JP5643774B2 - 低視認性の重ね合わせられた微小パターンを有する、タッチスクリーンセンサ及びパターン基材 - Google Patents

Description

タッチスクリーンセンサは、タッチスクリーンディスプレイの表面に適用された物体（例えば、指、又はスタイラス）の位置、又はタッチスクリーンディスプレイの表面の付近に位置付けられた物体の位置を検出する。これらのセンサは、ディスプレイの表面に沿った、例えば、平坦な矩形のディスプレイの平面にある物体の位置を検出する。タッチスクリーンセンサの例としては、容量センサ、抵抗センサ、及び投影型容量センサが挙げられる。このようなセンサとしては、ディスプレイに重ね合わせられる透明導電性要素が挙げられる。この要素は、ディスプレイの付近の、又はこれと接触する物体の位置を決定するために、要素を探査する電気信号を使用する、電子的構成要素と組み合わされる。

ディスプレイに重ね合わせることができ、かつ透明な導電性要素を含む他の構成要素には、電磁干渉（ＥＭＩ）シールド及びアンテナが含まれる。

透明な（例えばプラスチックフィルム）基材上にある単一の導電性（例えばメッシュ）微小パターンは、正常視力（２０／２０）の補正なし肉眼では実質上感知不能であり得るが、第２導電性（例えばメッシュ）微小パターンを第１微小パターンに重ねて配置すると、きわめて視認性の微小パターンの組み合わせ（即ち複合パターン）が生じ得ることがわかった。

いくつかの実施形態において、アンテナ、ＥＭＩシールド、及び特にタッチスクリーンセンサなどの物品が記述される。この物品は、可視光線透明基材と、
前記可視光線透明基材の上又は中に配置された繰り返しセル形状の第１オープンメッシュを画定する線状トレースを含む第１導電性微小パターンと、
第１導電性微小パターンから電気的に絶縁された繰り返しセル形状の第２オープンメッシュを画定する線状トレースを含む第２導電性微小パターンと、を含む。第１導電性微小パターンと第２導電性微小パターンとは重ね合わせられている。

更に他の実施形態において、パターン基材の視認性を決定する方法が記述される。この方法は、微小パターン基材のデジタル画像を提供することと、窩検出のための数学的モデルを利用することによってデジタル画像から空間コントラスト閾値を計算することと、を含む。このような方法は、物理的サンプルを製造することなく、特定の（例えば低い）視認性を有する微小パターン及び微小パターン基材を評価及び設計するのに有用であり得る。

更に別の実施形態において、パターン基材は、可視光線透明基材と、少なくとも２つの重ね合わせられた導電性メッシュ微小パターンと、を含むとして記述され、ここにおいて各メッシュは繰り返しセル形状を有し、重ね合わせられた微小パターンの組み合わせは、３００００単位の距離で、−３５デシベルを超える空間コントラスト閾値を有する。

これらの具体化した物品及びパターン基材のそれぞれにおいて、重ね合わせられた微小パターンは、第１微小パターン及び第２微小パターンの設計及び互いに対する配置のおかげで、低視認性を呈し得る。

一実施形態において、第２導電性微小パターンは、第１導電性微小パターンに対し、その第２導電性微小パターンの線状トレースの少なくとも一部分が、第１導電性微小パターンの線状トレースに対して非平行であるように、重ね合わせられている。別の実施形態では、第２導電性微小パターンの少なくとも一部分は、第１導電性微小パターンのセル形状とは異なるセル形状を有する。別の実施形態では、第２導電性微小パターンの少なくとも一部分は、第１導電性微小パターンのセル寸法とは異なるセル寸法を有する。更に、第１微小パターン及び第２微小パターンの設計及び配置は、これら属性のうち２つ以上を有する重ね合わせられた微小パターンをもたらし得る。

いくつかの好ましい実施形態において、第１導電性微小パターン及び第２導電性微小パターンは、六角形（例えば正六角形）のセル形状などの同じ形状を有する。第２微小パターンは、第１微小パターンに対して約１５度〜約４０度の範囲のバイアス角度に向けられ得る。第１導電性微小パターン及び第２導電性微小パターンは、最高１：６の比率でセル寸法が異なり得る。線状トレースは、好ましくは１０マイクロメートル未満、より好ましくは５マイクロメートル未満の線幅を有する。第１微小パターン及び第２微小パターンのセル寸法は、好ましくは５００マイクロメートル以下である。

添付の図面と共に以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解され得る。

タッチスクリーンセンサ１００の概略図。 タッチスクリーン感知領域内にある導電性可視光線透明区域の斜視図。 正六角形メッシュ（時に「ヘックス」メッシュと呼ばれる）導電性微小パターンの形状の走査型電子顕微鏡写真。 正方形メッシュ導電性微小パターンの形状の走査型電子顕微鏡写真。 正方形及び八角形のセルの組み合わせを含む繰り返しセル形状のオープンメッシュを示す図 正方形及び八角形のセルの組み合わせを含む繰り返しセル形状のオープンメッシュを示す図。 ２層の同じ正六角形メッシュが重ね合わせられている図であり、第２微小パターンが第１微小パターンに対して、図５ａの５度から始まり、図５ａ〜図５ｉへとそれぞれ５度刻みで増加している角度に向けられている。 ２層の同じ正六角形メッシュが重ね合わせられている図であり、第２微小パターンが第１微小パターンに対して、図５ａの５度から始まり、図５ａ〜図５ｉへとそれぞれ５度刻みで増加している角度に向けられている。 ２層の同じ正六角形メッシュが重ね合わせられている図であり、第２微小パターンが第１微小パターンに対して、図５ａの５度から始まり、図５ａ〜図５ｉへとそれぞれ５度刻みで増加している角度に向けられている。 ２層の同じ正六角形メッシュが重ね合わせられている図であり、第２微小パターンが第１微小パターンに対して、図５ａの５度から始まり、図５ａ〜図５ｉへとそれぞれ５度刻みで増加している角度に向けられている。 ２層の同じ正六角形メッシュが重ね合わせられている図であり、第２微小パターンが第１微小パターンに対して、図５ａの５度から始まり、図５ａ〜図５ｉへとそれぞれ５度刻みで増加している角度に向けられている。 ２層の同じ正六角形メッシュが重ね合わせられている図であり、第２微小パターンが第１微小パターンに対して、図５ａの５度から始まり、図５ａ〜図５ｉへとそれぞれ５度刻みで増加している角度に向けられている。 ２層の同じ正六角形メッシュが重ね合わせられている図であり、第２微小パターンが第１微小パターンに対して、図５ａの５度から始まり、図５ａ〜図５ｉへとそれぞれ５度刻みで増加している角度に向けられている。 ２層の同じ正六角形メッシュが重ね合わせられている図であり、第２微小パターンが第１微小パターンに対して、図５ａの５度から始まり、図５ａ〜図５ｉへとそれぞれ５度刻みで増加している角度に向けられている。 ２層の同じ正六角形メッシュが重ね合わせられている図であり、第２微小パターンが第１微小パターンに対して、図５ａの５度から始まり、図５ａ〜図５ｉへとそれぞれ５度刻みで増加している角度に向けられている。 ２００マイクロメートルのセル直径を有する六角形金属メッシュと、両方向（正方形の長さ及び幅）に８０マイクロメートルのセルピッチを有する正方形メッシュの、２つの重ね合わせられた層を示す光学顕微鏡写真（反射照射）。導電トレースは幅約２マイクロメートルである。 正六角形金属メッシュの２つの重ね合わせられた層を示すサンプル５の光学顕微鏡写真（反射照射）。一方の微小パターンは２００マイクロメートルのセル直径を有し、もう一方の微小パターンは３００マイクロメートルのセル直径を有し、これら六角形メッシュは互いに対して２７度の角度で回転している（即ちバイアス角度は２７度に等しい）。 タッチスクリーンセンサの一実施形態であるＸ−Ｙグリッド型の投影型容量タッチスクリーンセンサを形成するために共に積層された層の構成。 図８によるタッチスクリーンセンサの一実施形態のＸ層又はＹ層の導電性微小パターンの一部分。 接触パッドの形態のより大きな構造とそれぞれが接触する２つの可視光線透明導電性メッシュバー、並びに接触したメッシュバー区域間の空間内の電気的に絶縁された導電性堆積物を含む、図９に例示される導電性微小パターンの一部分。 第１パターン基材の様々な部分。 第１パターン基材の様々な部分。 第１パターン基材の様々な部分。 第２パターン基材の様々な部分 第２パターン基材の様々な部分 第２パターン基材の様々な部分。 図１１及び１２の第１パターン基材及び第２パターン基材を重ね合わせることから構築された、投影型容量タッチスクリーン透明センサ要素。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。 重ね合わせられた微小パターンサンプルの約１．５ｍｍ×２．５ｍｍの領域の拡大図。このような重ね合わせられたパターン部分は、コントラスト閾値を決定するために使用されるサンプル寸法よりも小さい。

図６及び７の光学顕微鏡写真を除き、図は必ずしも縮尺で示されていない。図中で用いられる類似の数字は、類似の構成要素を示す。しかし、所与の図中の構成要素を意味する数字の使用は、同一数字でラベル付けされた別の図中の構成要素を制約するものではないことは理解されよう。

本明細書で記述されるのは、タッチスクリーンセンサ、及び可視光線透明性基材と、その可視光線透明性基材の上又は中に配置される少なくとも２つの導電性微小パターンとを含む微小パターン基材である。いくつかの実施形態において、各導電性微小パターンは、別個の可視光線透明性基材の上又は中に配置される。他の実施形態において、この少なくとも２つの導電性微小パターンは、導電性パターンが電気的に絶縁されるように単一の可視光線透明性基材の上又は中に配置される。微小パターンは重ね合わせられ、第１微小パターン及び第２微小パターンの設計及び互いに対する配置によって、低視認性を呈し得る。

本明細書で使用されるとき、用語「微小パターン」とは、１ｍｍ以下の寸法（例えば線幅）を有する点、線、塗り潰し図形、又はこれらの組み合わせの配置を指す。好ましい実施形態において、点、線、塗り潰し図形、又はこれらの組み合わせの配置は、少なくとも０．５マイクロメートルで、通常は２０マイクロメートル以下の寸法（例えば線幅）を有する。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（例えば線幅）は１０、９、８、７、６、又は５マイクロメートル未満（例えば１〜３マイクロメートル）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％は、入射光（所望により偏光）の強度に対して正規化される。入射光の少なくとも６０％を透過する物品が、局所的に光を８０パーセントの透過率未満（例えば、０％）に遮蔽する微細構造（例えば、最小寸法、例えば０．５〜１０マイクロメートル、又は１〜５マイクロメートルの幅の点、正方形、又は線）を含むのは、可視光線透明性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パーセントを超える。「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。

