JP6486471B2 - タッチパネル用導電フィルムのメッシュパターン設計方法、タッチパネル用導電フィルムの製造方法およびタッチパネル用導電フィルム - Google Patents
タッチパネル用導電フィルムのメッシュパターン設計方法、タッチパネル用導電フィルムの製造方法およびタッチパネル用導電フィルム Download PDFInfo
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Description
また、この発明は、メッシュパターンを有するタッチパネル用透明導電フィルムの製造方法およびタッチパネル用導電フィルムにも関している。
金属メッシュは、メッシュ状のパターンを有する金属細線から形成され、例えば、透明基板の両面上にそれぞれ金属メッシュからなる検出電極が配置される。
そこで、特許文献1には、非定型の多角形金属メッシュを用いたタッチパネルが開示されている。
また、この発明は、このようなメッシュパターンを有するタッチパネル用透明導電フィルムの製造方法およびタッチパネル用導電フィルムを提供することも目的としている。
なお、第1工程で、三角形以外の多角形を配置する場合は、正多角形を用いることが好ましい。この場合、多数の第1セルにより構成される第1メッシュパターンはランダムなパターンとはならないが、第3工程で任意の点を配置することにより、多数の第2セルにより構成される第2メッシュパターンはランダムなパターンとなる。
第1工程で配置される多数の多角形は、それぞれ、頂点間距離の平均値が300〜900μm、任意の頂点間距離と頂点間距離の平均値との差分の最大値が50〜500μmであるランダムな多角形状を有することが好ましい。このような多数の多角形は、一辺の長さが300〜900μmの正多角形の各頂点を、25〜250μmの範囲で予め設定された移動許容値の範囲内で移動させることにより形成することができる。このとき、各頂点に対する移動許容値は、正多角形の一辺の長さよりも小さい値に設定されることが好ましい。
第1金属細線および第2金属細線の線幅を決定する工程をさらに含み、第1金属細線および第2金属細線の線幅が1μm以上3μm以下に設定する場合には、第1工程で配置される多数の多角形は、それぞれ、頂点間距離の平均値が500〜900μm、任意の頂点間距離と頂点間距離の平均値との差分の最大値が100〜500μmであるランダムな多角形状を有することが好ましい。このような多数の多角形は、それぞれ、一辺の長さが500〜900μmの正多角形の各頂点を移動許容値50〜250μmの範囲内で移動させることにより形成することができる。このとき、各頂点に対する移動許容値は、正多角形の一辺の長さよりも小さい値に設定されることが好ましい。
第3工程でそれぞれの三角形に対して配置される任意の点は、三角形の外心と一致していることが好ましい。
第1金属細線および第2金属細線の線幅を決定する工程をさらに含み、第5工程は、決定された第1金属細線および第2金属細線の線幅に対してアクティブエリア内における第1メッシュパターンの開口率と第2メッシュパターンの開口率との差が1.0%以下になるように多数の第1セルを形成することが好ましい。
多数の第1セルは、それぞれ、頂点間距離の平均値が300〜900μm、任意の頂点間距離と頂点間距離の平均値との差分の最大値が50〜500μmであるランダムな多角形状を有することが好ましい。
好ましくは、第1金属細線および第2金属細線の線幅が1μm以上で且つ3μm以下である。さらに好ましくは、多数の第1セルは、それぞれ、頂点間距離の平均値が500〜900μm、任意の頂点間距離と頂点間距離の平均値との差分の最大値が100〜500μmであるランダムな多角形状を有することが好ましい。
第1導電層は、互いに間隔を隔てて配列された複数の第1電極と、複数の第1電極の間にそれぞれ配置され且つ複数の第1電極から絶縁された複数の第1ダミー電極を少なくとも含み、第2導電層は、複数の第1電極に交差させ、かつ、互いに間隔を隔てて配列された複数の第2電極と、複数の第2電極の間にそれぞれ配置され且つ複数の第2電極から絶縁された複数の第2ダミー電極を少なくとも含み、複数の第1電極と複数の第2電極は互いに絶縁された状態で配置されるように構成することができる。
実施の形態1
図1に、この発明の実施の形態1に係るタッチパネル用導電フィルム1を用いたタッチパネル2の構成を示す。タッチパネル2は、表示装置と組み合わせて使用され、表示装置は、図1の表示装置側に配置されて使用される。図1に示した視認側とは、タッチパネルの操作者が表示装置の画像を視認する側を示す。このタッチパネル2は、平板形状を有する透明な絶縁性のカバーパネル3を有し、視認側とは反対側のカバーパネル3の表面上にタッチパネル用導電フィルム1が透明な接着剤4により接合されている。タッチパネル用導電フィルム1は、可撓性の透明絶縁基板5の両面上にそれぞれ導電部材6A(第1導電層8)および6B(第2導電層9)が形成される。
