JP5991554B2 - 透明基板の製造方法 - Google Patents

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Description

本出願は２０１１年９月２７日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１１−００９７７５４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、モアレ（ｍｏｉｒｅ）現象および回折パターンの発生を制御することができる透明伝導性パターンを含む透明伝導性基板およびその製造方法に関する。
一般的に、ディスプレイ装置とは、ＴＶやコンピュータ用のモニターなどをひっくるめて示す言葉であり、画像を形成するディスプレイ素子およびディスプレイ素子を支持するケースを含む。
前記ディスプレイ素子としては、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ、ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、電気泳動ディスプレイ（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）および陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ、ＣＲＴ）を例に挙げることができる。ディスプレイ素子には、画像実現のためのＲＧＢ画素パターンおよび追加の光学フィルタが備えられてもよい。
前記光学フィルタは、外部から入射した外光が再び外部へ反射することを防止する反射防止フィルム、リモコンのような電子機器の誤作動防止のためにディスプレイ素子から発生した近赤外線を遮蔽する近赤外線遮蔽フィルム、色調節染料を含み、色調を調節することによって色純度を高める色補正フィルム、およびディスプレイ装置の駆動時にディスプレイ素子から発生する電磁波の遮蔽のための電磁波遮蔽フィルムのうち少なくとも１つを含むことができる。ここで、電磁波遮蔽フィルムは、透明基材および基材上に備えられた金属メッシュパターンを含む。
一方、ディスプレイ装置と関連し、ＩＰＴＶなどの普及が加速化するにつれ、リモコンなどの別途の入力装置無しで人の手が直接に入力装置となるタッチ機能に対する必要性が益々大きくなっている。また、特定ポイントの認識だけでなく、筆記が可能なマルチタッチ（ｍｕｌｔｉ−ｔｏｕｃｈ）機能も求められている。
前記のような機能をするタッチパネルは信号の検出方式に応じて次のように分類することができる。
すなわち、直流電圧を印加した状態で圧力によって押された位置を電流または電圧値の変化を通じ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）を用いる静電容量方式（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｙｐｅ）と、磁界を印加した状態で選択された位置を電圧の変化として検知する電磁誘導方式（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｔｙｐｅ）などがある。
この中、最も普遍化した抵抗膜および静電容量方式のタッチパネルは、ＩＴＯフィルムのような透明導電膜を用いて電気的な接触や静電容量の変化によってタッチ有無を認識する。しかし、前記透明導電膜は、１００ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅ以上の高抵抗であるため、大型化時に感度が低下し、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常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。
上記のように、ディスプレイ装置において、金属パターンを含む電磁波遮蔽フィルムやタッチパネルを含む場合、これらはディスプレイのピクセルパターン、電極パターンまたは他の光学フィルムのパターン構造と共に干渉を引き起こして、モアレ現象を引き起こすという問題がある。ここで、モアレ（ｍｏｉｒｅ）とは、規則的な２つ以上のパターンが重なる時に作られる干渉縞を称する言葉である。
一例として、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）では、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の画素パターンと光学フィルタの電磁波遮蔽用の金属メッシュパターンが共存するのでモアレ現象が発生し得る。そこで、一般的にプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の仕様が決定されれば、光学フィルタの金属メッシュパターン設計を通じてモアレ現象を解消しようとする試みをすることになる。