一般的な可視光線透明性基材には、ガラス及び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）様式で加工されるのに十分な可撓性及び強度を有する、平坦なシートの形態のポリマー材料である。ロールツーロールは、材料が支持体に巻取られるか又は支持体から巻出され、加えて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。

本明細書に記述されるのは、ディスプレイの材料又は構成要素に直接組み込むことが可能な重ね合わせられた導電性微小パターンである。例えば、１つ以上重ね合わせられた導電性微小パターンを、液晶ディスプレイのカラーフィルタガラス層上に堆積させることができる。別の例として、１つ以上の重ね合わせられた導電性微小パターンを、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の出口偏光フィルム又は補償フィルム上に堆積させることができる。別の例として、１つ以上の重ね合わせられた導電性微小パターンを、反射性電気泳動（ＥＰ）ディスプレイ内の電気泳動媒体に接触している基材上に堆積させることができる。別の例として、１つ以上の重ね合わせられた導電性微小パターンを、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイの材料層を支持するガラス又はプラスチック基材の上に堆積させることができる。導電性微小パターンのこのような実施の一部は、「オンセル（on-cell）」と呼ばれることがある。

本開示は、電子装置（例えば、コンピュータ、携帯電話など）への情報又は指示のタッチ入力のための、接触又は近接センサに更に関する。これらのセンサは、可視光線透明性であり、ディスプレイとの直接的結合において有用であり、ディスプレイ要素に重ね合わせられ、ディスプレイを駆動する装置と相互作用する（「タッチスクリーン」センサとして）。センサ要素はシート状形態を有し、導電性材料（例えば金属）を支持する電気的絶縁性の可視光線透明性基材層を少なくとも１つ含む。この導電性材料は、基材表面上にメッシュ形状でパターン化され、これにより、センサのタッチ感知領域内にある透明な導電性領域を形成する。しかしながら、第１導電性微小パターン及び第２導電性微小パターンは、第２導電性微小パターン（例えば第１導電性微小パターンに直交する）が第１導電性微小パターンから電気的に絶縁されている限り、他の配置を有することが可能である。例えば、当該技術分野において既知であるように、第１導電性微小パターンと第２導電性微小パターンとの交点に、絶縁構成要素を提供することができる。システムの一部として微小パターンを使用する目的のため、微小パターンに関して電気的に絶縁された２つの導電性微小パターンを両方とも、同じ信号処理回路、論理回路、記憶回路、又はその他の回路に接続することは、本発明の範囲内である（例えば、情報ディスプレイにタッチ事象の存在又は場所を容量的に検知するために、導電性微小パターンに電気信号を流すなど）。これら微小パターンを電気的に絶縁するためには、それらの間に絶縁スペース（例えば空気、絶縁材料など）を用いることにより、重複区域又は重ね合わせられた区域に電気的接触がないようにするだけである。

導電性微小パターンを含むタッチセンサの場合、金属微小パターンの少なくとも一部が連続的であり、電子照明ディスプレイの回路に電気的に接続されている。

情報ディスプレイのタッチセンサの感知領域は、情報ディスプレイの可視部分に重なるよう意図されるか、又は重なっており、情報ディスプレイの視認性を可能にするために可視光透明性であるような、センサの区域である。情報ディスプレイの可視部分とは、変化可能な情報内容を有する情報ディスプレイの部分、例えば、ピクセル（例えば、液晶ディスプレイのピクセル）が占めるディスプレイ「スクリーン」の部分を指す。

タッチスクリーンセンサは、例えば抵抗式、容量式、及び投影型容量式であり得る。可視光線透明導電性微小パターンは、電子ディスプレイと一体化される投影型容量タッチスクリーンセンサにおいて特に有用である。タッチスクリーンセンサ（例えば投影型容量式）の構成要素として、可視光線透明導電性微小パターンは、高い接触感度、複数接触検出、及びスタイラス入力を可能にするために有用である。

本発明を限定するものではないが、本発明の種々の態様は以下に提供する実施例の考察を通して正しく認識されるであろう。

図１は、タッチスクリーンセンサ１００の概略図を例示する。タッチスクリーンセンサ１００は、接触感知領域１０５を有するタッチスクリーンパネル１１０を含む。接触感知領域１０５は、タッチセンサ駆動装置１２０と電気的に連結している。タッチスクリーンパネル１１０は、ディスプレイ装置に組み込まれる。

図２は、タッチスクリーンパネルの接触感知領域、例えば、図１の接触感知領域１０５内に位置する導電性可視光線透明区域１０１の斜視図を例示する。導電性可視光線透明区域１０１は、可視光線透明基材１３０、及び可視光線透明基材１３０の上又は中に配置される導電性微小パターン１４０を含む。可視光線透明基材１３０は、主表面１３２を含み、電気的に絶縁性である。可視光線透明基材１３０は、例えば、ガラス又はポリマーなどの任意の有用な電気的に絶縁性の材料から形成され得る。光線透明基材１３０の有用なポリマーの例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリカーボネートコポリマー、及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）が挙げられる。導電性微小パターン１４０は、複数の線形金属構造から形成され得る。

図２はまた、タッチスクリーンパネルの接触感知領域内に位置する導電性可視光線透明区域１０１の説明に使用するための軸系を例示する。一般に、ディスプレイ装置の場合、ｘ軸及びｙ軸はディスプレイの幅及び長さに相当し、ｚ軸は典型的にディスプレイの厚さ（即ち、高さ）方向に沿っている。この取り決めは、特に明記しない限り、全体を通して使用される。図２の軸系において、ｘ軸及びｙ軸は、可視光線透明基材１３０の主要面１３２と平行に画定され、正方形又は矩形表面の幅及び長さ方向に対応し得る。ｚ軸は、この主表面と垂直であり、典型的には可視光線透明基材１３０の厚さ方向に沿っている。導電性微小パターン１４０を形成する複数の線形金属構造の幅は、ｙ軸に沿って直線的に延びる平行の線形金属構造のｘ方向の間隔に相当し、直交する線形金属構造のｙ方向の間隔は、直交する線形金属構造の幅に相当する。線形金属構造の厚さ、即ち高さは、ｚ方向の距離に相当する。

図示されている実施形態では、タッチスクリーンパネルの接触感知領域内に位置する導電性可視光線透明区域１０１は、それぞれが導電性微小パターン１４０を有する、可視光線透明基材１３０の２つ以上の層を含む。

導電性微小パターン１４０は、主表面１３２上に堆積される。センサは、タッチスクリーンディスプレイ、又はタッチパネルディスプレイを形成するために、ディスプレイと相互作用するため、基材１３０は、可視光線透明性であり、実質的に平面的である。基材及びセンサは、実質的に平面的、かつ可撓性であってよい。可視光線透明性とは、ディスプレイによってレンダリングされる情報（例えば、文字、画像、又は数字）が、タッチセンサを通して見えることを意味する。堆積された金属、更に光を遮蔽するために十分な厚さで堆積された金属の形態の導電体を含む、タッチセンサの視認性及び透明性は、金属が適切な微小パターンで堆積された場合に、達成され得る。

導電性微小パターン１４０は、情報をレンダリングするディスプレイの可視部分に重なる、少なくとも１つの可視光線透明導電性区域を含む。可視光線透明導電体とは、ディスプレイの一部分が、導電性微小パターンの区域を通して見ることができ、かつ微小パターンの区域が、パターンの平面において、又は換言すれば、導電性微小パターンが堆積され、これが隣接する基材の主表面に沿って導電性であることを意味する。

いくつかの実施形態において、本明細書に記載の物品は、可視光線透明基材の上又は中に配置された繰り返しセル形状の第１オープンメッシュを画定する線状トレースを含む第１導電性微小パターンと、その第１導電性微小パターンから電気的に絶縁された繰り返しセル形状の第２オープンメッシュを画定する線状トレースを含む第２導電性微小パターンとを含む。第２導電性微小パターンは、第１導電性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導電性微小パターンは、後述されるように、特定の配置で第１導電性微小パターン上に重ね合わせられる。

いくつかの実施形態において、両方の導電性微小パターンが、前述のように、タッチセンサ（例えばタッチスクリーンセンサ）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、導電性微小パターンの一方がタッチセンサ（例えばタッチスクリーンセンサ）の少なくとも一部を形成し、もう一方の導電性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、導電性微小パターンの一方がタッチセンサ（例えばタッチスクリーンセンサ）の少なくとも一部を形成し、もう一方の導電性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、導電性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、もう一方の導電性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。

好ましい導電性微小パターンには、２次元メッシュ（又は単にメッシュ）を備えた区域があり、ここで、微小パターンラインなどの複数の線状微小パターン構造（しばしば導電体トレース又は金属トレースと呼ばれる）が、このメッシュ内に囲まれたオープン領域を画定する。この（例えば金属の）微小パターンによって画定されるオープン領域は、図３Ｂに示すような正方形形状セルなどのセル、及び図３Ａに示すような六角形（即ち正六角形）形状セルとして記述することができる。

第１導電性微小パターン及び第２導電性微小パターンは一般に、繰り返しセル形状のオープンメッシュを画定する線状トレースを含む。繰り返しセル形状とは、その微小パターンが並進対称性を有することを意味する。図３Ａ及び３Ｂは、セルが同じ寸法及び同じセル形状を有するようなセルの配列を有するセル設計を示しているが、導電性微小パターンは、２つ以上の異なるセル形状を含む繰り返しセル形状を有してもよい。例えば、図４Ａ及び４Ｂは、繰り返しセグメントが正方形セルと八角形セルとの組み合わせを含む繰り返しセル形状のオープンメッシュを示す図である。典型的に、微小パターンは比較的短い距離で繰り返される。いくつかの実施形態において、この繰り返しセグメントは２つ又は３つ以下のセルを含む。図示されているオープンメッシュには境界線が直線の多角形セル形状のさまざまな配置が含まれるが、このセルは、繰り返しパターンを有する微小パターンを形成する限りにおいて、波状又は不規則な線状トレースで画定されてもよい。ゆえに、メッシュ又は導電性微小パターン全体の少なくとも一部分について少なくとも一方向に並進することができる繰り返しセグメント（又は基本単位（primitive））がある限りにおいて、異なる形状及び／又は異なる寸法を有する複数のセルを含む繰り返しセル形状は、本開示の範囲内である。

