JP2016194827A - 導電性フィルム、これを備える表示装置及び導電性フィルムの評価方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】配線パターンA、Dは、全画像の透過率画像データを2次元フーリエ変換し、規定値以上の規格化スペクトル強度を持つスペクトルについて、特定角度単位毎の規格化スペクトル強度の最大値と最小値から得られる強度差を算出し、強度差のヒストグラムC、Fにおいて強度差の平均値以上で度数を表わす柱の1以上の塊が他の塊から孤立して存在し、かつ、規格化スペクトル強度の1つの角度におけるばらつきの第1標本標準偏差の全角度方向のばらつきを表わす第2標本標準偏差を配線パターンの定量値として算出した時、定量値が特定の数値範囲に収まる。
【選択図】図12
Description
このような導電性フィルムにおいては、図23(A)に示されるように、正方格子状に配置されるディスプレイのブラックマトリックス(BM:Black Matrix)の周波数ピーク120に対して、導電性フィルムのメッシュパターンのピークをどのように配置すれば、モアレに対して視認性に優れたメッシュパターンにすることが求められている。視認性に優れたメッシュパターンとするためのモアレの定義は、高周波、低強度であることから、複数存在するディスプレイのブラックマトリックスの周波数ピーク120と、メッシュパターンの周波数ピークをそれぞれ、ピーク同士の距離が最大となるように配置する必要があるという課題があり、その課題を解決するために種々の提案がなされている(例えば、特許文献1及び2参照)。
こうして、特許文献1では、視野を遮られず、伝導性に優れるだけでなく、モアレ現象を防止することができるとしている。
こうして、特許文献2では、モアレの発生を抑止でき、視認性を大幅に向上させることができるとしている。
また、角度は、小数点以下第2位まで求め、小数点以下第2位に対して丸め処理を行い、少数点第1位まで求められることが好ましい。
また、配線パターンは、表示ユニットの画素配列パターンに重畳されるものであることが好ましく、また、画素配列パターンは、ブラックマトリックスパターンであることが好ましい。
また、本発明によれば、導電性フィルムの配線パターンの特徴として、周波数空間において異方性を有し、指向性のあるランダムパターンを提供することができ、このような指向性のあるランダムパターンにより、ディスプレイ解像度およびディスプレイ画素構造にロバストなメッシュパターンを提供することができる。
本発明によれば、特に、特許文献2に開示の規則パターンと比較した場合、ディスプレイ解像度、およびピクセル(特に、サブピクセル、例えばカラーフィルタ等)構造に対してロバストな画質設計が可能となり、一方、ボロノイランダムパターンと比較した場合、ある程度設計に自由度を持つことが可能であるため、モアレ視認性による画質劣化を抑制することができる。
本発明の導電性フィルムの特徴は、メッシュ状配線パターン(以下、単にメッシュパターンとも言う)として異方性を有するランダムパターンを用いることにより、表示装置の表示ユニット(以下、ディスプレイともいう)のブラックマトリックス(以下、BMともいう)の解像度、およびディスプレイのカラーフィルタ構造に依存することなく、ディスプレイの表示画像にモアレを生じさせずに視認性を優れたものにして、ロバストな画質改善を提供することができる点にある。
なお、本発明に係る導電性フィルムが重畳される表示装置の表示ユニットとしては、特に制限的ではないが、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、プラズマディスプレイ(PDP:Plasma Display Panel)、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)(OEL:Organic Electro-Luminescence)を利用した有機EL(発光)ダイオード(OLED:Organic Light Emitting Diode)や有機ELディスプレイ(OELD:Organic Electro-Luminescence Display)、無機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ、電子ペーパ等を挙げることができる。
また、本発明の対象となる表示装置のディスプレイは、高解像度スマートフォンやタブレット端末等のように、発光強度の高いディスプレイであっても良いし、低解像度のデスクトップパソコンやテレビ(TV)等のように、発光強度の低いディスプレイであっても良いし、中解像度ノートブック等のように、発光強度の中程度のディスプレイであっても良い。
