线14及邻接的金属细线14间的开口部22构成。金属细线14只要是导电性高的金属制的细线,则并无特别限制,例如可列举包含金(Au)、银(Ag)或铜(Cu)的线材等。考虑到视觉辨认度的观点,金属细线14的线宽越细越佳,但例如只要为30μm以下即可。再者,在触摸屏用途中,金属细线14的线宽优选为0.1μm以上、15μm以下,进而优选为1μm以上、9μm以下,更优选为2μm以上、7μm以下。
详细而言,导电部16具有将多根金属细线14排列成网状的配线图案24。在图示例中,开口部22的网形状为菱形,但本发明并不限定于此,只要可构成相对于后述的规定的BM图案而云纹视觉辨认度经最佳化的配线图案24,且只要为具有至少3边的多边形状,则为任何形状皆可,而且,既可为相同的网形状,也可为不同的网形状,例如可列举正三角形、等腰三角形等三角形;正方形(正方格子:参照后述的图16(D))、长方形、平行四边形(参照后述的图17)等四边形(矩形);五边形;或者六边形(正六边形:参照后述的图16(B)及图16(C))等相同或不同的多边形等。即,只要是相对于规定的BM图案而云纹视觉辨认度经最佳化的配线图案,则既可为通过有规则的开口部22的排列而构成的配线图案,也可为通过不同形状的开口部22的排列而无规则(random)化的配线图案。
而且,配线图案24的开口部22的网形状既可为对称,也可为非对称。再者,网形状的非对称性可通过如下方式来定义,即,在xy二维坐标上,已定义x轴及y轴的一个时,相对于x轴或y轴的至少一个为非对称。
例如,在为非对称图案的平行四边形的网形状中,如图17所示,当将平行四边形的各边的间距设为p1、p2,将平行四边形的各边相对于y轴的倾斜角度设为θ1、θ2时,只要满足p1≠p2或θ1≠θ2中的至少一个即可,但更优选为满足两个。在图示例的非对称图案的平行四边形的网形状中,p1≠p2且θ1=θ2。
即使在为非对称图案的其他多边形的网形状的情况下,只要根据间距及倾斜角度的至少一个不同的情况来进行定义即可。
而且,在配线图案24中,也可如后述的图14所示那样加入断线(断裂(break))。作为此种具有断裂的网状配线图案的形状,可适用本申请人申请的日本专利特愿2012-276175号说明书中记载的导电性膜的网状配线图案的形状。
作为接着层18的材料,可列举湿式层叠(wet laminate)接着剂、干式层叠(dry laminate)接着剂、或热熔(hot melt)接着剂等。
保护层20是与透明基体12同样地,包含包括树脂、玻璃、硅的透光性高的材料。优选为,保护层20的折射率n1等于透明基体12的折射率n0,或者为与此相近的值。此时,透明基体12相对于保护层20的相对折射率nr1为接近1的值。
此处,本说明书中的折射率是指波长589.3nm(钠的D线)的光的折射率,例如对于树脂,以作为国际标准规格的ISO(国际标准化组织)14782:1999(对应于JIS(日本工业规格)K 7105)来定义。而且,透明基体12相对于保护层20的相对折射率nr1以nr1=(n1/n0)来定义。此处,相对折射率nr1只要处于0.86以上、1.15以下的范围内即可,更优选为0.91以上、1.08以下。
通过将相对折射率nr1的范围限定于所述范围内,以控制透明基体12与保护层20的构件间的光的透过率,从而可进一步提高、改善云纹的视觉辨认度。
上述第1实施方式的导电性膜10仅在透明基体12的一个面上具有导电部16,但本发明并不限定于此,也可在透明基体12的两面具有导电部。
图3是表示本发明的第2实施方式的导电性膜的一例的示意局部剖面图。再者,图3所示的此第2实施方式的导电性膜的平面图与图1所示的此第1实施方式的导电性膜的平面图相同,因此,此处省略。
如所述图3所示,此第2实施方式的导电性膜11具有:第1导电部16a及虚设(dummy)电极部26,形成于透明基体12的一个(图3的上侧的)面上;第2导电部16b,形成于透明基体12的另一(图3的下侧的)面上;第1保护层20a,经由第1接着层18a而接着于第1导电部16a及虚设电极部26的大致整个面;以及第2保护层20b,经由第2接着层18b而接着于第2导电部16b的大致整个面。
在导电性膜11中,第1导电部16a及虚设电极部26分别包含多根金属细线14,且均在透明基体12的一个(图3的上侧的)面上作为导电层28a而形成,第2导电部16b包含多根金属细线14,且在透明基体12的另一(图3的下侧的)面上作为导电层28b而形成。此处,虚设电极部26是与第1导电部16a同样地,形成在透明基体12的一个(图3的上侧的)面上,但如图示例那样,包含在与形成于另一(图3的下侧的)面上的第2导电部16b的多根金属细线14对应的位置同样地排列的多根金属细线14。
虚设电极部26是与第1导电部16a隔开规定间隔而配置,且处于与第1导电部16a电性绝缘的状态下。
在本实施方式的导电性膜11中,在透明基体12的一个(图3的上侧的)面上,还形成有虚设电极部26,所述虚设电极部26包含与形成于透明基体12的另一(图3的下侧的)面上的第2导电部16b的多根金属细线14对应的多根金属细线14,因此可控制透明基体12的一个(图3的上侧的)面上的因金属细线造成的散射,从而可改善电极视觉辨认度。
此处,导电层28a的第1导电部16a及虚设电极部26具有由金属细线14及开口部22构成的网状的配线图案24。而且,导电层28b的第2导电部16b是与第1导电部16a同样地,具有由金属细线14及开口部22构成的网状的配线图案24。如上所述,透明基体12包含绝缘性材料,第2导电部16b处于与第1导电部16a及虚设电极部26电性绝缘的状态下。
再者,第1导电部16a、第2导电部16b及虚设电极部26分别可由与图2所示的导电性膜10的导电部16同样的材料同样地形成。
第1保护层20a以包覆第1导电部16a及虚设电极部26各自的金属细线14的方式,通过第1接着层18a而接着于包含第1导电部16a及虚设电极部26的导电层28a的大致整个面上。
而且,第2保护层20b以包覆第2导电部16b的金属细线14的方式,通过第2接着层18b而接着于包含第2导电部16b的导电层28b的大致整个面上。
此处,第1接着层18a及第2接着层18b分别可由与图2所示的导电性膜10的接着层18同样的材料同样地形成,但第1接着层18a的材质与第2接着层18b的材质既可相同,也可不同。
而且,第1保护层20a及第2保护层20b分别可由与图2所示的导电性膜10的保护层20同样的材料同样地形成,但第1保护层20a的材质与第2保护层20b的材质既可相同,也可不同。
