JP2014524093A - 伝導性パターンを含むタッチパネル｛ｔｏｕｃｈｐａｎｅｌｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｐａｔｔｅｒｎ｝ - Google Patents

Abstract

本発明は、透過率および隠蔽性が向上した伝導性パターンを含むタッチパネルに関し、本発明によるタッチパネルは、透明基材の両面に開口率が互いに異なる領域を含む伝導性パターンを特定位置に備えるか、開口率が互いに異なる領域を含む伝導性パターンが備えられた透明基材を積層させることにより、伝導性パターンの透過率、隠蔽性、均一性、反射光による回折パターンの強度減少などの効果を得ることができる。
【選択図】図３

Description

本出願は２０１１年９月２７日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１１−００９７７５３号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。

本発明は伝導性パターンを含むタッチパネルに関する。

一般的にディスプレイ装置とはＴＶやコンピュータ用モニターなどをひっくるめて言う言葉であって、画像を形成するディスプレイ素子およびディスプレイ素子を支持するケースを含む。

前記ディスプレイ素子としては、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ、ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、電気泳動ディスプレイ（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）および陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ、ＣＲＴ）が挙げられる。ディスプレイ素子には、画像実現のためのＲＧＢ画素パターンおよび追加の光学フィルタが備えられてもよい。

前記光学フィルタは、外部から入射した外光が再び外部へ反射することを防止する反射防止フィルム、リモコンのような電子機器の誤作動の防止のためにディスプレイ素子から発生した近赤外線を遮蔽する近赤外線遮蔽フィルム、色調節染料を含んで色調を調節することによって色純度を高める色補正フィルム、およびディスプレイ装置の駆動時にディスプレイ素子から発生する電磁波の遮蔽のための電磁波遮蔽フィルムのうち少なくとも１つを含むことができる。ここで、電磁波遮蔽フィルムは、透明基材および基材上に備えられた金属メッシュパターンを含む。

一方、ディスプレイ装置と関連し、ＩＰＴＶなどの普及が加速化するにつれ、リモコンのような別途の入力装置無しで人の手が直接入力装置となるタッチ機能に対する必要性が益々大きくなっている。また、特定ポイントの認識だけでなく、筆記が可能なマルチタッチ（ｍｕｌｔｉ−ｔｏｕｃｈ）機能も求められている。

前記のような機能をするタッチパネルは信号の検出方式に応じて次のように分類することができる。

すなわち、直流電圧を印加した状態で圧力によって押された位置を電流または電圧値の変化によって検知する抵抗膜方式（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｔｙｐｅ）と、交流電圧を印加した状態で容量結合（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を利用した静電容量方式（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｙｐｅ）と、磁界を印加した状態で選択された位置を電圧の変化として検知する電磁誘導方式（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｔｙｐｅ）などがある。

この中、最も普遍化した抵抗膜および静電容量方式のタッチパネルは、ＩＴＯフィルムのような透明導電膜を用いて電気的な接触や静電容量の変化によってタッチ有無を認識する。しかし、前記透明導電膜は、１００ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅ以上の高抵抗であるために大型化時に感度が落ち、スクリーンの大きさが大きくなるほどＩＴＯフィルムの価格が急増するという問題で商用化が容易ではない。これを克服するために、伝導度の高い金属パターンを用いた方式で大型化を実現しようとする試みがなされている。

従来のＩＴＯを基にした透明伝導体と、伝導性パターンおよび金属線を基にした透明伝導体の場合は、タッチパネルを構成する透明伝導性フィルムの透過率差による視認性の問題を克服するために、一面上に均一な透過度の実現のためにダミー（ｄｕｍｍｙ）パターンを導入するか、タッチパネルの各々の構成要素間の金属線：金属線の精巧なアライン（ａｌｉｇｎ）およびラミネーション（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）を必要とするか、または特定の比率以内で断線を誘導した一面の透明伝導性フィルムを実現することにより、これを改善しようとする試みがなされてきた。しかし、このような方式は、電気的には大きな影響性を及ぼさない附加領域の存在によって透過率の損失が発生するか、微細な線を導入する場合（１０μｍ以下など）にアライン（ａｌｉｇｎ）の精密度の保障が難しく、一面自体の均一性の確保のために一面上で特定ピッチおよび閉鎖率を維持することに伴った２個の透明伝導性フィルムのラミネーション時、透過率の低下のような問題点を有している。

本発明は前記のような従来技術の問題点を解決するためのものであり、伝導性パターンの透過率、隠蔽性、均一性などを極大化して、これを含むタッチパネルの透過率、隠蔽性、均一性などを向上させようとする。

本発明は、
第１透明基材および前記第１透明基材上に備えられた第１伝導性パターンを含む第１伝導性基板、および
第２透明基材および前記第２透明基材上に備えられた第２伝導性パターンを含む第２伝導性基板を積層された形態で含み、
前記第１伝導性パターンは開口率が０．５％以上異なるＡ領域およびＢ領域を含み、前記第２伝導性パターンは前記Ａ領域と重なるＣ領域および前記Ｂ領域と重なるＤ領域を含み、
前記Ａ領域の開口率およびＣ領域の開口率の積と、前記Ｂ領域の開口率およびＤ領域の開口率の積との差が２％以下であるタッチパネルを提供する。

