JP7015271B2 - 導電性部材、導電性フィルム、これを備える表示装置、タッチパネル、導電性部材の配線パターンの作製方法、及び導電性フィルムの配線パターンの作製方法 - Google Patents
導電性部材、導電性フィルム、これを備える表示装置、タッチパネル、導電性部材の配線パターンの作製方法、及び導電性フィルムの配線パターンの作製方法 Download PDFInfo
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Description
これらの導電性フィルムでは、メッシュパターンと、ディスプレイの画素配列パターンとの干渉によるモアレの視認が問題となる。ここで、ディスプレイの画素配列パターンとは、例えば、R(赤)G(緑)B(青)カラーフィルタの配列パターン、もしくはその反転パターンであるブラックマトリックス(Black Matrix:以下、BMともいう)パターンということができる。モアレの視認の問題としては、即ち、従来から等ピッチの配線パターンを画素配列パターンに重畳した場合に規則的なモアレが目立つことが知られており、問題となっている。このため、モアレ(特に、規則的なモアレ)が視認されない、もしくは視認され難いメッシュパターンを持つ種々の導電性フィルムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献2は、透明基材を通して両面の配線パターンを見たときの低視認性を向上できるとしている。
また、特許文献2では、透明基材の両面に2本1組の平行線を複数組配置した配線パターンを開示しているが、透明基材を通して両面の配線パターンを見たときの低視認性を向上するための配線パターンを開示しているだけで、モアレを含む画質についても、画質の視野角(観察角)依存性についても、全く考慮していないし、言及していない。
また、非等ピッチの配線パターンにおけるモアレの評価値は、複数の直線である金属細線で構成され、所定本数の金属細線の繰返しピッチが非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおけるモアレの評価値より小さく、モアレ評価値は、非等ピッチの配線パターン、及び等ピッチの配線パターンの透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分と、画素配列パターンの輝度又は透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分とから算出されるモアレの各周波数成分に、人間の視覚応答特性を作用させて得られたモアレの各周波数成分の強度の総和であることが好ましい。
k≦log(0.238/0.138)/0.1
VTF=1
k>log(0.238/0.138)/0.1
VTF=5.05e-0.138k(1-e0.1k) …(1)
k=πdu/180
ここで、logは自然対数であり、kは、立体角で定義される空間周波数(cycle/deg)であり、uは、長さで定義される空間周波数(cycle/mm)であり、dは、100mm~1000mmの範囲内の観察距離(mm)である。
また、モアレ評価値をIとする時、モアレ評価値Iは、モアレの各周波数成分の強度から下記式(2)により導出されるものであることが好ましい。
I=(Σ(R[i])x)1/x …(2)
ここで、R[i]はモアレのi番目の周波数成分の強度であり、次数xは、1~4の何れかの値である。
また、次数xは、2であることが好ましい。
また、モアレ評価値は、モアレの各周波数成分の強度の非線形和により導出されるものであることが好ましい。
また、モアレ評価値は、画素配列パターンの周波数0と配線パターンの各周波数成分とから算出されるモアレの周波数成分をも含むことが好ましい。
また、非等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きいモアレの周波数成分の周波数は、複数の直線である金属細線で構成され、所定本数の金属細線の繰返しピッチが非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きいモアレの周波数成分の周波数より大きいことが好ましい。
また、複数の直線である金属細線で構成され、所定本数の金属細線の繰返しピッチが非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きいモアレの周波数成分の周波数以下において、非等ピッチの配線パターンのモアレ評価値は、等ピッチの配線パターンのモアレ評価値より小さく、モアレ評価値は、非等ピッチの配線パターン、及び等ピッチの配線パターンの透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分と、画素配列パターンの輝度、又は透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分とから算出されるモアレの各周波数成分に、人間の視覚応答特性を作用させて得られたモアレの各周波数成分の強度の総和であることが好ましい。
また、非等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きいモアレの周波数成分の原因となる非等ピッチの配線パターンの周波数成分の強度は、複数の直線である金属細線で構成され、所定本数の金属細線の繰返しピッチが非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きいモアレの周波数成分の原因となる等ピッチの配線パターンの周波数成分の強度より小さいことが好ましい。
また、複数の直線である金属細線で構成され、所定本数の金属細線の繰返しピッチが非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きいモアレの周波数成分の原因となる等ピッチの配線パターンの周波数成分の周波数において、非等ピッチの配線パターンの周波数成分の強度は、等ピッチの配線パターンの周波数成分の強度より小さいことが好ましい。
条件1:ピッチpが(N-d)*T<p<(N+d)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.5-d)*T<p<(N+0.5+d)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
条件2:ピッチpが(N+0.25-d)*T<p<(N+0.25+d)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.75-d)*T<p<(N+0.75+d)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
ここで、Tは、複数の直線である金属細線で構成され、所定本数の金属細線の繰返しピッチが非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きいモアレの周波数成分の原因となる等ピッチの配線パターンの周波数成分の周波数をFとして1/Fで与えられる周期であり、Nは、0、又は正の整数であって、かつ等ピッチの配線パターンのピッチをPAとして(n*PA/T)以下の整数であり、dは、0.025~0.25の範囲の何れかの値である。
条件1:ピッチpが(N-d)*T<p<(N+d)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.5-d)*T<p<(N+0.5+d)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
条件2:ピッチpが(N+0.25-d)*T<p<(N+0.25+d)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.75-d)*T<p<(N+0.75+d)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
ここで、Tは、金属細線1、金属細線2、・・・、及び金属細線nのいずれかの金属細線のみから成る配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きいモアレの周波数成分の原因となる金属細線の配線パターンの周波数成分の周波数をFとして1/Fで与えられる周期であり、Nは、0、又は正の整数であって、かつ複数の直線である金属細線で構成され、所定本数の金属細線の繰返しピッチが非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンのピッチをPAとして(n*PA/T)以下の整数であり、dは、0.025~0.25の範囲の何れかの値である。
また、画素配列パターンは、ブラックマトリックスパターンであることが好ましい。
また、所定本数は、16本以下であることが好ましい。
また、配線部は、線配線を2方向に重畳したメッシュ状の配線パターンを有し、且つ、全ての複数の金属細線が直線であることが好ましい。
また、線配線を2方向に重畳したメッシュ状の配線パターンは、左右非対称な配線パターンであることが好ましい。
また、2方向の線配線の成す角度は、40°~140°であることが好ましい。