第1保护层20a的折射率n2及第2保护层20b的折射率n3均与上述第1实施方式的导电膜10的保护层20同样,为等于透明基体12的折射率n0或接近所述折射率n0的值。此时,透明基体12相对于第1保护层20a的相对折射率nr2及透明基体12相对于第2保护层20b的相对折射率nr3均为接近1的值。此处,折射率及相对折射率的定义如同上述第1实施方式中的定义。因此,透明基体12相对于第1保护层20a的相对折射率nr2以nr2=(n2/n0)来定义,透明基体12相对于第1保护层20b的相对折射率nr3以nr2=(n3/n0)来定义。
此处,相对折射率nr2及相对折射率nr3与上述的相对折射率nr1同样,只要处于0.86以上、1.15以下的范围内即可,更优选为0.91以上、1.08以下。
再者,通过将相对折射率nr2及相对折射率nr3的范围限定为所述范围,从而可与相对折射率nr1的范围的限定同样地,进一步提高云纹的视觉辨认度。
上述的本发明的第1实施方式的导电性膜10及第2实施方式的导电性膜11例如适用于在图4中示意性地表示一部分的显示单元30(显示部)的触摸屏,至少在一视点处,具备相对于显示单元30的像素阵列图案、即相对于黑矩阵(以下也称作BM)图案而在云纹视觉辨认度方面经最佳化的配线图案。再者,本发明中,相对于BM(像素阵列)图案而在云纹视觉辨认度方面经最佳化的配线图案是指:至少在一视点处,相对于规定的BM图案而云纹不会被人类的视觉察觉到的1或2以上的1群配线图案。再者,本发明中,在经最佳化的2以上的1群配线图案中,可自最不会被察觉到的配线图案直至难以被察觉到的配线图案为止进行排序,还可确定最不会被察觉到云纹的1个配线图案。
再者,对于配线图案相对于规定的BM图案的云纹视觉辨认度的最佳化,将在后文进行叙述。
本发明的导电性膜基本以如上方式构成。
图4是示意性地表示适用本发明的导电性膜的显示单元的一部分像素阵列图案的一例的概略说明图。
如图4中表示其一部分那样,在显示单元30中,多个像素32呈矩阵(matrix)状地排列而构成规定的像素阵列图案。1个像素32是由3个子像素(红色子像素32r、绿色子像素32g及蓝色子像素32b)沿水平方向排列而构成。1个子像素呈在垂直方向上为纵长的长方形状,3个子像素32r、32g及32b设为相同或同样的长方形状。像素32在水平方向上的排列间距(水平像素间距Ph)与像素32在垂直方向上的排列间距(垂直像素间距Pv)设为大致相同。即,由1个像素32及包围所述1个像素32的黑矩阵(BM)34(图案材)构成的形状(参照以影线所示的区域36)为正方形。而且,1个像素32的纵横尺寸比(aspect ratio)并非为1,而是水平方向(横)的长度>垂直方向(纵)的长度。
再者,在图示例中,1个子像素(32r、32g、32b)的形状为长方形状,但本发明并不限定于此,例如也可为后述的图7(C)所示的端部有缺口的长方形状,还可如后述的图8(A)所示,为以规定角度而屈曲或弯折的纵长的带状,或者也可为弯曲的纵长的带状,而且,还可在端部具有缺口,所述缺口的形状也可为任何形状皆可,只要是现有公知的像素形状,则为任何形状皆可。
而且,像素间距(水平像素间距Ph及垂直像素间距Pv)也只要是与显示单元30的分辨率相应的间距,则为任何间距皆可,例如,可在84μm~264μm的范围内提高间距。
由图4可明确的是,由多个像素32各自的子像素32r、32g及32b所构成的像素阵列图案是由分别包围这些子像素32r、32g及32b的BM34的BM图案38来规定,将显示单元30与导电性膜10或导电性膜11重叠时产生的云纹是因显示单元30的BM34的BM图案38与导电性膜10或导电性膜11的配线图案24的干涉而产生,因此,严格而言,BM图案38是像素阵列图案的反转图案,但此处作为表示同样图案的情况进行处理。
当在具有由上述BM34构成的BM图案38的显示单元30的显示面板(panel)上,例如配置导电性膜10或导电性膜11时,导电性膜11的配线图案24相对于BM(像素阵列)图案38而在云纹视觉辨认度方面经最佳化,因此几乎没有像素32的排列周期与导电性膜10或导电性膜11的金属细线14的配线排列之间的空间频率的干涉,云纹的产生得以抑制。
再者,图4所示的显示单元30也可由液晶面板、等离子体面板、有机电致发光(electroluminescence,EL)面板、无机EL面板等显示面板构成。
接下来,对于装入有本发明的导电性膜的显示装置,参照图5来进行说明。图5中,作为显示装置40,举装入有本发明的第2实施方式的导电性膜11的投影型静电电容式触摸屏为代表例来进行说明,但本发明当然不限定于此。
如图5所示,显示装置40具有:显示单元30(参照图3),可显示彩色(color)图像和/或单色(monochrome)图像;触摸屏44,检测来自输入面42(箭头Z1方向侧)的接触位置;以及框体46,收容显示单元30及触摸屏44。经由框体46的一面(箭头Z1方向侧)上所设的大的开口部,用户(user)可对触摸屏44进行接触(access)。
触摸屏44除了上述导电性膜11(参照图1及图3)以外,还具备层叠于导电性膜11的一面(箭头Z1方向侧)上的罩(cover)构件48、经由电缆(cable)50而电性连接于导电性膜11的挠性(flexible)基板52、及配置于挠性基板52上的检测控制部54。
在显示单元30的一面(箭头Z1方向侧)上,经由接着层56而接着有导电性膜11。导电性膜11是使另一主面侧(第2导电部16b侧)相向于显示单元30而配置于显示画面上。
罩构件48包覆导电性膜11的一面,由此发挥作为输入面42的功能。而且,通过防止接触体58(例如手指或输入笔(stylus pen))的直接接触,可抑制划痕的产生或尘埃的附着等,可使导电性膜11的导电性变得稳定。
罩构件48的材质例如也可为玻璃、树脂膜。也可使罩构件48的一面(箭头Z2方向侧)在经氧化硅等涂布(coat)的状态下,密接于导电性膜11的一面(箭头Z1方向侧)。而且,为了防止因摩擦等造成的损伤,也可将导电性膜11及罩构件48予以贴合而构成。
挠性基板52是具备可挠性的电子基板。本图示例中,所述挠性基板52被固定于框体46的侧面内壁,但配设位置也可进行各种变更。检测控制部54构成下述电子电路,即,当使作为导体的接触体58接触(或接近)输入面42时,捕捉接触体58与导电性膜11之间的静电电容的变化,以检测其接触位置(或接近位置)。
适用本发明的导电性膜的显示装置基本上以如上方式构成。
接下来,对在本发明中,导电性膜的配线图案相对于显示装置的规定的BM图案的云纹视觉辨认度的及最佳化的程序进行说明。即,说明对在本发明的导电性膜中,以如下方式进行了最佳化的配线图案进行评价并确定的程序,即,至少在一视点处,相对于显示装置的规定的BM图案而云纹不会被人类的视觉察觉到。
图6是表示本发明的导电性膜的评价方法的一例的流程图。