本明細書で使用されるとき、「セルの形状」とはその形を指し、寸法とは区別される。セル形状には、正方形、正方形ではない矩形、六角形、八角形、その他の多角形、又はその他の自由形状が挙げられる。正六角形は非正六角形とは異なる形状を有し、非正六角形は、少なくとも１つの縁部が別の縁部と長さが異なるか、又は少なくとも一夾角が１２０度に等しくない。２つのセルが同じ形状及び同じ寸法を有するとき、セルは互いに重ね合わせることができる。

いくつかの実施形態において、第１微小パターン又は第２微小パターンのいずれかは、正のセル形状を有するセルのパターン（例えば繰り返しパターン）を含む。いくつかの実施形態において、第１微小パターン又は第２微小パターンの両方は、正のセルの形状を有するセルのパターン（例えば繰り返しパターン）を含む。いくつかの実施形態において、第１微小パターン又は第２微小パターンの両方は、同じ正のセル形状を有するセルを含む。「正のセル形状」とは、微小パターンのセルが正多角形の形状を有することを意味する。正多角形は、全ての縁部の長さが等しく、全ての夾角の角度が等しい。

いくつかの実施形態では、導電性微小パターンを画定する導電トレースは、５つの隣接するセル、好ましくは４つの隣接するセル、より好ましくは３つの隣接するセル、更により好ましくは２つの隣接するセルの合わせた縁部の長さよりも大きな距離にわたってほぼ直線的である区分を含まないように設計される。より好ましくは、微小パターンを画定するトレースは、単一のセルの縁部の長さよりも大きな距離にわたって直線的である区分を含まないように設計される。したがって、いくつかの実施形態では、微小パターンを画定するトレースは、長い距離、例えば、１０センチメートル、１センチメートル、又は更に１ミリメートルを超えて直線的であることはない。直前に述べた、最小の長さの直線区分を有するパターンは、ディスプレイの視認性に最小限の障害しか生じさせない利点を有するタッチスクリーンセンサにとって特に有用である。

いくつかの実施形態において、第１微小パターン及び第２微小パターンそれぞれは正方形メッシュを含む。他の実施形態では、微小パターンの一方は正方形メッシュを含み、もう一方の微小パターンは六角形（例えば正六角形）メッシュを含む。重ね合わせられた好ましい導電性微小パターンは、２次元の連続的なメッシュ（例えば金属メッシュ）を備えた第１微小パターン区域及び第２微小パターン区域を含み、ここにおいてメッシュを形成する線状トレースの少なくとも一部分は非平行であり、例えば三角形（例えば正三角形）、五角形、及び六角形（例えば正六角形）のネットワークなど、特定の多角形ネットワークである。より好ましくは、第１微小パターン及び第２微小パターンはそれぞれ、多角形（例えば正多角形）のメッシュを含む。

導電性微小パターンの２次元形状（即ち、平面内、又は基材の主表面に沿ったパターンの形状）は、タッチスクリーンセンサにおいて有用な特別な透明導電特性を達成するために、導電体材料の光学的及び電気的特性を考慮して設計され得る。

センサの透明性、及びセンサを通したディスプレイの視認性を達成するための導電体の適切な微小パターンは、一定の特質を有する。まず、これを通してディスプレイが見られる導電性微小パターンの区域は、５０％未満、又は２５％未満、又は２０％未満、又は１０％未満、又は５％未満、又は４％未満、又は３％未満、又は２％未満、又は１％未満、又は０．２５％〜０．７５％の範囲、又は０．５％未満の、導電体によって遮蔽されるセンサの面積率を有するべきである。

導電性微小パターン、又は導電性微小パターンの区域の開放面積率（又は開放面積若しくは開放面積の比率）は、導電体によって遮蔽されていない微小パターン面積、又は区域面積の割合である。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。導電体によって遮蔽される面積率は、微小パターン化された導電体の線の密度と互換的に使用される。微小パターン化された導電体は、電気的に導電性の微小パターン及び導電性微小パターンと互換的に使用される。したがって、導電体によって遮蔽される割合に関して上の文章で示された値に関し、開放面積値は、５０％超、７５％超、８０％超、９０％超、９５％超、９６％超、９７％超、９８％超、９９％超、９９．２５〜９９．７５％、９９．８％、９９．８５％、９９．９％、及び更に９９．９５％である。いくつかの実施形態では、導電性微小パターンの区域の開放面積（例えば、可視光線透明導電性区域）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。実際的な製造方法を使用した、有用な光学的特性（例えば、導電パターン要素の高い透過率及び無視認性）、及び電気的特性の再現可能な達成に関し、開放面積の好ましい値は、９０〜９９．５％、より好ましくは９５〜９９．５％であり、いくつかの実施形態では９５〜９９．９５％である。

干渉（例えば一部ディスプレイのピクセルパターンとの干渉）を最少化し、ユーザー又は見る人の裸眼によるパターン要素（例えば、導電体の線）の視認性を回避するために、導電パターン要素の最小寸法（例えば、線又は導電トレースの幅）は、およそ５０マイクロメートル以下、又はおよそ２５マイクロメートル以下、又はおよそ１０マイクロメートル以下、又はおよそ５マイクロメートル以下、又はおよそ４マイクロメートル以下、又はおよそ３マイクロメートル以下、又はおよそ２マイクロメートル以下、又はおよそ１マイクロメートル以下、又はおよそ０．５マイクメートル以下であるべきである。１つ以上の重ね合わせられた導電性微小パターンの設計においては、その１つ以上の重ね合わせられた導電性微小パターンとディスプレイピクセルとの間のモアレ効果などの干渉を最小限に抑えるために、当該技術分野において既知の概念を含めることができる。

いくつかの実施形態では、導電パターン要素の最小寸法は、０．５〜５０マイクロメートル、他の実施形態では、０．５〜２５マイクロメートル、他の実施形態では、１〜１０マイクロメートル、他の実施形態では、１〜５マイクロメートル、他の実施形態では、１〜４マイクロメートル、他の実施形態では、１〜３マイクロメートル、他の実施形態では、０．５〜３マイクロメートル、及び他の実施形態では、０．５〜２マイクロメートルである。有用な光学的特性（例えば、裸眼による導電パターン要素の高い透過率及び無視認性）、及び電気的特性の再現可能な達成に関し、実際的な製造方法の使用による制約を考慮し、導電パターン要素の最小寸法の好ましい値は、０．５〜５マイクロメートル、より好ましくは１〜４マイクロメートルであり、最も好ましくは１〜３マイクロメートルである。

重ね合わせられた微小パターンの特定の配置が、微小パターンの組み合わせについて低視認性をもたらし、一方で他の配置では、微小パターンの組み合わせについて高視認性をもたらすことが見出されている。

図５ａ〜５ｃは、２層の同じ正六角形メッシュ重ね合わせを示す図である。第２微小パターンが第１微小パターンに対して回転しており、図５ａの５度から始まって、図５ａから５ｃへと５度刻みでそれぞれ増加した角度になっている。図５ａにおいて、見かけの複合パターンが存在し、各複合パターンの中央は、少なくとも約４つのセル分の直径を有している。したがって、この見かけの複合パターンは、導電性構造の寸法、又はいずれかの微小パターンの導電性構造間の間隔よりも大きい空間寸法を有する。更に、見かけの複合パターンは、典型的に、繰り返し形状の繰り返しセグメントよりも大きい空間寸法を有する。図５ｂ及び５ｃでは、見かけの複合パターンの大きさはより小さく、中央部分はそれぞれセル約３つ分及び２つ分の直径にわたっている。図示目的のため、図５ａ〜５ｉのメッシュの個々の線状トレースは明白であり識別可能にしている。六角形セルも、明白であり識別可能である。しかしながら、パターンが微小パターンである場合、個々の線状トレースは識別不能であり、個々のセルも識別できない。しかし、微小パターンの重ね合わせによって生じた複合パターンはきわめて視認性（明白）であるが、必ずしも識別可能ではない。

重ね合わせられた導電性メッシュ微小パターン（例えば繰り返しセル形状を伴う）の特定の設計及び配置は、特に特定の設計を使用した場合、一定間隔で画素化されたディスプレイと組み合わせたときに低視認性を有し得る。この視認性は、ランダム又は擬似ランダムなセル形状を有する一部の導電性メッシュ微小パターンよりも更に低くなり得ることが推測される。重要なこととして、設計及び配置は、２つの導電性微小パターンを重ね合わせたときの視認性低下に関連する。

低視認性を得る一実施形態において、第２導電性微小パターンは、第２導電性微小パターンの線状トレースの少なくとも一部分が、第１導電性微小パターンの線状トレースに対して非平行であるように、第１導電性微小パターンに重ね合わせられる。