このように、モアレを無くすために電磁波遮蔽用の金属メッシュパターンの線幅、ピッチ（Ｐｉｔｃｈ）および角度を調節しているが、ディスプレイの大きさおよびピクセルの実現方式に応じて異なるパターンで対応しなければならないという煩わしさがある。
特に、最近開発されたプラズマディスプレイパネルは高解像度を実現するために画素パターンをより細かくしており、このため、モアレの発生可能性がより大きくなった。よって、既存のパターンの線幅、ピッチ、角度の調節だけではモアレの改善に限界がある。
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するためのものであり、視野を遮らず、伝導性に優れるだけでなく、モアレ（ｍｏｉｒｅ）現象および回折現象を防止することができる伝導性パターンを含む伝導性基板およびその製造方法を提供することにある。
本発明は、透明基板、および前記透明基板上に備えられた伝導性パターンを含む透明伝導性基板であって、
前記伝導性パターンは電気的に断絶させる断線部を含み、
前記断線部を連結した時に形成される断線パターンは不規則的なパターン形状を含むものである透明伝導性基板を提供する。
また、本発明は、透明基板上に伝導性パターンを形成するステップを含む透明伝導性基板の製造方法であって、前記伝導性パターンは電気的に断絶させる断線部を含み、前記断線部を連結した時に形成される断線パターンは不規則的なパターン形状を含むもので形成することを特徴とする透明伝導性基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、前記透明伝導性基板を含む静電容量式タッチスクリーン装置を提供する。
本発明は、伝導性パターンを含む透明伝導性基板およびその製造方法に関し、規則的または不規則的な伝導性パターンを不規則的なパターンを用いて断線させることによってモアレ（ｍｏｉｒｅ）現象および外部光による回折現象を最小化することができる。
従来の線の断線パターンの一具体例を示す図である。 従来の面の断線パターンの一具体例を示す図である。 本発明の一具体例として不規則的な線の断線パターンを示す図である。 本発明の一具体例として不規則的な面の断線パターンを示す図である。 本発明の一具体例として不規則的な断線パターンを含む伝導性パターンを示す図である。 本発明の一具体例として規則的な断線を導入した場合および不規則的な断線を導入した場合の伝導性パターンを示す図である。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、透明基板、および前記透明基板上に備えられた伝導性パターンを含む透明伝導性基板であって、前記伝導性パターンは電気的に断絶させる断線部を含み、前記断線部を連結した時に形成される断線パターンは不規則的なパターン形状を含むものである透明伝導性基板を提供する。
本発明による透明伝導性基板において、前記伝導性パターンは、伝導性金属線からなるパターンを含むことができる。ここで、前記伝導性金属線からなるパターンは、直線、曲線、または直線や曲線からなる閉曲線を含むことができる。
前記伝導性パターンは規則的なパターンであってもよく、不規則的なパターンであってもよい。
前記規則的なパターンとしてはメッシュパターンなどの当技術分野のパターン形状が用いられることができる。前記メッシュパターンは、三角形、四角形、五角形、六角形および八角形のうち１つ以上の形状を含む規則的な多角形パターンを含むことができる。
本発明の一実施状態において、前記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の面積で３，０００〜１２２，５００個であってもよく、１３，６１１〜３０，６２５個であってもよく、１９，６００〜３０，６２５個であってもよい。また、本発明の一実施状態によれば、ディスプレイに取り付ける時、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阻害しない光特性を示すことを確認した。
また、本発明の一実施状態において、前記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の面積で６，０００〜２４５，０００個であってもよく、３，０００〜１２２，５００個であってもよく、１３，６１１〜３０，６２５個であってもよく、１９，６００〜３０，６２５個であってもよい。また、本発明の一実施状態によれば、ディスプレイに取り付ける時、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阻害しない光特性を示すことを確認した。