本发明的导电性膜的配线图案的评价方法是:自通过使用显示装置的显示单元的BM(像素阵列)图案与导电性膜的配线图案的高速傅立叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)进行的频率分析而获得的云纹的频率、强度中,选出具备根据显示单元的显示分辨率而规定的云纹的最高频率以下的频率的云纹(频率、强度),使人类的视觉响应特性对应于观察距离而作用于所选出的各云纹的频率中的云纹的强度,而分别获得云纹的评价值,根据所获得的多个云纹的评价值算出云纹的评价指标,将算出的云纹的评价指标满足预先设定的条件的配线图案,评价并确定为以云纹不会被视觉辨认到的方式经最佳化的配线图案。本发明的所述方法中,对于云纹的频率/强度,一般利用FFT,但对象物的频率/强度会视利用方法而大幅变化,因此规定以下的程序。
此处,作为一个视点,考虑自正面观察显示装置的显示单元的显示画面的情况,但本发明并不限定于此,只要可提高自至少一个视点观察时的云纹的视觉辨认度,则自任一视点观察皆可。
在本发明的方法中,首先,作为程序1,进行BM图案及配线图案的各图像(透过率图像数据)的制作。即,如图6所示,在步骤(step)S10中,制作并获取图5所示的显示装置40的显示单元30的BM图案38(BM34)(参照图4)的透过率图像数据、与导电性膜60的配线图案62(金属细线14)(参照图7(B))的透过率图像数据。再者,当预先准备或存储有BM图案38的透过率图像数据与配线图案62的透过率图像数据时,也可自所准备或存储的数据中获取。
对于显示单元30的BM图案38,例如可如图7(A)及其局部放大图即图7(C)所示,每1个像素32设为包含RGB(红、绿、蓝)这3色的子像素32r、32g及32b的图案,但当利用单色时,例如当如图7(D)所示仅利用G通道的子像素32g时,R通道及B通道的透过率图像数据优选为设为0。在本发明中,作为BM34的图像数据,即,作为BM图案38的透过率图像数据,并不限定于如图7(C)所示那样具备BM34的大致长方形(有缺口)的开口(子像素32r、32g及32b)的,只要是可使用的BM图案,则也可不具备BM34的长方形的开口,还可指定使用具备任意形状的BM开口的BM图案。例如,如上所述,BM图案38并不限定于如图4及后述的图18(A)所示那样为单纯的长方形等矩形状的或者图7(A)所示的具备有缺口的长方形的开口的,也可如后述的图19(A)所示,使长方形的开口倾斜规定角度,还可如图8(A)所示,每1个像素32为包含具备以规定角度屈曲的带状开口的RGB这3色的子像素32r、32g及32b的图案,也可为具备弯曲的带状开口的或具备钩状的开口的。
再者,图8(B)与图7(D)同样,表示仅利用G通道的子像素32g的单色时的BM图案。后述的图18(A)及图19(A)也表示仅利用1通道、例如R通道的子像素32r的单色时的BM图案。
另一方面,导电性膜60的配线图案62例如可如图7(B)所示,采用成为配线的金属细线14相对于水平线而倾斜规定角度、例如小于45°[度]的角度的菱形图案,但如上所述,配线图案的开口的形状为任何形状皆可,例如也可为后述的图16(B)~图16(D)所示的正六边形或正方格子,当然,正方格子也可为倾斜45°[度]的正方格子。
再者,此处,当制作BM图案38的透过率图像数据时,将其分辨率例如设为作为高分辨率的12700dpi,并规定透过率图像数据的大小,例如,将像素大小设为最接近8193(像素)×8193(像素)的BM图案38的大小的整数倍。
而且,当制作配线图案62的透过率图像数据时,将其分辨率例如设为与BM图案38的分辨率相同的12700dpi,并规定透过率图像数据的大小,例如与BM图案38同样,将像素大小设为最接近8193(像素)×8193(像素)的配线图案62的大小的整数倍。
接下来,作为程序2,对于在程序1中制作的透过率图像数据,进行二维高速傅立叶变换(2DFFT(底数:2))。即,如图6所示,在步骤S12中,对于在步骤S10中制作的BM图案38及配线图案62的各透过率图像数据进行2DFFT(底数:2)处理,算出BM图案38及配线图案62的各透过率图像数据的二维傅立叶频谱的多个频谱峰值的峰值频率及峰值强度。此处,峰值强度是作为绝对值来进行处理。
此处,图9(A)及图9(B)是分别表示BM图案38及配线图案62的各透过率图像数据的二维傅立叶频谱的强度特性的图。
再者,在图9(A)及图9(B)中,白色部分的强度高,表示频谱峰值,因此根据图9(A)及图9(B)所示的结果,针对BM图案38及配线图案62分别算出各频谱峰值的峰值频率及峰值强度。即,图9(A)及图9(B)分别所示的BM图案38及配线图案62的二维傅立叶频谱的强度特性中频谱峰值在频率坐标上的位置、即峰值位置表示峰值频率,所述峰值位置处的二维傅立叶频谱的强度为峰值强度。
此处,BM图案38及配线图案62的各频谱峰值的峰值的频率及强度是以如下方式算出并获取。
首先,在获取峰值频率时,在峰值的算出时,自BM图案38及配线图案62的基本频率求出频率峰值。这是因为,进行2DFFT处理的透过率图像数据为离散值,因此峰值频率依存于图像大小的倒数。频率峰值位置如图10所示,能以独立的二维基本频率矢量(vector)成分为基础来组合地表示。因此,所获得的峰值位置当然呈格子状。
即,如图11(A)所示,BM图案38及配线图案62的频谱峰值在频率坐标fxfy上的位置、即峰值位置,是作为将图案间距的倒数(l/p(间距(pitch))作为格子间隔的频率坐标fxfy上的格子状点的位置而给出。
再者,图10是表示BM图案38的情况下的频率峰值位置的图表,配线图案62也可同样地求出。
另一方面,在获取峰值强度时,在上述峰值频率的获取时求出峰值位置,因此获取峰值位置所具备的二维傅立叶频谱的强度(绝对值)。此时,对数字数据(digital data)进行FFT处理,因此存在峰值位置跨及多个像素(像素(pixel))的情况(case)。例如,当二维傅立叶频谱的强度(Sp)特性是以图12(A)所示的曲线(模拟(analog)值)来表示时,经数字处理的相同的二维傅立叶频谱的强度特性是以图12(B)所示的柱状图(数字值)来表示,但图12(A)所示的二维傅立叶频谱的强度的峰值P在对应的图12(B)中将跨及2个像素。
因此,当获取存在于峰值位置的强度时,如图11(B)所示,优选为将包含峰值位置周边的多个像素的区域内的多个像素的频谱强度自其上位算起的多点、例如7×7像素的区域内的像素的频谱强度自其上位算起的5点的强度(绝对值)的合计值设为峰值强度。
此处,优选为,所获得的峰值强度以图像面积(图像大小)而标准化。上述的示例中,优选为预先以8192×8192而标准化(帕塞瓦尔定理(Parseval′s theorem))。