また、本発明は、
透明基材、前記透明基材の一面に備えられた第１伝導性パターン、および前記透明基材の他面に備えられた第２伝導性パターンを含み、
前記第１伝導性パターンは開口率が０．５％以上異なるＡ領域およびＢ領域を含み、前記第２伝導性パターンは前記Ａ領域と重なるＣ領域および前記Ｂ領域と重なるＤ領域を含み、
前記Ａ領域の開口率およびＣ領域の開口率の積と、前記Ｂ領域の開口率およびＤ領域の開口率の積との差が２％以下であるタッチパネルを提供する。

本発明によるタッチパネルは、透明基材の両面に開口率が互いに異なる領域を含む伝導性パターンを特定位置に備えるか、開口率が互いに異なる領域を含む伝導性パターンが備えられた透明基材を積層させることにより、伝導性パターンの透過率、隠蔽性、均一性、反射光による回折パターンの強度減少などの効果を得ることができる。

本発明の一具体例として、第１伝導性基板、第２伝導性基板、および前記第１伝導性基板と第２伝導性基板を積層された形態で含むタッチパネルを示す図である。 本発明の一具体例として、電気的均一性を考慮しない場合と交差点の断線による電気的均一性を確保した場合の伝導性パターンを示す図である。 本発明の一具体例として、伝導性パターンを領域に応じて一方的に分けた場合と、開口率が互いに異なる領域の間にまた他の開口率を有する追加領域を備えた場合の位置別の開口率および合算開口率を示す図である。 本発明の一具体例として、伝導性パターンを領域に応じて一方的に分けた場合のラミネーション公差による合算開口率を位置に応じて示す図である。 本発明の一具体例として、伝導性パターンの開口率が互いに異なる領域の間にまた他の開口率を有する追加領域を備えた場合のラミネーション公差による合算開口率を位置に応じて示す図である。 本発明の一具体例として、開口率が互いに異なる領域の間にまた他の開口率を有する追加領域を備えた場合の伝導性パターンの形状および位置別の開口率を示す図である。 本発明の一具体例として、伝導性パターンの開口率が互いに異なる領域の間にまた他の開口率を有する追加領域を備え、強化ガラスを付着した場合と付着していない場合の全反射条件に応じた前記追加領域の面積の差を示す図である。 本発明の一具体例として、伝導性パターンの領域区分例を示す図である。 本発明の一具体例として、伝導性パターンの領域区分例を示す図である。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明によるタッチパネルの一実施状態は、第１透明基材および前記第１透明基材上に備えられた第１伝導性パターンを含む第１伝導性基板、および第２透明基材および前記第２透明基材上に備えられた第２伝導性パターンを含む第２伝導性基板を積層された形態で含み、前記第１伝導性パターンは開口率が０．５％以上異なるＡ領域およびＢ領域を含み、前記第２伝導性パターンは前記Ａ領域と重なるＣ領域および前記Ｂ領域と重なるＤ領域を含み、前記Ａ領域の開口率およびＣ領域の開口率の積と、前記Ｂ領域の開口率およびＤ領域の開口率の積との差が２％以下であることを特徴とする。

また、本発明によるタッチパネルの他の実施状態は、透明基材、前記透明基材の一面に備えられた第１伝導性パターン、および前記透明基材の他面に備えられた第２伝導性パターンを含み、前記第１伝導性パターンは開口率が０．５％以上異なるＡ領域およびＢ領域を含み、前記第２伝導性パターンは前記Ａ領域と重なるＣ領域および前記Ｂ領域と重なるＤ領域を含み、前記Ａ領域の開口率およびＣ領域の開口率の積と、前記Ｂ領域の開口率およびＤ領域の開口率の積との差が２％以下であることを特徴とする。

本発明は、前述した問題点を解決するために、従来方法とは異なり、実際に製作されるタッチパネル自体の均一性および透過率に集中した。そこで、本発明においては、使用者側から見た時の均一性および透過率を確保するために、タッチパネルを構成する上面、下面または透明基材の両面に図１のようなパターンを各々導入した後、これをラミネーションした時に均一で且つ高透過率を示すことができるようにパターンを設計した。このような方法のパターンの設計および導入は、従来のパターンの断線による電気的回路の構成および透過率を維持させる方法から脱し、タッチパネル自体の透過率および均一性を基にして各々異なる層上にパターンを分離して位置させるか、またはパターンの添加などによって透過率の均一性を合わせる方式であるという点で従来の発明との差別性を有している。

図１は、本発明が適用されたメッシュ形態のタッチパネルの図面を示している。本発明は、タッチパネル自体を構成した時の透過率、均一性および透過度の向上のために、図１のような相互反映されたパターンを各々異なる層（または単一層内の他面）に導入することを主な内容としており、ラミネーション工程などによってタッチパネルを構成した時、最終的に均一で且つ透過率が改善された結果物を得ることができるという長所を有している。この時、各々異なる面に規則化されたパターンを導入する場合においては、モアレを回避するために、メッシュの角度を両方とも４５度に導入することが好ましい。

すなわち、本発明によるタッチパネルにおいて、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンは２枚をラミネーションした時に１つのメッシュパターンを形成するものであるため、同じメッシュ回転角を持っても構わない。

本発明は、図１のような形態だけでなく、タッチパネル内のいかなる領域においても様々な大きさの面積において本発明が適用可能であり、この時に最終的に作られたタッチパネルの全体的な均一性および透過率を達成することができ、いかなる大きさのピッチであっても大きな影響は与えない。

