JP2017107223A - 非直線導電体トレースを有するパターン化された基材 - Google Patents

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Abstract

【課題】外観を改善したタッチスクリーンディスプレイを提供する。【解決手段】本発明は、（ａ）対向する第１の表面と第２の表面とを有する基材と、（ｂ）その基材の第１の表面に配置された導電体微小パターンと、を有する、物品を提供する。導電体微小パターンは、複数のセル開放区域を画定する複数のトレースを有する。導電体微小パターンは、８０％を超える開放面積分率及びトレースの一様な配向分布を有する。トレースのそれぞれは非直線であり、０．５〜１０マイクロメートルのトレース幅を有する。これらの物品は、ディスプレイのような装置において有用であり、特に、モバイル携帯装置、タブレット及びコンピュータに有用なタッチスクリーンディスプレイにおいて有用である。また、アンテナ及びＥＭＩシールドにも用途が見出される。【選択図】図５

Description

光透過性及び導電性が必要とされる用途のための金属ベースの導電体メッシュの使用は、当該技術分野において既知である。そのような用途の例としては、ディスプレイのために電磁干渉を遮蔽することが挙げられる。当該産業においては、メッシュは、典型的には、開放面積によって分離されてセルを形成する、接続されたトレースを有するパターン形状を意味するものと理解される。
本発明の作業において、ディスプレイと一体化されたいくつかのメッシュのデザインは、反射視準光（例えば、直射日光）の下で観察すると、望ましくない視覚効果を生成し得ることが観察された。望ましくない視覚効果の例としては、例えば、反射光の星形パターン及び光干渉によって引き起こされる色の付いた反射光の帯（虹のようなもの）が挙げられ、いずれも、プラスチック又はガラスのような未修正基材に直線トレースを有するメッシュ及び反復するセル形状が置かれたときに観察され得る。直線トレースを有するメッシュの代表例としては、六角形及び正方形のセルを有するものが挙げられる。望ましくない外観である反射光の点すなわちスパークルもまた、直線トレースに基づく導電体メッシュで出現し得る。
一部の当業者は、タッチスクリーンディスプレイのようなディスプレイの製造において波形トレースを使用することによって、重ねられたメッシュの微小パターンの外観を減らすことを試みてきた。例えば、光透過性の基材、及びトレースの視認性を最少にするように特定の構成において第２のメッシュに第１のメッシュが重ねられた直線トレースをそれぞれが有する２つの導電体メッシュを有するアンテナ、電磁干渉シールド、及びタッチスクリーンセンサーのような物品について記載したＰＣＴ国際公開特許第２０１０／０９９１３２（Ａ２）号を参照されたい。
メッシュがディスプレイと統合され、直射日光のような反射視準光の下で観察されたときに金属ベースの導電体メッシュの視認性を減らすという観点から、それらの外観を改善することが望まれている。
本発明は、ディスプレイ又は装置と統合されたときに、ディスプレイ又は装置が視準光、又は日光のようなほぼ視準光の下で観察されたときの星形、スパークル、ハロ及び虹のような望ましくない視覚効果を少なくとも１つ減らす導電体微小パターンのデザインを提供する。具体的には、本発明は、本明細書で更に説明するように、微小パターンの平面内の全ての方向に対して、例えば、トレースに垂直と定義されるようにトレースの一様な配向分布を用いる導電体微小パターンのデザインを定める。
一態様では、本発明は、（ａ）対向する第１の表面と第２の表面とを有する基材と、（ｂ）基材の第１の表面に配置された導電体微小パターンであって、複数のセルを画定する複数のトレースを含む導電体微小パターンである、導電体微小パターンと、を備え、導電体微小パターンが、８０％を超える開放面積分率及びトレースの一様な配向分布を有し、トレースのそれぞれが非直線であり、０．５〜１０マイクロメートルのトレース幅を有する、物品に関する。
以下の図面を参照して本発明を更に説明することができる。
正六角形微小パターンの概略的な上平面図。 本明細書において擬似ランダム六角形微小パターンと称される、多角形微小パターンの一部分の概略的な上平面図。 正六角形に基づく例示的な非直線微小パターンデザインの概略平面図。本明細書では、部分湾曲六角形微小パターンと称される。 図３の微小パターンのいくつかのセルの分解図（拡大図）。 正六角形に基づく第２の例示的な非直線微小パターンデザインの概略平面図。本明細書では、全湾曲六角形微小パターンと称される。 図４の微小パターンのいくつかのセルの分解図（拡大図）。 第３の例示的な、擬似ランダム湾曲デザインである非直線微小パターンの上平面図。 トレースに対する配向を決定する測定方法を図示する微小パターンのセル。 図１の微小パターンのトレースセグメントに垂直の配向のヒストグラム。 図２に一部を図示した、擬似ランダム六角形微小パターンのトレースセグメントに垂直の配向のヒストグラム。 図３に一部を図示した、部分湾曲六角形微小パターンのトレースセグメントに垂直の配向のヒストグラム。 図４に一部を図示した、全湾曲六角形微小パターンのトレースの配向の角度分布のヒストグラム。 ディスプレイなどの装置と一体化するために有用な第１の微小パターン化された基材の様々な部分。 ディスプレイなどの装置と一体化するために有用な第１の微小パターン化された基材の様々な部分。 ディスプレイなどの装置と一体化するために有用な第１の微小パターン化された基材の様々な部分。 ディスプレイなどの装置と一体化するために有用な第２の微小パターン化された基材の様々な部分。 ディスプレイなどの装置と一体化するために有用な第２の微小パターン化された基材の様々な部分。 ディスプレイなどの装置と一体化するために有用な第２の微小パターン化された基材の様々な部分。 装置と一体化することができる第１及び第２の微小パターン化された基材のオーバーレイ。 本明細書において全湾曲正方形微小パターンと呼ばれる、第３の例示的な非直線微小パターンの上平面図。
これらの図は一定の縮尺ではなく、例示を目的としたものである。
別途記載がない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される特徴の大きさ、量、物理特性を表わす数字は全て、どの場合においても用語「約」によって修飾されるものとして理解されるべきである。それ故に、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の特許請求の範囲で示される数値パラメータは、当業者が本明細書で開示される教示内容を用いて、目標対象とする所望の特性に応じて、変化し得る近似値である。
端点による数値範囲の列挙には、その範囲内の全ての数（例えば１〜５には、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４及び５が含まれる）、及びその範囲内の任意の範囲が含まれる。
本明細書で使用されるとき、用語「微小パターン」とは、それぞれが１ｍｍ以下の寸法（例えば、トレース幅）を有する点、トレース、塗り潰し図形、又はこれらの組み合わせの配置を指す。好ましい実施形態では、微小パターンは、複数のセルを画定する、複数のトレースにより形成されたメッシュであり、各トレースは少なくとも０．５マイクロメートルの幅であり、典型的には２０マイクロメートル以下の幅である。この微小パターン特徴の寸法は、微小パターンの選択によって変わり得る。いくつかの好ましい実施形態において、微小パターン特徴の寸法（例えば、トレース幅）は１０、９、８、７、６、又は５マイクロメートル未満（例えば、０．５〜５マイクロメートル又は１〜３マイクロメートル）である。本発明において有用なトレースは非直線である。
本明細書で使用されるとき、用語「可視光線透明性」とは、非パターン基材、又は少なくとも１つの偏光状態の可視光線に対して少なくとも６０％の透過率の微小パターン基材を含む物品の透過レベルを指し、透過率パーセントは、入射光（所望により偏光）の強度に対して正規化される。局部的に光を６０透過率パーセント未満（例えば、０％）に遮蔽する、微細構造の最小寸法（例えば０．５〜１０マイクロメートル、０．５〜５マイクロメートル、又は１〜３マイクロメートルの幅を有する点、正方形、又はトレース）を含む、入射光の少なくとも６０％を透過する物品に関して、これは可視光透明の意味の範囲内であるが、このような場合、微細構造を含み、微細構造の最小寸法の１０００倍の幅である、およそ等軸の面積に関して、平均透過率は６０％を超える。「可視光線透明性」に関連する用語「可視」は、用語「光」を修飾するものであり、基材又は微小パターン物品が透明である光の波長範囲を特定するためのものである。