また、2方向以上に重畳した線配線の内、少なくとも1方向の線配線における平均のピッチは、30μm~600μmであることが好ましい。
更には、平均のピッチは、300μm以下であることがより好ましい。
また、配線部は、2方向以上の線配線の内、少なくとも1方向の線配線における平均のピッチが、他の少なくとも1方向の線配線における平均のピッチと同じ配線パターンを有しても良いが、異なる配線パターンを有しても良い。
また、2方向以上の線配線の内、平均のピッチが最も狭い方向の線配線の配線パターンが非等ピッチの配線パターンであることが好ましい。
ここで、表示ユニットは、有機ELディスプレイ(OELD)であり、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)の内、少なくとも2つの色の画素配列パターンが異なることが好ましい。
また、上記目的を達成するために、本発明の第6の態様に係るタッチパネルは、本発明の第1、又は第2の態様に係る導電性部材、もしくは第3、又は第4の態様に係る導電性フィルムを用いたものである。
本発明においては、複数の金属細線からなる配線部を少なくとも有するものを導電性部材と定義し、その中で透明基体を備えるものを導電性フィルムと定義する。即ち、本発明の導電性部材は、直接表示ユニット上に配置する場合、又は直接表示ユニットの画素配列上に配置する場合などに用いられる透明基体を有さないものも、透明基体を備える導電性フィルムも含むものである。したがって、本発明は、複数の金属細線からなる配線パターンを特徴とし、透明基体に関係なく、透明基体を規定しない導電性部材においても、透明基体を備える導電性フィルムにおいても、金属細線からなる特徴的な配線パターンそのものに関わるものである。以下では、本発明を、透明基体を有する導電性フィルムについて主に説明するが、本発明の特徴は、複数の金属細線からなる配線パターンにあるので、その説明は、上位概念である導電性部材に関わるものであることは勿論である。ここで、本発明の導電性部材は、センサ部材と呼ぶことができるものである。
なお、対象とする表示装置は、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)やプラズマディスプレイ(PDP:Plasma Display Panel)、有機ELディスプレイ(OELD:Organic Electro-Luminescence Display)、又は無機ELディスプレイ等のいずれであっても良い。
なお、本発明の導電性部材、及び導電性フィルムの配線部の特徴は、少なくとも1方向で2層以上の配線層を有し、1層の配線層において平行に配列される2本以上の金属細線を連続配置した配線パターンであって、2層以上の配線層において平行に配列される複数の金属細線からなる直線配線を2方向以上に重畳した配線パターンを有することであるということもできる。
また、本発明の導電性部材、及び導電性フィルムの配線部の配線パターンは、2層以上の配線層の各配線層の配線パターンを重畳した配線パターンであり、導電性部材、及び導電性フィルムの正面観察時(正面視)においても、斜め観察時においても、そのまま、又は透明基体を通して観察される配線パターンは、モアレの発生が低減された配線パターンである。
なお、本発明は、「2方向以上の直線配線を重畳した配線パターンであって、少なくとも1方向で2層以上の配線層を有し、1層に配線を2本以上連続配置した配線パターン」を持つ導電性部材、及び導電性フィルムを提示するものであるということもできる。
このような配線パターンによって、各層に交互に配線を配置した配線パターンと比べて、斜め観察時のモアレ発生を低減することができる。
また、本発明の対象となる表示装置のディスプレイは、高解像度スマートフォン、又はタブレット端末等のように、発光強度の高いディスプレイであっても良いし、低解像度のデスクトップパソコン、又はテレビ(TV)等のように、発光強度の低いディスプレイであっても良いし、中解像度ノートブック等のように、発光強度の中程度のディスプレイであっても良い。
図1、及び図2に示すように、本実施形態の導電性フィルム10は、表示装置の表示ユニット上に設置されるもので、表示ユニットの画素配列に対してモアレの発生の抑止の点で優れた配線パターン、特に、画素配列パターンに重畳した際に画素配列パターンに対してモアレの視認性の点で最適化された配線パターンを持つ導電性フィルムである。
なお、本段落から後述の本発明の導電性フィルムが適用される表示装置の説明が終了する段落までの、本発明の導電性フィルム、及び本発明の導電性フィルムが適用される表示装置の構成の説明においては、導電性フィルムの配線部の正面視の配線パターンが「少なくとも1方向の直線配線において、所定本数の金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、所定本数のそれぞれの金属細線のピッチが非等ピッチである非等ピッチの配線パターン」であることを前提に説明するが、後ほど、詳細に説明するように、本発明の導電性フィルムの配線部の特徴である「2層以上の配線層を有し、少なくとも1方向で、1層の配線層に配線を2本以上連続配置した配線パターンを有する」ことによる斜め観察時のモアレ発生の低減の効果は、正面視の配線パターンの非等ピッチか等ピッチかに関係無く有効であるため、正面視の配線パターンが等ピッチである構成も本発明に含むことはもちろんである。
なお、以下では、第1サブ配線部16aと第2サブ配線部16bとを合わせて配線部16という。
また、第1接着層18a及び第2接着層18bを総称する際には単に接着層18といい、第1保護層20a及び第2保護層20bを総称する際には単に保護層20という。
なお、導電性フィルム10は、少なくとも透明基体12と第1サブ配線部16aと第2サブ配線部16bを有していれば良く、図示していないが、透明基体12と第1サブ配線部16aとの間、又は、透明基体12と第2サブ配線部16bとの間に密着強化層、及び/又は下塗層等の機能層を設けても良い。
本発明において、「透明」とは、光透過率が、波長400~800nmの可視光波長域において、少なくとも30%以上のことであり、好ましくは50%以上であり、より好ましくは70%以上、さらにより好ましくは90%以上のことである。光透過率は、JIS K 7375:2008に規定される「プラスチック--全光線透過率および全光線反射率の求め方」を用いて測定されるものである。
また、透明基体12の全光線透過率は、30%~100%であることが好ましい。全光透過率は、例えば、JIS K 7375:2008に規定される「プラスチック--全光線透過率および全光線反射率の求め方」を用いて測定されるものである。
金属細線14は、導電性の高い金属製の細線であれば特に制限的ではなく、例えば、金(Au)、銀(Ag)、又は銅(Cu)の線材等からなるものを挙げることができる。金属細線14の線幅は、視認性の点からは細い方が好ましいが、例えば、30μm以下であれば良い。なお、タッチパネル用途では、金属細線14の線幅は0.1μm以上15μm以下が好ましく、1μm以上9μm以下がより好ましく、1μm以上7μm以下がさらに好ましい。さらに、1μm以上4μm以下が特に好ましい。
サブ配線部16aは、図2に示されるように、本発明の導電性フィルム10の正面視(正面観察)において、所定角度で交差する2方向において平行に配列される複数の金属細線14からなり、複数の金属細線14がメッシュ状に配列されたメッシュ状の配線パターン24aを有する配線層28aからなる。また、同様に、サブ配線部16bは、複数の金属細線14がメッシュ状に配列されたメッシュ状の配線パターン24bを有する配線層28bからなる。また、配線部16は、配線層28a及び配線層28bからなり、本発明の導電性フィルム10の正面視(正面観察)において、複数の金属細線14がメッシュ状に配列されたメッシュ状の配線パターン24を有する。なお、本発明の説明では、本発明の導電性フィルム10の正面視(正面観察)とは、図1に示す導電性フィルム10の配線部16(サブ配線部16a,サブ配線部16b)をその垂直上方から視て観察することを言い、透明基体12に対して、サブ配線部16aの側を上側と言い、サブ配線部16bの側を下側と言う。
また、サブ配線部16bは、透明基体12の下側の配線層28bからなり、図3Bに点線で示すように、所定角度で交差する2方向においてそれぞれ平行な2本の金属細線14をそれぞれ連続配置した直線配線21a2、及び21b2を重畳したメッシュ状の配線パターン24bを有する。
即ち、配線パターン25aは、正面視において、図3Aに実線で示す所定角度で交差する2方向においてそれぞれ平行に連続配置される2本の金属細線14からなる21a1、及び21b1と、図3Bに点線で示す同じ2方向においてそれぞれ平行に連続配置される2本の金属細線14からなる直線配線21a2、及び21b2とを重畳したものである。ここで、直線配線21a1、及び21b1は、透明基体12の上側の配線層に配置され、上側のメッシュ状の配線パターン24aを構成する。直線配線21a2、及び21b2は、透明基体12の下側の配線層に配置され、下側のメッシュ状の配線パターン24bを構成する。このため、本発明の第1実施例のメッシュ状の配線パターン25aは、正面視において、上側のメッシュ状の配線パターン24aと、下側のメッシュ状の配線パターン24bとを重畳した配線パターン24であるということができる。