本発明において判断できるまた他の要素は抵抗の均一性を考慮することができる。抵抗の均一性の面で、図１のような形態をより発展させて図２のような形態のパターン設計が可能であり、このような方法を利用する場合、全体的な抵抗均一性とパターン均一性および透過率を全て満たすことができる。より具体的には、図２は、不規則パターンの断線方法を適用した例として、電気的均一性を考慮しない場合のパターンと交差点の断線による電気的均一性を確保した場合のパターンを示す図である。

本発明によるタッチパネルにおいて、前記Ａ領域およびＢ領域の開口率差は０．５％以上であってもよく、０．７５％以上であってもよく、１％以上であってもよく、１．２５％以上であってもよく、１．５％以上であってもよい。

本発明によるタッチパネルにおいて、前記Ａ領域の開口率およびＣ領域の開口率の積と、前記Ｂ領域の開口率およびＤ領域の開口率の積との差は２％以下であってもよく、１％以下であってもよく、０．５％以下であってもよい。

特に、前記Ａ領域と前記Ｂ領域の開口率は１．５％以上異なり、前記Ａ領域の開口率およびＣ領域の開口率の積と、前記Ｂ領域の開口率およびＤ領域の開口率の積との差が０．５％以下であってもよい。

本発明において判断できるまた他の要素は互いに異なる２つの面に存在するパターンのラミネーション時、パターンの境界部分を最大限に隠すためのパターン設計領域であるＡＢ領域およびＣＤ領域を各々異なる一面に含むことができるという点である。このために、本発明においては、図３の下方に示すように開口率偏差を最小化するための追加パターン領域であるＡＢ領域およびＣＤ領域を導入することができる。図３は、パターンを領域に応じて一方的に分けた場合と、境界部分の隠蔽のために追加のパターン領域であるＡＢ領域およびＣＤ領域の付与によって開口率勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を付与した場合に、正確に全く誤差のないラミネーションが行われた時の合算開口率を示している。

図３によって確認することができるように、正確なラミネーションが行われた場合は、追加の領域が付与されていない場合が相対的により均一な開口率を示すことができるということが分かる。しかし、一般的にラミネーション工程は、工程間に数マイクロメーターから数十マイクロメーターの工程誤差を含む工程で、ラミネーション公差が発生した場合は、前述した２つの場合において、図４、図５および図６に示すように位置別の開口率グラフのシフトが発生し、これに応じた合算開口率グラフは右側のように示される。２つの場合において合算開口率グラフを見てみれば、開口率勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を付与していない場合が相対的に急激な開口率差を示す領域が存在するようになり、これは、直ちに境界の認知につながって人々が境界領域を認知するようになる。その反面、開口率勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を付与した場合は、漸次的な開口率の増加および減少が現れるため、境界に対する定義がそれほど大きく現れなくなることによって境界の隠蔽により有利な方式であると言える。

すなわち、本発明によるタッチパネルにおいて、前記Ａ領域とＢ領域との間または前記Ｃ領域とＤ領域との間の領域であるＡＢ領域およびＣＤ領域の開口率は、２つの領域の各々の開口率の間の値を有することができる。また、前記界面領域の開口率はいずれか１つの領域から他の１つの領域の方向に徐々に変化する勾配を有することができる。

本発明によるタッチパネルにおいて、前記第１伝導性パターンはＡＢ領域をさらに含み、前記ＡＢ領域は前記Ａ領域と前記Ｂ領域との間に備えられ、前記Ａ領域の開口率と前記Ｂ領域の開口率との間の開口率を有することができる。

本発明によるタッチパネルにおいて、前記第２伝導性パターンはＣＤ領域をさらに含み、前記ＣＤ領域は前記Ｃ領域と前記Ｄ領域との間に備えられ、前記ＡＢ領域と重なり、前記Ｃ領域の開口率と前記Ｄ領域の開口率との間の開口率を有することができる。

前記ＡＢ領域の開口率と前記ＣＤ領域の開口率の積は、前記Ａ領域の開口率と前記Ｃ領域の開口率の積との差が１％以下であってもよく、０．５％以下であることが好ましいが、これのみに限定されるものではない。

前記ＡＢ領域の開口率と前記ＣＤ領域の開口率の積は、前記Ｂ領域の開口率と前記Ｄ領域の開口率の積との差が１％以下であってもよく、０．５％以下であることが好ましいが、これのみに限定されるものではない。

前記第１伝導性パターンのＡ領域およびＢ領域と、前記第２伝導性パターンのＣ領域およびＤ領域は、各々、タッチパネルの有効画面部を含み、前記タッチパネルの有効画面部の９０％以上は、開口率の偏差が１％以下であってもよく、０．５％以下であることが好ましいが、これのみに限定されるものではない。

前記第１伝導性パターンのＡ領域、Ｂ領域およびＡＢ領域と、前記第２伝導性パターンのＣ領域、Ｄ領域およびＣＤ領域は、各々、タッチパネルの有効画面部を含み、前記タッチパネルの有効画面部の９０％以上は、開口率の偏差が１％以下であってもよく、０．５％以下であることが好ましいが、これのみに限定されるものではない。

前記第１伝導性パターンのＡ領域およびＢ領域の面抵抗差は２０％以下であってもよく、１０％以下であってもよく、５％以下であってもよい。前記Ａ領域およびＢ領域のうち伝導性パターンの密度が高い領域の断線によって前記面抵抗を適切に調節することができる。