これらの図に示すように、本実施形態の導電性フィルム10は、表示装置の表示ユニット上に設置されるもので、表示ユニットのブラックマトリックス(BM:Black Matrix)に対してモアレの発生の抑止の点で優れた配線パターン、特に、BMパターンに重畳した際にもモアレの視認性に優れた配線パターンを持つ導電性フィルムであり、透明基体12と、透明基体10の一方の面(図1中上側の面)に形成され、複数の金属製の細線(以下、金属細線という)14からなり、第1電極部となる第1配線部16aと、第1配線部16aの略全面に、金属細線14を被覆するように、第1接着層18aを介して接着された第1保護層20aと、透明基体10の他方の面(図1中下側の面)に形成され、複数の金属製の細線14からなり、第2電極部となる第2配線部(電極)16bと、第2配線部16bの略全面に第2接着層18bを介して接着された第2保護層20bとを有する。
なお、以下では、第1配線部16a及び第2配線部16bを総称する際には単に配線部16といい、第1接着層18a及び第2接着層18bを総称する際には単に接着層18といい、第1保護層20a及び第2保護層20bを総称する際には単に保護層20という。
金属細線14は、波線の形状をなし、導電性の高い金属製の細線であれば特に制限的ではなく、例えば、金(Au)、銀(Ag)又は銅(Cu)の線材等からなるものを挙げることができる。金属細線14の線幅は、視認性の点からは細い方が好ましいが、例えば、30μm以下であれば良い。なお、タッチパネル用途では、金属細線14の線幅は0.1μm以上15μm以下が好ましく、1μm以上9μm以下がより好ましく、2μm以上7μm以下がさらに好ましい。
配線部16(16a及び16b)は、図2に示すように、金属細線14と、隣接する金属細線14間の開口部(セル)22(22a及び22b)によるランダムなメッシュ形状の配線パターン24(24a及び24b)とを有する配線層28(28a及び28b)からなる。配線パターン24a及び24bは、複数の金属細線で形成される開口部が異方性を有する配線パターン、即ちランダムメッシュパターン25である。このランダムメッシュパターン25は、金属細線14によって形成される開口部22の形状が、異なる2種類以上の開口形状であり、その頂点の数が2種類以上となるランダムな多角形状となるものであれば、どのようなランダムメッシュパターンであっても良い。
先ず、図3(A)に示すように、1つの平面領域100内において、菱形などの閉空間の重心となる点として、任意の間隔で無作為に選択された複数の位置、例えば乱数等を用いて任意の間隔で複数の位置にシード点(ドッド)pを配置したドット切り出し画像102を作製する。なお、予め平面領域100内に規則的にドッドを配置しておき、そのドッド間の間隔を標準偏差等を用いて360度任意の方向にずらすことにより、シード点pを配置しても良い。
次に、図3(B)に示すように、平面領域100内に配置された、図3(A)に示すシード点pの位置に開口部22となる菱形パターン104を、隣接する菱形パターン104が互いに離間し、両者の間に境界領域106が存在するように、畳み込んで、菱形パターン画像108を作製する。図示例では、シード点pに菱形パターン104を畳み込んでいるが、本発明は菱形に限定されず、正三角形、二等辺三角形等の三角形、正方形、長方形(矩形)、平行四辺形等の四角形、正五角形等の五角形、正六角形等六角形などの正多角形を含む多角形であっても良い。
ここで、細線化処理は、境界領域106の縁部のピクセルを除去することにより境界領域106を収縮させ、菱形パターン104の縁部にピクセルを除去することにより菱形パターン104を膨張させることを繰り返して、同一線幅のランダムな線分からなる細線となるように細線化する。
こうして、図2に示すランダムメッシュパターン25を形成することができる。
このような形状の金属細線14は、銀などの金属層をエッチング等の公知方法により、容易に形成することができる。
なお、本発明の導電性フィルムのランダムメッシュパターンの構成については、後述する。
ここで、接着層18(第1接着層18a及び第2接着層18b)の材料としては、ウェットラミネート接着剤、ドライラミネート接着剤、又はホットメルト接着剤等が挙げられるが、第1接着層18aの材質と第2接着層18bの材質とは、同一であってもよいし、異なってもよい。
また、保護層20(第1保護層20a及び第2保護層20b)は、透明基体12と同様に、樹脂、ガラス、シリコンを含む透光性が高い材料からなるが、第1保護層20aの材質と第2保護層20bの材質とは、同一であってもよいし、異なってもよい。
ここで、本明細書における屈折率は、波長589.3nm(ナトリウムのD線)の光における屈折率を意味し、例えば樹脂では、国際標準規格であるISO 14782:1999(JIS K 7105に対応)で定義される。また、第1保護層20aに対する透明基体12の相対屈折率nr1は、nr1=(n1/n0)で定義され、第1保護層20bに対する透明基体12の相対屈折率nr2は、nr2=(n2/n0)で定義される。
ここで、相対屈折率nr1及び相対屈折率nr2は、0.86以上1.15以下の範囲にあればよく、より好ましくは、0.91以上1.08以下である。