なお、図2、図3A、及び図3B等を含む本発明を説明する図面においては、実線は、2本連続配置した金属細線14からなる直線配線21a1、及び21b1(配線パターン24a)が透明基体12の上側にあることを示し、点線は、2本連続配置した金属細線14からなる直線配線21a2、及び21b2(配線パターン24b)が透明基体12の下側にあることを示す。
また、連続配置される金属細線の本数は、2本以上であれば、特に制限的ではない。
本発明では、図4Aに示す直線配線21aによる配線パターン23a、及び図4Bに示す直線配線21bによる配線パターン23bは、共に、正面視において、1方向で平行に配列される2本以上の金属細線を連続配置した配線パターンである。また、図4Aに示す直線配線21aによる配線パターン23a、及び図4Bに示す直線配線21bによる配線パターン23bは、正面視において、それぞれいずれも4本の金属細線14の繰返しピッチPraとPrbとを有し、それぞれの繰返しピッチPraとPrbとは、等ピッチ(PraとPrbとが一定値)であり、直線配線21aの4本のそれぞれの金属細線14のピッチP1a、P2a、P3a、及びP4aは非等ピッチ(P1a、P2a、P3a、及びP4aの内、少なくとも2つのピッチが異なる)である非等ピッチの配線パターンである。同時に、直線配線21bの4本のそれぞれの金属細線14のピッチP1b、P2b、P3b、及びP4bは非等ピッチ(P1b、P2b、P3b、及びP4bの内、少なくとも2つのピッチが異なる)である非等ピッチの配線パターンである。また、直線配線21aと21bの4本の金属細線14のそれぞれの繰返しピッチPraとPrbとは同じ(Pra=Prb)であり、直線配線21aと21bの4本のそれぞれの金属細線14のピッチも同じ(P1a=P1bかつP2a=P2bかつP3a=P3bかつP4a=P4b)である。
したがって、メッシュ状の配線パターン25aは、正面視において互いに所定の角度が保存され、ピッチ(従って、サイズ)が異なる複数種類の平行四辺形の形状を持つ開口部22が所定の角度をなす2方向に複数個連続して繋がった配線パターンということができる。
非等ピッチにできる金属細線14の最小の本数は2本であるため、所定本数は2本以上である。また、所定本数は64本以下であることが好ましく、32本以下であることがより好ましく、16本以下であることが更に好ましい。特に好ましい所定本数は2本以上8本以下である。その理由は、後で説明する通り、非等ピッチにする所定本数を増やす程、直線配線21の最小周波数が低くなり直線配線21自体が視認され易くなるためである。また、所定本数を増やす程、直線配線21の周波数成分が細かく広がるため、その結果、細かく多数のモアレ成分が発生してしまい、どのように所定本数の金属細線14のピッチを最適化しても、多数のモアレの全てを画素配列パターンの各周波数成分から遠ざけることが困難と考えられるためである。なお、本発明においては、所定本数の金属細線14の全てのピッチが異なる必要はなく、所定本数の金属細線14の内、少なくとも2本の金属細線のピッチが異なれば良い。
この場合でも、少なくとも1方向で、非等ピッチの配線パターンは、1層の配線層に平行に配列される2本以上の金属細線14を連続配置した配線パターンである必要があるのは勿論である。
図2に示す正面観察時の配線パターン25aでは、繰返しピッチが等しい直線配線21a、及び21bを2方向に重畳しているが、本発明は、これに限定されず、繰返しピッチが異なる直線配線を2方向以上に重畳しても良い。ここで、直線配線を2方向に重畳した配線パターンにおいて、図2に示す例のように、正面観察時、2方向の繰返しピッチが等しい場合には、この繰返しピッチの単位で菱形になり、2方向の繰返しピッチが異なる場合には、この繰返しピッチの単位で平行四辺形になる。
この場合でも、非等ピッチの配線パターン23aは、1層の配線層に平行に配列される2本以上の金属細線14を連続配置した配線パターンである必要があるのは勿論である。
また、図5、図6に示すように、等ピッチの配線パターン23cも、1層の配線層に平行に配列される2本以上の金属細線14を連続配置した配線パターンであってもよい。詳細は後述するが、非等ピッチの配線パターンのみでなく等ピッチの配線パターンにおいても、1層の配線層に平行に配列される2本以上の金属細線を連続配置した配線パターンとすることで、各層に交互に配線を配置した配線パターンと比べて、斜め観察時のモアレ発生を低減することができる。従って、図6に示すように、等ピッチの配線パターン23cも、1層の配線層に平行に配列される2本以上の金属細線14を連続配置した配線パターンとしてもよい。
なお、所定本数の金属細線14の繰返しピッチは等ピッチであり、所定本数の金属細線14のピッチは非等ピッチである方向が異なる直線配線21の数は、重畳される方向が異なる直線配線の方向の数以下であるのは、勿論であるが、重畳される方向が異なる直線配線の方向の数と等しいことが好ましい。つまり、重畳される全ての方向の直線配線21において所定本数の金属細線14の繰返しピッチは等ピッチであり、所定本数の金属細線14のピッチは非等ピッチであることが好ましい。その理由は、後で説明する通り、それぞれの方向の直線配線21において、所定本数の金属細線14のそれぞれを、モアレを発生してしまう周波数成分を打ち消し合うように非等ピッチにすることによって、等ピッチにするよりもモアレを低減できるため、全ての方向の直線配線21においてモアレを発生してしまう周波数成分を打ち消し合うように非等ピッチにしてモアレ低減することが好ましいためである。また本発明においては、非等ピッチにする所定本数の金属細線14の繰返しピッチ、それぞれの金属細線14のピッチ、および所定本数は、全ての方向で同じでも良いし、それぞれの方向で異なっても良い。
また、所定本数の繰返しピッチのばらつきとしては、±20%以内が好ましく、±10%以内がより好ましく、±5%以内が更に好ましい。
また、このような最適化された配線パターンに含まれる配線パターン24、及び25bには、開口部22を構成する金属細線14の辺(直線配線21)に、断線(ブレーク)が入っていてもよいし、後述するダミー電極部、又は電極内ダミーパターン部のように電気的絶縁性を形成する為に断線(ブレーク)によって金属細線14が途中で切れていても良い。なお、非等ピッチの配線パターンの直線配線21aに重畳する図5に示す等ピッチの直線配線21cにおいても開口部22を構成する金属細線14の辺に断線(ブレーク)が入っていても良いし、金属細線14が途中で切れていても良いのは勿論である。このようなブレーク(断線部)のあるメッシュ状配線パターンの形状としては、本出願人の出願に係る特許6001089号、又はWO2013/094729に記載の導電性フィルムのメッシュ状配線パターンの形状を適用することができる。
上述した例においては、第1保護層20aは、第1接着層18aによって配線層28aに、第2保護層20bは、第2接着層18bによって配線層28bの略全面に接着されているが、本発明はこれに限定されず、保護層は、配線層の配線部の金属細線を被覆して保護できれば、両者を接着する必要は必ずしもなく、接着層は無くても良い。また、第1保護層20a及び、又は第2保護層20bが無くてもよい。
ここで、接着層18(第1接着層18a及び第2接着層18b)の材料としては、ウェットラミネート接着剤、ドライラミネート接着剤、又はホットメルト接着剤等が挙げられるが、第1接着層18aの材質と第2接着層18bの材質とは、同一であってもよいし、異なってもよい。
また、保護層20(第1保護層20a及び第2保護層20b)は、透明基体12と同様に、樹脂、ガラス、シリコンを含む透光性が高い材料からなるが、第1保護層20aの材質と第2保護層20bの材質とは、同一であってもよいし、異なってもよい。
ここで、本明細書における屈折率は、波長589.3nm(ナトリウムのD線)の光における屈折率を意味し、例えば樹脂では、国際標準規格であるISO 14782:1999(JIS K 7105に対応)で定義される。また、第1保護層20aに対する透明基体12の相対屈折率nr1は、nr1=(n1/n0)で定義され、第2保護層20bに対する透明基体12の相対屈折率nr2は、nr2=(n2/n0)で定義される。
ここで、相対屈折率nr1及び相対屈折率nr2は、0.86以上1.15以下の範囲にあればよく、より好ましくは、0.91以上1.08以下である。
なお、相対屈折率nr1及び相対屈折率nr2の範囲をこの範囲に限定して、透明基体12と保護層20(20a、20b)との部材間の光の透過率を制御することにより、モアレの視認性をより向上させ、改善することができる。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る導電性フィルムの一例を示す模式的部分断面図である。なお、図7に示す本発明の第2の実施形態の導電性フィルムの配線パターンの平面図は、図2、又は図5に示す配線パターンの平面図と同様であるので、ここでは省略する。
本実施形態の導電性フィルム11においては、透明基体12の一方(図7の上側)の面にも、透明基体12の他方(図7の下側)の面に形成されている第2電極部17bの複数の金属細線14に対応する複数の金属細線14からなるダミー電極部26を形成しているので透明基体12の一方(図7の上側)の面での金属細線による散乱を制御することができ、電極視認性を改善することができる。
