JP2014529819A - タッチパネルおよびそれを含むディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、第１伝導性パターン部を含む画面部、および第２伝導性パターン部を含むルータ部を含み、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は同一の線高さを有し、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部が連結される領域には継ぎ目がないことを特徴とするタッチパネルおよびそれを含むディスプレイ装置に関する。【選択図】図１
Description
本出願は２０１１年１２月２３日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１１−０１４１７４３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、タッチパネルおよびそれを含むディスプレイ装置に関する。
最近、スマートフォンおよびタブレットＰＣ、ＩＰＴＶなどの普及が加速化するにつれ、キーボードや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）機能もさらに求められている。
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方式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、前記のような透明導電膜は、１５０ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅ以上の高抵抗が大半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。
タッチパネルを金属パターンで形成する場合、画面部には微細パターンが備えられる反面、電源と連結されるためのパッド部には比較的に広い領域に伝導性パターンが備えられなければならない。したがって、これらを一度に形成するためにフォトリソグラフィ法を利用する場合は費用が高いという問題があり、印刷法を利用する場合は印刷ロールの底部接触現象によって所望の形状のパターンを形成することができないという問題がある。これを克服するために、画面部とパッド部を互いに異なる別途の工程で形成する方法が試みられているが、工程が複雑で費用が高いという問題がある。
前述した従来技術の問題点を解決するために、タッチパネルの画面部とパッド部を低費用で簡単に製造する方法の研究を重ねた結果、本発明に至った。
本発明の一実施形態は、
第１伝導性パターン部を含む画面部、および
第２伝導性パターン部を含むルータ部を含み、
前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は同一の線高さを有し、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部が連結される領域には継ぎ目がないことを特徴とするタッチパネルを提供する。
第１伝導性パターン部を含む画面部、および
第２伝導性パターン部を含むルータ部を含み、
前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は同一の線高さを有し、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部が連結される領域には継ぎ目がないことを特徴とするタッチパネルを提供する。
本発明のまた１つの実施形態は、
前記タッチパネルを含むディスプレイ装置を提供する。
前記タッチパネルを含むディスプレイ装置を提供する。
本発明においては、画面部に該当する伝導性パターンとルータ部に該当する伝導性パターンを１つの工程で形成することによって、１つの透明基材上に線高さが同一で継ぎ目がない伝導性パターンを形成することができる。これにより、低費用と簡単な工程でタッチパネルを提供することができる。
以下では本発明についてより詳細に説明する。
本発明によるタッチパネルは、第１伝導性パターン部を含む画面部、および第２伝導性パターン部を含むルータ部を含み、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は同一の線高さを有し、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部が連結される領域には継ぎ目がないことを特徴とする。
以下の説明において、伝導性パターンまたは伝導性基板と関わる説明は、透明基材の一面または両面に伝導性パターンが備えられた１つの伝導性基板を含むタッチパネルに関するものであるか、透明基材と伝導性パターンを含む伝導性基板が２つ積層して含まれるタッチパネルに関するものであるかを区分して説明しなくても、特に言及がない限り、本発明によるタッチパネルの全実施形態に適用されることができる。