第１導電性微小パターン及び第２導電性微小パターンを特定の相対的向きに意図的に配置することは、本開示の範囲内である。特定の相対的向きで配置された２つの導電性微小パターンは、互いに対してある既定の角度（又は既定のバイアス角）を有し得る。第２導電性微小パターンに対する１つの導電性微小パターンの角度は、これら２つの微小パターンが、同じセル形状を有する繰り返しセグメントを含む場合に、容易に明らかである。いくつかの実施形態について、バイアス角を定義するための手順を以下に述べる。２つの微小パターンが、同じセル形状を有する繰り返しセグメントを含む場合、この２つの微小パターンについて、これら微小パターンが共有する単一微小パターン形状の回転対称性に基づき、同等の方向の同じ組を定義することができる。例えば、六角形メッシュの場合は、メッシュ形状の６面回転対称性に関連して、６つの同等方向を選択することができる。別の例として、正方形メッシュの場合は、メッシュ形状の４面回転対称性に関連して、４つの同等方向を選択することができる。２つのメッシュについて同様に定義されるそのような同等方向により、２つの導電性微小パターン間の角度（即ちバイアス角度又は相対的向き）を画定又は測定するための基準が得られる。２つの導電性微小パターン間の角度は、第１導電性微小パターンの同等方向と第２導電性微小パターンの同等方向とを分離している最小角度である。２つの導電性微小パターンが同じ繰り返しセグメントセル形状を有するメッシュ微小パターンであるような場合においては、依然として、微小パターンの組み合わせの外観が、バイアス角度の変化に関して周期的となる。バイアス角度増加に伴う外観変化の角周期は、３６０度を回転対称性レベルで割ったものに等しくなる（例えば、回転対称性がない場合は１、２面回転対称性の場合は２、３面回転対称性の場合は３、４面回転対称性の場合は４、及び６面回転対称性の場合は６）。用語「繰り返し角度」は、本明細書において角度周期を記述するのに使用される。よって、同じセル形状を含む２つの導電性微小パターンの組み合わせについて、固有の（外観に関して）組み合わせられた形状は、０度〜［３６０／回転対称性レベル］の角度の範囲のみに存在する。重ね合わせられた微小パターンの組み合わせられた形状は、バイアス角度に関して周期的（前述のように、繰り返し角度で）であるが、組み合わせられた微小パターンの全体的な外観に関しては、繰り返し角度の１／２でバイアス角度を規定することが同様に有用である場合がある。これは、全体的な外観が、バイアス角度ｘと、［繰り返し角度−ｘ］のバイアス角度とで同じであり得るためである（ここでｘは繰り返し角度の１／２より小さい）。よって、組み合わせられた微小パターンの外観の全範囲は、０度から繰り返し角度の１／２までのバイアス角度範囲内で画定され得る。場合によっては、同じメッシュ形状を含む導電性微小パターン間のバイアス角度を、繰り返し角度の分数として画定することが有用である。いくつかの実施形態において、バイアス角度は繰り返し角度の０．１〜０．９倍である。好ましい実施形態では、バイアス角度は繰り返し角度の０．１〜０．４倍、又は０．６〜０．９倍である。別の好ましい実施形態では、バイアス角度は繰り返し角度の０．２〜０．３倍、又は０．７〜０．８倍である。

図５ａ〜５ｉを参照すると、一実施形態において、第１微小パターンに対して第２微小パターンを回転させることにより、第２導電性微小パターンは、第１導電性微小パターンの線状トレースに対して非平行な線状トレースを有する。第１導電性微小パターンの形状は、第２導電性微小パターンの形状と同じである。両方の微小パターンの形状は、６面回転対称性を有する六角形メッシュである。繰り返し角度は６０度である。第１微小パターン及び第２微小パターンが同じセル（例えば正則的）形状及び同じセル寸法を有する場合、相対的バイアス角度の使用は特に有用である。また、２つの微小パターンが異なる寸法のセルを有する場合、正のセル形状を含む第２導電性微小パターンに対して、同じ正のセル形状を含む１つの導電性微小パターンを回転させることも、非常に有用である。回転角度（バイアス角度）が、図５ａに示す約５度（繰り返し角度の０．０８３倍）から、図５ｃに示す約１５度（繰り返し角度の０．２５倍）まで増加すると、視認性は減少し得る。回転角度は具体的なセル形状及びセル寸法によって異なり得るが、回転角度は好ましくは少なくとも１０度（図５ｉに図示）かつ４５度（図５ｉに図示）未満である。

他の実施形態において、第２導電性微小パターンが、第１導電性微小パターンのセル形状とは異なるセル形状を有している結果として、第２導電性微小パターンは、第１導電性微小パターンの線状トレースに対して非平行である線状トレースを有する。例えば、図６を参照すると、第１導電性微小パターンが正方形セル形状、第２導電性微小パターンが六角形セル形状を有してよく、逆もまた同様である。正方形セルの線状トレースの一部分は六角形セルの線状トレースに対して平行であり得るが、線状トレースの一部分は非平行である。

低視認性を得るための他の一実施形態において、第２導電性微小パターンは、第１導電性微小パターンのセル寸法とは異なるセル寸法を有する。用語「セル寸法」とは一般に、メッシュ導電性微小パターンのセルのサイズを指す。正多角形の形状を有するセルの場合、（２つの導電性微小パターンのセル寸法を比較する目的で）セル寸法をセルの幅、例えば正方形セルの縁部長さとして、又は更なる一例として、多角形セルの平行面間の距離（本明細書では多角形の直径又はピッチとも呼ばれる）として定義するのが便利である。

いくつかの実施形態において、導電性トレースから形成された正のセルの平均幅又はピッチは、典型的に５００マイクロメートル以下、４５０マイクロメートル以下、又は４００マイクロメートル以下である。いくつかの好ましい実施形態において、微小パターンは両方とも、３５０マイクロメートル以下、３００マイクロメートル以下、２５０マイクロメートル以下、２００マイクロメートル以下、１５０マイクロメートル以下、１００マイクロメートル以下、又は５０マイクロメートル以下の平均セル幅を有する。

正ではないセル形状については（又は正のセル形状についても）、繰り返しセル形状を有する２つのメッシュ導電性微小パターンのセル寸法を比較する目的のために、セル寸法は、セル形状の重心を通りセル形状の境界線の各方向に延在するすべての線分（即ちすべての向き）の平均長さとして定義することができる。

同じ繰り返しセル形状を有する２つのメッシュ導電性微小パターンは、異なるセル寸法を有し得る。また、異なる繰り返しセル形状を有する２つのメッシュ導電性微小パターンは、異なるセル寸法を有し得る。いくつかの実施形態において、第１導電性微小パターンのセル寸法は、第２導電性微小パターンのセル寸法の１．１〜６倍に等しい（即ち、それぞれ１：１．１〜１：６の比）。第１導電性微小パターンのセル寸法は、第２導電性微小パターンのセル寸法の１．２〜３倍に等しいことが好ましく、より好ましくは１．２〜２倍である。

いくつかの好ましい実施形態において、第１導電性微小パターン及び第２導電性微小パターンは同じ繰り返しセル形状を有し、ここにおいて第１導電性微小パターンのセル寸法は第２導電性微小パターンのセル寸法の１．１〜６倍であり、これらパターン間のバイアス角度は、繰り返し角度の０．１〜０．９倍である。いくつかの実施形態において、これらパターン間のバイアス角度は、繰り返し角度の０．１〜０．４倍又は０．６〜０．９倍である。これら実施形態のいくつかにおいて、繰り返しセル形状には正多角形が含まれる。これら実施形態のいくつかにおいて、繰り返しセル形状は単一の正多角形から成る。これら実施形態のいくつかにおいて、繰り返しセル形状は正六角形から成る。

いくつかの好ましい実施形態において、第１導電性微小パターン及び第２導電性微小パターンは同じ繰り返しセル形状を有し、ここにおいて第１導電性微小パターンのセル寸法は第２導電性微小パターンのセル寸法の１．２〜３倍であり、これらパターン間のバイアス角度は、繰り返し角度の０．６〜０．９倍である。これら実施形態のいくつかにおいて、繰り返しセル形状には正多角形が含まれる。これら実施形態のいくつかにおいて、繰り返しセル形状は単一の正多角形から成る。これら実施形態のいくつかにおいて、繰り返しセル形状は正六角形から成る。

いくつかの好ましい実施形態において、第１導電性微小パターン及び第２導電性微小パターンは同じ繰り返しセル形状を有し、ここにおいて第１導電性微小パターンのセル寸法は第２導電性微小パターンのセル寸法の１．１〜６倍であり、これらパターン間のバイアス角度は、約１０度〜約４５度である。いくつかの実施形態において、第１導電性微小パターンのセル寸法は、第２導電性微小パターンのセル寸法の１．２〜３倍である。これら実施形態のいくつかにおいて、繰り返しセル形状には正多角形が含まれる。これら実施形態のいくつかにおいて、繰り返しセル形状は単一の正多角形から成る。これら実施形態のいくつかにおいて、繰り返しセル形状は正六角形から成る。

重ね合わせられた微小パターンの視認性は、さまざまな方法を使用して測定することができる。いくつかの実施形態において、重ね合わせられた微小パターンの視認性は、テストパネル（即ちヒト）の使用によって視認性を評価することによって測定される（実施例に記述される方法による）。

「Ａ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ Ｆｏｖｅａｌ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｐａｔｉａｌ Ｃｏｎｔｒａｓｔ」（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｉｓｉｏｎ，２００５ ５，７１７〜７４０）に記述されている数学的モデルを使用して、ヒトの裸眼正常視力（即ち２０／２０）で、画像が明白であり（即ち容易に見ることができ、可視である）、識別可能である（即ち最終的な特性を確認するために）ような、十分な寸法を有する画像の視認性が評価されているが、そのような数学的モデルは、明白でない微小パターン又は重ね合わせられた微小パターンの視認性を測定するための使用に適合されているとは考えられない。

したがって、他の実施形態において、微小パターン基材（例えば重ね合わせられた微小パターン）のデジタル画像を提供することと、そのデジタル画像の空間コントラスト閾値を、窩検出モデル（即ち標準空間観測者モデル）で計算することとを含む、パターン基材の視認性を測定する方法が記述されている。

数学的モデルは、さまざまな理由から、テストパネル（即ちヒト）よりも好ましい可能性がある。テストパネルは通常、より主観的であり、一般に、統計学的に有意な結果を得るため複数の参加者を必要とする。更に、テストパネルの使用は通常、視認性を評価することができるためには、実際のサンプルが微小パターンそれぞれから作られる必要がある。

数学的モデルのインプットも、（例えば光学的透明）基材及び非透明の微小パターンを含むサンプルを供給することによって生成することができ、これにより、使用中にサンプルが観測されるときのサンプルの光条件をシミュレーションし、デジタル的にサンプルを画像化する。しかしながら、数学的モデルも、デジタル的に設計された微小パターンのデジタル画像を利用することができる。ゆえに、この実施形態においては、微小パターン又は重ね合わせられた微小パターンの視認性を、実際に物理的サンプルを製造することなく評価することができる。これは、実際の製造なしに複数の微小パターンの視認性をより効率的に評価するのに適している。

テストパネル（即ちヒト）又は数学モデルのいずれを使用するかにかかわらず、微小パターン基材のデジタル画像、又はそのデジタル設計は、通常、微小パターンのみを含めるようトリミングされる。重ね合わせられたパターン内に実際に存在しない、トリミングの結果生じた縁部又は境界は、コントラスト閾値を計算する前に除外すべきである。透過中（即ち、基材を通して透過するバックライトで微小パターンを見ているとき）、金属微小パターンは、透明背景に対して暗色に見えるが、反射光で見たときの微小パターンの外観をシミュレーションするためには、デジタル的に改変して（例えばコンピュータ画面上で画像の極性を反転させることにより）、透明基材を暗色に、微小パターンを明色になるようにすることが好ましい。このように微小パターンのデジタル的改変をしないモデルによって、異なるコントラスト閾値を計算することができる。