なお、第1、第2電極部17a、17b及びダミー電極部26は、それぞれ図1に示す導電性フィルム10の配線部16と同様の材料で同様に形成することができる。
また、第2保護層20bは、第2サブ配線部16bの第2電極部17bの金属細線14を被覆するように、第2接着層18bによって第2電極部17bからなる配線層28bの略全面に接着されている。
なお、図7に示す導電性フィルム11の第1及び第2接着層18a、及び18b、並びに第1及び第2保護層20a、及び20bは、図1に示す導電性フィルム10と同様であるので、その説明は省略する。前述通り、第1保護層20a、第2保護層20b、第1接着層18a、第2接着層18bは無くてもよい。
本実施形態の導電性フィルム11においても、上記第1サブ配線部16aにダミー電極部26を設け、また、第2サブ配線部16bにこのようなダミー電極部を設けることにより、第1サブ配線部16aの第1電極部17aと第2サブ配線部16bの第2電極部17bの各メッシュ配線を対応して配置することができるので、透明基体12の一方(例えば、図7の上側又は下側)の面での金属細線による散乱を制御することができ、電極視認性を改善することができる。なお、ここでいうダミー電極部とは、WO2013/094729に記載の非導電パターンに相当する。
ここで、第1サブ配線部16a及び/又は第2サブ配線部16bの金属細線14の少なくとも一方の全部又は一部は、少なくとも1方向において、図3A、又は図3Bに示す配線を2本以上連続配置した配線パターンを含む配線パターンであり、第1サブ配線部16aの配線パターンと第2サブ配線部16bの配線パターンとの重ね合わせによる合成配線パターンは、図2、又は図5に示す非等ピッチの配線パターン25a、又は25bを含む配線パターンである。
なお、本発明において必須となる、ディスプレイの画素配列パターンに対する配線パターンのモアレ視認性の最適化については、後述する。
本発明の導電性フィルムは、基本的に以上のように構成される。
図9にその一部を示すように、表示ユニット30には、複数の画素32がマトリクス状に配列されて所定の画素配列パターンが構成されている。1つの画素32は、3つの副画素(赤色副画素32r、緑色副画素32g及び青色副画素32b)が水平方向に配列されて構成されている。1つの副画素は垂直方向に縦長とされた長方形状とされている。画素32の水平方向の配列ピッチ(水平画素ピッチPh)と画素32の垂直方向の配列ピッチ(垂直画素ピッチPv)は略同じとされている。つまり、1つの画素32とこの1つの画素32を囲むブラックマトリクス(BM)34(パターン材)にて構成される形状(網掛けにて示す領域36を参照)は正方形となっている。また、図9に示す例では、1つの画素32のアスペクト比は1ではなく、水平方向(横)の長さ>垂直方向(縦)の長さとなっている。
なお、図9に示す表示ユニット30は、液晶パネル、プラズマパネル、有機ELパネル、無機ELパネル等の表示パネルで構成されても良く、その発光強度は、解像度に応じて異なるものであって良い。
OELDの画素パターンとしては、例えば、特開2018-198198号公報に開示されているペンタイル配列がある。本発明の導電性フィルムを組み込んだ表示装置のディスプレイとしては、ペンタイル配列のOELDでも良い。
図10に示すように、表示装置40は、カラー画像及び/又はモノクロ画像を表示可能な表示ユニット30(図9参照)と、入力面42(矢印Z1方向側)からの接触位置を検出するタッチパネル44と、表示ユニット30及びタッチパネル44を収容する筐体46とを有する。筐体46の一面(矢印Z1方向側)に設けられた大きな開口部を介して、ユーザは、タッチパネル44にアクセス可能である。
表示ユニット30の一面(矢印Z1方向側)には、接着層56を介して、導電性フィルム10が接着されている。導電性フィルム10は、他方の主面側(第2サブ配線部16b側)を表示ユニット30に対向させて、表示画面上に配置されている。
カバー部材48の材質は、例えば、ガラス、強化ガラス、又は樹脂フィルムであってもよい。カバー部材48の一面(矢印Z2方向側)を酸化珪素等でコートした状態で、導電性フィルム10の一面(矢印Z1方向側)に密着させてもよい。また、擦れ等による損傷を防止するため、導電性フィルム10及びカバー部材48を貼り合わせて構成してもよい。
本発明の導電性フィルムが適用される表示装置は、基本的に以上のように構成される。
なお、以下では重畳される2方向以上の線配線が全て直線配線である配線パターンを代表例として説明しているが、重畳される2方向以上の線配線の内、少なくとも1方向の線配線が直線配線であれば、その直線配線において本発明の「各層に配線を2本以上連続配置する」ことで、その直線配線において従来の交互配置と比べて斜め観察時のモアレ発生を低減できることは勿論である。また、その直線配線において「所定本数の配線の繰返しのピッチを等ピッチにしつつ、所定本数のそれぞれの配線のピッチを非等ピッチにする」ことで、更にモアレを低減できることは勿論である。
分かり易い説明のため1次元で考える。
まず、画素配列の発光輝度パターンをbm(x)とする。ここで、bm(x)は、位置xにおける輝度を表す。bm(x)をフーリエ級数展開すると、下記式(3)のように表すことができる。ここで、記号「*」は、掛け算を表す。また、bm(x)は、周期2* Lbの周期関数であるとして、ω1、ω2、ω3、…は、それぞれ π/Lb、2*π/Lb、3*π/Lb、…を表す。
bm(x)=A0+(a1*cos(ω1*x)+b1*sin(ω1*x)+a2*cos(ω2*x)+b2*sin(ω2*x).......) …(3)
オイラーの公式からcos(ωn*x)及びsin(ωn*x)は、それぞれ以下のように、複素数で表すことができる。ここで、iは虚数単位を表す。
cos(ωn*x)=(exp(i*ωn*x)+exp(-i*ωn*x))/2
sin(ωn*x)=(exp(i*ωn*x)-exp(-i*ωn*x))/(2*i)
したがって、上記式(3)は、下記式(4)のようになる。
bm(x)=A0+(((a1-i*b1)/2)*exp(i*ω1*x)+((a1+i*b1)/2)* exp(-i*ω1*x).... …(4)
このように、上記式(4)は、複素数で下記式(5)のように表すことができる。
bm(x) = A0+Σ(An * exp(i*ωn*x) + Bn * exp( - i*ωn*x)) …(5)
ここで、An、及びBnは、以下のように、共に複素数で共役関係になる。
An = ( an - i*bn) / 2
Bn =( an + i*bn) / 2
mesh(x) = C0 + Σ(Cm * exp(i*βm*x) + Dm* exp( - i*βm*x)) …(6)
ここで、mesh(x)は周期2* Lmの周期関数であるとしてβmは、m*π/Lmを表す。また、Cm、及びDmは、以下のように、共に複素数で共役関係になる。
Cm =(cm - i*dm) / 2
Dm =(cm + i*dm) / 2
bm(x)* mesh(x) = A0 * C0
+C0 * (Σ(An *exp(i*ωn*x)+Bn * exp( - i*ωn*x)))
+A0 * (Σ(Cm * exp(i*βm*x)+Dm * exp( - i*βm*x))
+ ΣΣ (An * exp(i*ωn*x)+Bn * exp( - i*ωn*x))
* (Cm * exp(i*βm*x) + Dm* exp( - i*βm*x)) (7)
上記式(7)において、1行目のA0 * C0は、重畳パターンの平均輝度、2行目は、配線パターンの平均透過率C0を乗じた画素配列の輝度パターンの各周波数成分、3行目は画素配列パターンの平均輝度A0を乗じた配線パターンの各周波数成分を示す。
重畳パターンのモアレは、4行目の式により与えられる。4行目の式について、一つのnとmとの組合せについて展開してみると、下記式(8)で表すことができる。
(An*exp(i*ωn*x)+Bn * exp( - i*ωn*x)) * (Cm * exp(i*βm*x)+Dm* exp( - i*βm*x))
=An * Cm * exp( i*(ωn*x +βm*x)) + Bn * Dm * exp ( - i*(ωn*x +βm*x) )
+An * Dm * exp( i*(ωn*x - βm*x)) + Bn * Cm * exp ( - i*(ωn*x - βm*x) )…(8)
また、上式のAn * Cm * exp( i*(ωn*x +βm*x))とBn * Dm * exp ( - i*(ωn*x +βm*x))、及び、An * Dm * exp( i*(ωn*x - βm*x))とBn * Cm * exp ( - i*(ωn*x - βm*x) )も、共役関係であることが分かる。
ここで、An * Cm、及びBn * Dmは、以下のように表すことができる。
An * Cm = ABS ( An * Cm ) * exp( i * θ1 )
Bn * Dm = ABS ( An * Cm ) * exp( - i * θ1 )