接下来,作为程序3,进行云纹的频率及强度的计算。即,如图6所示,在步骤S14中,根据在步骤S12中算出的BM图案38及配线图案62的两二维傅立叶频谱的峰值频率及峰值强度,分别算出云纹的频率及强度。再者,此处,峰值强度及云纹的强度也是作为绝对值来进行处理。
在实空间中,云纹原本是因配线图案62与BM图案38的透过率图像数据的相乘而引起,因此在频率空间中进行两个的卷积积分(卷积(convolution))。然而,在步骤S12中,算出了BM图案38及配线图案62的两二维傅立叶频谱的峰值频率及峰值强度,因此可求出两个各自的频率峰值彼此的差值(差的绝对值),将求出的差值作为云纹的频率,求出两个组合而成的两组矢量强度的积,并将求出的积作为云纹的强度(绝对值)。
此处,图9(A)及图9(B)分别所示的BM图案38及配线图案62这两个的二维傅立叶频谱的强度特性中各自的频率峰值彼此的差值,在将两个的二维傅立叶频谱的强度特性重合而获得的强度特性中,相当于两个各自的频谱峰值在频率坐标上的峰值位置间的相对距离。
再者,BM图案38及配线图案62的两二维傅立叶频谱的频谱峰值分别存在多个,因此其相对距离的值即频率峰值彼此的差值、即云纹的频率也会求出多个。因此,若两二维傅立叶频谱的频谱峰值存在多个,则求出的云纹的频率也为多个,求出的云纹的强度也为多个。
然而,若求出的云纹的频率中的云纹的强度弱,则云纹不会被视觉辨认到,因此优选为仅对将云纹的强度视为弱时的规定值或比所述规定值大的云纹、例如强度为-4以上的云纹进行处理。
而且,此处,在显示装置中,显示器分辨率已确定,因此显示器可显示的最高频率相对于所述分辨率而被确定。因此,具备比所述最高频率高的频率的云纹将不会被显示在所述显示器上,因此无须设为本发明中的评价对象。因而,可根据显示器分辨率来规定云纹的最高频率。此处,在本发明中应考虑的云纹的最高频率在将显示器的像素阵列图案的像素间距设为p(μm)时,可设为1000/(2p)。
根据以上所述,本发明中,在根据两二维傅立叶频谱的频谱峰值而求出的云纹的频率及强度中设为本发明中的评价对象的云纹,是云纹的频率为根据显示器分辨率而规定的云纹的最高频率1000/(2p)以下的频率的云纹,且是云纹的强度为-4以上的云纹。
再者,若两二维傅立叶频谱的频谱峰值存在多个,则求出的云纹的频率也为多个,从而计算处理须耗费时间。此种情况下,也可预先在两二维傅立叶频谱的频谱峰值中,分别将峰值强度较弱的除外,而仅选定一定程度的峰值强度的。此时,仅求出所选定的峰值彼此的差值,因此可缩短计算时间。
将以此方式求出的云纹频率及云纹的强度示于图13。图13是示意性地表示因图7(A)所示的像素阵列图案与图7(B)所示的配线图案的干涉所产生的云纹的频率及云纹的强度的概略说明图,也可称作图9(A)及图9(B)所示的二维傅立叶频谱的强度特性的卷积积分的结果。
在图13中,云纹的频率是由纵横轴上的位置来表示,云纹的强度是以灰色(gray)(无彩色)的浓淡来表示,色越浓,则表示云纹的强度越小,色越淡即越白,则表示云纹的强度越大。
接下来,作为程序4,求出云纹的评价指标,基于评价指标来进行配线图案的评价。
具体而言,首先,如图6所示,在步骤S16中,使由下述式(1)所示的人类的视觉响应特性对应于观察距离而作用于在步骤S14中获得的云纹的频率及强度(绝对值),即进行卷积积分而进行加权,算出对应于观察距离而进行了加权的多个云纹的评价值(副评价值)。即,将表示下述式(1)所示的人类的视觉响应特性的一例的视觉传达函数(Visual TransferFunction,VTF)卷积于云纹的频率、强度。
[数2]
S ( u ) = 5200 e - 0.0016 u 2 ( 1 + 100 / L ) 0.08 ( 1 + 144 X o 2 + 0.64 u 2 ) ( 63 L 0.83 + 1 1 - e - 0.02 u 2 ) . . . ( 1 )
此处,u为空间频率(周期/度),L为亮度(cd/mm2),X0为观察距离处的显示器的显示面的视角(度),X0 2是在观察距离处显示器的显示面所形成的立体角(sr)。
上述式(1)所示的视觉传达函数是以论文“人眼的对比灵敏度的公式”彼得G.J.巴腾,图像品质与系统效能,由三宅洋一、D.勒内·拉斯穆森编辑,国际光学工程学会-影像科学与科技(SPIE-IS&T)电子成像会刊,SPIE卷5294(c)2004 SPIE及IS&T·0277-786X/04/$15.00,第231页-第238页(″Formula for the contrast sensitivity of the human eye″Peter G.J.Barten,ImageQuality and System Performance,edited by Yoichi Miyake,D.RenéRasmussen,Proc.ofSPIE-IS&T Electronic Imaging,SPIE Vol.5294(c)2004SPIE and IS&T·0277-786X/04/$15.00,P.231-P.238)的第234页中记载的式(11)所表示的能见度函数(contrast sensitivity function,CFS)S(u)。
此上述式(1)被良好地用于反射系统中,而且,不同于本申请人的日本专利特愿2012-082711号说明书中记载的技术中所用的观察距离已固定的多利·肖函数(Dooley-Shawfunction),此上述式(1)在显示器之类的透过系统中也可适当地使用,因此可将观察距离考虑在内,且可将因显示器的发光亮度引起的灵敏度的差异考虑在内。
即,本发明中,对于所获得的1个云纹的频率,相对于多个观察距离而以利用下述式(1)求出的能见度(对比灵敏度:contrast sensitivity)S(u)来进行加权,求出相对于多个观察距离而进行了加权的多个云纹的评价值。
具体而言,例如当云纹的频率为f、强度为I时,若以各观察距离d,例如以通常用作触摸屏时存在可能性的150mm、200mm、250mm、300mm、400mm、500mm这6个观察距离d1~观察距离d6来进行卷积,并以依存于各观察距离d1~观察距离d6的系数S来进行加权,则可获得与各观察距离对应的I1至I6为止的6个评价值。
再者,本发明中,在上述式(1)中,对于自空间频率u(周期/度)的单位向(周期/毫米(cycle/mm))的单位的转换,当空间频率a(周期/度)是以空间频率b(cycle/mm)来表示时,若将观察距离设为d(mm),则能以式a=b·(π·d/180)来进行。
而且,亮度L(cd/mm2)只要使用显示器的亮度即可,例如只要设为云纹容易被视觉辨认到的通常的显示器的亮度等级(level)即500cd即可。