前記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、当業者が所望の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伝導性パターンは、比抵抗１×１０６オウム・ｃｍ〜３０×１０６オウム・ｃｍの物質が好適であり、７×１０６オウム・ｃｍ以下であることがより好ましい。
本発明において、前記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相異なってもよい。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相異なってもよい。より具体的には、前記閉鎖図形の頂点数は、前記閉鎖図形の各々の重心間の最短距離を連結して形成した多角形の頂点数と比較した時により多くてもよく、１．９〜２．１倍さらに多くてもよいが、これのみに限定されるものではない。
前記不規則的なパターンは、連続して連結された閉鎖図形の輪郭構造を含み、前記不規則的なパターンは、任意の単位面積（１ｃｍ×１ｃｍ）内で同一形態の閉鎖図形は存在せず、前記閉鎖図形は下記数学式１の値が５０以上であってもよい。
［数学式１］
（頂点間の距離の標準偏差／頂点間の距離の平均）×１００
前記数学式１の値は伝導性パターンの単位面積内で計算されることができる。前記単位面積は伝導性パターンが形成される面積であってもよく、例えば、３．５ｃｍ×３．５ｃｍなどであってもよいが、これのみに限定されるものではない。
本発明において、前記頂点は、伝導性パターンの閉鎖図形の輪郭を構成する線が互いに交差する点を意味するものとして定義することにする。
前記不規則的なパターンは、規則的に配列された単位ユニットセル内に各々任意の点を配置した後、各々の点が他の点からの距離に比べて最も近くにある点と連結してなった閉鎖図形の輪郭構造の形態であってもよい。
この時、前記規則的に配列された単位ユニットセル内に任意の点を配置する方式にランダムネスを導入する場合に、前記不規則的なパターンが形成されることができる。例えば、前記ランダムネスを０として付与する場合は、単位ユニットセルが正方形であれば伝導性パターンは正方形のメッシュ構造が形成され、単位ユニットセルが正六角形であれば伝導性パターンはハニカム（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）構造が形成されることになる。すなわち、前記不規則的なパターンは、前記ランダムネスが０でないパターンを意味する。
本発明による不規則的なパターン形状の伝導性パターンにより、パターンをなす線の偏り現象などを抑制することができ、ディスプレイから均一な透過率を得るようにすると同時に単位面積に対する線密度を同一に維持させることができ、均一な伝導度を確保できるようになる。
本発明において、前記伝導性パターンの材料は特に限定されないが、金属であることが好ましい。前記伝導性パターンの材料は、伝導度に優れ、エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）が容易な材料であるほど好ましい。
本発明では、全反射率が７０〜８０％以上の材料を用いる場合にも、全反射率を下げ、電気伝導性パターンの視認性を下げ、コントラスト特性を維持または向上させることができる。
前記伝導性パターンの材料の具体的な例としては、金、銀、アルミニウム、銅、ネオジム、モリブデン、ニッケルまたはこれらの合金を含む単一膜または多層膜が好ましい。ここで、前記第１伝導性パターンおよび第２伝導性パターンの厚さは特に限定されないが、０．０１〜１０μｍであることが、伝導性パターンの伝導度および形成工程の経済性の側で好ましい。
前記伝導性パターンの形成は、エッチングレジストパターンを用いた方法を利用することができる。エッチングレジストパターンは、印刷法、フォトリソグラフィ法、フォトグラフィ法、マスクを用いた方法またはレーザー転写、例えば、熱転写イメージング（ｔｈｅｒｍａｌ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｍａｇｉｎｇ）などを用いて形成することができ、印刷法またはフォトリソグラフィ法がより好ましい。前記エッチングレジストパターンを用いて前記電気伝導性パターンをエッチングし、前記エッチングレジストパターンは除去することができる。
本発明において、前記伝導性パターンは、線幅が１０μｍ以下であってもよく、７μｍ以下であってもよく、５μｍ以下であってもよく、４μｍ以下であってもよく、２μｍ以下であってもよく、０．１μｍ以上であってもよい。より具体的には、前記伝導性パターンは、線幅が０．１〜１μｍ、１〜２μｍ、２〜４μｍ、４〜５μｍ、５〜７μｍなどであってもよいが、これらのみに限定されるものではない。