本明細書で使用する導電体微小パターン又は導電体微小パターンの領域の「開放面積分率」（又は開放面積若しくは開放面積百分率）は、導電体によって遮蔽されていない微小パターン面積又は領域の割合である。開放面積は、１から、導電体によって遮蔽される面積分率を引いたものに相当し、少数又は百分率として、便利に及び互換的に表現することができる。導電体微小パターンによって遮蔽される面積分率は、導電体の微小パターンの線密度と互換的に使用される。本発明において有用な例示的な開放面積分率の値は、５０％を超える、７５％を超える、８０％を超える、９０％を超える、９５％を超える、９６％を超える、９７％を超える、９８％を超える、９９％を超える、９９．２５〜９９．７５％、９９．８％、９９．８５％、９９．９％、及び更には９９．９５％である。いくつかの実施形態では、導電体微小パターンの領域の開放面積（例えば、可視光透明性の導電性区域）は、８０％〜９９．５％であり、他の実施形態では９０％〜９９．５％であり、他の実施形態では９５％〜９９％であり、他の実施形態では９６％〜９９．５％であり、他の実施形態では９７％〜９８％であり、他の実施形態では最大９９．９５％である。
本明細書で使用する「トレース」は、２つの平面の交差又は平面と非平面表面の交差によって与えられる形状要素を指す。２つの平面の交差により与えられる形状要素は、直線である（又は、直線トレース）と記載される。平面と非平面表面の交差によって与えられる形状要素は、本明細書では非直線（又は非直線トレース）として記載される。直線トレースはゼロ曲率を有し、換言すると、無限の曲率半径を有する。非直線トレースは非ゼロ曲率を有し、換言すると、有限の曲率半径を有する。曲率又は曲率半径は、解析幾何学において既知のように、トレースに沿った任意の点について決定することができる。また、同じく解析幾何学において既知のように、法線は、直線又は非直線トレース上にある点にて構築される。
微小パターンのデザイン
本発明に有用な導電体の微小パターンには数多くの異なる形状又はデザインを使用することができる。
ここで図を参照すると、図１は、複数の直線トレース１２によって形成されている正六角形の導電体微小パターン１０の代表的な形状の上平面図を示す。１２ａ〜１２ｆの６つのトレースは、トレース間に開放面積を有するセル１４を形成する。図のように、各トレースは実質的に同等の長さであり、６つの内角はそれぞれほぼ１２０°である。
図２は、複数のセル２４を画定する直線トレース２２によって形成されている擬似ランダム六角形の導電体微小パターン２０の代表的な形状の上平面図を示す。一方法では、この微小パターンは、図１に示した正六角形から開始し、頂点を移動することによって生成し得る。このデザインでは、トレースは実質的に直線のままである。頂点の移動によって生成されたときの微小パターン２０の１つの特徴は、各セルの各セントロイドの場所のプロットが、セントロイドが反復するアレイの位置に概ねあることを示すことである。すなわち、セントロイドの場所は一般にランダム化されない。本明細書で後に開示される実施形態では、図２のセルのセントロイドの場所の一般的な性質と対照的に、（頂点の場所だけでなく）セントロイドの場所もまたランダム化されることが特徴とされる。
図３は、非直線デザインの代表的な形状の上平面図、すなわち、複数の開放面積のセル３４を画定する複数の湾曲したトレース３２によって形成された部分的に湾曲した六角形の導電体微小パターン３０を示す。１つの方法では、この微小パターンは、図１に示した正六角形の微小パターンから開始して、例えば、１０マイクロメートルであるいくらかの距離にかけてそれぞれのトレースの中間点を移動することにより生成することができる。図３ａは、図に示されている６つのトレース３２ａ〜３２ｆを有する拡大されたセル３４’を示す。微小パターン３０の１つの特徴は、トレース３２ａ及び３２ｃのそれぞれの接線３６ａ及び３６ｃが概ね互いに平行でないことである。
図４は、別の非直線デザインの代表的な形状の上平面図、すなわち、複数のセル４４を画定する複数の湾曲したトレース４２によって形成された全湾曲六角形の導電体微小パターン４０を示す。１つの方法では、この微小パターンは、例えば、それぞれのトレースの中間点を更に移動することにより、図３に示されたトレースの曲率半径を減少して、生成することができる。図４ａは、６つのトレース４２ａ〜４２ｆを有する拡大されたセル４４’を示す。微小パターン４０の１つの特徴は、トレース４２ａ及び４６ｃのそれぞれの接線４６ａ及び４２ｃが概ね互いに平行でないことである。
図５は、また別の非直線デザインの一部の上平面図、すなわち、複数の開放面積のセル５４を画定する複数のトレース５２によって形成された擬似ランダムの湾曲した導電体微小パターン５０を示す。この形状は、それぞれが例示的な幅２マイクロメートルを有する湾曲した導電体トレースによって画定されたセルを含む。擬似ランダム曲線デザインを有する導電体微小パターンのセルは、そのセルを画定する、例えば、４〜８つの縁である可変数の縁又はトレースを有することができる。セルの寸法は、２，０００平方マイクロメートルから７０，０００平方マイクロメートルの面積まで様々である。参考までに、図１の正六角形の微小パターンの面積は３５，０００平方マイクロメートルである。例えば、それぞれのセルのセントロイドによって画定されるセルの位置は、一定間隔で置かれた配列上にはない。１平方センチメートルを超える面積の擬似ランダム曲線デザインのトレースの配向の角度のある分布は、本明細書に記載の手順により測定可能であり、実質的に一様である。例えば、いくつかの実施形態では、分布の一様性に関して、その基準配向のプラス１０度又はマイナス１０度の範囲内に存在する微小パターンにおいてトレースのセグメントに対する法線がない微小パターンの平面内に基準配向を確立することはできない。いくつかの実施形態では、その基準配向のプラス５度又はマイナス５度の範囲内に存在する微小パターンにおいてトレースのセグメントに対する法線がない微小パターンの平面内に基準配向を確立することはできない。場合によっては、その基準配向のプラス２度又はマイナス２度の範囲内に存在する微小パターンにおいてトレースのセグメントに対する法線がない微小パターンの平面内に基準配向を確立することはできない。更に、例えば、１平方センチメートル（1 centimeter by 1 centimeter）の面積にかけての分布の一様性に関して、２つの範囲におけるトレースのセグメントに対する法線の統合密度が２つの統合密度値のうちの小さい方の５０パーセントを超える差である微小パターンの平面において、２０度の範囲の配向が２つ存在することはない。場合によっては、例えば、１平方センチメートルの面積にかけて、２つの範囲におけるトレースのセグメントに対する法線の統合密度が２つの統合密度値のうちの小さい方の２５パーセントを超える差である微小パターンの平面において、２０度の範囲の配向が２つ存在することはない。場合によっては、例えば、１平方センチメートルの面積にかけて、２つの範囲におけるトレースのセグメントに対する法線の統合密度が２つの統合密度値のうちの小さい方の１０パーセントを超える差である微小パターンの平面において、２０度の範囲の配向が２つ存在することはない。場合によっては、例えば、１平方センチメートルの面積にかけて、２つの範囲におけるトレースのセグメントに対する法線の統合密度が２つの統合密度値のうちの小さい方の１０パーセントを超える差である微小パターンの平面において、１０度の範囲の配向が２つ存在することはない。場合によっては、例えば、１平方センチメートルの面積にかけて、２つの範囲におけるトレースのセグメントに対する法線の統合密度が２つの統合密度値のうちの小さい方の１０パーセントを超える差である微小パターンの平面において、５度の範囲の配向が２つ存在することはない。
既に述べたように、本発明において有用な導電体微小パターンは、非直線トレースを有するものである。しかし、直線トレースから非直線トレースへのわずかな変更（例えば、１０センチメートルの曲率半径をもたらすように）は、星形、スパークル及び虹などの望ましくない視覚効果を減らすために十分ではない場合がある。また、集合体としてわずか２又は３の配向を有する直線トレースのアンサンブルから、狭い範囲の配向のみをもたらす非直線トレースの（例えば、１０センチメートルの曲率半径をもたらす）アンサンブルへのわずかな変更は、望ましくない視覚効果を減らすために十分ではない場合がある。非直線トレースを含むどの微小パターンのデザインが本発明において有用であるかを定量化するために、本発明者は下記のようにトレース配向の角度分布の概念及びその測定方法を公式化した。