また、平坦化または導電部材6Aおよび6Bを保護する目的で、図1のように、導電部材6Aおよび6Bを覆うように透明絶縁基板5の両面上に透明な保護層7Aおよび7Bが配置されていてもよい。
アクティブエリアS1内には、透明絶縁基板5の表面上(視認側)に形成された第1導電層8と透明絶縁基板5の裏面上(表示装置側)に形成された第2導電層9とが互いに重なるように配置されている。
透明絶縁基板5の表面上の第1導電層8により、それぞれ第1の方向D1に沿って延び且つ第1の方向D1に直交する第2の方向D2に並列配置された複数の第1電極11が形成され、透明絶縁基板5の裏面上の第2導電層9により、それぞれ第2の方向D2に沿って延び且つ第1の方向D1に並列配置された複数の第2電極21が形成されている。
これら複数の第1電極11および複数の第2電極21は、タッチパネル2の検出電極を構成するものである。
同様に、周辺領域S2における透明絶縁基板5の裏面上に、複数の第2電極21に接続された複数の第2周辺配線22が形成され、透明絶縁基板5の縁部に複数の第2外部接続端子23が配列形成され、かつ、それぞれの第2電極21の両端に第2コネクタ部24が形成されている。第2コネクタ部24に、対応する第2周辺配線22の一端部が接続され、第2周辺配線22の他端部は、対応する第2外部接続端子23に接続されている。
第1メッシュパターンM1と第2メッシュパターンM2の少なくとも一方はランダムなパターンを有している。ランダムなパターンとは、メッシュパターンを形成するセルの形状が、該セルに隣接する少なくとも一つの隣接セルの形状と異なることを意味し、好ましくは、隣接するセル同士の形状がそれぞれ異なる形状である。好ましくは、図3に示されるように、第1メッシュパターンM1と第2メッシュパターンM2が共にランダムなパターンであり、多数の第1セルC1および多数の第2セルC2は、いずれも隣接するセル同士の形状がそれぞれ異なる形状のランダムな多角形状を有する構成である。
図3に示されるように、アクティブエリアS1に垂直な方向から見た場合に、多数の第2セルC2のそれぞれは、多くても1つの第1セルC1の頂点を内部に含んでいる。好ましくは、多数の第2セルC2のそれぞれに、1つの第1セルC1の頂点を内部に含んでいる形状である。
第1セルC1は、アクティブエリアS1内に隙間なく配置されたランダムな形状を有する多数の三角形を利用して形成されており、三角形をそのまま用いて第1セルC1としているものと、隣接する複数の三角形の少なくとも一部を結合して4つ以上の頂点を有する多角形とした第1セルC1とを含んでいる。図3においては、三角形と隣接する複数の三角形の少なくとも一部を結合して4つの頂点を有する四角形により構成された第1セルC1を示している。
なお、タッチパネル用導電フィルム1を用いてタッチパネル2を構成した場合に、第1メッシュパターンM1および第2メッシュパターンM2は、どちらが視認側に配置されても、同様の効果が得られる。
透明絶縁基板5の材質としては、ガラス、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、シクロオレフィンポリマー(COP)、環状オレフィン・コポリマー(COC)、ポリカーボネート(PC)等を使用することができ、厚さは20〜200μmが好ましい。
透明な接着剤4としては、光学透明粘着シート(Optical Clear Adhesive)または光学透明粘着樹脂(Optical Clear Resin)を使用することができ、好ましい膜厚は、10μm以上100μm以下である。光学透明粘着シートとしては、例えば、3M社製の8146シリーズの使用が可能である。
透明な保護層7Aおよび7Bとしては、ゼラチン、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の有機膜、および、二酸化シリコン等の無機膜を使用することができ、膜厚は、10nm以上100nm以下であることが好ましい。
まず、図4(A)に示されるように、アクティブエリアS1内に一辺の長さL0の多数の正三角形Tを隙間なく配置する。