また、前記伝導性パターンの線幅は１０μｍ以下および厚さは１０μｍ以下であってもよく、前記伝導性パターンの線幅は７μｍ以下および厚さは１μｍ以下であってもよく、前記伝導性パターンの線幅は５μｍ以下および厚さは０．５μｍ以下であってもよい。
より具体的には、本発明において、前記伝導性パターンの線幅は１０μｍ以下であり、前記伝導性パターンは３．５ｃｍ×３．５ｃｍの面積内で閉鎖図形の頂点数が６，０００〜２４５，０００個であってもよい。また、前記伝導性パターンの線幅は７μｍ以下であり、前記伝導性パターンは３．５ｃｍ×３．５ｃｍの面積内で閉鎖図形の頂点数が７，０００〜６２，０００個であってもよい。また、前記伝導性パターンの線幅は５μｍ以下であり、前記伝導性パターンは３．５ｃｍ×３．５ｃｍの面積内で閉鎖図形の頂点数が１５，０００〜６２，０００個であってもよい。
前記伝導性パターンの開口率、すなわちパターンによって覆われない面積比率は７０％以上であってもよく、８５％以上であってもよく、９５％以上であってもよい。また、前記伝導性パターンの開口率は９０〜９９．９％であってもよいが、これのみに限定されるものではない。
本発明に用いられる伝導性パターンは、比抵抗１×１０６オウム・ｃｍ〜３０×１０６オウム・ｃｍの物質が好適であり、７×１０６オウム・ｃｍ以下であることがより好ましい。
また、本発明では、前記伝導性パターンが可視になる面に透明基材をさらに含むことができる。
本発明において、前記伝導性材料を蒸着によって全面に形成する場合、パターニングする方法としては、従来のフォトリソグラフィ法やオフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法などを利用して、エッチング工程において耐酸性を有する有機物または有／無機物の混合体をパターニングして形成することができる。この時、当業者に応じて適切に該線幅を実現するための方法を選択して利用することができる。
また、本発明では、前記伝導性パターンの形成方法として直接印刷法を選択して利用することができる。この時、直接印刷法とは、伝導性材料を直接印刷することによってパターンを形成する方法であり、グラビアオフセット印刷、スクリーン印刷、リバースオフセット印刷、インクジェット印刷によって伝導性材料を直接印刷する方式を意味する。この時、伝導性材料の形態は粒子形態で用いることができる。この時、伝導性パターンの材料として、純粋な銀または銅からなる粒子などが主に用いられることができ、銀でコーティングされた銅粒子も用いられることができる。
本発明において、前記伝導性パターン材料を含むインクまたはペーストを用いる場合、前記材料は、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ノボラック樹脂、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、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。
ガラスのような透明基材に対するペーストの付着力を向上させるために、前記インクまたはペーストは、付着力強化剤をさらに含むことができる。この時、前記付着力強化剤は有機物であってもよく、ガラス上に形成する場合は、ガラスフリット（ｇｌａｓｓ ｆｒｉｔ）であってもよい。
本発明において、前記伝導性パターンは暗色化されることができる。一般的に、金属を蒸着して用いる場合は、蒸着工程において暗色化を行うことができ、蒸着工程において暗色化を行わない場合は、パターニング後、追加の乾式または湿式工程を通じて暗色化を行うことができる。この時、乾式暗色化方法としてはプラズマガスを介して金属表面を暗色化させる方法があり、湿式暗色化方法としては暗色化溶液に浸すことによって表面を暗色化することができる。この時、当業者に応じて、暗色化領域が伝導性を帯びなければならない場合、これに合わせた方式を選択することができ、この場合は、蒸着ステップにおける暗色化が他の方法に比べて有利である。
また、本発明では、直接印刷時、インクまたはペーストに暗色化物質を添加して用いることができる。この時、前記インクまたはペーストに添加されてもよい暗色化物質としては、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、黒色染料などが用いられることができる。
本発明において、前記伝導性基板の面抵抗が１〜３００オーム／スクエアであってもよい。このような範囲内であることがタッチスクリーンの作動に有利である。