本発明の微小パターンは、特に情報ディスプレイとの組み合わせのときに（例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータモニター、読取り装置、自動車ディスプレイ、又は小売店ディスプレイ）、他の微小パターンについて観察された数多くの望ましくない可能性のある視覚的特徴を同時に縮小する。これらの望ましくない可能性のある視覚的特徴としては、既に説明したように、星形、虹、及びスパークルが含まれる。微小パターンデザインによって軽減される、望ましくない可能性のある特徴としては、ディスプレイのピクセルパターンを有するモアレ干渉もまた含まれる。微小パターンデザインによって軽減される、望ましくない可能性のある特徴としてはまた、ディスプレイの個々のピクセルの視認性の実質的な遮蔽（例えば、２５％、５０％、又は更には７５％）も含まれる（情報を見えにくくするが、必ずしもモアレパターンになるほどではない）。１つ以上の望ましくない可能性のある特徴を軽減することを最適化するためにディスプレイに対して微小パターンを傾けること（例えば、回転させること又は斜めにすること）は本発明の範囲内である。微小パターンを傾けることは、ピクシル化されたディスプレイとのモアレ干渉を最小化するために特に有用であり得る。場合によっては、正方形配列の位置（例えば、全湾曲正方形セル形状）に分布された４辺のセル形状は、傾斜によるモアレ干渉の最小化のために便利である。図１４は、正方形から開始し、その正方形の各辺の中間点をいくらかの距離だけ移動することによって生成され得る別の代表的な非直線微小パターンを示す。４つのトレース１４２ａ〜１４２ｄが、セル１４４の開放面積を画定しているのが示されている。
トレースの配向の角度分布
本開示において有用なトレースの集団の配向は、微小パターン内の異なる配向のトレースセグメントの相対濃度、密度、存在、又は量を記述する分布として定量化することができる。この分布は、直線トレース又は非直線トレースを含む微小パターンにおけるトレースの集団の配向を記述するために使用することができる。それはまた、反復形状を含む微小パターン（例えば、図１のような正方形又は六角形の微小パターンの例、又は図３及び４のような、湾曲したトレースにより画定された反復するセルの場合）、若しくは反復しない形状（例えば、図２のような直線トレース又は図５のような非直線トレースを含む擬似ランダム微小パターンの例のような）微小パターンにおけるトレースの集団の配向を記述するためにも使用することができる。記述子は、トレースに対する法線の配向に応じた、微小パターンの単位面積当たりの統合された微小パターントレース長である。換言すると、記述子は、導電体の微小パターンを形成するトレースセグメント（又は、トレースセグメントに対する法線の配向の分布）の配向の周波数分布として表現され得る。「統合された」とは、特定の配向を有する画定された面積内の全てのトレースの合計を意味する。
非直線トレースを有する導電体の微小パターン内の配向に関する上記の周波数特性を収集するために、以下の手順を使用することができる。この手順は、例えば、１１インチ×１７インチ（２７．９ｃｍ×４３．２ｃｍ）の紙上の微小パターンデザインの拡大点の図面手書き工程及び測定工程を含む。この特性化手順は、（ａ）紙上の微小パターンの拡大されたレンダリングを印刷する工程、（ｂ）その微小パターンのトレースをほぼ同等のパス長の少なくとも２００個のセグメントに分割する工程、（ｃ）各セグメントに対する法線を手書きする工程、（ｄ）０度方向を確立することにより基準配向フレームを確立する工程、及び（ｅ）０度方向に対する全ての法線の配向を（例えば、分度器を使用して）測定する工程、を含む。それらのトレース、及びしたがってそれらのトレースに対する法線は、以下の理由から、１８０度の角度範囲を用いて特定することができる。一直線に上及び下に走るトレースは、適宜、上又は下に配向されていると記述され得る。上向きに配向されたトレース又はその法線は、下向きに配向されたトレース又はその法線となんら変わらない。したがって、下向きに配向されたトレースと異なる方法で、上向きに配向されたトレースを生成することはできない（すなわち、上向きのトレースが下向きのトレースと異なるという提案は無意味である）。したがって、可能なトレースセグメントの配向の全範囲は、わずか１８０度の角度範囲を必要とする。
図６は、トレースに対する法線の角度配向がトレースセグメントＰ１で測定された、図４の実施形態の１つのセルの全体図を示す。簡易にすることを目的として、２００セグメントのうちの１つのみを示す。図に示されているように、Ｐ１に対する法線Ｎが描かれている。トレースセグメントＰ１及び法線Ｎの両方と交差する接線Ｔが描かれている。図中、点線の矢印で基準ゼロ度線が描かれている。次いで、基準線と法線との間の角度を決定するために角度シータ（θ）を測定することができる。次いで、Ｐ１と同様のセグメントについて、６つのトレースのそれぞれに沿ってこの測定を複数回繰り返す。任意の、しかし十分に大きい数のセグメント（ここでは、統計的に優位な測定のために２００のセグメント）をセルに描くことができる。６つのトレースのそれぞれについて、ほぼ同数のセグメントを描く。
そのように測定された、トレースセグメントに対する法線の配向の分布を、配向の測定値のヒストグラムとして表すことができる。トレースセグメントに対する法線の配向の分布がトレースセグメント自体の配向の分布と正比例することに注意すべきである。本明細書に記載の微小パターンについて、微小パターンの少なくとも１つの完全なセルを成すトレースに関してこの手順を行った。２次元の微小パターンを得るために２方向に複製した単一のセル形状及び寸法を有する微小パターンについては、単一のセルを成すトレースの特徴は、より大きい面積にかけて（例えば、１０、１００、又は更には１０００個のセルをカバーする面積にかけて）の２次元の微小パターンのトレースの配向の分布を決定するために十分である。例えば、直径２００マイクロメートルの単一の正六角形セルを成すトレースの特徴は、１ミリメートル×１ミリメートル、１センチメートル×１センチメートル、又は１メートル×１メートルなどのセルの正六角形微小パターンのトレース配向の分布を決定するために十分である。複数のセル形状又は寸法を有する微小パターンについては、有用な精度で全体の微小パターンのトレース配向の分布を決定するために十分な数のセルを特徴付けなくてはならない（例えば、そのように測定されたトレース配向の分布は、１ミリメートル×１ミリメートル、１センチメートル×１センチメートル、又は１メートル×１メートルの実際の導電体微小パターンの面積にかけての実際のトレース配向の分布と比較したときに、少なくとも０．８、少なくとも０．９、少なくとも０．９５、又は更には少なくとも０．９９のＲ２相関係数を呈する）。
トレースセグメントに対する法線の配向（角度θによって表される）が測定された後、それらを２マイクロメートルビンにビニングすることによって、０〜１８０度までの９０のビンを生成することができる。それぞれのビンは、そのビンの２度の角度範囲内の配向をもたらした測定数を表す整数を含む。このビニング手順は、離散した配向分布を作り出す。最後に、周波数値の標準偏差（２度ビン当たりに測定された周波数の標準偏差）を計算することができる。トレースセグメントに対するいくつかの法線の分布、したがって本明細書に記載されるトレースの配向分布に関しては、そのように算出される標準偏差は４未満である。本明細書に記載されるトレースのいくつかの配向分布に関しては、そのように算出される標準偏差は３未満である。本明細書に記載されるトレースのいくつかの配向分布に関しては、そのように算出される標準偏差は２未満である。本明細書に記載されるトレースのいくつかの配向分布に関しては、そのように算出される標準偏差は１未満である。