次に、頂点の移動許容値Rを設定して、図4(B)に示されるように、それぞれの正三角形Tの頂点Aを中心とする半径Rの円31を想定し、乱数を使用することにより頂点の移動許容値Rの範囲内でそれぞれの正三角形Tの頂点Aを移動して、図4(C)に示されるように、新たな頂点Bを作成する。そして、図4(D)に示されるように、新たな頂点Bを互いに接続することによって、ランダムな形状の多数の三角形32を形成する。このとき、正三角形Tのそれぞれの頂点Aが移動許容値Rの範囲内で移動して新たな頂点Bとなっているため、新たな頂点Bにより形成される三角形32は、正三角形Tの一辺の長さL0に対して±2Rの範囲内の種々の頂点間距離L1を有することとなる。すなわち、L0−2R≦L1≦L0+2Rとなる。ここで、頂点間距離とは、多角形を形成する互いに結ばれた頂点間の辺の距離である。辺で結ばれていない頂点間の距離は含まない。
さらに、図4(E)に示されるように、ランダムな形状の多数の三角形32に対して、それぞれ、外接円33の中心である外心Eを求める。
そして、図4(I)に示されるように、これらの任意の点Fを互いに接続することによって得られる多角形を、第2メッシュパターンM2の第2セルC2とする。
このようにして、第2メッシュパターンM2の第2セルC2を形成することにより、第1メッシュパターンM1の第1セルC1の辺と第2メッシュパターンM2の第2セルC2の辺が、アクティブエリアS1内において平均値で75度以上90度以下の角度で交差する形状にすることが可能となり、電極交差部の寄生容量を低減することができる。
このようにして、図3に示した第1メッシュパターンM1の第1セルC1の辺と第2メッシュパターンM2の第2セルC2の辺が、アクティブエリアS1内において平均値で75度以上90度以下の角度で交差している、第1メッシュパターンM1および第2メッシュパターンM2を設計することができる。
なお、第1金属細線15および第2金属細線25の線幅は、0.5μm以上5.0μm以下であることが、モアレ低減の観点から好ましい。
例えば、三角形32Aの外心EAが隣接する三角形32B内に位置するものとすると、図5(B)に示されるように、三角形32Aの外心EAを中心とし且つ三角形32Aの外接円33Aの半径の1/2の半径を有する円34Aを想定し、かつ、隣接する三角形32Bの外心EBを中心とし且つ三角形32Bの外接円33Bの半径の1/2の半径を有する円34Bを想定する。
そして、図5(C)に示されるように、乱数を使用することにより、円34Aと円34Bの重複部分Wを除いた円34A内に任意の点FAを作成し、かつ、重複部分Wを除いた円34B内に任意の点FBを作成し、図5(D)に示されるように、これらの任意の点FAおよびFBと他の三角形32に関して作成された任意の点Fを互いに接続することによって、第2メッシュパターンM2の第2セルC2となる多角形を形成することができる。
具体的には、第1メッシュパターンM1の第1セルC1を形成するための三角形32は、一辺の長さL0が300〜900μmの正多角形Tの各頂点を、移動許容値Rが25〜250μmの範囲内で移動させることにより形成されたものであることが好ましい。この場合、頂点間距離の平均値Laが300〜900μm、任意の頂点間距離L1と頂点間距離の平均値Laとの差分の最大値Dmaxが50〜500μmであるランダムな多角形状を有する第1メッシュパターンM1の多数の第1セルC1が設計されることとなる。
設計された第1メッシュパターンM1の多数の第1セルC1における頂点間距離の平均値La、任意の頂点間距離L1と頂点間距離の平均値Laとの差分の最大値Dmaxを上記の範囲内の値とすることにより、表示装置と組み合わせてタッチパネル用導電フィルム1を使用した場合、モアレ発生を顕著に低減することができる。
さらに、第1金属細線および第2金属細線の線幅が1μm以上3μm以下に設定される場合、第1メッシュパターンM1の第1セルC1を形成するための三角形32は、一辺の長さL0が500〜900μmの正多角形Tの各頂点を、移動許容値Rが100〜500μmの範囲内で移動させることにより形成されたものであることが好ましい。この場合、頂点間距離の平均値Laが500〜900μm、任意の頂点間距離L1と頂点間距離の平均値Laとの差分の最大値Dmaxが100〜500μmであるランダムな多角形状を有する第1メッシュパターンM1の多数の第1セルC1が設計されることとなる。
ここで、ノイズとは、表示装置とメッシュパターンを有する導電フィルムとを組み合わせた場合、メッシュパターン形状の不均一性および金属細線の粗密の影響を受けて、表示装置の表示に発生する濃淡ムラのことであり、品質上、ノイズは発生させないことが好ましい。
また、図示しないが、アクティブエリアS1内における透明絶縁基板5の裏面上に配置されている第2導電層9は、複数の第2電極21の間にそれぞれ配置された複数の第2ダミー電極を有している。これらの第2ダミー電極は、複数の第2電極21から絶縁されており、第2電極21と同様に、多数の多角形状の第2セルC2により構成された第2メッシュパターンM2を有している。