なお、相対屈折率nr1及び相対屈折率nr2の範囲をこの範囲に限定して、透明基体12と保護層20(20a、20b)との部材間の光の透過率を制御することにより、モアレの視認性をより向上させ、改善することができる。
図4は、本発明の第2の実施形態に係る導電性フィルムの一例を示す模式的部分断面図である。なお、図4に示す本第2の実施形態の導電性フィルムの配線パターンの平面図は、図2に示す配線パターンの平面図と同様であるのでここでは省略する。
本実施形態の導電性フィルム11においては、透明基体12の一方(図4の上側)の面にも、透明基体12の他方(図4の下側)の面に形成されている第2電極部17bの複数の金属細線14に対応する複数の金属細線14からなるダミー電極部26を形成しているので、透明基体12の一方(図4の上側)の面での金属細線による散乱を制御することができ、電極視認性を改善することができる。
なお、第1、第2電極部17a、17b及びダミー電極部26は、それぞれ図1に示す導電性フィルム10の配線部16と同様の材料で同様に形成することができる。
また、第2保護層20bは、第2配線部16bの第2電極部17bの金属細線14を被覆するように、第2接着層18bによって第2電極部17bからなる配線層28bの略全面に接着されている。
なお、図4に示す導電性フィルム11の第1及び第2接着層18a及び18b、並びに第1及び第2保護層20a及び20bは、図1に示す導電性フィルム10と同様であるので、その説明は省略する。
本実施形態の導電性フィルム11においても、上記第1配線部16aにダミー電極部26aを設け、また、第2配線部16bにこのようなダミー電極部を設けることにより、第1配線部16aの第1電極部17aと第2配線部16bの第2電極部17bの各メッシュ配線を対応して配置することができるので、透明基体12の一方(例えば、図4の上側又は下側)の面での金属細線による散乱を制御することができ、電極視認性を改善することができる。
図5に示す本発明の第3の実施形態の導電性フィルム11Aは、図5中、下側の透明基体12bと、この透明基体12bの上側面に形成された複数の金属細線14からなる第2配線部16bと、第2配線部16b上に第2接着層18bを介して接着される第2保護層20bと、第2保護層20b上に、例えば接着剤等により接着されて配置される上側の透明基体12aと、この透明基体12aの上側面に形成された複数の金属細線14からなる第1配線部16aと、第1配線部16a上に接着層18aを介して接着される保護層20aとを有する。
ここで、第1配線部16a及び又は第2配線部16bの金属細線14の少なくとも一方の全部又は一部は、図2に示すランダムメッシュパターン25である。
ここで、配線部16の金属細線14は、図2に示すランダムメッシュパターン25である。
なお、本発明の導電性フィルムのランダムメッシュパターンは、図7に示すように、ディスプレイのブラックマトリックス(BM)の周波数ピーク120に対して配置される本発明に係る導電性フィルムのランダムメッシュパターンの周波数ピーク128の周辺にフーリエスペクトルピークの強度を分散させてぼかすことにより、モアレ視認のリスクを低減している。こうすることにより、本発明のランダムメッシュパターンでは、図23(B)に示すボロノイランダムメッシュパターンのように、フーリエスペクトル強度が広く分散してしまうことを防止する。更に、図23(C)に示す規則メッシュパターンのように、フーリエスペクトルが局在し、モアレが強く視認されることを防止する。
以上のように、図8(A)に示すような構造の本発明のメッシュパターン25aは、パターンのFFTスペクトルが特定の位置にピークを持ち、そのピーク周辺にノイズ成分が2次元的に広がる特徴を有する。
図8(A)に示す本発明のメッシュパターン25aのスペクトル強度(絶対値)Ispの、1つの角度方向の最大値と最小値との差の常用対数ΔIspを、0〜360°に渡って、絶対値の常用対数の10000倍の値が、−4.0以上のものについて、所定の角度単位、好ましくは、0.1°毎に取ると、図9(A)に示すようなグラフとなる。ここでは、1つの角度について、スペクトル強度の差(強度差)ΔIspは、下記式(1)によって求めることができる。以下、スペクトルの絶対値の常用対数の10000倍の値が−4.0以上のみ取り扱うこととする。
ΔIsp=10000×{log10(IspMAX−IspMIN)} …(1)
こうして、ΔIspを0〜360°に渡って、所定の角度単位、好ましくは、0.1°毎に求めることができ、図9(A)に示すグラフを得ることができる。
ここで、角度iにおける差IspをIsp(i)(i=1、2、3…、360)と置くと、この強度差Ispの角度0〜360度にわたる平均値Ispaは、下記式(2)で表すことができる。