そうすると、上記式(8)のAn*Cm*exp( i*(ωn*x+βm*x))+ Bn*Dm* exp( - i*(ωn*x +βm*x) )は、2 * ABS ( An * Cm ) * cos(ωn*x +βm*x +θ1 )となり、実数のみで表すことができる。ここで、ABS ( An * Cm )は、複素数An * Cmの絶対値を表す。
同様にして、上記式(8)のAn*Dm*exp( i*(ωn*x-βm*x))+ Bn* Cm * exp ( - i*(ωn*x - βm*x) )は、2 * ABS ( An * Dm ) * cos(ωn*x -βm*x +θ2 )となり、実数のみで表すことができる。
結局、上記式(7)式の4行目の式について、一つのnとmの組合せについて展開してみると、下記式(9)となる。
2*ABS( An*Cm ) * cos(ωn*x +βm*x +θ1) + 2*ABS( An*Dm ) * cos(ωn*x -βm*x +θ2) …(9)
なお、ABS( An )、ABS( Bn )、ABS( Cm )、ABS( Dm )は、それぞれ、これまでの説明で分かるように、複素フーリエ級数における強度であるため、実数のフーリエ級数における強度の1/2になる(これは、複素フーリエ級数では共役関係の2つの複素数に分離するためである)。
また、上記式(8)から画素配列パターンと配線パターンとを重畳(乗算)したパターンの1次元周波数分布においては、画素配列パターンの1次元周波数分布における各周波数ωnの成分の係数An及びBnと配線パターンの1次元周波数分布における各周波数βmの成分の係数Cm及びDmの乗算値(複素数)を係数とするモアレ成分が、それぞれの周波数を加算した周波数に発生することが分かる。ここで、係数Bnの周波数を-ωn、係数Dmの周波数を-βmと見なしている。これらのモアレの内、問題となるモアレは、周波数ωn -βm(及び‐(ωn‐βm))のモアレである。人の視覚応答特性は、低周波なパターンに感度を持つため、画素配列パターンと配線パターンの、それぞれの周波数ωnおよびβmのパターンが視認されなくても、周波数ωn -βmのモアレは低周波なために視認されてしまう可能性があるためである。
ここで、図12に示す配線パターン25cの開口部22の形状は菱形とし、図12において、x方向となす角度は、26°、ピッチは、101μmの例を示している。配線パターン25の開口部22の形状が菱形の場合、2方向の直線配線の配線パターンの重畳により表すことができる。図13Aに、2方向の内の右方向の(左(上)方向に延びる右(上)方向に並ぶ)直線配線21dを示す。図13Bに、2方向の内の左方向の(右(上)方向に延びる左(上)方向に並ぶ)直線配線21eを示す。ここで、直線の配線の「方向」とは、直線の配線が並ぶ方向であり、直線に対して垂直方向を意味する。
また、図14は、図11の画素配列パターン(即ち、画素配列の輝度のパターン)の2次元周波数分布であり、各周波数成分の強度を円の面積で示している。図15は、図12の配線パターン25cの2次元周波数分布であり、各周波数成分の強度を円の面積で示している。なお、図14、及び図15の2次元周波数分布には第1象限と第2象限のみ示す。図15の第1象限の周波数成分が図12の右方向の直線配線21d、図15の第2象限の周波数成分が図12の左方向の直線配線21eの周波数成分を表している。
なお、本発明においては、表示ユニットとして、有機ELディスプレイ(OELD)のように、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)画素の内、少なくとも2つの色について画素配列パターンが異なるディスプレイの表示ユニットを用いることができる。図105に、このような有機ELディスプレイ(OELD)の表示ユニット30aの副画素RGBのいずれかの画素配列の輝度パターンの他の一例を模式的に示す。また、図106は、図105の画素配列パターン(即ち、画素配列の輝度のパターン)の2次元周波数分布であり、各周波数成分の強度を円の面積で示す。ここで、図105は、図11に対応する画素配列パターンを示し、図106は、図14に対応する2次元周波数分布を示す。
ここで、上記式(8)から分かるように、モアレ成分を正確に導出するためには、画素配列パターンの全ての周波数成分(共役関係の成分を含めて)、及び配線の全ての周波数成分について、各成分の係数(複素数)を乗算して、各成分の周波数の和の周波数にプロットする必要がある(負の周波数との和が、上記の差を算出することに相当する)。しかしながら、説明の簡易化のために省いている。図16は、画素配列パターンの2次元周波数分布の内、y周波数が0以下の領域の各成分と、配線パターンの2次元周波数分布の内、y周波数が0以上の領域で周波数0の成分を除く各成分とのモアレをプロットした図になる。
画素配列パターンと配線パターンとを重畳したパターンには上記式(7)の2行目で与えられる「配線パターンの平均透過率を乗じた画素配列の輝度パターンの各周波数成分」も含まれるが、図16では、この成分は含まれていない。具体的には、画素配列パターンの各周波数成分と配線パターンの各周波数成分との乗算値を各成分の周波数の和の周波数にプロットする際に、配線パターンの周波数0の成分(上記式(7)のC0に相当)を除いている。図16のプロットでは各モアレ成分の位相情報は必要なく強度のみ導出すれば良いため、図14の画素配列パターンの各周波数成分と図15の配線パターンの各周波数成分から簡易的に導出することができる。つまり、単純に図15の配線パターンの各周波数成分から図14の画素配列パターンの各周波数成分の周波数との差を算出して、その差の周波数に、それぞれの成分の強度の乗算値をプロットすれば良い。
図17は、図16に示す各モアレ成分に人の眼の視覚応答特性の感度を乗じた結果を示している。ここで、図17は、図16とx周波数、及びy周波数の目盛範囲が異なる。また、各成分の円の面積が表す強度も異なり、図17の方が、より大きな面積の円で、各成分がプロットされている。本発明では、人の眼の視覚応答特性の感度として、下記式(1)で表されるDooley-Shawの式(R.P.Dooley, R.Shaw: Noise Perception in Electrophotography, J.Appl.Photogr.Eng., 5, 4 (1979), pp.190-196.)を用いる。ここで、下記式(1)は、視覚伝達関数VTFとして与えられる。
k≦log(0.238/0.138)/0.1
VTF=1
k>log(0.238/0.138)/0.1
VTF=5.05e-0.138k(1-e-0.1k) …(1)
k=πdu/180
ここで、kは、立体角で定義される空間周波数(cycle/deg)であり、上記式で表される。uは、長さで定義される空間周波数(cycle/mm)であり、dは、観察距離(mm)で定義される。
図18A、及び図18Bに、VTFの例として、観察距離500mm及び観察距離750mmの例を示す。本明細書の説明においては、人の眼の視覚応答特性の感度として観察距離500mmのVTFを用いる。
このモアレは、図14の画素配列パターンの周波数分布において黒矢印で示した成分(x=22.2cycle/mm、y=44.4cycle/mm)と、図15の配線パターンの周波数分布において黒矢印で示した成分(x=21.8cycle/mm、y=44.6cycle/mm)によって発生している。
このように、画素配列パターンの周波数分布と配線パターンの周波数分布とにおいて周波数の近い成分があると人の眼に視認される低周波なモアレが発生することが分かる。
なお、図17に黒矢印で示した成分の様に、人の眼の視覚応答特性を作用させた各モアレ成分の内、最も強度の大きな成分について、以下では「モアレに寄与が最も大きいモアレの周波数成分」、また「主モアレ成分」とも呼ぶ。
まず、上記のモアレ発生の原理を踏まえて、2次元周波数空間における配線の各周波数成分と画素配列の各周波数成分との距離が遠く、その結果、人の眼に視認される低周波なモアレが少なくなるように配線の角度とピッチを検討した例を以下に示す。そして、その例において、斜め観察を想定した場合にはモアレが発生してしまうことを説明する。最後に、その理由を説明する。
まず、モアレが少なくなるように配線の角度とピッチを検討した配線パターンの一例を図19に模式的に示す。図19に、x方向となす角度27°、配線ピッチ約90μmの等ピッチの配線パターン(即ち、配線の透過率パターン)25dを示す。ここで、図19に示す配線パターン25dの開口部22の形状は菱形である。配線パターン25dの開口部22の形状が菱形であるので、2方向の直線配線21fと21gの重畳により表すことができる。図20に、2方向の内の右方向の(左方向に延びる右方向に並ぶ)直線配線21fを示す。なお、2方向の内の左方向の(右方向に延びる左方向に並ぶ)直線配線21gのみの図示は、図20と対称であるので、省略されている。
ここで、図19、及び図20に示す配線パターン25dの2方向の直線配線21fと21gは、正面観察時の直線配線であり、いずれも、透明基体12の上面と下面に交互に配置されている金属細線14からなる。したがって、図19に示す配線パターン25dにおいて金属細線14は、透明基体12の上面、及び下面に交互に配列されていると言える。