进而,观察距离d处的显示器的显示面的视角X0(度)只要以评价面积成为显示器的显示面的方式,依存于上述观察距离d来进行调整而求出即可,例如,只要以在用作触摸屏时云纹容易被视觉辨认到的评价面积为40mm×40mm的方式,依存于观察距离d来进行调整而求出即可。只要根据以此方式求出的X0而求出在观察距离d处显示器的显示面所形成的立体角X0 2(sr)即可。
接下来,如图6所示,在步骤S18中,为了算出用以代表云纹的频率为f时的评价值(代表评价值),算出在步骤S16中获得的且云纹的频率为f时的依存于多个(n)观察距离d1~观察距离dn的多个云纹的评价值I1~评价值In中最差的评价值,并设定为云纹的频率为f时的代表评价值。
即,本发明的评价指标的算出方法中,首先,必须求出以多个(n)观察距离d1~评价值dn进行卷积时的最差值,并设为云纹的频率f的代表评价值。
例如,在上述示例中,当云纹的频率为f、强度为I时,将以各观察距离,上述6个观察距离d1~观察距离d6进行卷积并以依存于各观察距离d1~观察距离d6的系数S进行加权所获得的6个评价值I1~评价值I6中的最差值,设为云纹的频率为f时的代表评价值。即,所述频率f的云纹的代表评价值能以max(最大值)(I1、I2、I3、I4、I5、I6)来确定。
如此,在步骤S18中,对于在步骤S14中获得的所有云纹的频率f,算出依存于多个(n)观察距离d1~观察距离dn的多个云纹的评价值I1~评价值In中的最差的评价值,并确定为所述云纹的频率为f时的云纹的代表评价值。
再者,在本发明中,之所以将依存于观察距离d的多个云纹的评价值中的最差的评价值设为云纹的代表评价值,是为了不依存于观察距离d来评价云纹的视觉辨认度,以求出经最佳化的虚线图案。
接下来,如图6所示,在步骤S20中,对在步骤S18中针对所述配线图案62的所有云纹的频率f而分别获得的所有云纹的代表评价值(在多个观察距离d处最差的评价值)进行合计,从而算出云纹的评价指标。并且,以常用对数来表示云纹的评价指标的值。即,求出云纹的评价指标的以常用对数计的值(常用对数值)。
接下来,如图6所示,在步骤S22中,若以此方式求出的所述配线图案62的云纹的评价指标的常用对数值为规定值以下,则将所述配线图案62评价为本发明的导电性膜60(10)的经最佳化的配线图案62(24),并设定为经最佳化的配线图案62(24),且作为本发明的导电性膜60(10)而进行评价。
再者,将云纹的评价指标的值以常用对数来限定为规定值以下的理由是:若大于规定值,则因重叠的配线图案与BM图案的干涉产生的云纹尽管微弱但仍会被视觉辨认到,被视觉辨认到的云纹会让目测的用户在意。若云纹的评价指标的值为规定值以下,则用户不会太过在意。
此处,规定值是对应于导电性膜及显示装置的性状,具体而言,是对应于配线图案62的金属细线14的线宽、开口部22的形状或其大小(间距等)或角度、2个导电层的配线图案的相位角(旋转角、偏移角)等、及BM图案38的形状或其大小(间距等)或配置角度等来适当设定,例如优选为以常用对数计为-1.75(以反对数计为10-1.75)以下。即,云纹的评价指标的值例如优选为以常用对数计为-1.75(以反对数计为10-1.75以下)以下,进而优选为以常用对数计为-1.89以下,更优选为以常用对数计为-2.05以下,最优选为以常用对数计为-2.28以下即可。
再者,详细情况后述,但对于多个配线图案62,以仿真样品(simulation sample)及实际样品求出云纹的评价指标,3名研究员通过目测来对因配线图案62与BM图案的干涉造成的云纹进行官能评价,若云纹的评价指标以常用对数计为-1.75以下,则即使因重叠的配线图案与BM图案的干涉而产生的云纹被视觉辨认到,也为几乎不会被人在意的等级以上,若以常用对数计为-1.89以下,则即使假设云纹被视觉辨认到,也为基本上不会被人在意的等级以上,若以常用对数计为-2.05以下,则为不会被人在意的等级以上,若以常用对数计为-2.28以下,则为完全不会被人在意的等级。
因此,本发明中,对于云纹的评价指标,作为优选的范围,以常用对数计而指定为-1.75(以反对数计为10-1.75)以下,作为进而优选的范围,以常用对数计而指定为-1.89以下,作为更优选的范围,以常用对数计而指定为-2.05以下,作为最优选的范围,以常用对数计而指定为-2.28以下。
当然,对应于配线图案62的金属细线14的线宽、开口部22的形状或其大小(间距或角度)或2个导电层的配线图案的相位角(旋转角、偏移角)等,而获得多个经最佳化的配线图案62,而云纹的评价指标的常用对数值小的为最佳的配线图案62,也可对多个经最佳化的配线图案62进行排序。
如此,本发明的导电性膜的配线评价方法结束,可制作如下所述的本发明的导电性膜,所述导电性膜即使重叠于显示装置的显示单元的BM图案也可抑制云纹的产生,且具备经最佳化的配线图案,所述配线图案即使对于不同分辨率的显示装置,而且,无论观察距离如何,云纹的视觉辨认度均优异。
再者,在上述图3所示的本发明的导电性膜11的示例中,在导电层28b中,未形成第2导电部16b以外的部分,但本发明并不限定于此,也可如图14所示的导电性膜11A那样,与导电层28a同样地,在与第1导电部16a的多根金属细线14对应的位置,设置与第2导电部16b电性绝缘的虚设电极部26。此时,可使导电层28a的配线图案24与导电层28b的配线图案24相同,从而可进一步改善电极视觉辨认度。
而且,在图14所示的示例中,导电层28a与导电层28b具备相同的配线图案24,且不偏移地重叠而形成1个配线图案24,但两导电层28a及导电层28b各自的配线图案只要满足本发明的评价基准,则既可重叠于偏移的位置,各配线图案自身也可不同。
而且,上述本发明的导电性膜具备包含连续的金属细线的网状配线图案,但本发明并不限定于此,如上所述,只要满足本发明的评价基准,则也可如本申请人申请的日本专利特愿2012-276175号说明书中记载的导电性膜的网状配线图案的图案形状那样,具备在金属细线中加入有断线(断裂)的网状配线图案。
图15是示意性地表示本发明的另一实施方式的导电性膜的另一例的局部放大平面图,是表示所述网孔图案的多个断线部的一例的示意图。再者,在图15中,为了便于理解,以粗线表示导电性膜的网状配线的网状配线图案中的电极配线图案,以细线表示虚设电极图案,但这些图案是由相同的不透明的金属细线所形成,在粗度上当然并无差异。
图15所示的导电性膜11B在图1所示的导电层28、图3所示的导电层28a、或图14所示的导电层28a及导电层28b中,分别具备包含多根金属细线14的网状配线21,详细而言,网状配线21具有以交叉的方式配设有双方向的多根金属细线14的配线图案,即,具有呈网状地排列有多根金属细线14的网状配线图案24。在图示例中,由配线图案24所形成的开口部22的网形状为菱形,可称作金刚石图案(diamond pattern)。