図７は、図１の正六角形の微小パターンの複数のトレースセグメントの角度θのヒストグラムを示す。３つの個別のピークが３つの角度で得られ、それぞれの角度は他のピークから約６０度離れている。このヒストグラムのｘ軸に示されている角度の絶対値は、約６０度離れている限りは、例えば、４０°、１００°及び１６０°のような他の角度で３つのピークが生じてもよいということに関して任意であることに注意すべきである。図１を参照すると、それらの法線の配向角度がトレース１２ａは１２ｄと、１２ｂは１２ｅと、１２ｃは１２ｆと同じになるので、それらの３つのピークが得られる。この微小パターンについて、２度ビン当たりの測定された周波数の標準偏差は、非常に不均一であることの直接的指標となる１１．６と測定された。
図８、９及び１０は、それぞれ、図２の擬似ランダム六角形微小パターン、図３の部分湾曲微小パターン、及び図４の全湾曲微小パターンの角度θのヒストグラムを示す。これらのヒストグラムのそれぞれは、４つの微小パターンの最も一様な分布を有する図１０のヒストグラムを有する図１の微小パターンのヒストグラムと比較して、より広い分布の角度θを有する。更に、これらのヒストグラムの標準偏差は１．６（図８）、２．６（図９）及び１．０（図１０）である。
非直線トレースを有する導電体微小パターン内のトレースセグメントの分布を更に説明すると、一様な分布を有する一方で分布に代表されないいくらかの配向又は小さい範囲の配向を有することは、本明細書に記載の微小パターンの範囲内である。すなわち、微小パターンの所与の面積内の１８０度の可能な全ての配向に対してトレース又はトレースセグメントの絶対的に一様な配向を有する微小パターンは、本明細書に記載の微小パターンの範囲外ではなく、単一のトレース（又はトレースセグメント）の除去、又は例えば、５°の角度、若しくは例えば、２度の角度にかけた狭い範囲内の全てのトレースの除去により「一様な分布」を有することになる。
小部分のトレースセグメントの配向の周波数を測定（約２００回の測定）及びビニング（２°ビン）するための上記の手順に関して、擬似ランダム湾曲微小パターン（図５）は、５未満、４未満、３未満、２未満、１、又は更には１未満の２度ビン当たりの測定周波数の標準偏差を有するように設計することができる。小部分のトレースセグメントの配向の周波数を測定（約２００回の測定）及びビニング（２°ビン）するための上記の手順に関して、反復する湾曲した微小パターン（例えば、図４）は、５未満、４未満、３未満、２未満、１、又は更には１未満の２度ビン当たりの測定周波数の標準偏差を有するように設計することができる。
トレースセグメントの配向分布の一様性に加えて、本開示の導電体微小パターンの形状は、トレースの曲率半径として記述することができる。場合によっては、微小パターンを含むトレースの曲率半径は、１センチメートル未満である。場合によっては、メッシュパターンを含む実質的に全てのトレースの曲率半径は、１センチメートル未満である。場合によっては、微小パターンを含むトレースの曲率半径は、１ミリメートル未満である。場合によっては、微小パターンを含む実質的に全てのトレースの曲率半径は、１ミリメートル未満である。場合によっては、メッシュパターンを含むトレースの曲率半径は、２０マイクロメートル〜１ミリメートルである。場合によっては、微小パターンを含む実質的に全てのトレースの曲率半径は、２０マイクロメートル〜１ミリメートルである。場合によっては、微小パターンを含むトレースの曲率半径は、５０マイクロメートル〜７５０マイクロメートルである。場合によっては、微小パターンを含む実質的に全てのトレースの曲率半径は、５０マイクロメートル〜７５０マイクロメートルである。場合によっては、メッシュパターンを含むトレースの曲率半径は、７５マイクロメートル〜５００マイクロメートルである。場合によっては、微小パターンを含む実質的に全てのトレースの曲率半径は、７５マイクロメートル〜５００マイクロメートルである。場合によっては、微小パターンを含むトレースの曲率半径は、１００マイクロメートル〜４００マイクロメートルである。場合によっては、微小パターンを含む実質的に全てのトレースの曲率半径は、１００マイクロメートル〜４００マイクロメートルである。
基材
本開示で使用できる有用な基材としては、ガラス及び高分子材料が挙げられる。有用な高分子材料としては、ポリマーフィルムが挙げられる。ポリマー「フィルム」基材は、ロールツーロール（roll-to-roll）様式で加工するのに十分な可撓性及び強度を有する、平坦なシート状のポリマー材料である。ロールツーロールとは、材料が支持体上に巻き取られるか、又は支持体から巻き出され、並びに何らかの方法で更に加工されるプロセスを意味する。更なるプロセスの例としては、コーティング、スリット加工、打ち抜き加工、及び放射線への曝露などが挙げられる。ポリマーフィルム類は、一般に約５μｍ〜１０００μｍの範囲の種々の厚さで製造できる。多くの実施形態において、ポリマーフィルムの厚さは、約２５μｍ〜約５００μｍ、又は約５０μｍ〜約２５０μｍ、又は約７５μｍ〜約２００μｍの範囲である。ロールツーロールポリマーフィルムは、少なくとも１２インチ（３０．５ｃｍ）、２４インチ（６０．９ｃｍ）、３６インチ（９１．４ｃｍ）、又は４８インチ（１２１．９ｃｍ，）の幅を有し得る。有用な高分子フィルム基材としては、例えば、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（エチレンナフタレート）、ポリカーボネート、又はセルローストリアセテートが挙げられる。
導電体のタイプ
導電性微小パターンを形成するために有用な金属の例としては、金、銀、パラジウム、プラチナ、アルミニウム、銅、モリブデン、ニッケル、すず、タングステン、及びこれらの合金、組み合わせが挙げられる。所望により、導電体は複合材料（例えば、金属充填ポリマー）でもよい。導電体は、例えば、薄膜銀、薄膜アルミニウムなどの薄膜金属のような反射体であってもよい。本発明の微小パターンのデザインは、反射性導電体材料に関連する問題の解決のためという動機及び特定の利益のための微小パターンのデザインではあるものの、非反射性導電体にもまた有用である。例えば、導電体は、例えば、印刷可能な炭素系導電性インクから誘導される炭素充填複合導電体の場合のように、吸収性であってもよく、暗色又は黒色に見えてもよい。本発明は、導電体を含む材料の選択又は設計について制限されない。しかしながら、本明細書で開発された概念は、反射性導電体パターンが必要な場合、ないしは必要でなくとも好ましい場合に、特に有用であることが見出されている。
導電性の微小パターンは、例えば、微小パターンに対して垂直の角度で測定される定められた正反射率を有する点、トレース、塗り潰された形、又はそれらの組み合わせを備えることができる。銀又はアルミニウムのような滑らかな薄膜金属の正反射率は、可視スペクトルにおいて９０％を超え得る。いくつかの実施形態では、（例えば、微小パターンを画定するために）複数のセルを画定する複数のトレースによって形成される微小パターンのトレースの反射率は、垂直入射及びトレースが配置された基材の表面に向かう方向においての測定で９０％未満である。いくつかの実施形態では、（例えば、メッシュを画定するために）複数のセルを画定する複数のトレースによって形成される微小パターンのトレースの反射率は、垂直入射及びトレースが配置された基材の表面から離れる方向においての測定で９０％未満である。いくつかの実施形態では、（例えば、メッシュを画定するために）複数のセルを画定する複数のトレースによって形成される微小パターンのトレースの反射率は、垂直入射及びトレースが配置された基材の表面に向かう方向においての測定で５０％未満である。いくつかの実施形態では、（例えば、メッシュを画定するために）複数のセルを画定する複数のトレースによって形成される微小パターンのトレースの反射率は、垂直入射及びトレースが配置された基材の表面から離れる方向においての測定で５０％未満である。いくつかの実施形態では、（例えば、メッシュを画定するために）複数のセルを画定する複数のトレースによって形成される微小パターンのトレースの反射率は、垂直入射及びトレースが配置された基材の表面に向かう方向においての測定で２０％未満である。いくつかの実施形態では、（例えば、メッシュを画定するために）複数のセルを画定する複数のトレースによって形成される微小パターンのトレースの反射率は、垂直入射及びトレースが配置された基材の表面から離れる方向においての測定で２０％未満である。いくつかの実施形態では、（例えば、メッシュを画定するために）複数のセルを画定する複数のトレースによって形成される微小パターンのトレースの反射率は、垂直入射及びトレースが配置された基材の表面に向かう方向においての測定で１０％未満である。いくつかの実施形態では、（例えば、メッシュを画定するために）複数のセルを画定する複数のトレースによって形成される微小パターンのトレースの反射率は、垂直入射及びトレースが配置された基材の表面から離れる方向においての測定で１０％未満である。金属導体パターンの反射率を低減する手段は既知であり、光吸収性化合物に化学的に変換するための金属表面の部分的反応が含まれる。後者の一例は、硫化水素ガス又は硫化カリウム（肝臓硫黄（liver of sulfur））溶液への曝露による銀の微小パターン表面から銀硫化物への部分変換である。銅の表面の黒硫化反応生成物への変換のために、同様の手順を実行してもよい。