また、前記第２伝導性パターンのＣ領域およびＤ領域の面抵抗差は２０％以下であってもよく、１０％以下であってもよく、５％以下であってもよい。前記Ｃ領域およびＤ領域のうち伝導性パターンの密度が高い領域の断線によって前記面抵抗を適切に調節することができる。

また、本発明においては、パターンが各々異なる層への分離にあることによってＡＢ領域およびＣＤ領域の広さが定義できることを確認した。すなわち、各々異なる２つのパターンが空間的に分離していることにより、印刷基材が厚い場合、最大限にラミネーションを正確にしても境界領域の側面から見る時には、パターンが存在する空間的な面が異なることによって追加のオーバーラップ（ｏｖｅｒｌａｐ）領域が発生するようになり、これは、結局、見る方向（視野角）に応じてパターン隠蔽性の程度が変わることを意味する。このようなことを最小化するために、本発明においては、追加のＡＢ領域およびＣＤ領域を通じて開口率勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を付与する領域を下記のように各々異なる場合を適用して計算してみた。

先ず、タッチパネルをＯＣＡ（ＰＥＴと同一屈折率）を介して強化ガラスに付着する場合を考えてみれば、内部にある金属パターンの場合、全反射条件によってＰＥＴから強化ガラスに７３．３度以上の角度を持つ光だけが観察され、この時、オーバーラップが生じる領域の長さは（ＯＣＡ＋ＰＥＴ）厚さ×３．３３で計算される。したがって、ＰＥＴの厚さが１２５μｍであり、ＯＣＡの厚さが１００μｍである場合、オーバーラップパターンを中心に両側約７５０μｍ領域に開口率勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を付与するようになる。

また他の例として、フィルム自体をタッチパネルとして用いる場合は、臨界角が３９．４度であるため、オーバーラップパターン領域を中心に両側に約１８５（２２５×０．８２１４）μｍ領域が開口率勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を付与するための領域として導入されるようになる。このような関係は、基本的にＯＣＡの屈折率がＰＥＴと同じであるという仮定下の関係式であり、ＯＣＡが異なる屈折率を有する場合、臨界角がＰＥＴ基材とＯＣＡの屈折率値に応じてＰＥＴとＯＣＡの界面で定義されるという差異点を有している。しかし、このような臨界全反射角が定義された場合、普遍化した式は基材の厚さ／ｔａｎθ_ｃの関係を維持するようになる。図７は、ＯＣＡがＰＥＴ基材と同じ屈折率を有している時の強化ガラスを付着した場合とそうでない場合の開口率勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）付加領域が変わる理由に対する模式図を示している。

したがって、これを総合して判断してみれば、厚さ１２５μｍの基材にＧｌａｓｓと１００μｍのＯＣＡを介してタッチパネルを製作する場合、追加の開口率勾配のための領域であるＡＢ領域およびＣＤ領域の大きさは７５０μｍ以上であることが好ましいが、これに限定されるものではない。

また、本発明においては、実際に互いに異なる層に備えられたパターンをラミネーションした時、人の目に認知されない開口率差を確認するために各々様々な線幅およびピッチを有するパターンを設計して、開口率差によるパターン認知性を把握した。その結果、線幅の差を有し、開口率が同じである場合は、隣り合う線幅に対して１μｍ以内では大きくは認知されないが、これより線幅が大きい場合は、容易に認知されることを把握した。一例として３μｍにピッチ３００μｍのメッシュを基準にした時、２μｍおよび４μｍ線幅にピッチ３００であるメッシュは３μｍを基準に大きくは区別されなかったが、５μｍは容易に認知されることを確認した。

したがって、これにより、本発明においては、可能な限り、互いに異なる面に位置するパターンの線幅は同じくすることがより有利であることを確認することができる。その反面、同じ線幅を有し、開口率を異ならせた場合は、各々の線幅において開口率差が１％以内である場合は認知が難しく、開口率差が０．５４３（透過率基準０．５％）以下である場合はほぼ認知されないことを確認した。したがって、各領域の開口率の積の差は１％以下、好ましくは０．５４３％以下に維持することが非常に重要であることを確認した。

図９は、線幅２、３、５μｍに対して開口率差に応じた人の認知程度を示している。図９において、色で表示された透過率差に該当する領域の差レベル以内が目にほぼ認知されない領域であり、このような領域はグラフに沿って同一の差を維持して移動する場合に同一結果を示した。

したがって、前述した内容を総合すれば、本発明は、基本的にタッチパネル観点からの開口率均一性を確保することを主な内容としているため、図８のように領域を区分する場合（開口率勾配領域の場合も区分可能であるが、便宜上、開口率差が非常に大きい領域を一次に区分する）、下記のような関係式１〜３を全て満たす場合が最も好ましい。
［関係式１］
（Ａ領域開口率×Ｃ領域開口率）−（Ｂ領域開口率×Ｄ領域開口率）＜１
［関係式２］
（Ａ領域開口率×Ｃ領域開口率）−（ＡＢ領域開口率×ＣＤ領域開口率）＜１
［関係式３］
（Ｃ領域開口率×Ｄ領域開口率）−（ＡＢ領域開口率×ＣＤ領域開口率）＜１
前記関係式１〜３において、開口率は全体領域に対する開口された領域の比として％値を示す。

前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンは伝導性金属線からなるパターンを含むことができる。前記伝導性金属線からなるパターンは直線、曲線、または直線や曲線からなる閉曲線を含むことができる。

前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンは規則的なパターンであってもよく、不規則的なパターンであってもよい。