本明細書で記述されている計算したコントラスト閾値（実施例に記述されているように実施）は、テストパネル（即ちヒト）によって測定された視認性に対応していることが見出されている。微小パターン又は重ね合わせられた微小パターンが−３５デシベル未満のコントラスト閾値を有する場合、この微小パターンは最も視認性である。したがって、コントラスト閾値は−３５デシベルより大きいことが好ましい。コントラスト閾値が−３０デシベル又は−２５デシベルより大きいとき、微小パターン（例えば重ね合わせられた微小パターンのビートパターン）はまだ明白であり、識別可能である。しかしながら、微小パターン又は重ね合わせられた微小パターンが−２４、−２３、−２２、−２１、又は−２０デシベルより大きい予想コントラスト閾値を有する場合、この微小パターン又は重ね合わせられた微小パターンは実質的に、視認性が低くなる。好ましい実施形態において、コントラスト閾値は−１５デシベル、−１０デシベル、又は−５デシベルよりも大きい。微小パターン又は重ね合わせられた微小パターンが０以上の予想コントラスト閾値を有する場合、その微小パターン又は重ね合わせられた微小パターンは目に見えない。コントラスト閾値が増加すると、サンプル外観の均一性が増大する。

コントラスト閾値の差における１デシベルの違いは、平均的なヒトの観測者にとって「ようやく気づく違い」である。

コントラスト閾値を計算するための距離は変動し得るが、関心対象の観測距離（即ち、通常は、普通の使用中における微小パターン基材の平均的観測距離）に合わせて選択される。例えば、物品が携帯電話のタッチセンサディスプレイである場合、通常の観測距離は典型的に約２８０ｍｍ〜３００ｍｍである。これは、約３００００のモデル距離単位に相当する（即ち３０００窩検出モデル距離単位）。いくつかの実施形態において、好ましい（例えば重ね合わせの）微小パターンは、上述のように、３００００距離単位未満（例えば２５０００又は２００００又は１５０００）のコントラスト閾値を有する。

計算で利用されるサンプル寸法は一般に、物理的サンプル及び／又は設計サンプルを代表するのに十分な大きさである。重ね合わせられたパターン（網目パターン）がサンプル寸法よりも大きいが、望ましい観測距離での窩の視野（即ち視角２．１３度）によって被覆され得る観測領域内である場合は、その窩の輪郭を示すサンプルを得るはずである。

一般的に、堆積された導電性材料は、タッチセンサの光透過率を低減させる。基本的に、堆積された導電性材料が存在するいずれの場所でも、ユーザーによる視認性に関して、ディスプレイは遮蔽される。導電体材料によって生じる減衰の程度は、導電性微小パターン内の導電体によって被覆されるセンサ又はセンサ区域の面積率に比例する。

一般的に、透明タッチスクリーンセンサは、低いヘイズ値を呈することが望ましい。ヘイズとは、例えば、Ｈａｚｅ−Ｇａｒｄ機器（Ｈａｚｅ−Ｇａｒｄ ｐｌｕｓ、ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ，Ｍａｒｙｌａｎｄ））により測定される、光が媒体を通過する際のその分散に関する特性を指す。いくつかの実施形態では、タッチスクリーンセンサは、１０％未満、いくつかの実施形態では５％未満、いくつかの実施形態では４％未満、いくつかの実施形態では３％未満、いくつかの実施形態では２％未満のヘイズを呈する。

導電性微小パターンを含む区域の、高い透過率（可視光線透明性とも称される）、低いヘイズ、低い導電体トレース視認性の望ましい組み合わせを達成する実施形態が開示される。したがって、導電性微小パターンは、感知領域又はタッチスクリーンセンサディスプレイの区域の一部として使用された場合（例えば、微小パターンをディスプレイの可視区域に重ねた場合）に特に有用である。

いくつかの実施形態では、例えば、導電性材料の不均一なメッシュから生じる、面抵抗の不均一な分布が存在したとしても、可視ディスプレイ領域にわたって均一な光透過性を有する可視光線透明ディスプレイセンサを生じるために、センサは、パターン全体の光透過性の均一性を維持するように機能する、導電性微小パターンに付加された絶縁された導電体堆積物を含む。このような絶縁された導電体堆積物は、センサの駆動装置（例えば、電気回路又はコンピュータ）に接続されず、したがって電気的構造を提供しない。

透明導電性区域及びそれらの間の空間の区域を含む、センサ全体の光透過性の均一性を維持するために、隣接する透明導電性区域（例えば、２次元のメッシュ又はネットワークの形態の微小パターン化された導電体を含む隣接する透明導電性区域）の間の空間の区域に、同様の絶縁構造（例えば金属）を加えることができる。絶縁された正方形の導電体に加えて、光学的均一性を調整するための、他の有用な絶縁された導電体堆積物としては、円及び線が挙げられる。電気的に絶縁された堆積物の最小寸法（例えば、正方形構造の縁部長さ、円形構造の直径、又は線状構造の幅）は、１０マイクロメートル未満、５マイクロメートル未満、２マイクロメートル未満、又は更には１マイクロメートル未満である。

実際的な製造方法を使用する、有用な光学的特性（例えば、導電パターン要素の高い透過率、及び無視認性）の再現可能な達成に関し、電気的に絶縁された堆積物の最小寸法は、好ましくは０．５〜１０マイクロメートル、より好ましくは０．５〜５マイクロメートル、更により好ましくは０．５〜４マイクロメートル、更により好ましくは１〜４マイクロメートル、最も好ましくは１〜３マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、電気的に絶縁された導電体堆積物の配置は、周期性を有さないように設計される。周期性の不在は、下部のディスプレイの周期的ピクセルパターンとの、好ましくない可視的な相互作用を制限するために、好ましい。電気的に絶縁された導電体堆積物の集合が周期性を欠くためには、堆積物を有し、デコード、又は信号生成及び／若しくは処理電子機器に接続する微小パターン要素を欠く区域にわたり、堆積物の少なくとも一部の本来ならば周期性を有する配置に対して単一の障害が存在するだけでよい。このような電気的に絶縁された導電体堆積物は、非周期的な配置を有するとされるか、又は電気的に絶縁された導電体堆積物の非周期的な配置であるとされる。いくつかの実施形態では、電気的に絶縁された導電体堆積物は、例えば、５マイクロメートルの縁部長さを有する正方形堆積物の対向する面において存在するような、１０マイクロメートル未満の間隔で離れた直線的で平行な縁部を欠くように設計される。より好ましくは、絶縁された導電体堆積物は、５マイクロメートル、より好ましくは４マイクロメートル、更により好ましくは３マイクロメートル、更により好ましくは２マイクロメートル未満の間隔で離れた直線的で平行な縁部を欠くように設計される。直線的で平行な縁部を欠く電気的に絶縁された導電体堆積物の例は、楕円形、円形、五角形、七角形、及び三角形である。電気的に絶縁された導電体堆積物の設計内における、直線的で平行な縁部の不在は、センサと一体化するディスプレイの視認性を阻害し得る光回折アーチファクトを最小化するように機能する。

導電性微小パターンの、光学的均一性に対する影響は、数量化することができる。ディスプレイの可視区域に重なるセンサ、したがって導電性微小パターンの合計面積が、１ミリメートル×１ミリメートル区域の配列へと区分化される場合、好ましいセンサは、いずれの区域も全区域の平均から７５％超異なる遮蔽面積率を有さないような導電性微小パターンを含む。より好ましくは、いずれも５０パーセント超異なる遮蔽面積率を有さない。より好ましくは、いずれも２５パーセント超異なる遮蔽面積率を有さない。更により好ましくは、いずれも１０パーセント超異なる遮蔽面積率を有さない。ディスプレイの可視区域に重なるセンサ、したがって導電性微小パターンの合計面積が、５ミリメートル×５ミリメートル区域の配列へと区分化される場合、好ましいセンサは、いずれの区域も全区域の平均から５０％超異なる遮蔽面積率を有さないような導電性微小パターンを含む。好ましくは、いずれも５０パーセント超異なる遮蔽面積率を有さない。より好ましくは、いずれも２５パーセント超異なる遮蔽面積率を有さない。更により好ましくは、いずれも１０パーセント超異なる遮蔽面積率を有さない。

本開示は、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、例えば、ＩＴＯとは対照的に、透明導電センサにおける導電性材料としての金属の使用を可能にする。

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、ニッケル、すず、合金、及びこれらの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）でも可能である。導電体は、例えば銀、アルミニウム等の薄膜金属の場合のように、反射性であってもよい。あるいは、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、吸収性かつ暗色又は黒色に見えてもよい。更に、導電体は複数の層を含み得、例えば導電体は、当該技術分野において既知であるように、金属層と、その金属の反射性を低減するよう設計された又はその金属の腐食を防ぐよう設計された、重ね合わせられた層とを含み得る。本開示は、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。

いくつかの実施形態において、微小パターン（例えば金属）は比較的薄く、約５ナノメートル〜約５０ナノメートルの範囲の厚さである。他の実施形態では、微小パターン（例えば金属）は、少なくとも６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、又は１００ｎｍの厚さを有する。いくつかの実施形態において、微小パターン（例えば金属）の厚さは、少なくとも２５０ｎｍである。いくつかの実施形態において、微小パターンは少なくとも３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍ、更には１０００ｎｍ、又はそれ以上の厚さを有する銀の微小パターンである。他の実施形態では、微小パターンは少なくとも３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、又はそれ以上の厚さを有する金の微小パターンである。増大した厚さの金属微小パターンは、米国特許公開第６１／２２０，４０７号（２００９年６月２５日出願）の記述に従い調製することができ、これは参照により本明細書に組み込まれる。

好ましい実施形態において、導電体（例えば金属）微小パターン基材は、電子ディスプレイにおける使用に好適である。電子ディスプレイには、反射性ディスプレイ、及び内部光源を備えたディスプレイが挙げられる。内部光源を備えた電子ディスプレイには、照明ディスプレイが挙げられる。「照明」という用語は、「光によって輝いているか、又は発光している」ことを意味する。照明ディスプレイは、バックライト又はエッジライト光源（コア液晶パネルの外であり得るがディスプレイ装置全体の内部であり得る）を有する液晶ディスプレイであり得る。又は、照明ディスプレイは、例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイなどの発光ディスプレイであり得る。反射性ディスプレイには、電気泳動ディスプレイ、エレクトロウェッティングディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイ、及び反射性コレステリック液晶ディスプレイが挙げられる。本発明の微小パターン基材は、照明電子ディスプレイの一部として特に有用である。