図22は、図14に示した画素配列パターンの各周波数成分と図21に示した配線パターン25dの各周波数成分とから算出したモアレ成分、つまり周波数の差を算出し、この差分の周波数に、それぞれの強度の乗算値をプロットした図である。ここで、図22は、図14、及び図21と、x周波数、及びy周波数の目盛範囲が異なり、また、各成分の円の面積と強度との関係も異なる。
図23は、図22に示す各モアレ成分に人の眼の視覚応答特性の感度を乗じた結果を示す。ここで、図23は、図22と各成分の円の面積が表す強度が異なり、図23の方が、より大きな面積の円で、各成分がプロットされている。人の眼の視覚応答特性の感度は、視覚伝達関数VTFとして与えられる上記式(1)を用いる。
ここで、図23と図17を比較すると、図23の方が人の目に視認される低周波なモアレの少ないことが分かる。即ち、図19に示す配線パターン25dは、モアレが少なくなるように配線の角度とピッチが検討された配線パターンであることが分かる。
また、図26は、図24に示す配線パターン25dtの2次元周波数空間における各周波数成分(2次元周波数分布)を示し、各周波数成分の強度を円の面積で示す。
図27は、図14に示した画素配列パターンの各周波数成分と図26に示した配線パターン25dtの各周波数成分とから算出したモアレ成分、つまり周波数の差を算出し、この差分の周波数に、それぞれの強度の乗算値をプロットした図である。
図28は、図27に示す各モアレ成分に人の眼の視覚応答特性の感度として、視覚伝達関数VTFとして与えられる上記式(1)を乗じた結果を示す。
特に、図26に示す配線パターン25dtの周波数分布において、図14に黒矢印で示した画素配列パターンの周波数成分に最も近い黒矢印で示される周波数成分は、図27、及び図28に黒矢印で示した低周波なモアレを発生させている。即ち、図26において黒矢印で示したモアレが発生する原因となる配線パターン25dtの周波数成分は、図21には無い周波数成分である。
図29に示すように配線パターンをθ、φ方向から観察する場合を考える。本例では、金属細線14の配線が透明基体12の上面と下面の2層に交互に配置されている例で考える。
図30に、観察方向を含む平面内での配線を示す。図30に示すように、θ方向から観察した場合、上面の配線に対して下面の配線の位置がd*sinθだけずれることが分かる。ここで、図30から、θ方向から観察した場合に、上面、及び下面の配線のピッチがcosθ倍だけ狭くなることが分かるが、ここでは、このピッチの変化を無視する。なぜなら、配線のピッチが全体的に狭くなったとしても、配線パターンの周波数分布が全体的に広がるだけであり、新たな周波数成分を発生してしまう理由とは無関係なためである。
ここで、基体の厚みtを30μm、配線パターンの角度αを27°、ピッチを約90μm、観察方向のθとφをそれぞれ30°と90°と想定すると、d*sinθ*sin(φ+α)は、約13μmとなり、図24に示した配線パターン25dtが得られる。図31~図34に、それぞれ透明基体12の上面の配線パターン、透明基体12の下面の配線パターン、正面観察時(図19参照)の配線パターン25d、及び斜め観察(図24参照)の配線パターン25dtにおいて、1方向の直線配線を配線の方向(つまり27°方向)に沿って見た透過率プロファイルを示す。なお、本発明において、上面は、透明基体12の上面を意味し、観察側にあることを意味し、下面は、透明基体12の下面を意味し、観察側と逆側にあることを意味する。
また、図35に、上面配線パターン、正面観察時、及び斜め観察時の配線パターンにおいて、1方向の直線配線を配線の方向(つまり27°方向)に沿って見た透過率プロファイルの各周波数成分の強度を示す。図26に示した黒矢印を図35にも示す。なお、図35には、下面配線パターンにおける1方向の直線配線の配線方向に沿って見た透過率プロファイルの各周波数成分の強度は、上面配線パターンにおける各周波数成分の強度と同様であるので、図示は省略されている。
そして、斜め観察時の配線パターン25dtは、上面の配線パターンと下面の配線パターンをずらして非等ピッチになるように重畳した配線パターンであるため、上面の配線パターンと下面の配線パターンの奇数番目の各周波数成分が完全には打ち消されずに残り、上面の配線パターン、及び下面の配線パターンと同様に多数の周波数成分を含むことが分かる。その結果、図35に黒矢印で示したように、正面観察時には打ち消されるものの、斜め観察時には打ち消されずに残った周波数成分により、モアレが発生してしまうと分かる。
なお、図29、及び、これ以降の「本発明の配線パターンの特徴まとめ」までの説明は、説明を分かり易くするため配線層の数が2層の例(透明基体の上面と下面に配線が配置された例)のみに限定する。しかしながら、ここで説明する原理は、配線層の数には依らない。後ほど、また、言及する。
図29、及び30で説明したように、配線パターンを斜めのθ、φ方向から観察すると上面の配線に対する下面の配線の位置がd*sinθ*sin(φ+α)だけずれる。ここで、d*sinθ*sin(φ+α)の式の導出は厳密ではないが、重要なことは斜め観察時に上面の配線に対する下面の配線の位置がずれてしまうことである。θ、φ方向によって種々の方向に種々の量だけずれてしまう。そして、ずれによって、重畳した配線パターンにおいて多数の周波数成分が発生してモアレが発生してしまう。本発明者は、上面の配線に対して下面の配線が種々の方向に種々の量だけずれても重畳した配線パターンによるモアレの発生を抑えるためには、重畳する前の上面の配線パターン、及び下面の配線パターンのそれぞれでモアレの少ない配線パターンにすれば良いと考えた。
そして、そのような本発明の配線パターンの上面の配線パターン、及び下面の配線パターンは、図31、及び図32のような交互の等ピッチのパターンではなく、上面、及び下面において連続する配線を含む非等ピッチのパターン、つまり重畳した配線パターンと少なくとも一部で同じピッチを含む配線パターンであることに気がついた。
図40に示す上面(又は、下面)の配線パターンの周波数分布においてモアレ発生の原因となる黒矢印で示した周波数成分の強度が、図35と比べて小さいことが分かる。その結果、上面の配線パターンと下面の配線パターンをずらして重畳した斜め観察の配線パターンも黒矢印の周波数成分の強度が小さいことが分かる。図31~図35、及び図36~図40に示す例では正面観察の配線パターン(図33、及び図38に示す)は、同じであり、かつモアレの少ない配線パターンである。
一方で、図40では正面観察の配線パターンと上面(又は下面)の配線パターンの周波数分布が近いと共に、上面(又は、下面)の配線パターンは、黒矢印の周波数成分の強度が小さい。この結果、上面の配線パターンと下面の配線パターンをずらして重畳した斜め観察の配線パターンも、正面観察の配線パターンの周波数分布と近くなると共に、黒矢印の周波数成分の強度も小さく、斜め観察でも正面観察と同様にモアレを少なくできる。
図35では、正面観察の配線パターンは、モアレの少ない配線パターンだが、上面(又は、下面)の配線パターンは、正面観察の配線パターンと周波数分布が大きく異なり、モアレが発生してしまう配線パターンになっている。一方で、図40では、上面(又は、下面)の配線パターンは、正面観察の配線パターンと周波数分布が似ており、正面観察と同様にモアレの少ない配線パターンになっている。
まとめると、上面および下面の配線パターンの一部で、正面観察の配線パターンとピッチが同じになるように配線パターンを形成すると、上面、下面の配線パターン、及びそれらを種々の方向に種々の量だけずらして重畳した斜め観察の配線パターンの周波数分布を正面観察の周波数分布と近くできると共に、上面、下面、及び斜め観察も、正面観察と同様にモアレを少なくできる。
また、図43は、図41に示す配線パターン25etの2次元周波数空間における各周波数成分(2次元周波数分布)を示し、各周波数成分の強度を円の面積で示す。
図44は、図14に示した画素配列パターンの各周波数成分と図43に示した配線パターン25etの各周波数成分とから算出したモアレ成分、つまり周波数の差を算出し、この差分の周波数に、それぞれの強度の乗算値をプロットした図である。
図45は、図44に示す各モアレ成分に人の眼の視覚応答特性の感度として、視覚伝達関数VTFとして与えられる上記式(1)を乗じた結果を示す。
図44、及び図45に示すモアレ成分は、図27、及び図28に示すモアレ成分と比較して、モアレが少ないことが分かる。
このような配線パターンの一例として、まず、図2~図4Bに記載し、既に詳細に説明した正面観察時の非等ピッチの配線パターン25aを挙げることができる。
ここで、図46に、正面観察時の非等ピッチの配線パターン25aを、透明基体12の上面、及び下面を区別せずにすべて実線で記載したものを示す。図46に示す正面観察時の非等ピッチの配線パターン25aは、角度22°、平均ピッチ約76μmで所定本数が4本(したがって、繰返しピッチは約304μm(4*76μm))の非等ピッチの配線パターンである。図46に示す配線パターン25aの右方向の直線配線21aを図47に示す。
ここで、図49、及び図50に示すモアレ成分と、図16、及び図17との比較から、図46に示す配線パターン25aは、図12に示す配線パターン25cに比べて、モアレ低減できていることが分かる。