これら導電部材6Aおよび6Bの形成方法は、特に限定されるものではない。例えば、特開2012−185813号公報の<0067>〜<0083>、特開2014−209332号公報の<0115>〜<0126>、または特開2015−5495号公報の<0216>〜<0238>に記載されているように感光性ハロゲン化銀塩を含有する乳剤層を有する感光材料を露光し、現像処理を施すことによって、導電部材6Aおよび6Bを形成することができる。
図7に、実施の形態2に係るタッチパネル用導電フィルムにおいて用いられる第1メッシュパターンM1Aと第2メッシュパターンM2Aを示す。実施の形態2では、アクティブエリアS1に垂直な方向から見た場合に、第1メッシュパターンM1Aの第1セルC1の辺と第2メッシュパターンM2Aの第2セルC2の辺との交差角度のほとんどが90度である例を示す。この場合、第1メッシュパターンM1Aの第1セルC1の辺と第2メッシュパターンM2Aの第2セルC2の辺は、アクティブエリアS1内における平均値で80度以上90度以下の角度で交差している。
また、図7に示すように、アクティブエリアS1に垂直な方向から見た場合に、多数の第2セルC2のそれぞれは、多くても1つの第1セルC1の頂点を内部に含んでいる。好ましくは、多数の第2セルC2のそれぞれに、1つの第1セルC1の頂点を内部に含んでいる形状である。
まず、図8(A)に示されるように、アクティブエリアS1内に一辺の長さL0の多数の正三角形Tを隙間なく配置する。
次に、正三角形Tの各頂点の移動許容値Rを設定して、図8(B)に示されるように、それぞれの正三角形Tの頂点Aを中心とする半径Rの円31を想定し、乱数を使用することにより頂点の移動許容値Rの範囲内でそれぞれの正三角形Tの頂点Aを移動して、図8(C)に示されるように、新たな頂点Bを作成する。そして、図8(D)に示されるように、新たな頂点Bを互いに接続することによって、ランダムな形状の多数の三角形32を形成する。このとき、正三角形Tのそれぞれの頂点Aが移動許容値Rの範囲内で移動して新たな頂点Bとなっているため、新たな頂点Bにより形成される三角形32は、正三角形Tの一辺の長さL0に対して±2Rの範囲内の種々の頂点間距離L1を有することとなる。すなわち、L0−2R≦L1≦L0+2Rとなる。
なお、頂点の移動許容値Rは、多数の三角形32のランダム性を決定する要素となるものである。また、頂点の移動許容値Rは、正三角形Tの一辺の長さL0よりも小さい値に設定されることが好ましい。
ここでは、実施の形態1における外心Eと任意点Fとが一致する場合を示している。外心Eと任意点Fとが一致させることにより、第1メッシュパターンM1Aの第1セルC1の辺と第2メッシュパターンM2Aの第2セルC2の辺との交差角度を90度にすることが可能となり、電極の交差部の寄生容量をより良く低減することができる。
なお、多角形35を形成しなくても、アクティブエリアS1内における第1メッシュパターンM1Aの開口率と第2メッシュパターンM2Aの開口率との差が1.0%以下である場合には、多数の三角形32をそのまま第1メッシュパターンM1Aの第1セルC1としてもよい。
このようにして、図7に示した第1メッシュパターンM1Aおよび第2メッシュパターンM2Aを設計することができる。
なお、第1金属細線15および第2金属細線25の線幅は0.5μm以上5.0μm以下であることが、モアレ低減の観点から好ましい。
例えば、透明絶縁基板5の一方の面側に、導電部材6Aと導電部材6Bが層間絶縁膜を介して配置される構成とすることもできる。
さらに、2枚基板の構成とすることもできる。すなわち、第1透明絶縁基板の表面上に導電部材6Aを配置し、第2透明絶縁基板の表面上に導電部材6Bを配置し、これら第1透明絶縁基板および第2透明絶縁基板を、互いに重ね合わせて使用することもできる。
さらに、透明絶縁基板5を用いずに、図1に示したカバーパネル3の表面上に導電部材6Aと導電部材6Bが層間絶縁膜を介して配置される構成としてもよい。
第1金属細線15および第2金属細線25の線幅を2μm、アクティブエリアS1内に隙間なく配置した正三角形Tの一辺の長さL0を900μm、頂点の移動許容値Rを50μmとして、実施の形態2に記載された設計方法により第1メッシュパターンM1Aおよび第2メッシュパターンM2Aを設計した。すなわち、頂点の移動許容値Rによりランダム性を有する多数の三角形を形成し、これらの三角形の外心を互いに接続することで第2メッシュパターンM2Aの第2セルC2を形成し、かつ、多数の三角形を用いて第1メッシュパターンM1Aの第1セルC1を形成した。なお、第1セルC1を形成する際は、第1メッシュパターンM1Aの開口率と第2メッシュパターンM2Aの開口率との差が1.0%以下になるように多数の三角形の一部を結合し、多数の四角形と多数の三角形からなる第1セルC1を形成した。