前記規則的なパターンとしてはメッシュパターンなどの当技術分野のパターン形状が用いられることができる。前記メッシュパターンは三角形、四角形、五角形、六角形および八角形のうちの１つ以上の形状を含む規則的な多角形パターンを含むことができる。

本発明の一実施状態において、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンは規則的なパターンであり、伝導性パターンを構成する線のうち任意の複数の線が交差して形成される交差点を含み、この時、このような交差点の数は３．５ｃｍ×３．５ｃｍ面積で３，０００〜１２２，５００個であってもよく、１３，６１１〜３０，６２５個であってもよく、１９，６００〜３０，６２５個であってもよい。また、本発明の一実施状態によれば、ディスプレイに装着時、４，０００〜１２３，０００個である場合がディスプレイの光学特性を大きく害しない光特性を示すことを確認した。

また、本発明の一実施状態において、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンは不規則的なパターンであり、伝導性パターンを構成する線のうち任意の複数の線が交差して形成される交差点を含み、この時、このような交差点の数は３．５ｃｍ×３．５ｃｍ面積で６，０００〜２４５，０００個であってもよく、３，０００〜１２２，５００個であってもよく、１３，６１１〜３０，６２５個であってもよく、１９，６００〜３０，６２５個であってもよい。また、本発明の一実施状態によれば、ディスプレイに装着時、４，０００〜１２３，０００個である場合がディスプレイの光学特性を大きく害しない光特性を示すことを確認した。

前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンのピッチは６００μｍ以下であってもよく、２５０μｍ以下であってもよいが、これは、当業者が所望する透過度および伝導度に応じて調整することができる。

本発明に用いられる第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンは、比抵抗１×１０^６オーム・ｃｍ〜３０×１０^６オーム・ｃｍの物質が好適であり、７×１０^６オーム・ｃｍ以下であるものがより好ましい。

本発明において、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンは不規則的なパターンであってもよい。

前記不規則的なパターンは、連続して連結された閉鎖図形の輪郭構造を含み、前記不規則的な任意の単位面積（１ｃｍ×１ｃｍ）内で同一形態の閉鎖図形は存在せず、前記閉鎖図形の頂点数は、前記閉鎖図形と同一の個数の四角形の頂点数と異なってもよい。より具体的には、前記閉鎖図形の頂点数は、前記閉鎖図形と同一の個数の四角形の頂点数と比較した時により多くてもよく、１．９〜２．１倍さらに多くてもよいが、これのみに限定されるものではない。

前記閉鎖図形は互いに連続して連結されたものであり、例えば、前記閉鎖図形が多角形である場合は、互いに隣り合う閉鎖図形が少なくとも１つの辺を共有する形態であってもよい。

前記不規則的なパターンは、連続して連結された閉鎖図形の輪郭構造を含み、前記不規則的なパターンは、任意の単位面積（１ｃｍ×１ｃｍ）内で同一形態の閉鎖図形は存在せず、前記閉鎖図形の頂点数は、前記閉鎖図形の各々の重心間の最短距離を連結して形成した多角形の頂点数と異なってもよい。より具体的には、前記閉鎖図形の頂点数は、前記閉鎖図形の各々の重心間の最短距離を連結して形成した多角形の頂点数と比較した時により多くてもよく、１．９〜２．１倍さらに多くてもよいが、これのみに限定されるものではない。

前記不規則的なパターンは、連続して連結された閉鎖図形の輪郭構造を含み、前記不規則的なパターンは、任意の単位面積（１ｃｍ×１ｃｍ）内で同一形態の閉鎖図形は存在せず、前記閉鎖図形は、下記数学式１の値が５０以上であってもよい。
［数学式１］
（頂点間の距離の標準偏差／頂点間の距離の平均）×１００

前記数学式１の値は伝導性パターンの単位面積内で計算されることができる。前記単位面積は伝導性パターンが形成される面積であってもよく、例えば、３．５ｃｍ×３．５ｃｍなどであってもよいが、これのみに限定されるものではない。

本発明において、前記頂点は、伝導性パターンの閉鎖図形の輪郭を構成する線が互いに交差する点を意味するものとして定義することにする。

前記不規則的なパターンは、規則的に配列された単位ユニットセル内に各々任意の点を配置した後、各々の点が他の点からの距離に比べて最も近くにある点と連結してなった閉鎖図形の輪郭構造の形態であってもよい。

この時、前記規則的に配列された単位ユニットセル内に任意の点を配置する方式にランダムネスを導入する場合に、前記不規則的なパターンが形成されることができる。例えば、前記ランダムネスを０として付与する場合は、単位ユニットセルが正方形であれば伝導性パターンは正方形のメッシュ構造が形成され、単位ユニットセルが正六角形であれば伝導性パターンはハニカム（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）構造が形成されることになる。すなわち、前記不規則的なパターンは、前記ランダムネスが０でないパターンを意味する。

本発明による不規則的なパターン形状の伝導性パターンにより、パターンをなす線の偏り現象などを抑制することができ、ディスプレイから均一な透過率を得るようにすると同時に単位面積に対する線密度を同一に維持させることができ、均一な伝導度を確保できるようになる。

本発明において、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンの材料は特に限定されないが、金属であることが好ましい。前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンの材料は、伝導度に優れ、エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）が容易な材料であるほど好ましい。

本発明においては、全反射率７０〜８０％以上の材料を用いる場合にも、全反射率を下げ、電気伝導性パターンの視認性を下げ、コントラスト特性を維持または向上させることができる。