また、図53に、図51に示す斜め観察時の配線パターン25ftの2次元周波数分布を示す。図54に、図14に示す画素配列パターンと図53に示す配線パターン25ftとのモアレ成分を示す。図55に、図54に示す各モアレ成分に上記式(1)の視覚伝達関数VTFを乗じて人の眼の視覚応答特性を作用させた結果を示す。
図53に示す斜め観察時の配線パターン25ftの2次元周波数分布は、図48に示す正面観察時の配線パターン25aの2次元周波数分布と比べて大きく異なっていることが分かる。また、図49、及び図50に示す正面観察時のモアレ成分は、斜め観察では、図54、及び図55に示すように、モアレ成分の強度が大きくなっていることが分かる。
また、図58に、図56に示す斜め観察時の配線パターン25atの2次元周波数分布を示す。図59は、図14に示す画素配列パターンと図58に示す配線パターン25atとのモアレ成分を示す。図60は、図59に示す各モアレ成分に上記式(1)の視覚伝達関数VTFを乗じて人の眼の視覚応答特性を作用させた結果を示す。
図58に示す斜め観察時の配線パターン25atの2次元周波数分布は、図48に示す正面観察時の配線パターン25aの2次元周波数分布と類似していることが分かる。また、図59、及び図60において斜め観察時の、黒矢印で示すモアレ成分は、それぞれ図49、及び図50に示す正面観察時の、黒矢印で示すモアレ成分と同様に、モアレ成分の強度が小さいことが分かる。
また、図56に示す斜め観察時の配線パターン25atについて、上面の配線パターン、下面の配線パターン、正面観察時の配線パターン25a(図46参照)、及び斜め観察時の配線パターン25at(図56参照)において、1方向の直線配線を配線の方向(つまり22°方向)に沿って見た透過率プロファイルを、それぞれ図66~図69に示す。また、図70に、上面配線パターン、正面観察時、及び斜め観察時の配線パターンにおける1方向の直線配線の配線方向に沿って見た透過率プロファイルの各周波数成分の強度を示す。図58に示した黒矢印を図70にも示す。なお、図70には、下面配線パターンにおける1方向の直線配線の配線方向に沿って見た透過率プロファイルの各周波数成分の強度は、上面配線パターンにおける各周波数成分の強度と同様であるので、図示は省略されている。
しかしながら、図61~図65に示す例では、図65に示すように、正面観察の配線パターンと上面(又は下面)の配線パターンの周波数分布が大きく異なると共に、上面(又は下面)の配線パターンは黒矢印の周波数成分の強度が大きい。この結果、図65に示すように、上面の配線パターンと下面の配線パターンをずらして重畳した斜め観察の配線パターン(25ft:図51参照)の周波数分布は、正面観察の配線パターンの周波数分布と大きく異なることなると共に、正面観察の配線パターン(25a:図46参照)では強度の小さかったモアレ(黒矢印の周波数成分によるモアレ)が斜め観察の配線パターンでは大きくなることになる。
図61~図65に示す例では、正面観察の配線パターンはモアレの少ない配線パターンだが、上面(又は下面)の配線パターンは正面観察の配線パターンと周波数分布が大きく異なりモアレが発生してしまう配線パターンになっている。
一方、図66~図70に示す例では、上面(又は下面)の配線パターンは、正面観察の配線パターン(25a)と周波数分布が似ており、正面観察の場合と同様に、モアレの少ない配線パターンになっている。
上述したモアレ発生の原理から、配線パターンの各周波数成分の周波数を画素配列パターンの各周波数成分の周波数と離れるようにできれば、人の眼に視認される低周波なモアレが発生しないことが分かる。ここでは、「所定本数の配線の繰返しのピッチを等ピッチにしつつ所定本数のそれぞれの配線のピッチを非等ピッチにする」ことでモアレの低減を達成する。なお、ここでは、説明を分かり易くするため、正面観察のみを想定して説明する。
図12で示した配線パターンを代表例として説明する。図12に示す配線パターン(配線の透過率パターン)において、1方向の直線配線、つまり右方向の直線配線21d、又は左方向の直線配線21eを配線の方向に沿って見ると、図71のようになる。図71において、4本の配線がある。これらの4本のそれぞれの配線のピッチは、当然、皆同じで101μmである。図71では4本の配線のみ示したが、この後も、配線があり、そのピッチも当然101μmである。ここで、図71において2番目の配線のみ抽出し、図72に示す。この2番目の配線は、配線4本分のピッチ404μmで繰り返される。
図73の黒矢印で示した成分が、図14の画素配列パターンの黒矢印の周波数成分に近いために、図17のように人の眼に視認される低周波なモアレが発生していた。
図74は、最適化結果の4本の配線の透過率の1次元プロファイルである。図75は、周波数分布を示す。図75から明らかなように、黒矢印で示した周波数成分の強度を小さくできていることが分かる。
また、図76、及び図77に、この例の最適化結果の配線の透過率パターンを示す。図76、及び図77に示す配線パターン25gにおいて、右方向の直線配線21l、及び左方向の直線配線21mの各々の4本の配線の繰返しピッチは、図12、及び図13と同じ404μmである。図78は、図76に示す配線パターンの2次元周波数分布であり、各周波数成分の強度を円の面積で示している。図14の画素配列パターンの周波数分布において、黒矢印で示した成分に近い成分(黒矢印で示す)の強度が図15より小さくできていることが分かる。
図79は、図14に示す画素配列パターンの各周波数成分と、図76に示す配線パターンの各周波数成分から算出したモアレ成分を示し、図80は、図79に示すモアレ成分に、上記式(1)で示す人間の眼の視覚応答特性の感度を表わす視覚伝達関数VTFを乗じた結果を示している。図17に見られるような低周波なモアレの無いことが分かる。なお、図15と図78、図16と図79、及び図17と図80は、それぞれ各成分の円の面積が表す強度の大きさが同じである。
この例の配線パターンは、「所定本数の繰返しのピッチは等間隔であること」と図79、及び図80のモアレの周波数分布のように、図16、及び図17に示すような等ピッチの配線パターンの場合のモアレの周波数分布と比べて、モアレの総和が小さくなることを特徴とする。
図73で説明したように、この例においては、非等ピッチにする本数を多くするほど最小周波数が低くなるため、配線パターンが視認される恐れがある。また、同様に、図73から分かるように、この例においては、非等ピッチにする本数を多くするほどサブ配線パターンの周波数成分が細かく多くなり、その中に、人間の眼に視認される低周波なモアレを発生してしまう周波数成分も多く含むようになるため、それらの周波数成分を打ち消し合うようなピッチの最適化が困難になると考えられる。
上面と下面のそれぞれで等ピッチの配線パターンは、例えば、図31~図35に示す例であり、また、図61~図65に示す例も、殆ど等ピッチである。これに対して、図36~図40、及び図66~図70に示す例は、上面と下面のそれぞれの配線パターンが「所定本数(2本)の配線の繰返しのピッチが等ピッチで、所定本数のそれぞれの配線のピッチが非等ピッチの配線パターン」となっており、図31~図35、及び図61~図65に示す例と比べて、モアレの少ない配線パターンになっている。この特徴は偶然ではない。本発明では、正面観察の配線パターンがモアレの少ない配線パターンであることを前提とし、この正面観察の配線パターンと似た周波数分布を持つ、上面と下面のそれぞれの配線パターンを特徴とするので、上面と下面のそれぞれの配線パターンは、等ピッチの配線パターンと比べてモアレの少ない配線パターンとなる。
以下に、本発明の配線パターンの特徴をまとめ、本発明の導電性フィルムの配線パターンの作製方法を説明する。
本発明の配線パターンの特徴をまとめると、本発明の配線パターンは、以下の特徴を有する。
・2方向以上の直線配線を重畳したメッシュ状の配線パターン、又は1方向以上の直線配線と他の1方向以上の直線配線でない線配線(例えば、曲線、又は折れ線等)とを重畳したメッシュ状の配線パターンである。
・2層以上の配線層を有する。
・少なくとも1方向の直線配線において
・連続する所定本数のそれぞれの配線の各配線層への配置は繰り返されている。
・所定本数の配線の内、連続する少なくとも2本以上の配線が1層に配置されている。
なお、図29、及び図30の説明、及び図31~図70の例は、配線層が2層の場合であるが、上記の特徴によって斜め観察時のモアレ発生を低減できる原理が2層に限定されないことは容易に理解できる。
まず、配線層が上から、1・・i・・・n番目までのn層有るとして、1番目からi番目の層までの厚みをd[i]とすると、斜め観察時の配線パターンは、1・・・・・n番目までのそれぞれの配線層の配線パターンをd[i]*sinθ*sin(φ-α)だけずらして重畳したパターンとなる。この場合に、各配線層に連続する少なくとも2本以上の配線を配置して、重畳した配線パターンと少なくとも一部で同じピッチを含むようにすると、各配線層に1本ずつ交互に配置した配線パターンと比べて各配線層の配線パターンと正面観察時の配線パターンの周波数分布を近付けることができる。その結果、各配線層の配線パターンをそれぞれd[i]*sinθ*sin(φ-α)だけずらして重畳した斜め観察時の配線パターンと正面観察時の配線パターンの周波数分布を近付けることができるため、斜め観察時のモアレ発生を低減することができる。