本発明による導電体微小パターンは、任意の適切なパターン化方法、例えば、エッチングを伴うフォトリソグラフィー、又はめっきを伴うフォトリソグラフィー（例えば、米国特許第５，１２６，００７号、同第５，４９２，６１１号、同第６，７７５，９０７号を参照）を含む方法によって生成することができる。加えて、導電体パターンは、レーザー硬化マスキング、インクジェット印刷、グラビア印刷、及び微細複製加工を含むいくつかの他の代表的な方法のうち１つを利用して作製することができる。これらはそれぞれ当該技術分野において既知であり、米国特許公開第ＵＳ２００９／０２１９２５７号に詳述されており、これは参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態において、導電体（例えば金属）微小パターンは、例えば米国特許公開第６１／２２０，４０７号（２００９年６月２５日出願）に記述されているように、マイクロコンタクト印刷を経て調製され、これは参照により本明細書に組み込まれる。

２次元導電性微小パターンは、例えば米国特許公開第ＵＳ２００９／０２１９２５７号（これは参照により本明細書に組み込まれる）に記述されているように、センサの導電性領域（例えば可視光線透明導電性領域）において異方性又は等方性面抵抗を達成するよう設計することができる。異方性面抵抗とは、直交する二方向に沿って測定された又はモデル化された際に、導電性微小パターンの面抵抗の規模が異なることを意味する。等方性面抵抗とは、平面内で直交する任意の二方向に沿って測定された又はモデル化された際に（双方向において一定の幅のトレースで形成される正方形のグリッドの場合と同様に）、導電性微小パターンの面抵抗の規模が同じであることを意味する。

いくつかの実施形態では、本来ならば連続的かつ均一であるメッシュ内において、導電トレースに選択的な断絶部を含めることにより、少なくとも一方向において、異なる面抵抗を有する透明導電性区域が作られる。断絶部の選択的な配置のこの手法は、物品全体にわたる光学的透過性が一定である可視の透明導電体区域のパターンを含む物品を生成するのに特に有用である。開始メッシュは、等方性又は異方性であり得る。

本来ならば連続的かつ均一であるメッシュに選択的な断絶部を含む他の実施形態では、所定の方向において、ほぼ連続的に変化する面抵抗を作るために、断絶部が配置され得る。いくつかの実施形態では、少なくとも一方向において、異なる面抵抗を有する２つの透明導電性区域は、その２つの区域のそれぞれに、その独自の設計を有する連続的メッシュを含めることによって作られ、各メッシュは、選択的に配置される断絶部を必ずしも含まない。単一の方向、例えば、図２のｘ方向を通る電流に関する面抵抗の異なる値に繋がる設計を有する２つのメッシュの例としては、同じ厚さ（図２のｚ方向の寸法）の同じ導電性材料堆積物を有するが、ｙ方向の単位幅当たりの異なる値の通電断面積（図２のｙ−ｚ平面）を有する、２つのメッシュが挙げられる。このようなメッシュ区域の対の一例は、それぞれが幅２マイクロメートルの導電トレースを含むが、異なるピッチ、例えば１００マイクロメートル及び２００マイクロメートルのピッチを有する、２つの正方形グリッド区域である。メッシュ区域のこのような対の別の例は、それぞれが幅２マイクロメートルの導電トレースを含むが、異なる配向である（例えば、第１区域の正方形セルの長軸が、第２区域の正方形セルに対して９０°に配向されている）２つの正方形グリッド区域（一方向において１００マイクロメートルピッチ、直交方向において２００マイクロメートルピッチを有する非正方形）である。

いくつかの実施形態では、センサは、導電体のパターンを支持する絶縁可視光線透明基材層を含み、パターンは、可視光線透明微小パターン区域、及び透明ではないより大きな構造を有する区域を含み、可視光線透明微小パターン区域、及びより大きな構造区域は、ほぼ同じ厚さで同じ導電体（例えば、金属）のパターン化された堆積物を含む。より大きな構造は、可視光線透明導電性微小パターン区域と接触するための幅の広い導電トレース、又は電子的デコード、信号生成、若しくは信号処理装置と接触するためのパッドの形態をとり得る。同じ絶縁層上の、可視光線透明導電性微小パターン区域との組み合わせにおいて有用な、より大きな構造の幅は、例えば、２５マイクロメートル〜３ミリメートル、２５マイクロメートル〜１ミリメートル、２５マイクロメートル〜５００マイクロメートル、２５マイクロメートル〜２５０マイクロメートル、又は５０マイクロメートル〜１００マイクロメートルである。

以下に、代表的なタッチスクリーンセンサ設計を説明する。これらは、例えば、米国特許第５，１２６，００７号、又は同第５，４９２，６１１号に記載されるように、既知のフォトリソグラフィー法を使用して作製され得る。導電体は、当該技術分野において既知である物理蒸着法、例えば、スパッタリング又は蒸着を使用して堆積され得る。特に指定されない限り、以下の実施例は、マイクロコンタクト印刷技術によってパターン化される導電体を含む（上記の技術、及び同時係属の米国特許公開第ＵＳ２００９／０２１８３１０号参照）。本明細書において例示される各導電パターンは、当該技術分野において既知であるように（例えば、米国特許第４，０８７，６２５号、同第５，３８６，２１９号、同第６，２９７，８１１号、国際特許公開第２００５／１２１９４０ Ａ２号）、デコード回路に接続された場合に、透明タッチスクリーンセンサとして有用である。

標準空間観測者モデルで予想される、重ね合わせられた微小パターン基材の視認性
比較例Ａ、比較例Ｂ及び実施例１〜２５（他に指定のない限り）の重ね合わせられた微小パターン基材のコントラスト閾値が、「Ａ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ Ｆｏｖｅａｌ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｐａｔｉａｌ Ｃｏｎｔｒａｓｔ」（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｉｓｉｏｎ，２００５ ５，７１７〜７４０）に記述されている数学的モデル「標準Ａ（Standard A）」のバージョンを使用して計算された。標準Ａモデルは、以下のパラメータを用い、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ ｘｗ８４００ワークステーション上でＭａｔｌａｂバージョン７．７．０．４７１（Ｒ２００８ｂ）を使用して実施された。

上のパラメータの定義は、「Ａ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ Ｆｏｖｅａｌ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｐａｔｉａｌ Ｃｏｎｔｒａｓｔ」（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｉｓｉｏｎ，２００５ ５，７１７〜７４０）ｐｐ．７３６〜７３７のＡｐｐｅｎｄｉｘＣ及びＤに記述されている。

分析は、正方形ピクセルサイズ０．２６５ｍｍを仮定して実施され、画像内の公称平均グレースケール値を、分析する各窩ブロックについて推算した。

微小パターン分析は以下によって達成された。

１．最初に、コンピュータ支援ドラフト又は設計（ＣＡＤ）ソフトウェアパッケージ（例えばＬ−Ｅｄｉｔ、Ｔａｎｎｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｃ．（Ｍｏｎｒｏｖｉａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）の一部門Ｔａｎｎｅｒ ＥＤＡから市販）を使用して、後で画像のトリミングを可能にするよう少なくとも数センチメートル拡大した領域を覆う望ましいパターンを作製し、そのファイルを．ｇｄｓ形式で保存した。

２．次いで．ｇｄｓファイルをＰＤＦ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｏｒｍａｔ）形式に変換し、保存した。

３．次にＰＤＦファイルをＡｄｏｂｅ Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｏｒ（Ａｄｏｂｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．、ＣＳ２、１２．０．０）で開き、微小パターン領域のみを含むようトリミングした。

４．次いでデジタル画像の極性を反転させて、背景を黒、微小パターンを白にした。

５．このファイルを再びＰＤＦ形式で保存した。

６．この新しいＰＤＦファイルを、Ａｄｏｂｅ Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ（Ａｄｏｂｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．、Ｖｅｒｓｉｏｎ５．５）を用いて最大画像解像度９９９９ピクセル／インチ（２．５ｃｍ）で開いた。アンチエイリアスオプションは選択せず、その結果、画像はすべて黒又は白（中間のグレーレベルなし）のままであった。

７．このデジタル画像を次いでＴＩＦＦ（Ｔａｇｇｅｄ Ｉｍａｇｅ Ｆｉｌｅ Ｆｏｒｍａｔ）で保存し、続いてＭａｔｌａｂで３，０００×３，０００ピクセルのサイズにトリミングした。

次いで、モデルにしたがって、３００００単位の距離の観測距離（約２８〜３０ｃｍに相当）についてコントラスト閾値を計算した。

比較例Ａ
タッチスクリーンセンサのための透明センサ要素４００が、図８に例示される。センサ要素４００は、互いに積層され、明確にするために図８では分離されて描かれている、パターン化された２つの導電層４１０、４１４（例えば、Ｘ軸層、及びＹ軸層）、光学的に透明な２つの接着剤層４１２、４１６、及び基部プレート４１８を含む。層４１０及び４１４は、透明導電メッシュバーを含み、ここで一方の層はｘ軸方向に配向され、他方の層はｙ軸方向に配向されている（図２参照）。基部プレート４１８は、面積が６センチメートル×６センチメートル、厚さが１ミリメートルのガラスのシートである。好適な、光学的に透明な接着剤は、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から販売されているＯｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ８１４１である。Ｘ層及びＹ層のそれぞれに関し、金属の微小パターンを有する透明なポリマーフィルムが使用される。以下の記載による薄膜金の微小パターンが、ＰＥＴの薄いシート上に堆積される。好適なＰＥＴ基材としては、厚さおよそ１２５マイクロメートルの、ＤｕＰｏｎｔ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から販売されているＳＴ５０４ ＰＥＴが挙げられる。