本発明において、継ぎ目がないということは、物理的に連結された伝導性パターンに人為的に繋げられた痕跡がないことを意味する。通常、画面部とルータ部のパターン形状および規模が異なるので、従来には前記画面部とルータ部を互いに異なる方法で形成したため、これらのパターンが連結される部分には継ぎ目が形成されるしかない。しかし、本発明においては、１つの工程を利用して画面部とパッド部を形成することができるため、継ぎ目がなく、これらの線高さが同一である。
本発明において、線高さが同一であるということは、線高さの標準偏差が１０％未満、好ましくは５％未満、または、より好ましくは２％未満であることを意味する。
本発明において、前記画面部は第１伝導性パターン部を含み、前記ルータ部は第２伝導性パターン部を含み、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は同一の線高さを有し、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は継ぎ目無しで互いに電気的に接続されている。
本発明において、前記第１伝導性パターン部のうち電気的に接続されたいずれか１つの領域において、第２伝導性パターン部と接するある１辺から、これに対向する他辺までの最短距離上での線抵抗値は、前記第２伝導性パターン部のうち電気的に接続されたいずれか１つの領域において、第１伝導性パターンと接するある１辺から前記第２伝導性パターン部がＦＰＣＢと接する他辺までの線抵抗値より大きいか等しくてもよい。前記のような線抵抗値に応じ、前記第１伝導性パターン部のうち電気的に接続されたいずれか１つの領域において、第２伝導性パターン部と接するある１辺から、これに対向する他辺までの最短距離上での線抵抗値に対応する第１伝導性パターン部の線幅は、前記第２伝導性パターン部のうち電気的に接続されたいずれか１つの領域において、第１伝導性パターンと接するある１辺から前記第２伝導性パターン部がＦＰＣＢと接する他辺までの線抵抗値に対応する第２伝導性パターン部の線幅より小さくてもよい。また、これにより、第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部間の電気的な流れ特性をより向上させることができる。
前記第２伝導性パターンのうち少なくとも一部は前記第１伝導性パターン部と線幅が異なってもよい。より具体的には、前記第１伝導性パターン部の少なくとも一部の線幅は前記第２伝導性パターン部の線幅より小さくてもよい。例えば、前記第２伝導性パターン部のうち少なくとも一部と前記第１伝導性パターンの線幅の差は５マイクロメーター以上であってもよく、１５マイクロメーター以上であってもよく、３０マイクロメーター以上であってもよく、１００マイクロメーター以下であってもよい。
本発明によるタッチパネルの第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は印刷法によって製造されることができる。具体的な例としてリバースオフセット印刷法またはグラビア印刷法によって透明基材上に伝導性パターンを形成することができ、伝導性層が形成された基材上にリバースオフセット印刷法またはグラビアオフセット印刷法によってエッチングレジストを形成した後、これを利用して伝導性層をエッチングすることで伝導性パターンを形成することもできる。本発明においては、パターン精密度のために、リバースオフセット印刷法がより好ましい。
本発明の一実施形態によれば、前述したように線幅が互いに異なる２種以上の伝導性パターンを含みつつも、上記のように継ぎ目がなく、線高さが同一な第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部を形成するために、印刷法に用いられるクリシェのパターンの幅と深さを調節することができる。一実施形態によれば、パターンの深さが同一なクリシェにおいて、パターンの幅と深さ間の関係を調節することによって、前記のような伝導性パターンを１つの工程で形成することができる。また１つの実施形態によれば、パターンの深さが互いに異なる２以上の領域を含むクリシェを用いることができ、この場合、所望のパターンの幅に応じて適宜なパターンの深さを有するクリシェを用いることによって、前記のような伝導性パターンを１つの工程で形成することができる。このようなクリシェはダブルエッチングによって得ることができる。
一例として、本発明においては、溝部パターンを含むクリシェとして、前記溝部パターンが、互いに交差しない線形パターンからなる領域を含み、前記線形パターンからなる領域は、その領域内で線形パターンの線を２個以上を含むスクエア領域として前記線形パターンの線幅Ｗと深さＤ、前記スクエア領域のうち前記線形パターンが備えられない領域の比Ｒおよび前記線形パターンに対応するパターン形成用マスクパターンの開口線幅Ｗ０が下記関係式１および２を満たす領域を含むことを特徴とするクリシェを用いることができる。