网状配线21具有:电极部23a,具备由多根金属细线14以连续的方式形成为网状的电极配线图案24a;以及虚设电极部(非电极部)23b,具备虚设电极(非电极)配线图案24b,所述虚设电极(非电极)配线图案24b是由多根金属细线同样地形成为网状,并具备多个断线部25,从而不连续,且所述虚设电极部(非电极部)23b与电极部23a绝缘。此处,电极部23a的电极配线图案24a与虚设电极部23b的虚设电极配线图案24b是在图示例中具备相同的网形状(菱形)的配线图案,两个合成为网状配线21的配线图案24。
再者,电极部23a是由图1所示的导电层28的导电部16、图3所示的导电层28a的第1导电部16a、图14所示的导电层28a及导电层28b各自的第1导电部16a及第2导电部16b所构成,虚设电极部(非电极部)23b是由图3及图14所示的虚设电极部26所构成。
此处,图示例的电极部23a的电极配线图案24a是构成X电极的电极图案,但本发明并不限定于此,只要是用于静电电容式触摸传感器(touch sensor)(面板)的电极图案,则为任何的皆可,例如也可为条状(strip)电极,条棒状(bar and strip)电极、菱形电极、雪花状(snowflake)电极等现有公知的电极图案。
在电极部23a中形成为网状的金属细线14不具备断线部25而连续,与此相对,在虚设电极部23b中形成为网状的金属细线14中,设置有多个断线部(切断部)25,从而附加有多个断线。在电极部23a中的金属细线14与虚设电极部23b中的金属细线14之间,必须设置有断线部25,电极部23a的金属细线14与虚设电极部23b的金属细线14被断开而不连续。即,虚设电极部23b与电极部23a电性绝缘。
根据以上所述,网状配线21的配线图案24成为包含多个断线部25的网孔图案。
此外,显示单元30的BM图案38的BM34的像素32的开口(子像素32r、32g、32b)的形状例如图4、图7(C)及图7(D)以及图18(A)所示,为长方形或大致长方形,当以其长边方向为y轴、短边方向为x轴的方式配置于xy二维坐标上时,BM34的空间频率特性具备对称或大致对称的峰值强度。
例如,如图18(A)所示,当BM34的像素32的开口(子像素32r)的形状为长方形时,BM图案38的频谱峰值的位置、即频率坐标fxfy上的BM34的峰值位置及峰值强度如图18(B)所示,相对于fx轴、fy轴分别对称。图中,峰值位置Pa、Pb、Pc及Pd的峰值强度Pa、Pb、Pc及Pd相同(Pa=Pb=Pc=Pd)。再者,在图18(B)中,原本在各格子点处具备某些峰值强度,但仅记载说明所需的部分,而省略其他部分。
如此,优选为,若BM的峰值强度分布左右对称,则如图18(C)中放大所示,重叠于BM图案38的导电性膜60(10、11)的配线网孔图案62(24)的频谱峰值的位置、即频率坐标fxfy上的网的峰值位置Pα、Pβ及峰值强度Pα、Pβ也相对于fx轴、fy轴而分别对称(左右对称:Pα=Pβ),因此,配线网孔图案62优选为对称(左右对称)网孔图案。其理由是:BM的峰值位置Pa、Pb与网的峰值位置Pα、Pβ之间的各距离Pa-Pα、Pb-Pβ表示云纹的频率,两个的频率峰值的矢量强度的积表示云纹的强度,但由于两个的云纹的频率及云纹的强度为相同或类似的值,因此可容易地根据这些云纹的频率及云纹的强度来求出云纹的评价指标,从而求出所求出的云纹的评价指标达到规定值(-1.75)以下的配线网孔图案62。
另一方面,当BM图案38的BM34的像素32的开口(子像素32r)的长方形的形状例如图19(A)所示,相对于y轴倾斜规定角度而同样地配置于xy二维坐标上时,BM34的空间频率特性具备非对称的峰值强度。
例如,如图19(A)所示,当BM34的像素32的开口(子像素32g)的形状为相对于y轴而倾斜规定角度的长方形时,BM图案38的频谱峰值的位置、即频率坐标fxfy上的BM34的峰值位置及峰值强度如图19(B)所示,相对于fx轴、fy轴分别为非对称。图中,峰值位置Pa及峰值位置Pd的峰值强度Pe及峰值强度Ph相同(Pe=Ph),峰值位置Pf及峰值位置Pg的峰值强度Pf及峰值强度Pg相同(Pf=Pg),但峰值位置Pe的峰值强度Pe与峰值位置Pf的峰值强度Pg的位置及强度均不同(Pf≠Pg)。再者,在图19(B)中,原本也在各格子点处具备某些峰值强度,但仅记载说明所需的部分,而省略其他部分。
如此,优选为,若BM的峰值强度分布为左右非对称,则如图19(C)中放大所示,重叠于BM图案38的导电性膜60的配线网孔图案62的频谱峰值的位置、即频率坐标fxfy上的网的峰值位置Pγ、Pδ及峰值强度Pγ、Pδ也相对于fx轴、fy轴而分别为非对称(左右非对称:Pγ≠Pδ),因此,优选为,配线网孔图案62为非对称(左右非对称)网孔图案。其理由是:BM的峰值位置Pe、Pf与网的峰值位置Pγ、Pδ之间的各距离Pe-Pγ、Pf-Pδ表示云纹的频率,两个的频率峰值的矢量强度的积表示云纹的强度,但BM的峰值强度Pe与峰值强度Pf不同,例如,当峰值强度Pf大于峰值强度Pe时,频谱强度相对于fx轴、fy轴分别不对称,因此若改变网的峰值位置Pγ、Pδ,换言之,若以图中左侧的云纹的频率fI(Pe-Pγ)与图中右侧的云纹的频率fII(Pf-Pδ)来改变频率,则会改善云纹的视觉辨认度。即,通过以网的峰值位置Pγ、Pδ左右非对称的方式,将配线网孔图案62设为非对称图案,从而可改善云纹的视觉辨认度。
如此,当BM的开口不左右对称时,在BM的空间频率特性具备非对称的峰值强度,即频谱强度相对于fx轴、fy轴分别不对称的情况下,通过使用左右非对称的网孔图案,可改善云纹的视觉辨认度。在此种情况下,当然也可根据所求出的云纹的频率及云纹的强度来求出云纹的评价指标,从而求出所求出的云纹的评价指标达到规定值(-1.75)以下的配线网孔图案62。
再者,当然,在本发明中,若依照本发明所求出的云纹的评价指标为规定值(-1.75)以下,则BM图案38既可为具备对称的峰值强度分布的图案,也可为具备非对称的峰值强度分布的图案,重叠于此种BM图案38的导电性膜60的配线图案62的峰值强度分布也既可为对称,也可为非对称,因而,网孔图案的图案形状也既可为对称,也可为非对称。
以下,基于实施例来具体说明本发明。
针对图8(A)所示的BM图案38,且对于具备图16(A)、图16(B)、图16(C)及图16(D)与图17所示的各种图案形状(开口部22的形状及大小不同)且金属细线14的线宽不同的多个配线图案62,在仿真样品及实际样品中,将配线图案62与BM图案38予以重叠,求出云纹的评价指标,并且由3名研究员通过目测来对因重叠的两个的干涉而产生的云纹进行官能评价。
将其结果示于表1~表4。