導電体微小パターンの作製方法
本開示のデザインを有する導電体微小パターンは、任意の好適な方法を用いて調製することができる。導電体微小パターンの調製方法の例としては、減法又は追加法が挙げられる。例示的な減法には、基材（例えば、可視光透明基材）に配置された金属コーティング上へのパターン化されたマスクの定置、及びそれに続いて行われる選択的エッチングが含まれる（マスクによりカバーされていない金属コーティングの領域から金属が取り除かれ、開放区域を形成し、残りの金属はマスクによりカバーされていない金属コーティングの領域にトレースを形成する）。適切なマスクとしては、フォトレジスト（当該技術分野で既知のフォトリソグラフィー）、印刷されたポリマー、又は印刷された自己組織化単分子層（例えば、マイクロコンタクトプリンティングで印刷されたもの）が挙げられる。他の代表的な減法は、基材（可視光透明基材）へのパターン化されたリフトオフマスクの初期配置、金属導電体（例えば、薄膜金属）でマスクされた領域とマスクされていない領域のブランケットコーティング、及びリフトオフマスク及びそれに配置された任意の金属の洗浄を含む。代表的な追加法プロセスは、所望の微小パターン形状の形態における基材（例えば、可視光透明基材）への無電解蒸着触媒の印刷、及びそれに次いで行われる、パターン化された無電解金属蒸着（例えば、銅又はニッケル）を含む。導電体微小パターンの好ましい生成方法は、マイクロコンタクトプリンティングを含む。
微小パターン導電体を使用して物品を作製する方法
基材の表面に配置された導電体微小パターンは、異なる数多くの物品の作製に有用である。透明の導電体微小パターンを含む構成要素としては、タッチディスプレイ用のタッチセンサーパネルが挙げられる。例えば、相互電気容量形態検出を利用する電子機器との組み合わせに適した、マルチタッチ解像度能力を含み得るいくつかのタッチセンサーパネルなど、タッチディスプレイ用のいくつかのタッチセンサーパネルは、オーバーレイされた２つ以上の導電体パターンを含む。オーバーレイされた２つ以上の導電体パターンは、本開示による導電体微小パターンが、それぞれの基材の主面の１つに配置された２つの基材を透明接着剤でともに積層することによって生成できる。そのような積層体は、基材が透明であるとき及び導電体微小パターンが高い開放面積分率を有するとき、可視光透明であり得る。積層構成体を形成するための好適な基材の例としては、上記のポリマーフィルム基材が挙げられる。
積層構成体を形成するための好適な接着材料の例は、少なくとも約９０％、又は更にはそれ以上の光透過、及び約５％又は更にはそれ以下のヘイズ値を呈する光学的に透明の接着剤である。光透過及びヘイズは、Ｍｏｄｅｌ ９９７０ ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ ＴＣＳ Ｐｌｕｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ（ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤ）より）を使用して、２５マイクロメートルのＭｅｌｉｎｅｘ（登録商標）ポリエステルフィルム４５４（ＤｕＰｏｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）より）と、７５×５０ミリメートルの無地のマイクロスライド（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）のガラススライド）との間に接着材料を配置することによって測定できる。好適な光学的に透明の接着剤は帯電防止性を有することができ、金属系導電体と適合性があり、接着剤を引き伸ばすことによってガラス基材から剥離することが可能である。代表的な光学的接着剤としては、ＰＣＴ国際公開特許第２００８／１２８０７３号（帯電防止性の光学的感圧性接着剤に関する）、米国公開特許出願第２００９／０８９１３７（Ａ１）号（光学的に透明な感圧性接着剤の延伸剥離に関する）、同第２０１０／００２８５６４（Ａ１）号（光伝送性接着剤を有する帯電防止性の光学的構成体に関する）、ＰＣＴ国際公開特許第２００９／１１４６８３号（光学的に透明な延伸剥離接着テープに関する）、同第２０１０／０１９５２８号（腐食感知性の層と適合性のある接着剤に関する）、及び同第２０１０／０７８３４６号の延伸剥離接着テープに記載されているものが含まれる。一実施形態では、光学的に透明な接着剤は、約５マイクロメートル以下の厚さを有する。
導電体微小パターンが配置された基材、あるいは導電体微小パターンが配置された２つ以上の基材を備える積層体を更に、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、電気泳動ディスプレイ（ＥＰ）、又はエレクトロウェッティングディスプレイのようなディスプレイに積層してもよい。そのような基材又は積層体は、参照した接着材料を用いてディスプレイに積層することができる。導電体微小パターンが配置された基材、あるいは導電体微小パターンが配置された２つ以上の基材を備える積層体を更に、例えば、厚い（例えば、１ミリメートルの）ポリマーシート又はガラスシートのような剛性の支持体である別の材料に積層してもよい。剛性の支持体の例としては、モバイル電話又はスマートフォンのような移動式携帯機器のレンズが含まれる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の導電体微小パターンは、基材の１面以上に配置され、例えば、既に説明したように、可撓性又は剛性であり得る平坦な基材のそれぞれの主面に配置される。配向が名目上平行であり、微小パターンに対して垂直方向に離間して置かれた２つの導電体微小パターンを必要とする用途では、２つの微小パターンが、同じ平坦な基材のそれぞれの側面に、例えば、ポリマーフィルムのそれぞれの側面に、置かれることが有利であり得る。
応用例
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の物品は、可視光透明基材の上又は中に配置されたセル形状の開放した微小パターンを画定する非直線トレースを含む導電体微小パターンを備える。そのような実施形態のいくつかでは、導電体微小パターンは、ＥＭＩシールドの少なくとも一部を形成する。そのような実施形態のいくつかでは、導電体微小パターンは、アンテナの少なくとも一部を形成する。そのような実施形態のいくつかでは、導電体微小パターンは、タッチセンサー（例えば、タッチスクリーンセンサー）の少なくとも一部を形成する。そのような実施形態のいくつかでは、導電体微小パターンは、例えば、電気泳動ディスプレイにおけるカウンター電極のような、例えば、カウンター電極であるディスプレイ電極の少なくとも一部を形成する。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の物品は、可視光透明基材の上又は中に配置されたセル形状の第１の開放した微小パターンを画定する非直線トレースを含む第１の導電体微小パターンと、その第１の導電体微小パターンから電気的に絶縁されたセル形状の第２の開放した微小パターンを画定する非直線トレースを含む第２の導電体微小パターンと、を含む。第２の導電体微小パターンは、第１の導電体微小パターンと同じ基材上に配置してもよく、又は別の基材上に配置してもよい。第２の導電体微小パターンは、第１の導電体微小パターンと重なっている。
いくつかの実施形態において、両方の導電体微小パターンはタッチセンサー（例えば、タッチスクリーンセンサー）の少なくとも一部を形成する。
いくつかの実施形態では、両方の導電体微小パターンは、電気泳動ディスプレイの少なくとも一部を形成する。
あるいは、他の実施形態では、導電体微小パターンの一方がタッチセンサー（例えば、タッチスクリーンセンサー）の少なくとも一部を形成し、もう一方の導電体微小パターンがワイヤレス通信のアンテナとして機能してもよい。