そして、第1メッシュパターンM1Aに沿って第1金属細線15が配置された第1導電層8と第2メッシュパターンM2Aに沿って第2金属細線25が配置された第2導電層9とを透明なアクティブエリアS1内に重なるように配置して、図2に示したようなタッチパネル用導電フィルム1を作製した。なお、電極と電極との間には、図6のようにダミー電極を設けている。
また、メッシュパターンの設計は、5mm×5mmを単位とする単位メッシュパターンを形成し、単位メッシュパターンを繰り返し配列させて単位メッシュパターンの境界部において、上下左右のメッシュ線が繋がるようにメッシュ線を作図して、アクティブエリア内全体にメッシュパターンを形成した。単位メッシュパターンのサイズとしては、タッチパネルの電極のピッチの整数倍にすることが好ましい。
(ハロゲン化銀乳剤の調製)
38℃、pH4.5に保たれた下記1液に、下記の2液および3液の各々90%に相当する量を攪拌しながら同時に20分間にわたって加え、0.16μmの核粒子を形成した。続いて下記4液および5液を8分間にわたって加え、さらに、下記の2液および3液の残りの10%の量を2分間にわたって加え、0.21μmまで成長させた。さらに、ヨウ化カリウム0.15gを加え、5分間熟成し粒子形成を終了した。
水 750ml
ゼラチン 9g
塩化ナトリウム 3g
1,3−ジメチルイミダゾリジン−2−チオン 20mg
ベンゼンチオスルホン酸ナトリウム 10mg
クエン酸 0.7g
2液:
水 300ml
硝酸銀 150g
3液:
水 300ml
塩化ナトリウム 38g
臭化カリウム 32g
ヘキサクロロイリジウム(III)酸カリウム
(0.005%KCl 20%水溶液) 8ml
ヘキサクロロロジウム酸アンモニウム
(0.001%NaCl 20%水溶液) 10ml
4液:
水 100ml
硝酸銀 50g
5液:
水 100ml
塩化ナトリウム 13g
臭化カリウム 11g
黄血塩 5mg
上記乳剤に1,3,3a,7−テトラアザインデン1.2×10−4モル/モルAg、ハイドロキノン1.2×10−2モル/モルAg、クエン酸3.0×10−4モル/モルAg、2,4−ジクロロ−6−ヒドロキシ−1,3,5−トリアジンナトリウム塩0.90g/モルAgを添加し、クエン酸を用いて塗布液pHを5.6に調整して、感光性層形成用組成物を得た。
PET基板(厚み100μm)にコロナ放電処理を施した後、PET基板の両面に、下塗層として厚み0.1μmのゼラチン層、さらに下塗層上に光学濃度が約1.0で現像液のアルカリにより脱色する染料を含むアンチハレーション層を設けた。上記アンチハレーション層の上に、上記感光性層形成用組成物を塗布し、さらに厚み0.15μmのゼラチン層を設け、両面に感光性層が形成された樹脂基板を得た。両面に感光性層が形成された樹脂基板をフィルムAとする。形成された感光性層は、銀量6.0g/m2、ゼラチン量1.0g/m2であった。
上記フィルムAの両面に、導電部材のパターンに対応したフォトマスクを介し、高圧水銀ランプを光源とした平行光を用いて露光を行った。露光後、下記の現像液により現像し、さらに定着液(商品名:CN16X用N3X−R、富士フィルム社製)を用いて現像処理を行った。さらに、純水によりリンスし、乾燥することによって、両面にAg線からなる導電部材とゼラチン層とが形成された樹脂基板を得た。ゼラチン層はAg線間に形成されていた。得られたフィルムをフィルムBとする。
現像液1リットル(L)中に、以下の化合物が含まれる。
ハイドロキノン 0.037mol/L
N−メチルアミノフェノール 0.016mol/L
メタホウ酸ナトリウム 0.140mol/L
水酸化ナトリウム 0.360mol/L
臭化ナトリウム 0.031mol/L
メタ重亜硫酸カリウム 0.187mol/L
上記フィルムBに対して、120℃の過熱蒸気槽に130秒間静置して、加熱処理を行った。加熱処理後のフィルムをフィルムCとする。このフィルムCがタッチパネル用導電フィルム1である。
正三角形Tの一辺の長さL0を900μmに維持したまま、頂点の移動許容値Rを100μm、150μm、200μmおよび250μmとした以外は、実施例1と同様の方法により、実施例2〜5のタッチパネル用導電フィルムをそれぞれ作製した。
正三角形Tの一辺の長さL0を700μmにし、かつ、頂点の移動許容値Rを50μm、100μm、150μm、200μmおよび250μmとした以外は、実施例1と同様の方法により、実施例6〜10のタッチパネル用導電フィルムをそれぞれ作製した。
正三角形Tの一辺の長さL0を600μmにし、かつ、頂点の移動許容値Rを50μm、100μm、150μm、200μmおよび250μmとした以外は、実施例1と同様の方法により、実施例11〜15のタッチパネル用導電フィルムをそれぞれ作製した。