微小パターン４４０が、図９及び図１０に描かれている。金の厚さは、約１００ナノメートルである。微小パターンは、一連の平行メッシュバー４４２の形態の透明導電性区域を有する。基部プレートへの指接触の容量検出のための、電子装置への接続のための、正方形パッド４６０（面積がおよそ２ミリメートル×２ミリメートルであり、およそ１００ナノメートルの厚さの薄膜金の形態の連続的な導電体を含む）で終端するメッシュバーに加え、電子装置から電気的に絶縁されたメッシュバー４４１が存在する。絶縁されたメッシュバー４４１は、センサ全体にわたる光学的均一性を維持するように機能する。各バーは、細い金属のトレース４４３で作製されるメッシュからなり、トレース４４３は幅がおよそ５マイクロメートルである。メッシュバーはそれぞれ、幅がおよそ２ミリメートル、長さが６６ミリメートルである。各メッシュバー内には、幅がおよそ０．６６７ミリメートル、長さが１２ミリメートルの正方形セルがある。このメッシュ設計は、各メッシュバーの長軸トレースの間の結合を提供し、長軸トレースに何らかの開回路異常がある場合に、メッシュバーに沿った電気的導通を維持するように機能する。しかしながら、このような結合を有する０．６６７ミリメートルピッチの正方形メッシュの使用とは対照的に、図９及び図１０の正方形メッシュは、メッシュバーに沿った面抵抗を光学的透過性と、より最適にトレードオフする。より具体的には、図９及び図１０に描かれているメッシュバー、並びに０．６６７ミリメートルピッチを有する正方形メッシュを含む２ミリメートル幅のメッシュバーは、双方とも、メッシュバーの長軸に沿って本質的に同じ面抵抗（およそ５０Ω／平方）を有するが、正方形グリッドは、透明導電性区域の面積の１．５％を塞ぎ、図９及び図１０に描かれているメッシュは、透明導電性区域の面積の０．８％のみを塞ぐ。

重ね合わせられた微小パターンを図３６に示す。比較例Ａの距離３００００単位（ピクセルサイズ０．２６５）でのコントラスト閾値が、−４１．４として測定された。

（実施例Ｂ）
同一出願人による米国特許仮出願第６１／０３２，２７３号（２００８年２月２８日出願）に記載されるマイクロコンタクト印刷及びエッチングを使用して、透明センサ要素が製作され、図１１、図１２、及び図１３に概して示されるタッチセンサ駆動装置と組み合わされた装置は次に、ディスプレイと接続されたコンピュータ処理ユニットと一体化されて、装置を試験した。装置は、複数の、単一及び又は同時的な指接触の位置を検出することができ、これはディスプレイに図形的に示された。この実施例は、マイクロコンタクト印刷及びエッチング技術（同時係属米国特許出願第６１／０３２，２７３号（２００８年２月２８出願）参照）を使用して、タッチセンサで使用される微小導電体パターンを形成した。

透明センサ要素の形成
第１パターン基材
厚さ１２５マイクロメートル（μｍ）を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から作製される第１可視光線基材が、熱蒸着コーターを使用して、１００ｎｍの銀薄膜で蒸気コーティングされて、第１銀金属化フィルムを生成した。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。銀は、Ｃｅｒａｃ Ｉｎｃ．（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から、９９．９９％純度の３ｍｍショットとして市販されていた。

ＰＤＭＳと称され３ｍｍの厚さを有する、製品番号Ｓｙｌｇａｒｄ １８４（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ））として市販されている、第１ポリ（ジメチルシロキサン）スタンプが、標準的なフォトリソグラフィー技術を使用して、予めパターン化された直径１０ｃｍのシリコンウエファー（場合によって、当該産業分野では「マスター」と称される）に対して成形された。ＰＤＭＳは、６５℃で２時間にわたって、シリコンウエファー上で硬化された。その後、ＰＤＭＳがウエファーから剥離されて、隆起した構造のパターンを有する２つの異なる低密度区域、第１の連続的な六角形メッシュパターン、及び第２の非連続的な六角形メッシュパターンを有する第１スタンプを得た。即ち、隆起した構造は、縁部を共有する六角形の縁部を画定する。非連続的な六角形とは、線区分に選択的な断絶部を含むものである。この選択的な断絶部は、１０μｍ未満の長さを有していた。断絶部が設計され、およそ５μｍとされた。それらの視認性を低減するために、好ましくは、断絶部は、１０μｍ未満、より好ましくは５μｍ以下、例えば１〜５μｍであるべきであることがわかった。各隆起した六角形の外形パターンは、高さ２μｍ、１％〜３％の面積被覆（９７％〜９９％の開放面積に相当する）、及び幅２〜３μｍの線区分を有していた。第１スタンプはまた、５００μｍ幅のトレースを画定する隆起した構造を含んでいた。第１スタンプは、六角形メッシュパターン区域及びトレースを有する第１構造面、並びに反対の第２の実質的に平坦な面を有する。

スタンプは、直径２ｍｍのガラスビーズを含むガラスペトリ皿の中に、構造面を上にして配置された。したがって、第２の実質的に平坦な面は、ガラスビーズと直接接触していた。ビーズは、皿の底部からスタンプを持ち上げるように機能し、続くインク溶液が、スタンプの平坦な面の本質的に全体に接触することを可能にした。エタノール中の１−オクタデカンチオール（オレゴン州ポートランドのＴＣＩ Ａｍｅｒｉｃａから市販されている、製品番号Ｃ１８Ｈ３ＣＳ、９７％）の１０ミリモルインク溶液が、ペトリ皿の中でスタンプの下にピペットで注入された。インク溶液は、スタンプの第２の実質的に平坦な面と直接接触していた。インクがスタンプに広がる十分なインク付け時間（例えば、３時間）の後、第１スタンプが、ペトリ皿から取り除かれた。インクを付けたスタンプが、作業表面上に、構造面を上にして設置された。第１銀金属化フィルムが、手持ち式ローラーを使用して、銀フィルムが構造表面と直接接触するようにして、インクを付したばかりのスタンプの構造表面へと適用された。金属化フィルムは、インクを付したスタンプ上に１５秒間維持された。次に第１金属化フィルムは、インクを付したスタンプから取り除かれた。取り除かれたフィルムは、（ｉ）０．０３０モルのチオ尿素（製品番号Ｔ８６５６、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ． Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ））及び（ｉｉ）０．０２０モルの硝酸第二鉄（製品番号２１６８２８、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）を脱イオン水の中に含有する、銀エッチング溶液内に３分間設置された。エッチング工程の後、生じた第１基材が脱イオン水ですすがれ、窒素ガスで乾燥されて、第１パターン表面を得た。インクを付したスタンプが、第１金属化基材の銀と接触した場所では、銀はエッチング後に残った。したがって、インクを付したスタンプと銀フィルムとの間で接触がなかった場所からは、銀が取り除かれた。

図１１、図１１ａ、及び図１ｂ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面を有する。第１区域７０２のそれぞれには、一方の端部に、対応する５００μｍ幅の導電トレース７０６が配置されている。図１１ａは、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区域７０２の分解図を示す。図１１ｂは、非連続的な六角形メッシュ構造を形成する複数の非連続的な線（各六角形における選択的な断絶部として示される）を有する第１の非連続的な区域７０４の分解図を示す。区域７０２及び区域７０４の各メッシュ構造は、９７％〜９９％の開放面積を有していた。各線区分は、２〜３μｍであった。

第２パターン基材
第２パターン基材は、第２可視光線基材を使用する第１パターン基材として作製されて、第２銀金属化フィルムを製造した。第２の非連続的な六角形メッシュパターンの間に置かれた、第２の連続的な六角形メッシュパターンを有する第２スタンプが製造された。

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領域７２２のそれぞれには、一方の末端部に、対応する幅５００μｍの第２導電性トレース７２６が配置されている。図１２ａは、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１つの第２区域７２２の分解図を示す。図１２ｂは、非連続的な六角形メッシュ構造を形成する複数の非連続的な線（各六角形における選択的な断絶部として示される）を有する１つの第２の非連続的な区域７２４の分解図を示す。この選択的な断絶部は、１０μｍ未満の長さを有していた。断絶部が設計され、およそ５μｍとされた。それらの視認性を低減するために、好ましくは、断絶部は、１０μｍ未満、より好ましくは５μｍ以下、例えば１〜５μｍであるべきであることがわかった。区域７２２及び区域７２４の各メッシュ構造は、９７％〜９９％の開放面積を有していた。各線区分は、２〜３μｍであった。

第１パターン基材及び第２パターン基材のメッシュ設計の形状、向き及びセル寸法に関して、第１パターン基材は更に直径３００μｍの六角形セルを含み、第２パターン基材は直径２００μｍの六角形セルを含んでいた。導電性微小パターンの１つは、第２導電性微小パターンのセル寸法の１．５倍のセル寸法を有していた。２つのパターン基材の組み合わせによって一部形成される、後述されるセンサ要素において、六角形メッシュ間の相対的向き又はバイアス角度は３０度であった。２つの導電性微小パターン間のバイアス角度は、六角形メッシュの６０度の繰り返し角度の０．５倍であった。

投影型容量タッチスクリーンセンサ要素の形成
２層投影型容量タッチスクリーン透明センサ要素を製造するために、上記で作製された第１パターン基材及び第２パターン基材が、以下のように使用された。

第１パターン基材及び第２パターン基材が、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から販売されているＯｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ８１４１を使用して互いに接着されて、多層構成体を得た。手持ち式ローラーを使用して、接着剤を含まない第１導電トレース区域７０６及び第２導電トレース区域７２６の区域を有する、２つのパターン基材を積層した。多層構成体は、第１基材の第１面が、フロートガラスに隣接するように、Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ８１４１を使用して、厚さ０．７ｍｍのフロートガラスに積層された。接着剤を含まない、第１導電トレース区域７０６及び第２導電トレース区域７２６は、第１パターン基材７００及び第２パターン基材７２０との電気的接続が形成されることを可能にした。

図１３は、多層タッチスクリーンセンサ要素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。区域７３０は、第１の連続的な区域と第２の連続的な区域との重複を表した。区域７３２は、第１の連続的な区域と第２の非連続的な区域との重複を表した。区域７３４は、第２の連続的な区域と第１の非連続的な区域との重複を表した。また、区域７３６は、第１の非連続的な区域と第２の非連続的な区域との重複を表した。複数のこれらの重複区域が存在していたが、例示を容易にするために、それぞれの一区域のみが図中に描かれている。