更に別の実施形態では、導電体微小パターンの一方がタッチセンサー（例えば、タッチスクリーンセンサー）の少なくとも一部を形成し、もう一方の導電体微小パターンが電磁干渉（ＥＭＩ）シールドとして機能してもよい。
更に別の実施形態では、導電体微小パターンの一方がワイヤレス通信のアンテナの少なくとも一部を形成し、もう一方の導電体微小パターンが電磁干渉（ＥＭＩ）シールドとして機能してもよい。
いくつかの実施形態では、２つの可視光透明基材を備えるようにタッチスクリーンセンサーが提供され、それぞれの基材は対向する第１の表面及び第２の表面を有する。導電体微小パターンは、第１の基材及び第２の基材のそれぞれの第１の表面に配置される。それぞれの導電体微小パターンは、複数のセルの開放面積を画定する複数のトレースを含む。それぞれの導電体微小パターンは、８０％を超える開放面積分率及びトレースの一様な配向分布を有する。トレースのそれぞれは非直線であり、０．５〜１０マイクロメートルのトレース幅を有する。いくつかのタッチスクリーンセンサーについては、第１の基材及び第２の基材の導電体微小パターンは、互いに電気的に絶縁されている。そのようなタッチスクリーンセンサーの組立てに関しては、センサーは、光学的に透明の接着剤が第１の基材の導電体微小パターン及び第２の基材の第２の表面と直接接触している。
基材
本明細書の全ての実施例において、約１２５マイクロメートルの厚さを有するポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）の可視光透明基材（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から製品番号ＳＴ５０４として市販されている）を使用した。
導電体
本明細書の全ての実施例において、「スパッタＡｇ」（約５オングストロームのチタン、次いで周知のスパッタリング法により堆積した１００ナノメートルの銀）を使用した。
ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒのカラーガイド球を用い、平均反射率（％Ｒ）によってＰＥＴ基材の両方の主面を測定した。
それぞれのフィルムの試料１枚は、気泡をできるだけ閉じ込めないようにローラーを使用して、測定表面の反対側にＹａｍａｔｏ Ｂｌａｃｋ Ｖｉｎｙｌ Ｔａｐｅ ＃２００−３８（Ｙａｍａｔｏ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗｏｏｄｈａｖｅｎ，ＭＩ）から市販されている）を適用して調製した。表面の総反射率を測定するために（正反射及び拡散）、テープが貼られていない試料の側面をＢＹＫ Ｇａｒｄｉｎｅｒカラーガイド球の開口に押し当てた。４００〜７００ｎｍの波長範囲では測定された反射率（％）は入射角１０°であった。裸の側面（すなわち、導電体コーティングされた側面の反対側）から反射率を測定すると、測定された反射率は基材フィルムと空気との境界面からの反射を含むことになることに注意されたい。％Ｒはコーティングされた金属表面からの測定では９３．７％であり、基材側からでは８８．７％であった。
実施例Ｃ１、Ｃ２、３及び４で使用した銀コーティングは、米国公開特許出願第２００９／０２１８３１０号に記載のように、その表面にオクタデシルチオール自己組織化単分子層マスクを印刷した後に湿式化学エッチングをしてパターン化した。
微小パターン
表１に記載したように、導電体微小パターンとして数多くの異なる形状又はデザインを使用した。それぞれのデザインに導電体トレースのメッシュを含めた。それらのデザインは、メッシュを構成するセルの形状、並びにメッシュ及びセルを画定するトレースの配向及び曲率において互いに異なる。図１（実施例Ｃ１）が示すように、正六角形のデザインは、２００マイクロメートルの直径（六角形の面とそれと平行の面との間の距離）すなわちピッチ及び約２マイクロメートルの均一のトレース幅（開放面積分率は９８％）を有する正六角形を含む。図２（実施例Ｃ２）が示すように、擬似ランダム六角形のデザインは、一直線の縁、及びメッシュの頂点の移動によって作り出される擬似ランダムな歪みを有する６辺のセルを含む。図３（実施例３）が示すように、部分湾曲デザインは、概ね湾曲したトレースを有する６辺のセルを含む。この非直線トレースは、正六角形のデザインの直径２００マイクロメートルの六角形の辺の中間点を１０マイクロメートル歪めることによって作られた。図４（実施例４）が示すように、全湾曲デザインは、非直線トレースを有する６辺のセルを含む。非直線トレースは、概ね半円形に画定した。擬似ランダム湾曲デザインを図５（実施例５）に示す。これら全てのデザインは、開放面積分率が９８％であり、トレース幅が２マイクロメートルである。これらの全てのデザインは、コンピュータを使用した標準的な描画及び設計方法を用いて作製できる。
物品の特性評価
１つ以上の導電体微小パターンを有する積層物品について、太陽光照明の下で微小パターンの誘目性を評価した。この評価には、拡大を伴わない（裸眼による）目視検査を含めた。更に、デジタルカメラ（ｉＰｈｏｎｅ ３ＧＳ，Ａｐｐｌｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｃｏｒｐ（Ｃｕｐｅｒｔｉｎｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ））を使用して試料を撮影した。それぞれの試料への太陽光照明は、目又はカメラに届く光の強度を観察又は記録のためにより適したレベルに低減するために、半反射性のエネルギー管理フィルムが貼られた典型的な市販の建造物用断熱二重ガラス窓を通して通過させることにより、まず減衰した。様々な微小パターンの誘目性に寄与する数々の視覚効果 そのような視覚効果の第１のカテゴリーは、本明細書において「星形」と呼ばれるものであり、明るい（拡散されていない）太陽光で照らされたときに複数の尖った先端を持つ星の形の明るい反射パターンの形を取る。正六角形のメッシュは、６つの尖った先端のある星形をもたらすことができる。正方形のメッシュは、４つの尖った先端のある星形をもたらすことができる。視覚効果の第２のカテゴリーは、本明細書において「虹」と呼ばれるものであり、明るい（拡散されていない）太陽光で照らされたときに、帯に沿った色のスペクトルを呈する反射の帯の形を取る。視覚効果の第３のカテゴリーは、本明細書において「色つきハロ」と呼ばれるものであり、明るい（拡散されていない）太陽光で照らされたときに、直接正反射の点を取り巻く拡散したピンク色及び緑色の形を取る。視覚効果の第４のカテゴリーは、本明細書において「スパークル」と呼ばれるものであり、明るい（拡散されていない）太陽光で照らされたときに、微小パターンに対する明るい光の点の形を取る。
表１は、導電体微小パターン試料の目視評価の結果を示す。表１は、導電体微小パターン試料のシート抵抗（電気）及び透過された光の光学測定の結果もまた示す。シート抵抗は、Ｄｅｌｃｏｍ ７１７ Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｎｉｔｏｒ（Ｄｅｌｃｏｍ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｐｒｅｓｃｏｔｔ，ＷＩ））を使用して測定した。
Figure 2017107223
Figure 2017107223
と、許容範囲外の外観のスコアを表す
Figure 2017107223
とで、星形、虹、スパークル及び色つきハロのスコアを示している。スコアの決定において、許容範囲内のスコアは、（星形、虹、ハロ又はスパークルのいずれかに関わらず）視覚的アーチファクトの完全な欠如の暗示ではなく、アーチファクトが存在していてもそのレベルがユーザーにとって許容範囲であり得るレベルであることを示している。例えば、実施例３にはいくらかの星形が存在するが、比較実施例Ｃ１の星形はかなり広範な観測角にかけて存在し、その星形は虹帯に移行する（この組み合わせは、微小パターンの傾斜が平行光源に対して垂直から４０度以上までにかけて存在する）。実施例３の星形は、はるかに狭い角度範囲（平行光源に対して垂直から５度未満の傾斜）にかけて存在し、弱いハロに移行する。以下の実施例Ｃ６及び７にも同じスコアリングシステムを適用した。
タッチセンサーの要素及びシステム