此处,官能评价结果是以1~6这6阶段来进行,若至少有1名研究员评价为视觉辨认到云纹而会在意,则评价为“会在意”而评价为1,若无研究员评价为1且至少有1名研究员评价为稍许视觉辨认到云纹而稍许在意,则评价为“稍许在意”而评价为2,若无研究员评价为1及2且有2名以上的研究员评价为几乎不会在意,则评价为“几乎不会在意”而评价为3,若有1名研究员评价为3且有2名研究员评价为不会在意,则评价为“基本不会在意”而评价为4,若有1名以上的研究员评价为不会在意且剩余的研究员评价为完全不会在意,则评价为“不会在意”而评价为5,若所有人评价为完全不会在意,则评价为“完全不会在意”而评价为6。
本实施例中的实施条件是显示器的亮度L设为500cd,观察距离d设为150mm、200mm、250mm、300mm、400mm、500mm这6个观察距离d1~观察距离d6,观察距离d处的显示器的显示面的视角X0(度)是以评价面积为40mm×40mm的方式,依存于观察距离d来调整而求出。
本实施例中所用的BM图案38是图8(B)所示的屈曲的带形状,G滤光器(filter)的子像素32g的形状,在长度方向的中央相对于图中水平方向而屈曲80°,带宽为48μm,长度在图中垂直方向上为92μm,1像素的形状(像素间距Ph×Pv)为168μm×168μm。
表1、表2及表3分别表示配线图案62的金属细线14的线宽为2μm、4μm及6μm时的实施例及比较例,表4表示配线图案62的金属细线14的线宽为2μm、4μm及6μm时的实施例。
此处,表1所示的实施例1~实施例10均是金属细线14的线宽为2μm,且配线图案62的开口部22的形态为菱形1~菱形10的图16(A)所示的菱形图案,且是将图16(E)中放大所示的开口部22的菱形的1边的长度p以及长的对角线与1边所成的角θ记载为p/θ的参数各不相同的配线图案62。
再者,无论是表2所示的实施例21~实施例30,抑或是表3所示的实施例41~实施例50,除了金属细线14的线宽不同以外,均是分别具备菱形图案的配线图案62,所述菱形图案具备与表1所示的实施例1~实施例10相同的形态、即菱形1~菱形10。
表1所示的实施例11~实施例15均是金属细线14的线宽为2μm,配线图案62的开口部22的形态为正六边形1~正六边形5,由2层网状配线图案所形成的配线图案62为图16(B)及图16(C)中任一图所示的六边形图案,且将图16(F)中放大所示的开口部22的正六边形的1边的长度p、以及正六边形相对于与正六边形并列的1边正交的方向(图中水平方向)的旋转角θ对于各层的网状配线图案而记载为p/θ的、两个参数各不相同的配线图案62。
此处,实施例11及实施例15分别是开口部22的形态以六边形1及六边形5来表示,且如图16(B)所示,2层网状配线图案是这两个的开口部的六边形状、大小及旋转角相同、且两个不偏移地完全重合的配线图案62。实施例12是开口部22的形态以六边形2来表示,且如图16(C)所示,2层网状配线图案是开口部的六边形状及旋转角θ(26°)相同,但大小、即1边的长度p为148μm与124μm而不同的配线图案62。实施例13及实施例14分别是开口部22的形态以六边形3及六边形4来表示,且类似于图16(C)的2层网状配线图案是开口部的六边形状相同,但旋转角θ及大小、即1边的长度p不同的配线图案62。
再者,无论是表2所示的实施例31及比较例1~比较例4,抑或是表3所示的实施例51及比较例11~比较例14,除了金属细线14的线宽不同以外,均是分别具备正六边形图案的配线图案62,所述正六边形图案具备与表1所示的实施例11~实施例15相同的形态、即六边形1~六边形5。
表1所示的实施例16~实施例20均是金属细线14的线宽为2μm,配线图案62的开口部22的形态为正方形的正方格子1~正方格子5即图16(D)所示的正方格子图案,且记载有图16(G)中放大所示的开口部22的正方格子的1边的长度p的、参数各不相同的配线图案62。
再者,无论是表2所示的比较例5~比较例9,抑或是表3所示的比较例15~比较例19,除了金属细线14的线宽不同以外,均是分别具备正方格子图案的配线图案62,所述正方格子图案具备与表1所示的实施例16~实施例20相同的形态、即正方格子1~正方格子5。
表4所示的实施例61~实施例63分别是金属细线14的线宽为2μm、4μm、6μm,配线图案62的开口部22的形态为非对称1~非对称3即图17所示的平行四边形图案,且将图17所示的开口部22的平行四边形的长边的长度p1以及长边与y轴所成的角θ1、短边的长度p2以及短边与y轴所成的角θ2记载为p2/θ2/p1/θ1的参数各不相同的配线图案62。
[表1]
线宽2μm
[表2]
线宽4μm
[表3]
线宽6μm
[表4]
由以上的表1~表4可知的是:无论BM图案是何种图案,无论BM图案的峰值强度分布是对称,抑或是非对称,而且,无论配线图案是何种图案,即无论其金属细线的线宽、开口部的形状或其大小(间距或角度)、或者2个导电层的配线图案的相位角(旋转角、偏移角)等如何,而且,无论配线图案的图案形状是对称,抑或是非对称,若云纹的评价指标以常用对数计为-1.75以下,则即使因重叠的配线图案与BM图案的干涉所产生的云纹会被视觉辨认到,也是几乎不会在意的等级以上,若云纹的评价指标以常用对数计为-1.89以下,则即使假设云纹会被视觉辨认到,也是基本不会在意的等级以上,若云纹的评价指标以常用对数计为-2.05以下,则是不会在意的等级以上,若云纹的评价指标以常用对数计为-2.28以下,则是完全不会在意的等级。
根据以上所述,对于具备上述的云纹的评价指标满足上述范围的配线图案的本发明的导电性膜而言,即使显示器的分辨率不同,且无论观察距离如何,均可抑制云纹的产生,从而可大幅提高视觉辨认度。
根据以上所述,本发明的效果可明确。
再者,本发明中,如上述的实施例那样,可预先准备各种图案形状的配线图案,并由本发明的评价方法来确定具备经最佳化的配线图案的导电性膜,但当1个配线图案的云纹的评价指标小于规定值时,也可重复如下的操作,从而确定具备经最佳化的配线图案的导电性膜,所述操作是:将配线图案的透过率图像数据更新为新的配线图案的透过率图像数据,并适用上述的本发明的评价方法来求出云纹的评价指标。
此处,所更新的新的配线图案既可为预先准备的配线图案,也可为新制作的配线图案。再者,当新制作时,既可使配线图案的透过率图像数据的旋转角度、间距、图案宽度中的任一个以上发生变化,也可变更配线图案的开口部的形状或大小。进而,也可使他们具备无规则性。
以上,举各种实施方式及实施例对本发明的导电性膜、具备所述导电性膜的显示装置及导电性膜的评价方法进行了说明,但本发明并不限定于上述的实施方式及实施例,只要不脱离本发明的主旨,当然也可进行各种改良或设计的变更。
符号的说明
10、11、11A、11B、60:导电性膜