本発明において、前記伝導性パターンは、その側面が順テーパー角を有してもよいが、伝導性パターンの基材側反対面上に位置する伝導性パターンは逆テーパー角を有してもよい。
本発明において、前記断線パターンは、断線部を連結した時に形成されるパターンを意味する。
図１は従来の線の断線パターンの一具体例を示す図であり、図２は従来の面の断線パターンの一具体例を示す図である。従来の断線パターンは規則的なパターン形状のみを含んでいるため、断線パターンによるモアレ（ｍｏｉｒｅ）現象および外部光による回折現象が発生するという問題点がある。
一方、図３および図４は、本発明の一具体例として、各々、不規則的な線の断線パターンおよび不規則的な面の断線パターンを示す図である。
本発明による透明伝導性基板において、前記断線部を連結した時に形成される断線パターンは、規則的なパターン形状をさらに含むことができる。この時、前記規則的なパターン形状は、全体の断線パターン形状のうち２０％未満であることが好ましい。
また、前記断線部を連結した時に形成される断線パターンは、不規則的なパターン形状を含むことができる。前記不規則的な断線パターンの形状に関する内容は、前述した不規則的な伝導性パターンの形状と同様であるため、これに関する具体的な説明は省略する。
本発明による透明伝導性基板において、前記伝導性パターンは伝導性金属線を含み、前記断線部によって断線した伝導性金属線の間隔は５０μｍ以下であってもよい。前記断線部によって断線した伝導性金属線の間隔は０．５〜１５μｍであることがより好ましいが、これのみに限定されるものではない。
本発明は、伝導性パターンを含む透明伝導性基板は、規則的または不規則的な伝導性パターンを不規則的なパターンを用いて断線させることによってモアレ（ｍｏｉｒｅ）現象および外部光による回折現象を最小化できるという特徴がある。
前述したような不規則的な断線パターンを含む伝導性パターンを下記図５に示す。
本発明において、前記透明基板は特に限定されないが、光透過率が５０％以上、好ましくは７５％以上である。具体的には、前記透明基板としてはガラスを用いてもよく、プラスチック基板またはプラスチックフィルムを用いてもよい。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種以上の樹脂からなるものを用いることができる。より具体的には、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＶＢ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｂｕｔｙｒａｌ）、ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎ）、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、アセチルセルロイドのような可視光透過率８０％以上のフィルムが好ましい。前記プラスチックフィルムの厚さは１２．５〜５００μｍであることが好ましく、５０〜４５０μｍであることがより好ましく、５０〜２５０μｍであることがさらに好ましい。前記プラスチック基板は、プラスチックフィルムの一面または両面に、水分、ガス遮断のためのガスバリア層、強度補強のためのハードコート層のような様々な機能性層が積層された構造の基板であってもよい。前記プラスチック基板に含まれてもよい機能性層は前述したものに限定されず、様々な機能性層が備えられることができる。
本発明において、前記伝導性パターンの材料としては、電気伝導度に優れ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２００ ｍｉｃｒｏＯｈｍ・ｃｍ以下の値を有することが好ましい。伝導性パターン材料の具体的な例として銅、銀（ｓｉｌｖｅｒ）、金、鉄、ニッケル、アルミニウム、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）などが用いられることができ、銀が最も好ましい。前記電気伝導性パターン材料は粒子形態で用いることができる。本発明において、伝導性パターン材料として、銀でコーティングされた銅粒子も用いられることができる。
本発明において、前記電気伝導性パターン材料を含むペーストを用いる場合、前記ペーストは、印刷工程が容易になるように、前述した電気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。
ガラスのような透明基板に対するペーストの付着力を向上させるために、前記ペーストは、ガラスフリット（Ｇｌａｓｓ Ｆｒｉｔ）をさらに含むことができる。前記ガラスフリットは市販品から選択することができるが、環境に優しい鉛成分のないガラスフリットを用いることが好ましい。この時、用いるガラスフリットの大きさは、平均口径が２μｍ以下であり、最大口径が５０μｍ以下のものが好ましい。