本発明のランダムメッシュパターン25aでは、図9(B)に示すヒストグラム(上記式(1)参照)において、平均値以上、即ちIspa以上において、ヒストグラムの不連続な刻み部分、他の度数を表わす柱の塊から孤立した1以上の柱からなる塊、即ち、分布部分(島)が存在する。
以上から、本発明のランダムメッシュパターンでは、0〜360度の全ての角度点のスペクトルの強度差のヒストグラムを取った時に強度差の平均値以上に度数の島が存在する。
ここで、図10は、ランダムメッシュパターンのFFTスペクトルの1方向のばらつきを示す。
ここで、1方向、すなわちi方向のばらつき(標本標準偏差)x(i)(i=0.1、0.2、…、360)は、ランダムメッシュパターンのFFTスペクトルの0[cycle/mm]から、ランダムメッシュパターンの各角度に対して画像データが持つ最大の周波数における、フーリエスペクトル強度の絶対値を算出する。1方向のばらつきは、その値の標本標準偏差を取得し、常用対数で表した値で定義する。
角度iに対する1方向のばらつきをx(i)(i=0.1、0.2、…、360)とする標本として抽出したとすると、360個の標本の平均値xaは、下記式(3)で表され、標本の分散をS2とすると、標本の分散S2は、下記式(4)で表すことができる。こうして得られる標本の分散S2の平方根Sを標本標準偏差として下記式(5)で求めることができる。
上述した規則パターンにおいては、1つの角度方向のばらつきが大きく、ランダムメッシュパターンにおいては、1つの角度方向のばらつきが小さい、その間に本発明のばらつきが入る。
したがって、本発明の定量値Sは、特定の数値範囲以内に収まる必要があることが分かる。
ここで、本発明においては、詳細は後述するが、定量値(標本標準偏差)Sは、角度を0〜360°に渡って、所定の角度単位、好ましくは、0.1°毎に取った時、−5.29〜−5.05(−5.29≦S≦−5.05)であることが好ましく、−5.29〜−5.11(−5.29≦S≦−5.11)であることがより好ましい。
なお、図11(D)に示すランダムメッシュパターンは、図11(F)示すヒストグラムでは、平均値が−3.59であり、この平均値以上に周波数ピーク値の島が存在するが、図11(E)示すFFTスペクトル強度の1つの角度方向のばらつきの、角度方向のばらつきの定量値(標本標準偏差)Sは、−4.90であり、本発明の好ましい範囲から外れている。なお、このランダムメッシュパターンは、後述する実施例における比較例のメッシュパターン27である。
なお、図12(D)に示すランダムメッシュパターンは、図12(E)示すFFTスペクトル強度の1つの角度方向のばらつきの、角度方向のばらつきの定量値(標本標準偏差)Sは、−5.17であり、図12(F)示すヒストグラムでは、平均値が−3.11であり、この平均値以上に周波数ピーク値の島が存在するので、本発明のランダムメッシュパターンであることが分かる。なお、このランダムメッシュパターンは、後述する実施例における本発明例のメッシュパターン14である。
なお、本発明では、モアレ視認性に優れたランダムメッシュパターン(ランダムメッシュパターン)とは、少なくとも1視点において、ディスプレイの複数の副画素の各色の光を単独で点灯した時にいずれにおいても、ディスプレイの解像度および画素構造によらず、当該色のBMパターンに対して合成配線パターンとしてランダムメッシュパターン25とした時にモアレが人間の視覚に知覚されない1又は2以上の1群のランダムメッシュパターンを言う。なお、本発明では、ディスプレイの解像度および画素構造によらず、モアレの視認性に優れた、2以上の1群のランダムメッシュパターンにおいても、モアレが最も知覚されないランダムメッシュパターンから知覚されにくいランダムメッシュパターンまで序列を付けることができ、最もモアレが知覚されない1つのランダムメッシュパターンを決定し、評価することもできる。
本発明の導電性フィルムは、基本的に以上のように構成される。
図13にその一部を示すように、表示ユニット30には、複数の画素32がマトリクス状に配列されて所定の画素配列パターンが構成されている。1つの画素32は、3つの副画素(赤色副画素32r、緑色副画素32g及び青色副画素32b)が水平方向に配列されて構成されている。1つの副画素は垂直方向に縦長とされた長方形状とされている。画素32の水平方向の配列ピッチ(水平画素ピッチPh)と画素32の垂直方向の配列ピッチ(垂直画素ピッチPv)は略同じとされている。つまり、1つの画素32とこの1つの画素32を囲むブラックマトリクス(BM)34(パターン材)にて構成される形状(網掛けにて示す領域36を参照)は正方形となっている。また、1つの画素32のアスペクト比は1ではなく、水平方向(横)の長さ>垂直方向(縦)の長さとなっている。
なお、図13に示す表示ユニット30は、液晶パネル、プラズマパネル、有機ELパネル、無機ELパネル等の表示パネルで構成されても良く、その発光強度は、解像度に応じて異なるものであって良い。