前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンの材料の具体的な例としては、金、銀、アルミニウム、銅、ネオジム、モリブデン、ニッケルまたはこれらの合金を含む単一膜または多層膜が好ましい。ここで、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンの厚さは特に限定されないが、０．０１〜１０μｍであることが伝導性パターンの伝導度および形成工程の経済性の面で好ましい。

前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンの形成はエッチングレジストパターンを用いた方法を利用することができる。エッチングレジストパターンは印刷法、フォトリソグラフィ法、フォトグラフィ法、マスクを用いた方法またはレーザー転写、例えば、熱転写イメージング（ｔｈｅｒｍａｌ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｍａｇｉｎｇ）などを利用して形成することができ、印刷法またはフォトリソグラフィ法がより好ましい。前記エッチングレジストパターンを用いて前記電気伝導性パターンをエッチングし、前記エッチングレジストパターンは除去することができる。

本発明において、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンは、線幅が１０μｍ以下であってもよく、７μｍ以下であってもよく、５μｍ以下であってもよく、４μｍ以下であってもよく、２μｍ以下であってもよく、０．１μｍ以上であってもよい。より具体的には、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンは、線幅が０．１〜１μｍ、１〜２μｍ、２〜４μｍ、４〜５μｍ、５〜７μｍなどであってもよいが、これらのみに限定されるものではない。

また、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンの線幅は１０μｍ以下および厚さは１０μｍ以下であってもよく、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンの線幅は７μｍ以下および厚さは１μｍ以下であってもよく、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンの線幅は５μｍ以下および厚さは０．５μｍ以下であってもよい。

より具体的には、本発明において、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンの線幅は１０μｍ以下であり、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンは３．５ｃｍ×３．５ｃｍの面積内で閉鎖図形の頂点数が６，０００〜２４５，０００個であってもよい。また、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンの線幅は７μｍ以下であり、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンは３．５ｃｍ×３．５ｃｍの面積内で閉鎖図形の頂点数が７，０００〜６２，０００個であってもよい。また、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンの線幅は５μｍ以下であり、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンは３．５ｃｍ×３．５ｃｍの面積内で閉鎖図形の頂点数が１５，０００〜６２，０００個であってもよい。

前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンの開口率、すなわち、パターンによって覆われない面積比率は７０％以上であってもよく、８５％以上であってもよく、９５％以上であってもよい。また、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンの開口率は９０〜９９．９％であってもよいが、これのみに限定されるものではない。

本発明に用いられる第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンは、比抵抗１×１０^６オーム・ｃｍ〜３０×１０^６オーム・ｃｍの物質が好適であり、７×１０^６オーム・ｃｍ以下であるものがより好ましい。

前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンはメッシュパターンを含み、前記Ａ領域およびＤ領域は互いに異なるメッシュ回転角を有することができる。

本発明において、前記透明基材としては特に限定されないが、光透過率が５０％以上、好ましくは７５％以上であることが好ましい。具体的には、前記透明基材としてはガラスを用いることができ、プラスチック基板またはプラスチックフィルムを用いることもできる。前記プラスチック基板またはフィルムとしては当技術分野で周知の材料を用いることができ、例えば、ポリアクリル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエポキシ系、ポリオレフィン系、ポリカーボネート系およびセルロース系のうちから選択される１種以上の樹脂で形成されたものを用いることができる。より具体的には、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＶＢ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｂｕｔｙｒａｌ）、ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎ）、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、アセチルセルロイドのような可視光透過率８０％以上のフィルムが好ましい。前記プラスチックフィルムの厚さは１２．５〜５００μｍであることが好ましく、５０〜４５０μｍであることがより好ましく、５０〜２５０μｍであることがさらに好ましい。前記プラスチック基板は、プラスチックフィルムの一面または両面に水分、ガス遮断のためのガスバリア層、強度補強のためのハードコート層、反射度改善のための低反射層のような様々な機能性層が積層された構造の基板であってもよい。前記プラスチック基板に含まれてもよい機能性層は前述したものに限定されず、様々な機能性層が備えられることができる。

本発明において、前記伝導性パターンの材料としては電気伝導度に優れた金属を用いることが好ましい。また、前記伝導性パターン材料の比抵抗値は１ｍｉｃｒｏＯｈｍ ｃｍ以上１００ｍｉｃｒｏＯｈｍ ｃｍ以下の値を有したものが良い。伝導性パターン材料の具体的な例として、銅、銀（ｓｉｌｖｅｒ）、金、鉄、ニッケル、アルミニウム、チタニウムおよびその酸化物、窒化物などが混合して用いられることができ、アルミニウムおよびその酸化物および窒化物の混用が価格面で好ましい。

特に、本発明において、前記伝導性パターンの材料として電気伝導度に優れた金属を用いることにより、タッチパネルの感度に優れるだけでなく、迅速な応答速度による低電力駆動が可能であり、金属の高い軟性によるフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）タッチも可能であるという特徴がある。