透明センサ要素の相互容量測定を行うために使用される集積回路は、ＰＩＣ１８Ｆ８７Ｊ１０（Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｃｈａｎｄｌｅｒ，Ａｒｉｚｏｎａ））、ＡＤ７１４２（Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｎｏｒｗｏｏｄ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ））、及びＭＭ７４ＨＣ１５４ＷＭ（Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ（Ｓｏｕｔｈ Ｐｏｒｔｌａｎｄ，Ｍａｉｎｅ））であった。ＰＩＣ１８Ｆ８７Ｊ１０は、システムのためのマイクロコントローラであった。これは、ＭＭ７４ＨＣ１５４ＷＭが駆動するセンサバーの選択を制御した。これはまた、適切な測定を行うために、ＡＤ７１４２を設定した。このシステムの使用は、当該技術分野において既知の多くの較正値の設定を含んでいた。これらの較正値は、タッチスクリーンによって異なり得る。このシステムは、１６の異なるバーを駆動することができ、ＡＤ７１４２は、１２の異なるバーを測定することができた。ＡＤ７１４２の設定は、変換するチャネルの数、どれだけ正確又は迅速に測定を行うか（静電容量のオフセットが適用されるべき場合）、及びアナログ−デジタル変換器のための接続子の選択を含んでいた。ＡＤ７１４２からの測定値は、透明センサ要素のマトリックスにおける導電バーの間の交差点の静電容量を表す１６ビットの値であった。

ＡＤ７１４２が測定を終えた後、インタラプトにより、マイクロコントローラに信号を送って、データを収集するべく命令した。マイクロコントローラは次に、ＳＰＩポートを通じてデータを収集した。データが受信された後、マイクロコントローラは、ＭＭ７４ＨＣ１５４ＷＭを、次の駆動ラインへと値を上げ、ＡＤ７１４２のインタラプトを解除して、それに次のデータセットを取得するように信号を送った。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、シリアルインタフェースを通じて、モニターを備えるコンピュータにデータを送っていた。このシリアルインタフェースにより、当業者に既知である単純なコンピュータプログラムは、ＡＤ７１４２からの未加工データをレンダリングし、接触と非接触との間で値がどのように変化していたかを観察することが可能であった。コンピュータプログラムは、１６ビット値の値によって、ディスプレイ全体にわたり、異なる色をレンダリングした。較正に基づき、１６ビット値が一定の値より下である場合、ディスプレイ区域は白色にレンダリングされた。較正に基づき、この閾値よりも上では、ディスプレイ区域は緑色にレンダリングされた。データは、４バイトのヘッダ（０×ＡＡＡＡＡＡＡＡ）、１バイトのチャネル（０×００〜０×０Ｆ）、２４バイトのデータ（容量測定値を表す）、及びキャリッジリターン（０×０Ｄ）の形式で、非同期的に送信された。

システムの試験結果
透明センサ要素が、タッチセンサ駆動装置に接続された。ガラス表面に指接触が成された際、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、モニターの対応する位置における色の変化（白色から緑色）の形態でレンダリングした。ガラス表面に指２本の接触が同時に成された際、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、モニターの対応する位置における色の変化（白色から緑色）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た際、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、モニターの対応する位置における色の変化（白色から緑色）の形態でレンダリングした。

追加の２層メッシュの調製
マイクロコンタクト印刷メッシュのサンプルが、米国特許仮出願第６１／２２１，８８８号（２００９年６月３０日出願）の記述に従って調製された。

２層メッシュサンプルは以下のように調製された。約１．７ｃｍ×１．７ｃｍの微小パターンメッシュの単層を、３Ｍ Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ８２７１（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍａｐｌｅｗｏｏｄ，ＭＮ））を用いて互いに積層し、このとき一方の層は他方の層に対して指定された度数だけ回転され、両層の中心が互いに重なって位置するようにした（重ね合わせ（overly）配置それぞれの具体的設定は後述の表に詳しく記述されている）。次いでこの２層構成体を、同じ光学的に透明な接着剤を使用して、２インチ×３インチ×１ｍｍ（５．１ｃｍ×７．６ｃｍ×１ｍｍ）の顕微鏡スライドガラスの中央に積層した。各層の銀のパターン側をスライドガラスに向けた。視認性研究のため７つの２層メッシュサンプルを調製し、また２層それぞれにパターンなしの５ｍｉｌのＰＥＴ（ＳＴ５０４、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ））を使用したこと以外はメッシュサンプルと同じ方法で２つの「ブランク」サンプルを構成した。視認性テスト用に調製したサンプル群を以下に示す。

テストパネルで測定される、重ね合わせられた微小パターン基材の視認性
参加者（「観測者」）が観測ポートの前に座る観測デバイスが構築された。光源及びサンプルホルダーが、観測ポートの後ろ側で筺体に入れられた。サンプル１つを、光源（３０ワット電球）の下約２５ｃｍに位置し、観測者に向かって角度約７度で傾いている、黒色のサンプルホルダーに取り付けた。サンプルホルダーは、１．４ｃｍ×１．４ｃｍの正方形開口を残して顕微鏡スライドを覆い、この開口を通して、２層サンプルを観測者が見ることができるようにした。ゆえに、テストパネルが見るサンプル寸法は、コントラスト閾値測定のために使用したサンプル寸法よりも大きい表面積を覆っていた。サンプルホルダーを、チャンバ内の開口ステージに挿入した。サンプルと観測者の目との間の観測距離は２８０ｍｍ〜３２０ｍｍであった。チャンバは、開口の反対側を暗くし、これにより観測者はメッシュパターン、取り付けガラス、及びその向こうの暗い観測ボックス内へと、層を通して見ることができた。これによりバックライト照明が消灯され、周辺光がディスプレイ表面で反射している状態のディスプレイの表面を見る状態をシミュレーションした。光源はＰｏｗｅｒｓｔａｔ（登録商標）Ｖａｒｉａｂｌｅ Ａｕｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ（タイプ３ＰＮ１１６Ｃ、入力１２０Ｖ、出力０〜１４０Ｖ、１０Å、Ｔｈｅ Ｓｕｐｅｒｉｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｂｒｉｓｔｏｌ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ））に接続され、これにより観測者はサンプルを照らす光の量を調節することができた。

調節方法のパラダイム（Ｐｓｙｃｈｏｐｈｙｓｉｃｓ：Ｔｈｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ，Ｇｅｓｃｈｅｉｄｅｒ，Ｇ．Ａ．，Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｅｒｌｂａｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｍａｈｗａｈ，ＮＪ）（１９９７））を使用して、以下のようにサンプルの視認性を測定した：室内光は消した。サンプルをサンプルホルダーの開口に設置し、観測デバイス内に挿入した。観測者は頭を観測ポート内に入れて、サンプルは見えるが電球の直接反射は見えないようにした。観測者は、光源が暗い状態（可変単巻変圧器ダイヤルを０に設定）から始め、ダイヤルを回して、サンプルのパターンがやっと見えるようになるところまで光量を増加させるよう指示された（テスト方法Ａ）。何人かの観測者は、光源が最強の状態（可変単巻変圧器ダイヤルを１４０に設定）から始め、ダイヤルを回して、サンプルのパターンがやっと見えるようになるところまで光量を減少させるよう指示された（テスト方法Ｂ）。テスト方法Ａは、各観測者による合計測定数の半分に使用され、テスト方法Ｂは、各観測者による合計測定数の残り半分に使用された。サンプルのそれぞれは、テスト方法Ａを用いて観測者につき２回、テスト方法Ｂを用いて観測者につき２回、測定された。次に各観測者について平均値を計算した。観測者の半分については、サンプルのそれぞれについて方法Ａを先に使用してから方法Ｂを使用し、一方残り半分の観測者については、方法Ｂを先に使用してから方法Ａを使用した。サンプル順序は無作為化された。観測者は、１つ又は複数のサンプルでパターンが見えないかもしれないし、又は全てのサンプルでパターンが見えるかもしれないということを指示された。観測者がサンプルのパターンをやっと見られるようになった時点の可変単巻変圧器ダイヤルの位置に対応する数字が、外観の視認性をランク付けするために記録された値であった。次に各サンプルについて、観測者の全平均値に基づいて平均値が計算された。統計的異常値（即ち３を超える標準偏差）は除外された。

２層サンプルの視認性のランク順を、モデルによって計算された予想ランク順と比較した。ランク順の比較を下記に示す。

^＊ 六角形の向かい合わせの距離
^＊＊ 実施例５（図７）の重ね合わせられた微小パターンは２７度のバイアス角度を有することがわかった。

ＣＡＤにより生成される重ね合わせられた微小パターンで、工業生産されたものである場合、微小パターンは正確に重ね合わせることができ、正則的な網目パターンを生じる。しかしながら、微小パターンを手で重ね合わせた場合、小さな角度の配置誤差が起こり得る（１〜２度）。ある角度でパターンが重ね合わされているとき（例えば実施例５の場合など）、そのような配置誤差は、計算されたコントラスト閾値に大きな影響はもたらさない。しかしながら、バイアス角度０でパターンを手で重ね合わせた場合、そのような小さな配置誤差は、不規則なパターンを生じ得る。コントラスト閾値はパターンの一部についてのみ計算されるため、テストパネルが観測するようなパターン全体を表わすものとはならないことがある。これが、サンプル４に関連して、モデルによって決定されたサンプル順位とテストパネルによって決定されたサンプル順位との間の不整合の原因と考えられる。

重ね合わせられた微小パターンサンプル１０〜２５は、デジタル的に設計された。

^＊ 六角形の向かい合わせの距離、又は正方形の辺の長さ

Claims (5)

1. 可視光線透明基材と、
   前記可視光線透明基材の上又は中に配置された繰り返しセル形状の第１オープンメッシュを画定する線状トレースを含む第１導電性微小パターンと、
   前記第１導電性微小パターンから電気的に絶縁された繰り返しセル形状の第２オープンメッシュを画定する線状トレースを含む第２導電性微小パターンと、
   を含む導電性物品であって、
   前記第２導電性微小パターンは、前記第１導電性微小パターンに対し、
   前記第２導電性微小パターンの少なくとも一部分が、前記第１導電性微小パターンの前記繰り返しセル形状とは異なるセル形状を有するか、又は
   前記第２導電性微小パターンの少なくとも一部分が、前記第１導電性微小パターンのセル寸法とは異なるセル寸法を有するか、
   あるいはこれらの組み合わせであるように、重ね合わせられている、導電性物品。
2. 前記第１導電性微小パターン及び第２導電性微小パターンの前記繰り返しセル形状が、５００マイクロメートル以下の平均セル幅を有する、請求項１に記載の導電性物品。
3. 前記導電性物品はタッチスクリーンセンサである、請求項１に記載の導電性物品。
4. 前記第１導電性微小パターン又は前記第２導電性微小パターンが、アンテナ又はＥＭＩシールドとして機能する、請求項１に記載の物品。
5. 前記第１及び第２導電性微小パターンの組み合わせが、３００００単位の距離で、−３５デシベルを超えるコントラスト閾値を有する、請求項１に記載の導電性物品。

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