図15(A)に示すように、表示ユニット30aには、複数の画素32がマトリクス状に配列されて所定の画素配列パターンが構成されている。図15(A)に示すように、1つの画素32は、3つの副画素(赤色副画素32r、緑色副画素32g及び青色副画素32b)が水平方向に配列されて構成されている。
本発明においては、表示ユニットの画素配列パターンが、1画素内の複数、図示例では3つの副画素の内の少なくとも2つの副画素が異なる形状を有しているか、1画素内の複数(3つ)の副画素の内の少なくとも2つについて各副画素の配列によって形成される副画素配列パターンの周期が異なるか、1画素内の複数(3つ)の副画素が1つの方向に一列に並んでいないか、3つの条件のいずれかを満たす必要がある。なお、本発明においては、副画素配列パターンの周期、すなわち、副画素(カラーフィルタ)の周期には、一画素内の副画素の周期も含まれる。
図示例では、画素32の水平方向の配列ピッチ(水平画素ピッチPh)と画素32の垂直方向の配列ピッチ(垂直画素ピッチPv)は略同じとされており、画素ピッチPdで表すことができる。即ち、1つの画素32の3つの副画素32r、32g及び32bからなる領域と、これらの副画素32r、32g及び32bを囲むブラックマトリクス(BM)34(パターン材)にて構成される画素域領域36は正方形となっている。なお、画素域領域36は、1つの画素32に対応するものであるので、以下では、画素域領域36を画素ともいう。
なお、画素ピッチPd(水平及び垂直画素ピッチPh、Pv)は、表示ユニット30の解像度に応じたピッチであれば、如何なるピッチでも良く、例えば、84μm〜264μmの範囲内のピッチを挙げることができる。
又は、図16(A)〜(C)に示すピンタイル構造と呼ばれる開口形状の副画素(カラーフィルタ)32r、32g、32bであっても良く、これらの副画素32r、32g、32bからなる画素配列パターンを持つものであっても良い。
即ち、図13(A)に示す例では、このような形が異なる3つの副画素32r、32g、32bを1画素として画素配列パターン38aが形成され、3つの副画素32r、32g、32bのそれぞれの副画素配列パターンの周期は、いずれも画素配列パターン38aの周期と同じになる。
なお、本発明においては、副画素の形が異なるとは、副画素の形状が異なる場合のみならず、副画素の大きさが異なる場合も含まれるものと定義される。
即ち、図16(B)に示す例では、2つの副画素32gと、副画素32r、32bとの4つの副画素を1画素32として画素配列パターン38bが形成され、副画素32r、32bのそれぞれの副画素配列パターンの周期は、いずれも画素配列パターン38aの周期と同じになるが、副画素32gの副画素配列パターンの周期は、画素配列パターン38aの周期の半分となる。
即ち、図16(C)に示す例では、図16(C)に示す例と同様に、2つの副画素32gと、副画素32r、32bとの4つの副画素を1画素32として画素配列パターン38cが形成され、副画素32r、32bのそれぞれの副画素配列パターンの周期は、いずれも画素配列パターン38aの周期と同じになるが、副画素32gの副画素配列パターンの周期は、画素配列パターン38aの周期の半分となる。
なお、本発明に用いることのできるディスプレイの2×2画素のBM1〜BM9の解像度及び形状を図18(A)〜(I)に示す。図18(A)〜(I)に示す各BM1〜BM9は、それぞれ、解像度、及び形状のいずれかが異なるものである。図18(A)〜(I)においては、Gチャネル(G副画素)のみが示され、Bチャネル(B副画素)及びRチャネル(R副画素)は示されていないが、その解像度及び形状は同一であるのは勿論である。
図18(A)は、解像度が98dpiで、短冊形状の4つのG副画素を示し、後述する実施例において用いたBMNo.1のBM1に相当する。
図18(C)は、解像度が151dpiで、図中少し湾曲する平板形状の左側によって配置された4つのG副画素を示し、後述する実施例において用いたBMNo.3のBM3に相当する。
図18(D)は、解像度が151dpiで、図中横方向に傾斜した細い帯形状が複数並ぶ帯状体が上下逆向きに傾斜した4つのG副画素を示し、後述する実施例において用いたBMNo.4のBM4に相当する。
図18(E)は、解像度が151dpiで、図中上下端が一部欠けた平板状の対称に配置された4つのG副画素を示し、後述する実施例において用いたBMNo.5のBM5に相当する。
図18(G)は、解像度が218dpiで、図中縦方向に長い平板状の右側によって配置された4つのG副画素を示し、後述する実施例において用いたBMNo.7のBM7に相当する。
図18(H)は、解像度が245dpiで、図中下端が一部欠けた平板状の4つのG副画素を示し、後述する実施例において用いたBMNo.8のBM8に相当する。
図18(I)は、解像度が265dpiで、図中横方向にはちされた平板状の4つのG副画素を示し、後述する実施例において用いたBMNo.9のBM9に相当する。