本発明においては、各々の層に目的とするパターンを形成するために、印刷法、フォトリソグラフィ法、フォトグラフィ法、マスクを用いた方法などを利用することにより、透明基材上に線幅が薄くて精密な電気伝導性パターンを形成することができる。前記印刷法は、電気伝導性パターン材料を含むペーストあるいはインクを目的とするパターン形状で透明基材上に転写した後に焼成する方式で行われることができる。前記印刷法は特に限定されず、オフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、ナノインプリントなどの印刷法が利用されることができ、これらのうちの１種以上の複合方法が利用されることもできる。前記印刷法は、ロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ）方法、ロール・ツー・プレート（ｒｏｌｌ ｔｏ ｐｌａｔｅ）、プレート・ツー・ロール（ｐｌａｔｅ ｔｏ ｒｏｌｌ）またはプレート・ツー・プレート（ｐｌａｔｅ ｔｏ ｐｌａｔｅ）方法を利用することができる。

本発明においては、精密な電気伝導性パターンを実現するためにリバースオフセット印刷法を応用することが好ましい。このために、本発明においては、ブランケットと呼ばれるシリコン系ゴム上にエッチング時にレジストの役割を行うことができるインクを全面積にかけてコーティングした後、これを１次クリシェと呼ばれるパターンが彫られた凹版を通じて必要のない部分を除去し、２次でブランケットに残っている印刷パターンを金属などが蒸着されたフィルムあるいはガラスのような基材に転写した後、これを焼成およびエッチング工程を経て所望のパターンを形成する方法を行うことができる。このような方法を利用する場合、金属が蒸着された基材を用いることによって全領域での線高さの均一性が確保されることで厚さ方向の抵抗を均一に維持できるという長所を有する。この他にも、本発明においては、前述したリバースオフセット印刷方法を利用してＡｇインクのような伝導性インクを直接印刷した後に焼成することによって所望のパターンを形成する直接印刷方式を含むことができる。この時、パターンの線高さは押す印圧によって平坦化し、伝導度の付与はＡｇナノ粒子の相互表面融着による連結を目的とする熱焼成工程やあるいはマイクロウェーブ焼成工程／レーザ部分焼成工程などで付与することができる。

本発明においては、前述した印刷法に限定されず、フォトリソグラフィ工程を利用することもできる。例えば、フォトリソグラフィ工程は、透明基材の全面に電気伝導性パターン材料層を形成し、その上にフォトレジスト層を形成し、選択的な露光および現像工程によってフォトレジスト層をパターン化した後、パターン化されたフォトレジスト層をエッチングレジストとして用いて電気伝導性パターンをパターン化し、フォトレジスト層を除去する方式で行われることができる。

また、本発明は、フォトグラフィ方法を利用することもできる。例えば、透明基材上にハロゲン化銀を含む写真感光材料を塗布した後、前記感光材料を選択的な露光および現像工程によってパターンを形成することもできる。より詳細な例を挙げれば下記の通りである。先ず、パターンを形成しようとする基材上にネガティブ用感光材料を塗布する。この時、基材としてはＰＥＴ、アセチルセルロイドなどの高分子フィルムが用いられることができる。感光材料が塗布された高分子フィルム材をここではフィルムと称することにする。前記ネガティブ用感光材料は、一般的に光に対して非常にセンシティブであり、規則的な反応をするＡｇＢｒに若干のＡｇＩを混合したハロゲン化銀（Ｓｉｌｖｅｒ Ｈａｌｉｄｅ）で構成することができる。一般的なネガティブ用感光材料を撮影して現像処理された画像は被写体と明暗が逆である陰画であるため、形成しようとするパターン形状、好ましくは不規則なパターン形状を有するマスク（ｍａｓｋ）を用いて撮影を行うことができる。

フォトリソグラフィとフォトグラフィ工程を利用して形成された前記伝導性パターンの伝導度を高めるためにメッキ処理をさらに行うこともできる。前記メッキとしては無電解メッキ方法を利用することができ、メッキ材料としては銅またはニッケルを用いることができ、銅メッキを行った後、その上にニッケルメッキを行うことができるが、本発明の範囲がこれらの例のみに限定されるものではない。

また、本発明は、マスクを用いた方法を利用することもできる。例えば、目的とする伝導性パターンの形状を有するマスクを基材近くに位置させた後、伝導性パターン材料を基材に蒸着する方式を利用してパターン化することもできる。

この時、蒸着をする方式は熱または電子ビームによる熱蒸着法およびスパッタ（ｓｐｕｔｔｅｒ）のようなＰＶＤ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方式を利用することもでき、有機金属（ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌ）材料を用いたＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方式を利用することもできる。

前述したように、本発明によるタッチパネルは、透明基材の両面に開口率が互いに異なる領域を含む伝導性パターンを特定位置に備えるか、開口率が互いに異なる領域を含む伝導性パターンが備えられた透明基材を積層させることにより、伝導性パターンの透過率、隠蔽性、均一性などを向上できるという特徴がある。

Claims (19)