透明センサー要素が製作され、図１１、図１２及び図１３に概して示されるタッチセンサー駆動装置と組み合わされた。次いで装置を、ディスプレイに接続されたコンピュータ処理ユニットに統合して装置を試験した。装置は、単一及び／又は複数の同時の指の接触の位置を検出することができ、これはディスプレイ上で画像により証明された。更に、実施例Ｃ６及び７の透明センサー要素を目視評価し、上記のような異なるカテゴリーの誘目性で採点した。表２は、タッチセンサー要素の目視評価の結果を示す。
（実施例Ｃ６）
透明センサー要素の形成
第１のパターン化基材
厚さ１２５マイクロメートル（μｍ）のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で作られた第１の可視光基材をチタンの接着促進層で蒸着被覆し（５オングストロームで）、次いで、スパッタコーターを使用して１００ｎｍの銀の薄膜を蒸着被覆して、第１の銀金属化フィルムを得た。ＰＥＴは、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から、製品番号ＳＴ５０４として市販されていた。
米国特許出願第２００９０２１８３１０号に記載のように、その基材の銀の表面上にオクタデシルチオールの自己組織化単分子層マスクを印刷し、次いで銀を湿式化学エッチングして、導電体微小パターンを生成した。図１１、図１１ａ及び図１１ｂは、基材の第１面（これはエッチングされパターン化された銀の金属化フィルムを含む面である）上で、複数の第１の非連続的な区域７０４の間に交互に並ぶ複数の第１の連続的な区域７０２を有する、第１パターン基材７００を示す。基材は、実質的に裸のＰＥＴフィルムである反対側の第２の面を有する。第１の領域７０２のそれぞれには、一方の端部に、対応する６５マイクロメートル幅の導電トレース７０６が配置されている。図１１ａは、正六角形メッシュ構造を形成する複数の連続的な線を有する第１の領域７０２の分解図を示す。図１１ｂは、不連続の（すなわち破線の）正六角形微小パターンを形成する複数の不連続線を有する第１の不連続の領域７０４（それぞれのトレースにおいて約５μｍ幅の選択的な途切れを用いて作った）の分解図を示す。領域７０２及び７０４の各メッシュ構造は、約９８％の開放面積であった。各線セグメントは約２μｍの幅であった。セルの面から面までの平均幅は約２００μｍであった。感知区域として意図される区域７１２は、１０センチメートル×１０センチメートルであった。連続領域７０２は、６ミリメートルのピッチで配列された２．２ミリメートルの測定幅の形状であった。
第２のパターン化基材
第２の銀金属化フィルムを生成するために、第２の可視光線基材を使用して、第１のパターン化基材として第２のパターン化基材を作製した。第２の不連続六角形メッシュパターンとの間に介在する第２の連続六角形メッシュパターンを有する第２のスタンプを生成した。
図１２、図１２ａ及び図１２ｂは、第２基材の第１面上で、複数の第２の非連続的な区域７２４の間に交互に並ぶ、複数の第２の連続的な区域７２２を有する第２パターン基材７２０を示す。第２の領域７２２のそれぞれには、一方の端部に、対応する６５マイクロメートル幅の第２の導電トレース７２６が配置されている。図１２ａは、正六角形メッシュ構造を形成する複数の連続的な線を有する第２の領域７２２の分解図を示す。図１２ｂは、不連続の（すなわち破線の）正六角形メッシュ構造を形成する複数の不連続線を有する第２の不連続の領域７２４（それぞれのトレースにおいて約５μｍ幅の選択的な途切れを用いて作った）の分解図を示す。領域７２２及び７２４の各メッシュ構造は、約９９％の開放面積であった。各線セグメントは約２μｍの幅であった。セルの面から面までの平均幅は約３００μｍであった。感知区域として意図される区域７１２は、１０センチメートル×１０センチメートルであった。連続領域７２２は、６ミリメートルのピッチで配列された２．２ミリメートルの測定幅の形状であった。
投影容量型タッチスクリーンセンサー要素の形成
上記のように作製された第１のパターン化基材及び第２のパターン化基材を使用して、以下のように、２層投影容量型タッチスクリーン透明センサー要素を生成した。
３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）製Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ８１４１を使用して、第１のパターン化基材及び第２のパターン化基材を互いに接触させ、多層構造を得た。手持ち式ローラーを使用して、接着剤を含まない第１の導電性トレース領域７０６及び第２の導電性トレース領域７２６の領域を有する２つのパターン化基材をラミネートした。第１の基材の第１面がフロートガラスに近接するように、Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ Ａｄｈｅｓｉｖｅ（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）の製品で、商品番号８１７２）を使用して、この多層構成体を厚さ１ｍｍのフロートガラスに積層した。接着剤を含まない第１の導電性トレース領域７０６及び第２の導電性トレース領域７２６により、第１のパターン化基材７００及び第２のパターン化基材７２０への電気的接続をなすことができた。
図１３は、多層タッチスクリーンセンサー要素７４０の平面図を示し、第１パターン基材及び第２パターン基材が積層されている。領域７３０は、第１の連続領域及び第２の連続領域の重複を示した。領域７３２は、第１の連続領域及び第２の不連続領域の重複を示した。領域７３４は、第２の連続領域及び第１の不連続領域の重複を示した。また、領域７３６は、第１の不連続領域と第２の不連続領域との間の重複を示した。これらの重複領域が複数存在したが、例証を容易とするために、それぞれ１つの領域のみが図に示されている。感知区域として意図される区域７１２は、１０センチメートル×１０センチメートルであった。第１の基材に配置されたメッシュの配向は、第２の基材上のメッシュの配向に対して約３０度回転した。
投影容量性タッチスクリーンの形成
センサー要素の駆動に使用した電子機器は、「Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｔｈｅｒｅｆｏｒ」と題する米国公開特許出願第２０１０／０３００７７３号に記載されている。このシステムの用途は、当該技術分野で既知のように較正値を設定することを含む。これらの較正値は、タッチスクリーンごとに変動し得る。このシステムは、異なる１６本のバー（列）を駆動し、異なる１６本のバー（行）を測定することができる。上記からのサンプリングが持続して行われている間、マイクロコントローラはまた、シリアルインターフェイスを通じて、モニターを備えるコンピューターにデータを送っていた。このシリアルインターフェイスは、当業者に既知の単純なコンピュータプログラムで電子機器から未処理データをレンダリングし、それぞれの列とそれぞれの行の間の相互容量に関連づけられる測定値が接触と接触との間でどのように変化するかを見ることを可能にする。このコンピュータプログラムは、相互容量の変化の規模に応じたディスプレイ全体にかけてのバーのカラーコーティングを含む３次元棒グラフのレンダリングをした。棒グラフで、比較的高いバー、及び青から水色、次いで緑色、次いで黄色、次いで橙色、次いで赤色への色の進行は、（例えば、所与の場所での接触イベントの結果としての）相互容量の変化の規模がより大きいことと関連づけられる。
システムの試験結果
透明センサー要素をタッチセンサー駆動装置に接続した。ガラス表面に指が接触すると、コンピュータモニターは、より高いバー及び赤色の形態で、タッチ検知領域内で生じている接触の位置をレンダリングした。ガラス表面に指２本の接触が同時に成されると、コンピュータモニターは、接触感知区域内で生じている接触の位置を、より高いバー、及びモニターの対応する位置における赤色への色の変化の形態でレンダリングした。ガラス表面に指３本の接触が同時に成されると、コンピュータモニターは、接触感知区域内で生じている接触の位置を、より高いバー、及びモニターの対応する位置における赤色への色の変化の形態でレンダリングした。
比較例Ｃ６
センサー要素の形成の項で概ね上述したように、図１の微小パターン（正六角形）を有する透明センサー要素を製作した。このセンサー要素を図１１、図１２及び図１３に概して示されるタッチセンサー駆動装置と組み合わせた。次いで装置を、ディスプレイに接続されたコンピュータ処理ユニットに統合して装置を試験した。装置は、単一及び／又は複数の同時の指の接触の位置を検出することができ、これはディスプレイ上で画像により証明された。