正三角形Tの一辺の長さL0を500μmにし、かつ、頂点の移動許容値Rを50μm、100μm、150μmおよび200μmとした以外は、実施例1と同様の方法により、実施例16〜19のタッチパネル用導電フィルムをそれぞれ作製した。
正三角形Tの一辺の長さL0を400μmにし、かつ、頂点の移動許容値Rを50μm、100μmおよび150μmとした以外は、実施例1と同様の方法により、実施例20〜22のタッチパネル用導電フィルムをそれぞれ作製した。
正三角形Tの一辺の長さL0を300μmにし、かつ、頂点の移動許容値Rを50μmおよび100μmとした以外は、実施例1と同様の方法により、実施例23および24のタッチパネル用導電フィルムをそれぞれ作製した。
正三角形Tの一辺の長さL0を900μm、700μm、600μm、500μm、400μmおよび300μmにし、かつ、頂点の移動許容値Rを0μmとした以外は、実施例1と同様の方法により、比較例1〜6のタッチパネル用導電フィルムをそれぞれ作製した。
特開2011−216377号公報の記載に基づき、ボロノイ図を用いて第1メッシュパターンの第1セルおよび第2メッシュパターンの第2セルをそれぞれ作成した以外は、実施例1と同様の方法により、比較例7のタッチパネル用導電フィルムを作製した。
比較例8
特開2011−216377号公報の記載に基づき、ドロネー三角形分割法を用いて第1メッシュパターンの第1セルおよび第2メッシュパターンの第2セルをそれぞれ作成した以外は、実施例1と同様の方法により、比較例8のタッチパネル用導電フィルムを作製した。
応答性は、以下のようにして評価した。
厚さ0.55mmのガラス板、厚さ0.1mmのOCA、厚さ0.1mmの実施例1〜24および比較例1〜8のタッチパネル用導電フィルム、厚さ0.1mmのOCA、厚さ0.05mmのPETフィルムを順次貼合したタッチパネルモジュールを作成し、駆動用に、Atmel社製ICを接続した。このタッチパネルモジュールを駆動させ、先端径が2mmのタッチペンをガラス表面上で動かした際の反応を次のように5段階評価した。
実施例1〜24および比較例1〜8のタッチパネル用導電フィルムを、それぞれ、解像度の異なる液晶表示装置上に配置し、モアレ発生の評価を行った。
評価に使用した液晶表示装置として、ASUS(ASUSTeK Computer Inc.)製の13.3インチ(338mm)サイズ、解像度118dpiのディスプレイ1、LGエレクトロニクス(LG Electronics Incorporated)製の10.1インチ(257mm)サイズ、解像度149dpiのディスプレイ2、株式会社東芝製の13.3インチ(338mm)サイズ、解像度221dpiのディスプレイ3、ソニー株式会社製の4.3インチ(109mm)サイズ、解像度342dpiのディスプレイ4の4種類の液晶表示装置を使用した。
モアレ発生の評価における評価結果Aは、モアレの発生が認められない優れたレベル、評価結果Bは、モアレの発生がわずかに認められるもののタッチパネルとして問題を生じないレベル、評価結果Cは、タッチパネルとしての使用に問題を生じる程度にまでモアレが発生するレベル、評価結果Dは、モアレの発生が激しくタッチパネルとして使用に耐えないレベルを示している。
実施例1〜24および比較例1〜8のタッチパネル用導電フィルムを、それぞれ、解像度の異なる液晶表示装置上に配置し、ノイズ発生の評価を行った。なお、ノイズ発生評価の際は、液晶表示装置の表示色を白色と緑色の2つのパターンで行った。
評価に使用した液晶表示装置は「モアレ発生の評価」と同じものを使用した。
ノイズ発生の評価における評価結果Aは、白色、緑色共にノイズの発生が認められないとても優れたレベル、評価結果Bは、白色ではノイズの発生が認められないが、緑色ではノイズの発生がわずかにあるように感じられるが、タッチパネルの使用としては問題なく優れたレベル、評価結果Cは、白色、緑色共にノイズの発生は認められるが、タッチパネルとしての使用には問題がないレベル、評価結果Dは、白色、緑色共にノイズの発生が激しくタッチパネルとして使用として問題があるレベルを示している。
実施例1〜24および比較例1〜8の評価結果および交差角度の平均値を以下の表1に示す。
ボロノイ図を用いて第1メッシュパターンの第1セルおよび第2メッシュパターンの第2セルをそれぞれ作成した比較例7では、第1セルの辺と第2セルの辺の交差角度の平均値が60度となり、ドロネー三角形分割法を用いて第1メッシュパターンの第1セルおよび第2メッシュパターンの第2セルをそれぞれ作成した比較例8では、第1セルの辺と第2セルの辺の交差角度の平均値が50度であった。このように交差角度の平均値が小さな値を有することから、比較例7および8においては、電極の交差部において、奇生容量が局所的に高い値を示す箇所が発生し、全体的な寄生容量を増加してしまうために、応答性の評価結果がDになったものと考えられる。