必要に応じて、前記ペーストには溶媒がさらに追加されることができる。前記溶媒としてはブチルカルビトールアセテート（Ｂｕｔｙｌ Ｃａｒｂｉｔｏｌ Ａｃｅｔａｔｅ）、カルビトールアセテート（Ｃａｒｂｉｔｏｌ ａｃｅｔａｔｅ）、シクロヘキサノン（Ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｎ）、セロソルブアセテート（Ｃｅｌｌｏｓｏｌｖｅ Ａｃｅｔａｔｅ）およびテルピネオール（Ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ）などが挙げられるが、これらの例に本発明の範囲が限定されるものではない。
本発明において、伝導性パターン材料、有機バインダー、ガラスフリットおよび溶媒を含むペーストを用いる場合、各成分の重量比は、電気伝導性パターン材料５０〜９０％、有機バインダー１〜２０％、ガラスフリット０．１〜１０％および溶媒１〜２０％にすることが好ましい。
本発明の一実施状態によれば、前記伝導性パターンは黒化することができる。高温で金属材料を含むペーストを焼成すれば、金属光沢が発現して、光の反射などによって視認性が悪くなり得る。このような問題は、前記伝導性パターンを黒化させることによって防止することができる。前記伝導性パターンを黒化させるために、電気伝導性パターンの形成のためのペーストに黒化物質を添加するか、前記ペースト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。
前記ペーストに添加されてもよい黒化物質としては、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。この時、前記ペーストの組成は、電気伝導性パターン材料は５０〜９０重量％、有機バインダーは１〜２０重量％、黒化物質は１〜１０重量％、ガラスフリットは０．１〜１０重量％、溶媒は１〜２０重量％にすることが好ましい。
前記焼成後黒化処理を行う時のペーストの組成は、電気伝導性パターン材料は５０〜９０重量％、有機バインダーは１〜２０重量％、ガラスフリットは０．１〜１０重量％、溶媒は１〜２０重量％にすることが好ましい。焼成後黒化処理は、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がある。
本発明の一実施状態によれば、電気伝導性パターン材料、有機バインダーおよびガラスフリットを溶媒に分散させて製造することができる。具体的には、有機バインダーを溶媒に溶解させて有機バインダー樹脂液を製造し、これにガラスフリットを添加し、最後に伝導性材料として前述した金属の粉末を添加した後にこねて、３段ロールミルを利用して塊になった金属粉末とガラスフリットが均一に分散するように製造することができる。しかし、本発明が前記方法に限定されるものではない。
また、本発明は、透明基板上に伝導性パターンを形成するステップを含む透明伝導性基板の製造方法であって、前記伝導性パターンは電気的に断絶させる断線部を含み、前記断線部を連結した時に形成される断線パターンは不規則的なパターン形状を含むもので形成することを特徴とする透明伝導性基板の製造方法を提供する。
本発明では、先ず、目的とするパターン形状を決定した後、印刷法、フォトリソグラフィ法、フォトグラフィ法、マスクを用いた方法、スパッタリング法、またはインクジェット法などを利用することにより、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。前記パターン形状の決定時にボロノイ図ジェネレーターを利用することができ、これによって複雑なパターン形状を容易に決定することができる。ここで、前記ボロノイ図ジェネレーターとは、各々前述したようにボロノイ図を形成できるように配置された点を意味する。しかし、本発明の範囲がそれに限定されず、目的とするパターン形状の決定時にそれ以外の方法を利用することもできる。
前記印刷法は、電気伝導性パターン材料を含むペーストを目的とするパターン形状で透明基板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板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。