（実施例７）
図３の微小パターン（非直線微小パターン−部分湾曲六角形）を有する透明センサー要素を製作し、概ね説明したようにタッチセンサー駆動装置と組み合わせた。センサー及びシステムの他の全ての態様は、不連続領域を作るための５マイクロメートル幅の途切れの選択的配置を含む実施例６Ｃについて記載したものと同じである。透明センサー要素をタッチセンサー駆動装置に接続した。次いで装置を、ディスプレイに接続されたコンピュータ処理ユニットに統合して装置を試験した。装置は、単一及び／又は複数の同時の指の接触の位置を検出することができ、これはディスプレイ上で画像により証明された。
（実施例８）
図４の微小パターンを図１の微小パターンで置き換えたことを除き、比較実施例６について概ね記載したように透明センサー要素を製作し、タッチセンサー駆動装置と組み合わせることができる。
Figure 2017107223
Figure 2017107223
 本発明の実施態様の一部を以下の項目［１］−［１６］に記載する。
［１］
対向する第１の表面と第２の表面とを有する基材と、
前記基材の前記第１の表面に配置された導電体微小パターンであって、複数のセルを画定する複数のトレースを含む導電体微小パターンである、導電体微小パターンと、を備え、
前記導電体微小パターンが、８０％を超える開放面積分率及びトレースの一様な配向分布を有し、
前記トレースのそれぞれが非直線であり、０．５〜１０マイクロメートルのトレース幅を有する、物品。
［２］
前記導電体微小パターンのトレースが、１センチメートル未満の曲率半径を有する、項目１に記載の物品。
［３］
前記トレースのそれぞれが、１〜３マイクロメートルのトレース幅を有する、項目１に記載の物品。
［４］
前記微小パターンのトレースの前記一様な配向分布が、４未満の、２度ピン当たりの測定周波数の標準偏差を有する、項目１に記載の物品。
［５］
前記微小パターンのトレースの前記一様な配向分布が、１未満の、２度ピン当たりの測定周波数の標準偏差を有する、項目１に記載の物品。
［６］
前記トレースが、金、銀、パラジウム、プラチナ、アルミニウム、銅、モリブデン、ニッケル、スズ、タングステン、及びこれらの合金、組み合わせからなる群から選択される材料を含む、項目１に記載の物品。
［７］
前記導電体微小パターンが非反復性セル形状を有する、項目１に記載の物品。
［８］
前記導電体微小パターンが、反復性セル形状を有し、前記セルが６辺を備える、項目１に記載の物品。
［９］
前記導電体微小パターンが、非反復性セル形状を有し、前記セルが４辺を備える、項目１に記載の物品。
［１０］
前記導電体微小パターンが、反復する配列の位置上にないセルを有する、項目１に記載の物品。
［１１］
トレースが、垂直入射にて、及び前記基材の前記第１の表面に向かう配向において又は前記基材の前記第１の表面から離れる配向において、２０％未満の正反射率を有する、項目１に記載の物品。
［１２］
前記トレースが、垂直入射にて、及び前記基材の前記第１の表面に向かう配向において又は前記基材の前記第１の表面から離れる配向において、１０％未満の正反射率を有する、項目１に記載の物品。
［１３］
前記基材が可視光透明性であり、ガラス及びプラスチックからなる群から選択される、項目１に記載の物品。
［１４］
前記基材の前記第２の表面に配置された第２の導電体微小パターンであって、複数のセルを画定する複数のトレースを備える、第２の導電体微小パターンを更に備え、
前記第２の導電体微小パターンが、８０％を超える開放面積分率及びトレースの一様な配向分布を有し、
前記トレースのそれぞれが非直線であり、０．５〜１０マイクロメートルのトレース幅を有する、項目１に記載の物品。
［１５］
それぞれの基材が対向する第１の表面と第２の表面とを有する、第１及び第２の基材と、
前記第１及び第２の基材のそれぞれの第１の表面に配置された導電体微小パターンであって、両方の導電体微小パターンが複数の開放面積のセルを画定する複数のトレースを含む、導電体微小パターンとを備え、
前記導電体微小パターンが、８０％を超える開放面積分率及びトレースの一様な配向分布を有し、
前記トレースのそれぞれが非直線であり、０．５〜１０マイクロメートルのトレース幅を有し、
前記第１及び第２の基材の導電体微小パターンが互いに電気的に絶縁されている、タッチスクリーンセンサー。
［１６］
前記第１の基材と前記第２の基材との間に配置された光学的に透明な接着剤を更に備え、前記光学的に透明な接着剤が前記第１の基材の前記導電体微小パターン及び前記第２の基材の前記第２の表面と直接接触する、項目１５に記載のタッチスクリーンセンサー。

Claims (16)

  1. 対向する第１の表面と第２の表面とを有する基材と、
    前記基材の前記第１の表面に配置された導電体微小パターンであって、複数のセルを画定する複数のトレースを含む導電体微小パターンである、導電体微小パターンと、を備え、
    前記導電体微小パターンが、８０％を超える開放面積分率及びトレースの一様な配向分布を有し、
    前記トレースのそれぞれが非直線であり、０．５〜１０マイクロメートルのトレース幅を有する、物品。
  2. 前記導電体微小パターンのトレースが、１センチメートル未満の曲率半径を有する、請求項１に記載の物品。
  3. 前記トレースのそれぞれが、１〜３マイクロメートルのトレース幅を有する、請求項１に記載の物品。
  4. 前記微小パターンのトレースの前記一様な配向分布が、４未満の、２度ピン当たりの測定周波数の標準偏差を有する、請求項１に記載の物品。
  5. 前記微小パターンのトレースの前記一様な配向分布が、１未満の、２度ピン当たりの測定周波数の標準偏差を有する、請求項１に記載の物品。
  6. 前記トレースが、金、銀、パラジウム、プラチナ、アルミニウム、銅、モリブデン、ニッケル、スズ、タングステン、及びこれらの合金、組み合わせからなる群から選択される材料を含む、請求項１に記載の物品。
  7. 前記導電体微小パターンが非反復性セル形状を有する、請求項１に記載の物品。
  8. 前記導電体微小パターンが、反復性セル形状を有し、前記セルが６辺を備える、請求項１に記載の物品。
  9. 前記導電体微小パターンが、非反復性セル形状を有し、前記セルが４辺を備える、請求項１に記載の物品。
  10. 前記導電体微小パターンが、反復する配列の位置上にないセルを有する、請求項１に記載の物品。
  11. トレースが、垂直入射にて、及び前記基材の前記第１の表面に向かう配向において又は前記基材の前記第１の表面から離れる配向において、２０％未満の正反射率を有する、請求項１に記載の物品。
  12. 前記トレースが、垂直入射にて、及び前記基材の前記第１の表面に向かう配向において又は前記基材の前記第１の表面から離れる配向において、１０％未満の正反射率を有する、請求項１に記載の物品。
  13. 前記基材が可視光透明性であり、ガラス及びプラスチックからなる群から選択される、請求項１に記載の物品。
  14. 前記基材の前記第２の表面に配置された第２の導電体微小パターンであって、複数のセルを画定する複数のトレースを備える、第２の導電体微小パターンを更に備え、
    前記第２の導電体微小パターンが、８０％を超える開放面積分率及びトレースの一様な配向分布を有し、
    前記トレースのそれぞれが非直線であり、０．５〜１０マイクロメートルのトレース幅を有する、請求項１に記載の物品。
  15. それぞれの基材が対向する第１の表面と第２の表面とを有する、第１及び第２の基材と、
    前記第１及び第２の基材のそれぞれの第１の表面に配置された導電体微小パターンであって、両方の導電体微小パターンが複数の開放面積のセルを画定する複数のトレースを含む、導電体微小パターンとを備え、
    前記導電体微小パターンが、８０％を超える開放面積分率及びトレースの一様な配向分布を有し、
    前記トレースのそれぞれが非直線であり、０．５〜１０マイクロメートルのトレース幅を有し、
    前記第１及び第２の基材の導電体微小パターンが互いに電気的に絶縁されている、タッチスクリーンセンサー。
  16. 前記第１の基材と前記第２の基材との間に配置された光学的に透明な接着剤を更に備え、前記光学的に透明な接着剤が前記第１の基材の前記導電体微小パターン及び前記第２の基材の前記第２の表面と直接接触する、請求項１５に記載のタッチスクリーンセンサー。
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