一方、実施例1〜24のタッチパネル用導電フィルムでは、第1セルの辺と第2セルの辺の交差角度の平均値が、80度〜88度と直角に近い高い値を示しており、電極の交差部において、奇生容量の局所的に高い値を示す箇所はなく、全体的な寄生容量を低減でき、応答性の評価結果がAになったものと考えられる。
なお、比較例1〜6では、頂点の移動許容値Rが0μmであるので、第1セルC1を形成する三角形の外心がそのまま第2セルC2の頂点として使用されており、第1セルの辺と第2セルの辺の交差角度は、いずれも90度となるので、応答性の評価結果がAとなっている。
特に、実施例1〜19のように、第1メッシュパターンM1Aの第1セルC1を形成する際に隙間なく配置される正三角形Tの一辺の長さL0が500〜900μmであれば、頂点の移動許容値Rを50〜250μmの範囲内で適宜選択することによって、解像度の異なる各種の液晶表示装置に共通して使用しても、モアレおよびノイズが認められない優れたレベルに改善したタッチパネル用導電フィルムを製造することができる。
第2導電層、11 第1電極、11A 第1ダミー電極、12 第1周辺配線、13 第1外部接続端子、14 第1コネクタ部、15 第1金属細線、21 第2電極、22
第2周辺配線、23 第2外部接続端子、24 第2コネクタ部、25 第2金属細線、31,34,34A,34B 円、32,32A,32B 三角形、33,33A,33B 外接円、35 多角形、S1 アクティブエリア、S2 周辺領域、D1 第1の方向、D2 第2の方向、C1 第1セル、M1,M1A 第1メッシュパターン、C2
第2セル、M2,M2A 第2メッシュパターン、T 正三角形、A,B 頂点、L0
正三角形の一辺の長さ、L1 頂点間距離、La 頂点間距離の平均、R 頂点の移動許容値、E,EA,EB 外心、F,FA,FB 任意の点、W 重複部分。
Claims (20)
- 多数の多角形状の第1セルにより構成された第1メッシュパターンに沿って第1金属細線が配置されている第1導電層と、多数の多角形状の第2セルにより構成された第2メッシュパターンに沿って第2金属細線が配置されている第2導電層とが、透明なアクティブエリア内に重なって配置され且つ前記第1メッシュパターンおよび前記第2メッシュパターンの少なくとも一方がランダムなパターンであるタッチパネル用導電フィルムのメッシュパターン設計方法であって、
前記アクティブエリア内に任意の形状の多数の多角形を隙間なく配置する第1工程と、
それぞれの前記多角形の外心を求める第2工程と、
それぞれの前記多角形に対して前記外心から前記多角形の外接円の半径の1/2以内の距離にある1つの任意の点を配置する第3工程と、
前記多数の多角形のそれぞれの辺に対して前記辺を共有する2つの前記多角形に対応する2つの前記任意の点を互いに接続することにより前記多数の第2セルを形成する第4工程と、
前記多数の多角形を利用して前記多数の第1セルを形成する第5工程と
を備え、前記第1工程においてランダムな形状の前記多数の多角形を配置する、および/または、前記第3工程において前記任意の点をランダムに配置することを特徴とするタッチパネル用導電フィルムのメッシュパターン設計方法。 - 前記第1工程で配置される前記多数の多角形は、多数の三角形からなる請求項1に記載のタッチパネル用導電フィルムのメッシュパターン設計方法。
- 前記第1工程で配置される前記多数の三角形は、ランダムな形状を有する請求項2に記載のタッチパネル用導電フィルムのメッシュパターン設計方法。
- 前記第1工程で配置される前記多数の多角形は、それぞれ、頂点間距離の平均値が300〜900μm、任意の頂点間距離と頂点間距離の平均値との差分の最大値が50〜500μmであるランダムな多角形状を有する請求項2または3に記載のタッチパネル用導電フィルムのメッシュパターン設計方法。
- 前記第1金属細線および前記第2金属細線の線幅を決定する工程をさらに含み、
前記第1金属細線および前記第2金属細線の線幅が1μm以上3μm以下に設定され、
前記第1工程で配置される前記多数の多角形は、それぞれ、頂点間距離の平均値が500〜900μm、任意の頂点間距離と頂点間距離の平均値との差分の最大値が100〜500μmであるランダムな多角形状を有する請求項2または3に記載のタッチパネル用導電フィルムのメッシュパターン設計方法。 - 前記第1工程で配置される前記多数の多角形は、それぞれ、一辺の長さが300〜900μmの正多角形の各頂点を移動許容値25〜250μmの範囲内で移動させることにより形成されたものである請求項4に記載のタッチパネル用導電フィルムのメッシュパターン設計方法。