［関係式１］
Ｗ＝２Ｄ＋Ｗ０＋Ｘ
［関係式２］
Ｄ≧４２．９ｅｘｐ（−Ｒ／０．３５）−１．５
ここで、Ｘは定数であり、
Ｄ、Ｗ、Ｗ０およびＸはマイクロメーター単位の値であり、
Ｒは０超過１未満の値である。
［関係式１］
Ｗ＝２Ｄ＋Ｗ０＋Ｘ
［関係式２］
Ｄ≧４２．９ｅｘｐ（−Ｒ／０．３５）−１．５
ここで、Ｘは定数であり、
Ｄ、Ｗ、Ｗ０およびＸはマイクロメーター単位の値であり、
Ｒは０超過１未満の値である。
この時、前記スクエア領域における前記線形パターンの線幅ＷとピッチＰおよび前記スクエア領域のうち前記線形パターンが備えられない領域の比Ｒは下記関係式３をさらに満たすことができる。
［関係式３］
Ｒ＝Ｐ（Ｐ−Ｗ）／Ｐ２＝（Ｐ−Ｗ）／Ｐ
ここで、Ｗ、ＰおよびＸはマイクロメーター単位の値であり、
Ｒは０超過１未満の値である。
［関係式３］
Ｒ＝Ｐ（Ｐ−Ｗ）／Ｐ２＝（Ｐ−Ｗ）／Ｐ
ここで、Ｗ、ＰおよびＸはマイクロメーター単位の値であり、
Ｒは０超過１未満の値である。
前記線形パターンは規則または不規則パターンであってもよく、前記線形パターンは直線、曲線、ジグザグ線またはこれらの組み合わせを含んでもよい。
前記クリシェにおいて、前記関係式１および２を満たす領域が全体溝部パターン領域のうち５０％以上であることが好ましい。
前記クリシェが互いに異なる２以上のパターンを含む場合、前記２以上のパターンは深さＤが同一であり、前記深さＤは前記線形パターンが備えられない領域の比Ｒが最も小さいパターンを基準に前記関係式１および２を満たすことが好ましい。
前記クリシェが互いに異なる２以上のパターンを含む場合、前記２以上のパターンは深さＤが互いに異なる２以上の領域を含み、前記パターンの深さが互いに異なる２以上の領域は各々前記関係式１および２を満たすことが好ましい。このようなクリシェはダブルエッチングによって製造されることができる。
また１つの例として、本発明においては、溝部パターンを含むクリシェとして、前記溝部パターンが網状パターンからなる領域を含み、前記網状パターンからなる領域は、その領域内で網状パターンを構成する線の交差点を３個以上含むスクエア領域として前記網状パターンの線幅Ｗと深さＤ、前記スクエア領域のうち前記網状パターンが備えられない領域の比Ｒおよび前記網状パターンに対応するパターン形成用マスクパターンの開口線幅Ｗ０が下記関係式１および４を満たす領域を含むことを特徴とするクリシェを用いることができる。
［関係式１］
Ｗ＝２Ｄ＋Ｗ０＋Ｘ
［関係式４］
Ｄ≧３３．８ｅｘｐ（−Ｒ／０．２３５）＋０．８２
ここで、Ｘは定数であり、
Ｄ、Ｗ、Ｗ０およびＸはマイクロメーター単位の値であり、
Ｒは０超過１未満の値である。
［関係式１］
Ｗ＝２Ｄ＋Ｗ０＋Ｘ
［関係式４］
Ｄ≧３３．８ｅｘｐ（−Ｒ／０．２３５）＋０．８２
ここで、Ｘは定数であり、
Ｄ、Ｗ、Ｗ０およびＸはマイクロメーター単位の値であり、
Ｒは０超過１未満の値である。
前記スクエア領域における前記網状パターンの線幅Ｗ、ピッチＰおよび前記スクエア領域のうち前記網状パターンが備えられない領域の比Ｒは下記関係式５をさらに満たすことができる。
［関係式５］
Ｒ＝（Ｐ−Ｗ）２／Ｐ２＝（１−Ｗ／Ｐ）２
ここで、Ｗ、ＰおよびＸはマイクロメーター単位の値であり、
Ｒは０超過１未満の値である。
［関係式５］
Ｒ＝（Ｐ−Ｗ）２／Ｐ２＝（１−Ｗ／Ｐ）２
ここで、Ｗ、ＰおよびＸはマイクロメーター単位の値であり、
Ｒは０超過１未満の値である。
前記網状パターンは規則または不規則パターンであってもよく、前記関係式１および４を満たす領域が全体溝部パターン領域のうち５０％以上であることが好ましい。
前記溝部パターンは前記スクエア領域のうち互いに異なる２以上のパターンを含み、前記２以上のパターンは深さＤが同一であり、前記深さＤは前記線形パターンが備えられない領域の比Ｒが最も小さいパターンを基準に前記関係式１および４を満たすことが好ましい。
前記クリシェが互いに異なる２以上のパターンを含む場合、前記２以上のパターンは深さＤが互いに異なる２以上の領域を含み、前記パターンの深さが互いに異なる２以上の領域は各々前記関係式１および４を満たすことが好ましい。このようなクリシェはダブルエッチングによって製造されることができる。
また１つの例として、本発明においては、溝部パターンを含むクリシェとして、前記溝部パターンが網状パターンおよび網状パターンの分節したパターンからなる領域を含み、前記領域は、その領域内で網状パターンを構成する線の交差点を３個以上含むスクエア領域として前記網状パターンの線幅Ｗと深さＤ、前記スクエア領域のうち前記網状パターンおよび網状パターンの分節したパターンが備えられない領域の比Ｒおよび前記網状パターンおよび網状パターンの分節したパターンに対応するパターン形成用マスクパターンの開口線幅Ｗ０が下記関係式１および４を満たす領域を含むことを特徴とするクリシェを用いることができる。