図14に示すように、表示装置40は、カラー画像及び/又はモノクロ画像を表示可能な表示ユニット30(図13参照)と、入力面42(矢印Z1方向側)からの接触位置を検出するタッチパネル44と、表示ユニット30及びタッチパネル44を収容する筐体46とを有する。筐体46の一面(矢印Z1方向側)に設けられた大きな開口部を介して、ユーザは、タッチパネル44にアクセス可能である。
表示ユニット30の一面(矢印Z1方向側)には、接着層56を介して、導電性フィルム10が接着されている。導電性フィルム10は、他方の主面側(第2配線部16b側)を表示ユニット30に対向させて、表示画面上に配置されている。
カバー部材48の材質は、例えば、ガラス、樹脂フィルムであってもよい。カバー部材48の一面(矢印Z2方向側)を酸化珪素等でコートした状態で、導電性フィルム10の一面(矢印Z1方向側)に密着させてもよい。また、擦れ等による損傷を防止するため、導電性フィルム10及びカバー部材48を貼り合わせて構成してもよい。
本発明の導電性フィルムが適用される表示装置は、基本的に以上のように構成される。
図21は、本発明の導電性フィルムの評価方法の一例を示すフローチャートである。
先ず、上述した図3(A)に示すように、1つの平面領域100内において、菱形などの閉区間の重心となるシード点pを、例えば乱数や標準偏差等を用いて任意の間隔で無作為に選択された複数の位置に発生させる。
次に、図3(B)に示すように、平面領域100内に配置されたシード点pの位置に開口部22となる菱形パターン104を畳み込んで菱形パターン画像108を作製する。
次に、図3(B)に示す菱形パターン画像108の境界領域106を細線化するために、細線化処理、例えばmathworks社製 matlabの細線化処理を実施して、図2に示すようなランダムメッシュパターン25を作製する。
ここで、画像端は、閉区間が形成されないため、中央部を切り出す。
なお、後述する実施例では、中央部を切り出して、5589pix×5589pixを用いた。
まず、ステップS12において、ランダムメッシュパターンの定量化のために、ステップS10で作製されたランダムメッシュパターン25の透過率データを作成する。
次に、ステップS14において、ステップS12で作成したランダムメッシュパターンの透過率画像データに対して、2次元高速フーリエ変換(2DFFT(基底2))を行い、透過率画像データの定量化を行って、スペクトルピークの空間周波数、及びスペクトル強度を算出する。この際、計算する全ての画像のスペクトル強度は、平均値、及び画像サイズ(幅(width)×高さ(height))で規格化しておくことが好ましい。なお、規格化後、算出した平均値は使用しないのが良い。
次に、ステップS18において、ステップS16で抽出されたスペクトル強度(−4.0以上)を持つスペクトルについて、図19に示すように、角度θを算出する。角度θは、小数第2位(小数点以下2桁)まで算出し、小数第2位に丸め処理を施し、小数第1位(小数点以下1桁)に丸める。
ここで、θ2を小数第2位まで求めた角度であり、θ1を小数第1位まで求めた角度であるとすると、θ1は、θ1=round(10θ2)/10として、最も近い整数への丸めた後に、小数第1位に戻す。
なお、丸め関数roundは、matlabの関数で表される。ここで、Y = round(X)は、Xの要素を最も近い整数に丸める。小数部が、0.5の正の要素は、最も近い正の整数に丸められる。小数部が、−0.5の負の要素は、最も近くの負の整数に四捨五入される。Xが複素数の場合は、実数部と虚数部を個々に丸めるものである。なお、丸め関数roundは、http://jp.mathworks.com/help/matlab/ref/round.htmlを参照する。
こうして算出された強度差(最大値−最小値)のヒストグラムを図20(B)に示す。
同時に、ステップS22において、ステップS18で算出した角度θを0.1°刻みに振りながら、0〜360度の全ての角度刻み点において、1つの角度方向のばらつきの、角度方向のばらつきを表わす標本標準偏差をパターンの定量値として算出する。
算出された角度毎のスペクトル強度の標準偏差を図20(A)に示す。こうして、パターン定量値として、図20(A)に示す角度毎のスペクトル強度の標準偏差から、角度毎のスペクトル強度の標準偏差の角度ばらつきを表わす標本標準偏差を求める。
ここで、強度差の平均値以上にピーク値の島が存在し、パターン定量値(標本標準偏差)が所定数値範囲、例えば−5.29〜−5.05の範囲内に入っているランダムメッシュパターンを、本発明の導電性フィルムの配線パターンとして決定し、評価する。
こうして評価された図2に示すランダムメッシュパターン25aを、本発明の導電性フィルムの配線パターンとして決定し評価することができる。
その結果、表示装置の表示ユニットのBMパターンに重畳しても、その解像度および画素構造に依存せず、異なる解像度、異なる画素構造の表示装置であっても、モアレの視認性に優れたランダムメッシュパターンを持つ本発明の導電性フィルムを作製することができる。