12:透明基体
14:金属制的细线(金属细线)
16、16a、16b:导电部
18、18a、18b:接着层
20、20a、20b:保护层
21:网状配线
22:开口部
23a:电极部
23b:虚设电极部(非电极部)
24、62:配线图案
24a:电极配线图案
24b:虚设电极配线图案
25:断线部(切断部)
26:虚设电极部
28、28a、28b:导电层
30:显示单元
32、32r、32g、32b:像素
34:黑矩阵(BM)
38:BM图案
40:显示装置
44:触摸屏

Claims (18)

1.一种导电性膜,其设置于显示装置的显示单元上,所述导电性膜的特征在于包括:
透明基体;以及
导电部,形成于所述透明基体的至少一个面上,且包含多根金属细线,
所述导电部具有由所述多根金属细线形成为网状且排列有多个开口部的配线图案,
所述配线图案重叠于所述显示单元的像素阵列图案,
对于所述配线图案而言,在至少一视点处,在根据所述配线图案的透过率图像数据的二维傅立叶频谱的多个频谱峰值的峰值频率及峰值强度、与所述像素阵列图案的透过率图像数据的二维傅立叶频谱的多个频谱峰值的峰值频率及峰值强度而分别算出的云纹的频率及强度中,根据云纹的评价值而算出的云纹的评价指标为规定值以下,所述云纹的评价值是使人类的视觉响应特性对应于观察距离来作用于根据所述显示单元的显示分辨率而规定的云纹的最高频率以下的各云纹的频率中的所述云纹的强度所获得。
2.根据权利要求1所述的导电性膜,其中
所述规定值为-1.75,
所述评价指标以常用对数计为-1.75以下。
3.根据权利要求2所述的导电性膜,其中所述评价指标以常用对数计为-1.89以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的导电性膜,其中所述云纹的最高频率是在将所述显示单元的显示间距设为p(μm)时,以1000/(2p)而给出。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的导电性膜,其中所述云纹的评价值是通过如下方式而求出,对于所述云纹的频率及强度,将作为所述视觉响应特性的与所述观察距离相应的视觉传达函数以卷积积分进行加权。
6.根据权利要求5所述的导电性膜,其中所述视觉传达函数是以下述式(1)给出的能见度函数S(u),
[数1]
S ( u ) = 5200 e - 0.0016 u 2 ( 1 + 100 / L ) 0.08 ( 1 + 144 X o 2 + 0.64 u 2 ) ( 63 L 0.83 + 1 1 - e - 0.02 u 2 ) ... ( 1 )
其中,u为空间频率(cycle/deg),L为亮度(cd/mm2),X0为所述观察距离处的所述显示单元的显示面的视角(deg),X0 2是在所述观察距离处所述显示面所形成的立体角(sr)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的导电性膜,其中所述云纹的评价指标是使用对应于所述观察距离而对1个所述云纹的频率进行加权所得的多个所述云纹的评价值中最差的评价值而算出。
8.根据权利要求7所述的导电性膜,其中所述云纹的评价指标是使针对所述1个所述云纹的频率而选择的所述最差的评价值对于所有所述云纹的频率进行合计所得的合计值。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的导电性膜,其中所述云纹的频率是以所述配线图案的所述峰值频率与所述像素阵列图案的所述峰值频率的差值而给出,所述云纹的强度是以所述配线图案的所述峰值强度与所述像素阵列图案的所述峰值强度的积而给出。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的导电性膜,其中为了使所述视觉响应特性发挥作用而选择的云纹是所述云纹的强度具备-4以上的强度且具备所述最高频率以下的频率的云纹。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的导电性膜,其中所述峰值强度是所述峰值位置周边的多个像素内的强度的合计值。
12.根据权利要求11所述的导电性膜,其中所述峰值强度是所述峰值位置周边的7×7像素内的上位5位为止的强度的合计值。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的导电性膜,其中所述峰值强度是利用所述配线图案及所述像素阵列图案的所述透过率图像数据而标准化的。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的导电性膜,其中所述像素阵列图案为所述黑矩阵图案。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的导电性膜,其中当所述像素阵列图案的所述二维傅立叶频谱的多个频谱峰值的峰值强度分布为对称时,所述配线图案具备对称的图案形状。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的导电性膜,其中当所述像素阵列图案的所述二维傅立叶频谱的多个频谱峰值的峰值强度分布为非对称时,所述配线图案具备非对称的图案形状。
17.一种显示装置,其特征在于包括:
显示单元;以及
根据权利要求1至16中任一项所述的导电性膜,设置于所述显示单元上。
18.一种导电性膜的评价方法,所述导电性膜被设置于显示装置的显示单元上,且具有由多根金属细线形成为网状且排列有多个开口部的配线图案,所述导电性膜的评价方法的特征在于,
获取所述配线图案的透过率图像数据、与重叠有所述配线图案的所述显示单元的像素阵列图案的透过率图像数据,
对所述配线图案的透过率图像数据及所述像素阵列图案的透过率图像数据进行二维傅立叶变换,算出所述配线图案的透过率图像数据的二维傅立叶频谱的多个频谱峰值的峰值频率及峰值强度、与所述像素阵列图案的透过率图像数据的二维傅立叶频谱的多个频谱峰值的峰值频率及峰值强度,
根据以此方式算出的所述配线图案的所述峰值频率及所述峰值强度与所述像素阵列图案的所述峰值频率及所述峰值强度,分别算出云纹的频率及强度,
从以此方式算出的所述云纹的频率及强度中,选出具备根据所述显示单元的显示分辨率而规定的云纹的最高频率以下的频率的云纹,
使人类的视觉响应特性对应于观察距离而作用于以此方式选出的各云纹的频率中的所述云纹的强度,从而分别获得云纹的评价值,
根据以此方式获得的多个所述云纹的评价值来算出云纹的评价指标,
对以此方式算出的所述云纹的评价指标为规定值以下的所述导电性膜进行评价。
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