［関係式１］
Ｗ＝２Ｄ＋Ｗ０＋Ｘ
［関係式４］
Ｄ≧３３．８ｅｘｐ（−Ｒ／０．２３５）＋０．８２
ここで、Ｘは定数であり、
Ｄ、Ｗ、Ｗ０およびＸはマイクロメーター単位の値であり、
Ｒは０超過１未満の値である。
［関係式１］
Ｗ＝２Ｄ＋Ｗ０＋Ｘ
［関係式４］
Ｄ≧３３．８ｅｘｐ（−Ｒ／０．２３５）＋０．８２
ここで、Ｘは定数であり、
Ｄ、Ｗ、Ｗ０およびＸはマイクロメーター単位の値であり、
Ｒは０超過１未満の値である。
ここで、網状パターンの分節したパターンとは、網状パターンが断線によって変形されたパターンを意味する。
前記スクエア領域における前記網状パターンおよび網状パターンの分節したパターンの線幅Ｗ、ピッチＰおよび前記スクエア領域のうち前記網状パターンおよび網状パターンの分節したパターンが備えられない領域の比Ｒは下記関係式５をさらに満たすことができる。
［関係式５］
Ｒ＝（Ｐ−Ｗ）２／Ｐ２＝（１−Ｗ／Ｐ）２
ここで、Ｗ、ＰおよびＸはマイクロメーター単位の値であり、
Ｒは０超過１未満の値である。
［関係式５］
Ｒ＝（Ｐ−Ｗ）２／Ｐ２＝（１−Ｗ／Ｐ）２
ここで、Ｗ、ＰおよびＸはマイクロメーター単位の値であり、
Ｒは０超過１未満の値である。
前記クリシェにおいて、前記関係式１および４を満たす領域が全体溝部パターン領域のうち５０％以上であること好ましい。
前記クリシェの前記溝部パターンは互いに交差しない線形パターン、網状パターンまたはこれらをいずれも含むことができる。
本発明の一実施形態によれば、前記伝導性パターン部は、線幅の差が５マイクロメーター以上、８マイクロメーター以上、１５マイクロメーター以上、または３０マイクロメーター以上の２種以上のパターンを含むことができる。本発明においては、このように線幅が互いに異なる２種以上のパターンを継ぎ目無しで同一の線高さで１つの工程を通じて形成することができる。
本発明のまた１つの実施形態によれば、前記第１伝導性パターン部と第２伝導性パターン部の線幅の差は１００マイクロメーター以下であってもよい。このように線幅の差を調節することによってパターンの深さが同一なクリシェを用いる場合にも、線幅が互いに異なる２種以上のパターンを継ぎ目無しで同一な線高さで１つの工程を通じて形成することができる。
本発明によるタッチパネルにおいて、前記第１伝導性パターンは線幅２０マイクロメーター以下の伝導性ラインを含むことができ、１５マイクロメーター以下、１０マイクロメーター以下、７マイクロメーター以下、４マイクロメーター以下、または３マイクロメーター以下の線幅を有する伝導性ラインを含むことができる。本発明において、前記伝導性ラインの線幅は０．５〜１０マイクロメーターの範囲内で調節されることができる。前記第３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透明基材の面積比率は７０％以上であることが好ましく、９０％以上、９３％以上、９５％以上、９６％以上、９７％以上、９８％以上、９９％以上であってもよい。
本発明において、前記第１伝導性パターンの線高さは、０．０１マイクロメーター以上１マイクロメーター以下、１マイクロメーター以上２マイクロメーター以下、２マイクロメーター以上５マイクロメーター以下、５マイクロメーター以上１０マイクロメーター以下、または１０マイクロメーター以上であってもよく、当業者であれば、用途、工程や材料に応じて選択することができる。
本発明において、前記第１伝導性パターン部のうち前記第２伝導性パターン部と連結される領域は、第２伝導性パターン部の線幅と同一に形成されることができる。このようにして、第１伝導性パターン部と第２伝導性パターン部の電気的な接続がより安定することができる。また、前記第１伝導性パターン部と前記第２伝導性パターン部との間の連結は単一ラインによって行われてもよいが、２以上のラインによって行われてもよい。２以上のラインを用いて第１伝導性パターン部と第２伝導性パターン部を連結する場合は、パターン転写のエラーやパターン断線などによって不良が生じる比率を減らすことができる。さらに、第１伝導性パターン部と第２伝導性パターン部を連結する領域と第１伝導性パターン部の連結性をより良くするためには、第１伝導性パターン部がメッシュパターンのような規則パターンである場合において、特に前記第１伝導性パターン部のうち電気的に接続されたいずれか１つの領域において、画面部のある１辺とこれに対向する他辺までの第１伝導性パターン部の電気の流れ方向と前記第１伝導性パターン部の伝導性ラインであるメッシュパターンの各線分の進行方向を同一にならないように配列することが、第１伝導性パターン部と第２伝導性パターン部を連結する領域と第１伝導性パターン部のメッシュパターン線との線の連結密度を電気の流れ方向とメッシュパターンの線成分の方向を一致させる場合と比較して、接触する線の個数密度を高めることができるという側面で好ましい。