以下に、本発明を実験例に基づいて具体的に説明する。
本実施例においては、図21に示す本発明の導電性フィルムの評価方法のフローに従って、上述のようにして、以下のように実験を行った。
図21に示す導電性フィルムの評価方法のフローに従って、46種類のメッシュパターン1〜46を作製し、作製された46種のメッシュパターンのスペクトル異方性(指向性)の定量化を行った。作製された46種類のメッシュパターン1〜46を表1に示す。
表1に示すメッシュパターン1〜46の概要は、以下の通りであった。
メッシュパターン10〜11は、開口形状が六角形であり、一辺の長さが100μm〜200μmで、線幅が2μmであり、開口重心がばらついていない規則パターンであった。
メッシュパターン12〜21は、開口形状が菱形であり、その斜辺の角度が20°〜40°で、斜辺の長さが50μm〜200μmで、線幅がいずれも2μmであり、開口重心が平均値で5%ばらついているランダムパターンであった。
メッシュパターン24〜25は、開口形状が平行四辺形であり、底辺に対する斜辺角度30°で、一辺(底辺)の長さが100μm〜200μmで、線幅が2μmであり、開口重心が平均値で5%ばらついているランダムパターンであった。
メッシュパターン26〜29は、開口形状が正方形であり、一辺の長さが50μm〜200μmで、線幅がいずれも2μmであり、開口重心が平均値で5%ばらついているランダムパターンであった。
メッシュパターン41〜42は、開口形状が平行四辺形であり、底辺に対する斜辺角度30°で、一辺(底辺)の長さが100μm〜200μmで、線幅が2μmであり、開口重心がばらついていない規則パターンであった。
メッシュパターン43〜46は、開口形状が正方形であり、一辺の長さが50μm〜200μmで、線幅がいずれも2μmであり、開口重心がばらついていない規則パターンであった。
表2に異なる解像度、図18(A)〜(I)に示す異なる開口形状(画素構造)を有し、透過部を1.0、遮蔽部を0としたBM1〜BM9の9種類のディスプレイBM画像データを、12700dpiで作成した。BM1〜BM9の9種類のディスプレイBMの解像度を表2に示す。
ディスプレイBMと、パターン定量値で示されるメッシュパターンとの重畳画像を作成し、モアレを3名の研究員が以下の劣化尺度で官能評価した。
5:劣化が認められない、4:劣化が認められるが気にならない、3:劣化が認められ、わずかに気になる、2:劣化が認められ、気になる、1:劣化が認められ非常に気になる。
視認性が良いと判定される境界は3.3とした。
また、表3から明らかなように、パターン定量値が、−5.29〜−5.11の範囲から外れたランダムメッシュパターン1〜11及び26〜46は、BM1〜BM9のいずれかで劣化化尺度が3.0以下であるものを含み、BM1〜BM9のBMの種類(解像度、画素構造)の少なくとも1つに、モアレの視認性に劣っているものを含む比較例であることが分かる。
以上から、本発明の効果は明らかである。
12 透明支持体
14 金属製の細線(金属細線)
16、16a、16b 配線部
18、18a、18b 接着層
20、20a、20b 保護層
21 メッシュ状配線
22 開口部
23a 電極部
23b ダミー電極部(非電極部)
24 合成配線パターン
24a 第1(上側)の配線パターン
24b 第2(下側)の配線パターン
25、25a ランダムメッシュパターン
26 ダミー電極部
28、28a、28b 配線層
30 表示ユニット
32、32r、32g、32b 画素
34 ブラックマトリクス(BM)
38 BMパターン
40 表示装置
44 タッチパネル
Claims (12)
- 表示装置の表示ユニット上に設置される導電性フィルムであって、
透明基体と、
該透明基体の少なくとも一方の面に形成され、複数の金属細線からなる導電部と、
を有し、
前記導電部は、前記複数の金属細線によりメッシュ状に形成された、複数の開口部を配列した配線パターンを有し、
前記配線パターンは、その全画像の透過率画像データを2次元フーリエ変換して得られた前記全画像のスペクトルピークの規格化スペクトル強度を求め、規定値以上の前記規格化スペクトル強度を持つ前記スペクトルを抽出し、該抽出されたスペクトル各々について、2次元フーリエ座標における原点と前記抽出されたスペクトルの座標とを結んだ直線と前記2次元フーリエ座標の1つの座標軸とのなす角度を特定角度単位で算出し、前記抽出されたスペクトルについて、前記角度を前記特定角度単位刻みで振りながら前記抽出されたスペクトルの全ての点において、各角度毎の前記規格化スペクトル強度の最大値と最小値とから得られる強度差を算出し、前記全ての点の前記強度差のヒストグラムを取った時に前記強度差の平均値以上における前記ヒストグラムの度数を表わす柱の1以上の塊が他の塊から孤立して存在し、かつ前記規格化スペクトル強度の1つの角度におけるばらつきを表わす第1標本標準偏差の全角度方向のばらつきを表わす第2標本標準偏差を前記配線パターンの定量値として算出した時、前記定量値が特定の数値範囲に収まることを特徴とする導電性フィルム。 - 前記規格化スペクトル強度は、前記全画像のスペクトルのスペクトル強度の平均値及び画像サイズで規格化された規格値であり、