- 前記第3工程でそれぞれの前記三角形に対して配置される前記任意の点は、前記三角形の外心と一致する請求項2〜6のいずれか一項に記載のタッチパネル用導電フィルムのメッシュパターン設計方法。
- 前記第5工程で形成される前記多数の第1セルは、前記第1工程で配置された前記多数の三角形をそのまま用いたものである請求項2〜7のいずれか一項に記載のタッチパネル用導電フィルムのメッシュパターン設計方法。
- 前記第5工程で形成される前記多数の第1セルのうち少なくとも1つの第1セルは、前記第1工程で配置された前記多数の三角形のうち隣接する複数の三角形の少なくとも一部を結合して4つ以上の頂点を有する多角形としたものである請求項2〜7のいずれか一項に記載のタッチパネル用導電フィルムのメッシュパターン設計方法。
- 前記第1金属細線および前記第2金属細線の線幅を決定する工程をさらに含み、
前記第5工程は、決定された前記第1金属細線および前記第2金属細線の線幅に対して前記アクティブエリア内における前記第1メッシュパターンの開口率と前記第2メッシュパターンの開口率との差が1.0%以下になるように前記多数の第1セルを形成する請求項2〜9のいずれか一項に記載のタッチパネル用導電フィルムのメッシュパターン設計方法。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載のタッチパネル用導電フィルムのメッシュパターン設計方法により設計された前記第1メッシュパターンおよび前記第2メッシュパターンをそれぞれ有し且つ前記第1金属細線からなる前記第1導電層と前記第2金属細線からなる前記第2導電層とを透明なアクティブエリア内に重ねて配置することを特徴とするタッチパネル用導電フィルムの製造方法。
- 多数の多角形状の第1セルにより構成された第1メッシュパターンに沿って第1金属細線が配置されている第1導電層と、多数の多角形状の第2セルにより構成された第2メッシュパターンに沿って第2金属細線が配置されている第2導電層とが、透明なアクティブエリア内に重なって配置されたタッチパネル用導電フィルムであって、
前記多数の第2セルは、ランダムな形状を有し、
前記アクティブエリアに垂直な方向から見た場合に、前記多数の第2セルのそれぞれは、多くても1つの前記第1セルの頂点を内部に含み、
前記第1セルの辺と前記第2セルの辺とが前記アクティブエリア内における平均値で75度以上90度以下の角度で交差することを特徴とするタッチパネル用導電フィルム。 - 前記多数の第1セルは、前記アクティブエリア内に隙間なく配置された多数の多角形により構成されている請求項12に記載のタッチパネル用導電フィルム。
- 前記多数の多角形は、多数の三角形からなる請求項13に記載のタッチパネル用導電フィルム。
- 前記多数の多角形は、ランダムな形状を有する請求項13または14に記載のタッチパネル用導電フィルム。
- 前記多数の第1セルは、それぞれ、頂点間距離の平均値が300〜900μm、任意の頂点間距離と頂点間距離の平均値との差分の最大値が50〜500μmであるランダムな多角形状を有する請求項13〜15のいずれか一項に記載のタッチパネル用導電フィルム。
- 前記アクティブエリア内における前記第1メッシュパターンの開口率と前記第2メッシュパターンの開口率との差が1.0%以下である請求項13〜16のいずれか一項に記載のタッチパネル用導電フィルム。
- 前記第1金属細線および前記第2金属細線の線幅が1μm以上で且つ3μm以下である請求項13〜17のいずれか一項に記載のタッチパネル用導電フィルム。
- 前記多数の第1セルは、それぞれ、頂点間距離の平均値が500〜900μm、任意の頂点間距離と頂点間距離の平均値との差分の最大値が100〜500μmであるランダムな多角形状を有する請求項18に記載のタッチパネル用導電フィルム。
- 前記第1導電層は、互いに間隔を隔てて配列された複数の第1電極と、前記複数の第1電極の間にそれぞれ配置され且つ前記複数の第1電極から絶縁された複数の第1ダミー電極を少なくとも含み、
前記第2導電層は、前記複数の第1電極に交差させ、かつ、互いに間隔を隔てて配列された複数の第2電極と、前記複数の第2電極の間にそれぞれ配置され且つ前記複数の第2電極から絶縁された複数の第2ダミー電極を少なくとも含み、
前記複数の第1電極と前記複数の第2電極は互いに絶縁された状態で配置されている請求項12〜19のいずれか一項に記載のタッチパネル用導電フィルム。
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