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（ｂｌａｎｋｅｔ）と呼ばれるシリコンゴムに１次転写をした後、ブランケットと透明基板を密着させて２次転写をする方式で行われることができる。スクリーン印刷は、パターンがあるスクリーン上にペーストを位置させた後、スクイージーを押して、空間が空いているスクリーンを介して直接に基材にペーストを位置させる方式で行われることができる。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、透明基板に転写する方式で行われることができる。本発明では、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。また、その他の当業者に周知の印刷方式を利用することもできる。
オフセット印刷法の場合、ブランケットが有する離型特性により、ペーストがガラスのような透明基板にほぼ大半が転写されるため、別途のブランケット洗浄工程が必要ではない。前記凹版は目的とする電気伝導性パターンが彫られたガラスを精密エッチングして製造することができ、耐久性のためにガラス表面に金属またはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）コーティングを行うこともできる。前記凹版は、金属板をエッチングして製造することもできる。
本発明では、より精密な伝導性パターンを実現するために、オフセット印刷法が好ましい。第１ステップとして、ドクターブレード（Ｄｏｃｔｏｒ Ｂｌａｄｅ）を用いて凹版のパターンにペーストを充填した後、ブランケットを回転させて１次転写し、第２ステップとして、ブランケットを回転させて透明基板の表面に２次転写する。
本発明では、前述した印刷法に限定されず、フォトリソグラフィ工程を利用することもできる。例えば、フォトリソグラフィ工程は、透明基板の全面に伝導性パターン材料層を形成し、その上にフォトレジスト層を形成し、選択的な露光および現像工程によってフォトレジスト層をパターン化した後、パターン化されたフォトレジスト層をマスクとして用いて伝導性パターンをパターン化し、フォトレジスト層を除去する方式で行われることができる。
また、本発明は、フォトグラフィ方法を利用することもできる。例えば、透明基板上にハロゲン化銀を含む写真感光材料を塗布した後、前記感光材料を選択的な露光および現像工程によってパターンを形成することもできる。より詳細な例を挙げれば下記の通りである。先ず、パターンを形成しようとする基材上にネガティブ用感光材料を塗布する。この時、基材としては、ＰＥＴ、アセチルセルロイドなどの高分子フィルムが用いられることができる。感光材料が塗布された高分子フィルム材をここではフィルムと称する。前記ネガティブ用感光材料は、一般的に光に対して非常にセンシティブで規則的な反応をするＡｇＢｒに若干のＡｇＩを混ぜたハロゲン化銀（Ｓｉｌｖｅｒ Ｈａｌｉｄｅ）で構成することができる。一般的なネガティブ用感光材料を撮影して現像処理した画像は被写体と明暗が反対である陰画であるため、形成しようとするパターンの形状、好ましくは不規則的なパターン形状を有するマスク（ｍａｓｋ）を用いて撮影を行うことができる。
フォトリソグラフィとフォトグラフィ工程を利用して形成された前記伝導性パターンの伝導度を上げるためにメッキ処理をさらに行うこともできる。前記メッキは無電解メッキ方法を利用することができ、メッキ材料としては銅またはニッケルを用いることができ、銅メッキを行った後、その上にニッケルメッキを行うことができるが、本発明の範囲がこれらの例のみに限定されるものではない。
また、本発明は、マスクを用いた方法を利用することもできる。例えば、目的とする伝導性パターンの形状を有するマスクを基材の近くに位置させた後、伝導性パターン材料を基材に蒸着する方式を利用してパターン化することもできる。
この時、蒸着をする方式は、熱または電子ビームによる熱蒸着法およびスパッタ（ｓｐｕｔｔｅｒ）のようなＰＶＤ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方式を利用することもでき、有機金属（ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌ）材料を用いたＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方式を利用することもできる。
本発明において、前述したペーストを用いる場合、ペーストを前述したパターンの通りに印刷した後、焼成過程を経れば、電気伝導性を有するパターンが形成される。この時、焼成温度は特に限定されないが、４００〜８００℃、好ましくは６００〜７００℃にすることができる。前記電気伝導性パターンを形成する透明基材がガラスである場合、必要な場合、前記焼成ステップにおいて前記ガラスを目的とする用途に合うように成形を行うことができる。また、前記電気伝導性パターンを形成する透明基板としてプラスチック基板またはフィルムを用いる場合は、比較的に低温で焼成を行うことが好ましい。例えば、５０〜３５０℃で行うことができる。