前記規定値は、前記規格化スペクトル強度値の対数値を10000倍した値として、−4.0であり、
前記特定角度単位は、1度であり、
前記強度差は、1つの角度において、前記規格化スペクトル強度の最大値と最小値の差の値の対数値の10000倍であり、
前記ヒストグラムの横軸となる前記強度差の範囲は、−4.0〜0であり、そのステップ幅は、0.1であり、
前記特定の数値範囲は、−5.29〜−5.05である請求項1に記載の導電性フィルム。 - 前記角度は、小数点以下第2位まで求め、小数点以下第2位に対して丸め処理を行い、少数点第1位まで求められる請求項2に記載の導電性フィルム。
- 前記配線パターンは、四角形形状の平面上に規則的に配置された複数のドッドを発生させ、配置されたドッドを、乱数を用いて360度の任意の方向に移動してランダム性を付与し、ランダムに配置されたドッドを中心とする多角形を発生させ、多角形間に存在する領域を細線化することにより形成される請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性フィルム。
- 前記配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されるものである請求項1〜4のいずれか1項に記載の導電性フィルム。
- 前記画素配列パターンは、前記ブラックマトリックスパターンである請求項5に記載の導電性フィルム。
- 表示ユニットと、
この表示ユニットの上に設置される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の導電性フィルムと、を備えることを特徴とする表示装置。 - 表示装置の表示ユニット上に設置され、複数の金属細線によりメッシュ状に形成された、複数の開口部を配列した配線パターンを有する導電性フィルムの評価方法であって、
前記導電性フィルムの全画像の前記配線パターンの透過率画像データを取得し、
前記全画像の透過率画像データを2次元フーリエ変換して得られた前記全画像のスペクトルピークの規格化スペクトル強度を求め、
規定値以上の前記規格化スペクトル強度を持つ前記スペクトルを抽出し、
該抽出されたスペクトル各々について、2次元フーリエ座標における原点と前記抽出されたスペクトルの座標とを結んだ直線と前記2次元フーリエ座標の1つの座標軸とのなす角度を特定角度単位で算出し、
前記抽出されたスペクトルについて、前記角度を前記特定角度単位刻みで振りながら前記抽出されたスペクトルの全ての点において、各角度毎の前記規格化スペクトル強度の最大値と最小値とから得られる強度差を算出し、かつ前記規格化スペクトル強度の1つの角度におけるばらつきを表わす第1標本標準偏差の全角度方向のばらつきを表わす第2標本標準偏差を前記配線パターンの定量値として算出し、
算出された前記全ての点の前記強度差のヒストグラムを取った時に前記強度差の平均値以上における前記ヒストグラムの度数を表わす柱の1以上の塊が他の塊から孤立して存在し、かつ、算出された前記定量値が特定の数値範囲に収まる配線パターンを評価することを特徴とする導電性フィルムの評価方法。 - 前記規格化スペクトル強度は、前記全画像のスペクトルのスペクトル強度の平均値及び画像サイズで規格化された規格値であり、
前記規定値は、前記規格化スペクトル強度値の対数値を10000倍した値として、−4.0であり、
前記特定角度単位は、1度であり、
前記強度差は、1つの角度において、前記規格化スペクトル強度の最大値と最小値の差の値の対数値の10000倍であり、
前記ヒストグラムの横軸となる前記強度差の範囲は、−4.0〜0であり、そのステップ幅は、0.1であり、
前記特定の数値範囲は、−5.29〜−5.05である請求項8に記載の導電性フィルムの評価方法。 - 前記角度は、小数点以下第2位まで求め、小数点以下第2位に対して丸め処理を行い、少数点第1位まで求められる請求項9に記載の導電性フィルムの評価方法。
- 前記配線パターンは、四角形形状の平面上に規則的に配置された複数のドッドを発生させ、配置されたドッドを、乱数を用いて360度の任意の方向に移動してランダム性を付与し、ランダムに配置されたドッドを中心とする多角形を発生させ、多角形間に存在する領域を細線化することにより形成される請求項8〜10のいずれか1項に記載の導電性フィルムの評価方法。
- 前記配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されるものである請求項8〜11のいずれか1項に記載の導電性フィルムの評価方法。
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