図１および図５に本発明の一実施形態による伝導性パターンを例示する。
本発明において、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は直線からなってもよいが、曲線、波線、ジグザグ線などの様々な変形が可能である。また、前記形態の線のうち少なくとも２種類が混在した形態であってもよい。
本発明において、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は三角以上、例えば、三角形、四角形、五角形、六角形または七角形以上の多角形パターンを含むことができる。
本発明において、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は規則パターンを含むことができる。ここで、規則パターンとは、パターンの形状が規則性を有することを意味する。例えば、前記伝導性パターンは、長方形または正方形のようなメッシュ形状や、六角形のような形状のパターンを含むことができる。
本発明において、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は不規則パターンを含むことができる。ここで、不規則パターンとは、パターンの形状が規則性を有しないことを意味する。特に、前記第１伝導性パターン部は、モアレ現象の防止のために、少なくとも一部の不規則パターンを含むことが好ましい。
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、本発明の一実施形態によれば、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、本発明の一実施形態によれば、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伝導性パターンは、比抵抗１×１０６オーム・ｃｍ〜３０×１０６オーム・ｃｍの物質が好適であり、７×１０６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のではない。
［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。
本発明の１つの好ましい実施形態によれば、第２伝導性パターン部はストライプパターンであることが好ましく、第１伝導性パターン部は前述した規則、不規則またはこれらの組み合わせパターンを含むことができる。
前記伝導性パターンの製作時、制限された面積にパターンをデザインした後、前記制限された面積を繰り返して連結する方式を利用することによって大面積パターンを製作することもできる。前記パターンを繰り返して連結するためには、各４辺の点の位置を固定することによって反復的なパターンが互いに連結されるようにすることができる。この時、制限された面積は規則性によるモアレ現象を防止するために１ｃｍ２以上の面積を有することが好ましく、５ｃｍ２以上の面積を有することがより好ましいが、所望する伝導性パターン面積に応じて当業者が選択することができる。
前述した伝導性パターンを製作するためには、先ず、目的とするパターン形状を決定した後、印刷法によって透明基材上に線幅が細かくて精密な伝導性パターンを形成することができる。
前記印刷法は、伝導性パターン材料を含むペースト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。前記転写方法は特に限定されないが、凹版またはスクリーンなどのパターン転写媒体に前記パターン形状を形成し、これを用いて所望のパターンを透明基材に転写することができる。前記パターン転写媒体にパターン形状を形成する方法は、当技術分野で周知の方法を利用することができる。
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などの印刷法が利用されることができ、これらのうち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。図２は、リバースオフセット印刷方法を利用した直接間接工程および直接印刷工程を例示したものである。図２によれば、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（Ｅｔｃｈｉｎｇ）時にレジスト（Ｒｅｓｉｓｔ）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。
本発明が適用できるまた他の例は図３のようなグラビアオフセット（Ｇｒａｖｕｒｅ ｏｆｆｓｅｔ）方式を利用したものである。グラビアオフセット印刷は、パターンが彫られた凹版にペーストを充填した後、ブランケットに１次転写を行った後、ブランケットと透明基材を密着させて２次転写を行う方式で行われることができる。この他に、グラビア印刷は、ロール上にパターンが彫られたブランケットを巻き、ペーストをパターン内に充填した後、透明基材に転写する方式に変形して行われることができる。本発明においては、前記方式のみならず、前記方式が複合的に利用されることもできる。