また、本発明は、前記透明伝導性基板を含む静電容量式タッチスクリーン装置を提供する。
本発明による透明伝導性基板を含む静電容量式タッチスクリーン装置は、モアレ（ｍｏｉｒｅ）現象および外部光による回折現象を最小化できるという特徴がある。
以下、実施例によって本発明をより詳しく説明する。但し、下記実施例は本発明を例示するためのものであって、実施例によって本発明の範囲が限定されるものではない。
＜実施例＞
線の断線によるモアレ（ｍｏｉｒｅ）の回避のために、３００μｍピッチ４μｍのメッシュ（ｍｅｓｈ）領域を電気的に絶縁するために１，０００μｍ設計ピッチのボロノイパターン（Ｖｏｒｏｎｏｉ ｐａｔｔｅｒｎ）を用いて断線を行い、この時の断線幅は１０μｍに定義した。
上記のように不規則的な断線を導入した場合として、ボロノイパターンを用いて断線を行った場合と従来の規則的な断線を導入した場合の伝導性パターンを下記図６に示す。
前記結果のように、本発明による伝導性パターンを含む透明伝導性基板は、規則的または不規則的な伝導性パターンを不規則的なパターンを用いて断線させることによってモアレ（ｍｏｉｒｅ）現象および外部光による回折現象を最小化することができる。

Claims (11)

  1. 基板上に伝導材パターンを形成する透明基板の製造方法であって、
    前記伝導材パターンの形状を決定するステップと、
    前記基板上に前記伝導材パターンを形成するステップと、
    を含み、
    前記伝導材パターンを形成するステップは、不規則的なパターン用いて、前記伝導材パターンを電気的に断線させるステップを有し、これにより、前記伝導材パターンは、電気的に絶縁された断線部を含み、前記断線部を連結した時に形成される断線パターンは、不規則的なパターン形状を含み、
    前記不規則的なパターン形状は、連続して連結された閉鎖図形の輪郭構造を含み、前記断線パターンは任意の単位面積（１ｃｍ×１ｃｍ）内で同一形態の閉鎖図形は存在せず、
    前記閉鎖図形の頂点数は、前記閉鎖図形と同一個数の四角形の頂点数と相異なるか、または、前記閉鎖図形は、下記数学式１の値が５０以上である透明基板の製造方法：
    ［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
  2. 前記伝導材パターンは、伝導性金属線からなるパターンを含む、請求項１に記載の製造方法。
  3. 前記断線部は伝導性金属線を電気的に断絶させ、電気的に断絶された伝導性金属線の間隔は５０μｍ以下である、請求項２に記載の製造方法。
  4. 前記電気的に断絶された伝導性金属線の間隔は、０．５〜１５μｍである、請求項３に記載の製造方法。
  5. 前記伝導性金属線からなるパターンは、直線、曲線、または直線や曲線からなる閉曲線を含む、請求項２に記載の製造方法。
  6. 前記伝導材パターンは、規則的または不規則的なパターンである、請求項１から５のいずれか１項に記載の製造方法。
  7. 前記伝導材パターンは、メッシュパターンを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の製造方法。
  8. 前記メッシュパターンは、三角形、四角形、五角形、六角形および八角形のうち１つ以上の形態を含む規則的な多角形パターンを含む、請求項７に記載の製造方法。
  9. 前記伝導材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、前記伝導材パターンは任意の単位面積（１ｃｍ×１ｃｍ）内で同一形態の閉鎖図形は存在せず、
    前記閉鎖図形の頂点数は、前記閉鎖図形と同一の個数の四角形の頂点数と相異なる、請求項１から８のいずれか１項に記載の製造方法。
  10. 前記伝導材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、前記伝導材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しない、請求項１から８のいずれか１項に記載の製造方法。
  11. 前記伝導材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、前記伝導材パターンは任意の単位面積（１ｃｍ×１ｃｍ）内で同一形態の閉鎖図形は存在せず、
    前記閉鎖図形は、下記数学式１の値が５０以上である、請求項１から８のいずれか１項に記載の製造方法：
    ［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
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