1. 第１透明基材および前記第１透明基材上に備えられた第１伝導性パターンを含む第１伝導性基板、および
   第２透明基材および前記第２透明基材上に備えられた第２伝導性パターンを含む第２伝導性基板を積層された形態で含み、
   前記第１伝導性パターンは開口率が０．５％以上異なるＡ領域およびＢ領域を含み、前記第２伝導性パターンは前記Ａ領域と重なるＣ領域および前記Ｂ領域と重なるＤ領域を含み、
   前記Ａ領域の開口率およびＣ領域の開口率の積と、前記Ｂ領域の開口率およびＤ領域の開口率の積との差が２％以下であるタッチパネル。
2. 透明基材、前記透明基材の一面に備えられた第１伝導性パターン、および前記透明基材の他面に備えられた第２伝導性パターンを含み、
   前記第１伝導性パターンは開口率が０．５％以上異なるＡ領域およびＢ領域を含み、前記第２伝導性パターンは前記Ａ領域と重なるＣ領域および前記Ｂ領域と重なるＤ領域を含み、
   前記Ａ領域の開口率およびＣ領域の開口率の積と、前記Ｂ領域の開口率およびＤ領域の開口率の積との差が２％以下であるタッチパネル。
3. 前記Ａ領域と前記Ｂ領域の開口率は１．５％以上異なり、
   前記Ａ領域の開口率およびＣ領域の開口率の積と、前記Ｂ領域の開口率およびＤ領域の開口率の積との差が０．５％以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載のタッチパネル。
4. 前記第１伝導性パターンはＡＢ領域をさらに含み、
   前記ＡＢ領域は前記Ａ領域と前記Ｂ領域との間に備えられ、前記Ａ領域の開口率と前記Ｂ領域の開口率との間の開口率を有することを特徴とする、請求項１から３の何れか１項に記載のタッチパネル。
5. 前記第２伝導性パターンはＣＤ領域をさらに含み、
   前記ＣＤ領域は前記Ｃ領域と前記Ｄ領域との間に備えられ、前記ＡＢ領域と重なり、前記Ｃ領域の開口率と前記Ｄ領域の開口率との間の開口率を有することを特徴とする、請求項４に記載のタッチパネル。
6. 前記ＡＢ領域の開口率と前記ＣＤ領域の開口率の積は、前記Ａ領域の開口率と前記Ｃ領域の開口率の積との差が１％以下であることを特徴とする、請求項５に記載のタッチパネル。
7. 前記ＡＢ領域の開口率と前記ＣＤ領域の開口率の積は、前記Ｂ領域の開口率と前記Ｄ領域の開口率の積との差が１％以下であることを特徴とする、請求項５または６に記載のタッチパネル。
8. 前記第１伝導性パターンのＡ領域およびＢ領域と、前記第２伝導性パターンのＣ領域およびＤ領域は、各々、タッチパネルの有効画面部を含み、前記タッチパネルの有効画面部の９０％以上は、開口率の偏差が１％以下であることを特徴とする、請求項１から７の何れか１項に記載のタッチパネル。
9. 前記第１伝導性パターンのＡ領域、Ｂ領域およびＡＢ領域と、前記第２伝導性パターンのＣ領域、Ｄ領域およびＣＤ領域は、各々、タッチパネルの有効画面部を含み、前記タッチパネルの有効画面部の９０％以上は、開口率の偏差が１％以下であることを特徴とする、請求項５から７の何れか１項に記載のタッチパネル。
10. 前記第１伝導性パターンのＡ領域およびＢ領域の面抵抗差は、２０％以下であることを特徴とする、請求項１から９の何れか１項に記載のタッチパネル。
11. 前記第２伝導性パターンのＣ領域およびＤ領域の面抵抗差は、２０％以下であることを特徴とする、請求項１から１０の何れか１項に記載のタッチパネル。
12. 前記第１伝導性パターンおよび前記第２伝導性パターンは、伝導性金属線からなるパターンを含むことを特徴とする、請求項１から１１の何れか１項に記載のタッチパネル。
13. 前記伝導性金属線からなるパターンは、直線、曲線、または直線や曲線からなる閉曲線を含むことを特徴とする、請求項１２に記載のタッチパネル。
14. 前記第１伝導性パターンおよび前記第２伝導性パターンは、規則的または不規則的なパターンを含むことを特徴とする、請求項１から１３の何れか１項に記載のタッチパネル。
15. 前記第１伝導性パターンおよび前記第２伝導性パターンは、メッシュパターンを含むことを特徴とする、請求項１から１４の何れか１項に記載のタッチパネル。
16. 前記Ａ領域および前記Ｄ領域は、互いに異なるメッシュ回転角を有することを特徴とする、請求項１５に記載のタッチパネル。
17. 前記第１伝導性パターンおよび前記第２伝導性パターンは、連続して連結された閉鎖図形の輪郭構造を含み、前記第１伝導性パターンおよび前記第２伝導性パターンは、任意の単位面積（１ｃｍ×１ｃｍ）内で同一形態の閉鎖図形は存在せず、
    前記閉鎖図形の頂点数は、前記閉鎖図形と同一の個数の四角形の頂点数と異なることを特徴とする、請求項１から１６の何れか１項に記載のタッチパネル。
18. 前記第１伝導性パターンおよび前記第２伝導性パターンは、連続して連結された閉鎖図形の輪郭構造を含み、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンは、任意の単位面積（１ｃｍ×１ｃｍ）内で同一形態の閉鎖図形は存在せず、
    前記閉鎖図形の頂点数は、前記閉鎖図形の各々の重心間の最短距離を連結して形成した多角形の頂点数と異なることを特徴とする、請求項１から１７の何れか１項に記載のタッチパネル。
19. 前記第１伝導性パターンおよび前記第２伝導性パターンは、連続して連結された閉鎖図形の輪郭構造を含み、前記第１伝導性パターンおよび前記第２伝導性パターンは、任意の単位面積（１ｃｍ×１ｃｍ）内で同一形態の閉鎖図形は存在せず、
    前記閉鎖図形は、下記数学式１の値が５０以上であることを特徴とする、請求項１から１８の何れか１項に記載のタッチパネル。
    ［数学式１］
    （頂点間の距離の標準偏差／頂点間の距離の平均）×１００