本発明の一実施形態によれば、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は黒化することができる。これにより、伝導性パターンが金属材料からなる場合にも、可視性をより減少させることができる。直接に伝導性材料を印刷してパターンを形成する場合は、前記伝導性パターンを黒化させるために、伝導性パターンの形成のためのペーストあるいはインクに黒化物質を添加するか、前記ペーストあるいはインクを印刷および焼成後に黒化処理を行うことによって伝導性パターンを黒化させることができる。
前記インクあるいはペーストに添加できる黒化物質としては、金属酸化物、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、黒色顔料、着色したガラスフリットなどが挙げられる。焼成後の黒化処理は、インクあるいはペーストがＡｇ系である場合、酸化溶液、例えば、ＦｅまたはＣｕイオン含有溶液に浸漬、塩素イオンなどのハロゲンイオン含有溶液に浸漬、過酸化水素、硝酸などへの浸漬、ハロゲンガスでの処理などを通じて処理することができる。
金属材料を直接印刷する方法でないエッチングを通じて形成する方法の場合、また他の形態の黒化例は、人がながめる面に黒化層を蒸着した後、伝導度付与のための層をその上に蒸着して、後続エッチング工程時に一度にパターニングする方法を利用することができる。一例として、ＭｏＯｘＮｙを通じて黒化層を蒸着した後、Ａｌ層をその上に蒸着し、このような基材上にレジストインクを印刷してエッチングする場合、ＭｏＯｘＮｙとＡｌはリン酸、硝酸、酢酸、水の混合液のようなエッチング液（Ｅｔｃｈａｎｔ）に同時にパターン化されることで所望の面の黒化を処理することができる。
本発明において、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は透明基材上に形成されることができる。前記透明基材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、より好ましくは８８％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た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（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、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１２．５〜５００マイクロメーターであることが好ましく、５０〜４５０マイクロメーターであることがより好ましく、５０〜２５０マイクロメーター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、強度の補強および透過率の向上、ヘイズ（Ｈａｚｅ）値の低下のためのハードコート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、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部の材料としては電気伝導度に優れる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１ ｍｉｃｒｏＯｈｍ・ｃｍ以上１００ ｍｉｃｒｏＯｈｍ・ｃｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１ ｍｉｃｒｏＯｈｍ・ｃｍ以上５ ｍｉｃｒｏＯｈｍ・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、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属酸化窒化物および金属合金（ａｌｌｏｙ）からなる群から選択される１種以上を含むことができる。より具体的には、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｉ、これらの酸化物、これらの窒化物、これらの酸化窒化物およびこれらの合金からなる群から選択される１種以上を含むことができる。前記伝導性パターン材料は、直接印刷の場合、粒子形態に変換して用いることができ、この時、粒子形態は、前述した金属の単一組成あるいは混合組成を有する粒子が可能である。
本発明において、前記伝導性パターン材料を含むインクあるいはペーストを用いる場合、前記インクあるいはペーストは、印刷工程が容易になるように、前述した伝導性パターン材料以外に有機バインダーをさらに含むこともできる。前記有機バインダーは、焼成工程において揮発する性質を有することが好ましい。前記有機バインダーとしてはポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂および変性エポキシなどが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記タッチパネルは電源に連結されることができ、この時、開口率を考慮した単位面積当たりの抵抗値は、常温で０．０１ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅ〜１０００ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅ、好ましくは５ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅ〜１５０ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅである。
本発明においては、画面部に該当する伝導性パターンとルータ部に該当する伝導性パターンを１つの工程で形成することによって、１つの透明基材上に線高さが同一で継ぎ目がない伝導性パターンを形成することができる。これにより、低費用と簡単な工程でタッチパネルを提供することができる。
特に、通常、画面部とルータ部のパターン形状および規模が異なるため、従来には前記画面部とルータ部を互いに異なる別途の工程で形成した。したがって、従来に形成される画面部に該当する伝導性パターンとルータ部に該当する伝導性パターンが互いに連結される部分には継ぎ目が形成されるしかなく、これにより、前記画面部に該当する伝導性パターンとルータ部に該当する伝導性パターンの線高さが互いに異なり、これらが連結される部分には高い段差が発生するようになる。
しかし、本願発明においては、画面部に該当する伝導性パターンとルータ部に該当する伝導性パターンを１つの工程で形成することによって、１つの透明基材上に線高さが同一で継ぎ目がない伝導性パターンを形成することができる。これにより、画面部に該当する伝導性パターンとルータ部に該当する伝導性パターンが互いに連結される部分には段差が発生せず、段差が発生してもその数値は非常に低く形成される。タッチパネルを構成する物質の段差が低い場合は、これにより、見る角度に応じた金属線の線幅の変化が初期線幅と比較した時に同一以下のレベルに維持できると同時に、タッチパネルを構成するにおいて、伝導性パターンが備えられた基材を粘着剤で付着する時に金属の段差によるＡｉｒの充填などによる不良が少なくなるという長所および光漏れ効果を防止できるという長所を有している。
本願発明においては、前記第１伝導性パターン部のうち電気的に接続されたいずれか１つの領域において、画面部のある１辺とこれに対向する他辺までの第１伝導性パターン部の電気の流れ方向と前記第１伝導性パターン部の伝導性ラインの角度が異なってもよい。
通常、画面部とルータ部のパターン形状および規模が異なるので、従来には前記画面部とルータ部を互いに異なる方法で形成したため、これらのパターンが連結される部分には継ぎ目が形成されるしかない。しかし、本発明においては、１つの工程を利用して画面部とパッド部を形成することができるため、継ぎ目がなく、これらの線高さが同一である。
図４に本発明の一実施形態によるタッチパネルに含まれる伝導性パターンの縦横比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）を示す。
図４において、伝導性パターンの初期線幅をＷ、見る角度に応じた伝導性パターンの線幅をＷ'、伝導性パターンの線高さをｈとする場合、Ｗ'／Ｗ＋（ｈ／ｔａｎ（ａ））＝ｓｉｎ（ａ）の数式を満たす。これにより、角度に応じたＷ'はＷ'＝Ｗｓｉｎ（ａ）＋ｈｃｏｓ（ａ）の数式を満たすと、これが最大となる値はＷ'＝（１／２）１／２（Ｗ＋ｈ）である。この時、この値が初期Ｗを超えないことは好ましくないため、０＜（１／２）１／２（Ｗ＋ｈ）＜Ｗの数式を満たすことが好ましい。したがって、線高さ（ｈ）はｈ＜（（２−２１／２）／２）Ｗ≒＜０．２９３Ｗの数式を満たす。したがって、３μｍ線幅の場合は、約８７９ｎｍ以下の線高さであることが好ましい。
また、本発明によるタッチパネルの少なくとも一面には、反射防止フィルム、偏光フィルム、耐指紋フィルムのうち少なくとも１つが備えられることができる。設計仕様に応じ、前述した機能性フィルム以外に他種類の機能性フィルムをさらに含むこともできる。前記のようなタッチパネルは、ＯＬＥＤディスプレイパネル（ＯＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、および陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ、ＣＲＴ）、ＰＤＰのようなディスプレイ装置に適用されることができる。
Claims (15)
- 第１伝導性パターン部を含む画面部、および
第２伝導性パターン部を含むルータ部を含み、
前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は同一の線高さを有し、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部が連結される領域には継ぎ目がないことを特徴とするタッチパネル。 - 前記第１伝導性パターン部のうち電気的に接続されたいずれか１つの領域において、第２伝導性パターン部と接するある１辺から、これに対向する他辺までの最短距離上での線抵抗値は、
前記第２伝導性パターン部のうち電気的に接続されたいずれか１つの領域において、第１伝導性パターンと接するある１辺から前記第２伝導性パターン部がＦＰＣＢと接する他辺までの線抵抗値より大きいか等しいことを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。 - 前記第１伝導性パターン部のうち電気的に接続されたいずれか１つの領域において、画面部のある１辺とこれに対向する他辺までの第１伝導性パターン部の電気の流れ方向と前記第１伝導性パターン部の伝導性ラインの角度が異なることを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
- 前記第２伝導性パターン部のうち少なくとも一部は、前記第１伝導性パターン部と線幅が異なることを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
- 前記第２伝導性パターン部のうち少なくとも一部と前記第１伝導性パターン部の線幅の差は、５マイクロメーター以上であることを特徴とする、請求項４に記載のタッチパネル。
- 前記第２伝導性パターン部のうち少なくとも一部と前記第１伝導性パターン部の線幅の差は、１５マイクロメーター以上であることを特徴とする、請求項４に記載のタッチパネル。
- 前記第２伝導性パターン部のうち少なくとも一部と前記第１伝導性パターン部の線幅の差は、３０マイクロメーター以上であることを特徴とする、請求項４に記載のタッチパネル。
- 前記第２伝導性パターン部のうち少なくとも一部と前記第１伝導性パターン部の線幅の差は、１００マイクロメーター以下であることを特徴とする、請求項４に記載のタッチパネル。
- 前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は、１回の印刷工程によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
- 前記印刷工程は、リバースオフセット印刷（ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｆｆｓｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）工程であることを特徴とする、請求項９に記載のタッチパネル。
- 前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は、同一物質を含むことを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
- 前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は互いに同一な積層構造を含み、前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は同一物質を含むことを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
- 前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は、各々独立して金属、金属酸化物、金属窒化物、金属酸化窒化物および金属合金（ａｌｌｏｙ）からなる群から選択される１種以上を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のタッチパネル。
- 前記第１伝導性パターン部および第２伝導性パターン部は、各々独立してＡｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｉ、これらの酸化物、これらの窒化物、これらの酸化窒化物およびこれらの合金からなる群から選択される１種以上を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のタッチパネル。
- 請求項１〜１８のいずれか一項に記載のタッチパネルを含むディスプレイ装置。
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