・少なくとも1方向の直線配線において、2本以上の配線が連続配置された各配線層の配線パターンと画素配列の輝度パターンとから導出されるモアレ成分の総和(モアレの評価値)が平均ピッチの同じ等ピッチの配線パターンと画素配列の輝度パターンとから導出されるモアレ成分の総和より小さい。
この特徴は、少なくとも1方向の直線配線において、各配線層の配線パターンがモアレの少ない配線パターンであることを意味する。
また、モアレ成分の総和、即ちモアレの評価値Iの算出方法は、過去の視覚研究において確率加算モデルの近似としてQuick等によって提唱された下記式(2)を用いることが好ましい。
I=(Σ(R[i])x)1/x …(2)
ここで、R[i]は、モアレのi番目の周波数成分の強度、即ちVTF乗算後の各モアレ成分(図17、図23、図28、図45、図50、図55、図60、及び図80参照)を示す。また、次数xは、過去の視覚研究において視覚実験結果に良くフィットする次数として提案されている1~4の範囲の何れかの値とする。代表的な次数としてQuickによって提示された次数x=2を採用する。
・少なくとも1方向の直線配線は、各配線層の配線パターンを重畳した正面観察時の配線パターンにおいて、所定本数の配線の繰返しピッチは等ピッチであり、所定本数のそれぞれの配線のピッチは非等ピッチである。
このような非等ピッチの直線配線の配線パターンにおいて、連続する2本以上の配線を1層に配置することが斜め観察時のモアレ発生の低減に特に有効になる(以下、「非等ピッチの直線配線の配線パターン」を単に「非等ピッチの配線パターン」ともいう。また「等ピッチの直線配線の配線パターン」を単に「等ピッチの配線パターン」ともいう)。
また、本発明の非等ピッチの配線パターンは、以下の特徴も有する。
・各配線層の配線パターンを重畳した正面観察時の配線パターンにおいて、モアレ成分の総和が平均ピッチの同じ等ピッチの配線パターンより小さい。
・非等ピッチ主モアレ成分の方が、等ピッチ主モアレ成分より強度が小さい。
・非等ピッチ主モアレ成分の方が、等ピッチ主モアレ成分より周波数が大きい。
・等ピッチ主モアレ成分の周波数以下の周波数範囲におけるモアレ成分の総和が、等ピッチの配線パターンより小さい。
・等ピッチ主モアレ成分の周波数におけるモアレ成分の強度が、等ピッチの配線パターンより小さい。
また、主モアレ成分が発生する原因となる配線パターンの周波数成分を主配線周波数成分と定義し、本発明の非等ピッチの配線パターンの主配線周波数成分を非等ピッチ主配線周波数成分と定義し、平均ピッチの同じ等ピッチの配線パターンの主配線周波数成分を等ピッチ主配線周波数成分と定義すると、本発明の非等ピッチの配線パターンは、以下のいずれかの特徴も有する。
・非等ピッチ主配線周波数成分の方が等ピッチ主配線周波数成分より強度が小さい。
・等ピッチ主配線周波数成分の周波数における強度が等ピッチの配線パターンより小さい。
ここで、図76に示す例は、2本の配線の繰返しピッチが殆ど等ピッチであるが、説明のため4本の配線の繰返しピッチが等ピッチと見做して説明する。まず、図12の配線パターンの主配線周波数成分(等ピッチ主配線周波数成分)の周波数は、図15の黒矢印で示した成分の周波数である。図15において黒矢印で示した成分は、周波数0に近い側から数えて5つ目の成分である。図12の配線ピッチは101μmであるので、図15の1つ目の成分の周波数は、(1000μm/101μm=)約9.9cycle/mmとなる。なお、ここで言う周波数は、配線の方向(y方向とのなす角度が26°)における周波数を表す。5つ目の成分の周波数は、(9.9cycle/mm*5=)49.5cycle/mmとなる。
本発明の図76に示す例では、この等ピッチ主配線周波数成分の周波数49.5cycle/mmにおける強度(図78の黒矢印で示した成分の強度)が小さい。このことから、配線のピッチに関する特徴が導かれる。
しかし、単にピッチに不規則性を付与したとしても、cos波の正値となる区間に属する配線と負値となる区間に属する配線との本数に偏りがある。このため、cos波を乗じて積分する結果、各配線のcos波乗算後の透過率に正負の偏りがあり十分に打ち消されずに、結果として等ピッチ主配線周波数成分の周波数における実部の絶対値の大きさは、本発明と比べて大きな値となる。
一方で、単にcos波の正値となる区間に属する本数と負値となる区間に属する本数とを概ね等しくしても、等ピッチ主配線周波数成分の周波数における強度が十分に小さくならない場合もある。つまり、等ピッチ主配線周波数成分の周波数における強度は、実部と虚部との2乗和の平方根であるため、実部だけでなく虚部も小さくする必要がある。つまり、cos波(実部に対応)のみでなく、sin波(虚部に対応)の正値となる区間に属する本数と負値となる区間に属する本数とも概ね等しくする必要がある。但し、図86~図87の例のように、各配線のピッチが、sin波の0付近の小さな値の区間にある場合には、虚数の強度への寄与が小さいため、sin波の正値となる区間に属する本数と負値となる区間に属する本数とに偏りがあったとしても、強度を増大させてしまう影響は小さい。
まとめると、本発明のように、等ピッチ主配線周波数成分の周波数における強度を十分に小さくするためには、等ピッチ主配線周波数成分の周波数のcos波、又はsin波の内、少なくとも1方(強度への寄与の大きい方)の波の正値の区間に属する配線の本数と負値の区間に属する配線の本数とを、概ね等しく(±1本以下)する必要がある。
そこで、本発明の非等ピッチの配線は、以下の特徴を有する、と言える。
・非等ピッチである配線の所定本数をnとし、それぞれの配線を配線1、配線2、……、配線nとした時に、配線1を原点としたそれぞれの配線のピッチpが、少なくとも下記の条件1、及び条件2の何れか一方を満たす。
条件2:ピッチpがN*T<p<(N+0.5)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.5)*T<p<(N+1.0)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
ここで、Tは、平均ピッチの等しい等ピッチ配線の主配線周波数成分の周期であり、等ピッチ主配線周波数成分の周波数をF(cycle/mm)として1000/F(μm)(1/F(mm))で与えられる。また、Nは、0、1、……の整数であり、平均ピッチをPAとして(n*PA/T)以下の整数である。
上記の特徴の条件2は、「sin波の正値の区間と負値の区間とに属する配線の本数が概ね等しい」特徴を示す。
なお、上記の特徴を判断するために、cos波、又はsin波の正値、又は負値の区間に属する配線の本数をカウントする際に、それぞれcos波またはsin波の0付近に位置する配線は、カウントの誤差となるため除くことが望ましい。そこで、上記の特徴を以下のように定義し直すことができる。
条件1:ピッチpが(N-d)*T<p<(N+d)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.5-d)*T<p<(N+0.5+d)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
条件2:ピッチpが(N+0.25-d)*T<p<(N+0.25+d)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.75-d)*T<p<(N+0.75+d)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
また、Nは、0、1、……の整数(0、又は正の整数)であって、かつ平均ピッチをPAとして(n*PA/T)以下の整数である。
また、dは、0.025~0.25の範囲の何れかの値である。
上記のdは、cos波、又はsin波の最大、又は最小の位置を中心とした区間の範囲を示し、dが0.25の場合、cos波、又はsin波が正値、又は負値となる区間の全範囲を示し、dが0.025の場合、cos波、又はsin波が正値、又は負値となる区間の1/10の範囲を示す。dの値が小さいほど、実部または虚部の大きさに寄与の大きい配線のみをカウントすることになる。
つまり、サブ配線パターンを画素配列パターンに重畳した際に人の眼で視認される最も大きなモアレ成分(VTF乗算後に最も強度の大きなモアレ成分)をサブ主モアレ成分と定義し、サブ主モアレ成分が発生する原因となるサブ配線パターンの周波数成分をサブ主配線周波数成分と定義すると、Tをサブ主配線周波数成分の周期として、正面観察時の配線は上記と全く同じ特徴を有する。
つまり、正面観察時の配線パターンのピッチはサブ配線パターンに含まれるモアレの原因となる各周波数成分を打ち消し合うようなピッチであるため、少なくとも最も大きなモアレの原因となるサブ主配線周波数成分に対しては上記の特徴を満たすピッチで打ち消し合うことになる。ここでサブ配線パターンの周波数成分は等ピッチの配線パターンの周波数成分の周波数を含みながらn倍細かい周波数に存在するため、当然、サブ主配線周波数成分と等ピッチ主配線周波数成分とは必ずしも一致しない。
各配線層において非等ピッチである配線の所定本数をnlとし、それぞれの配線を配線1、配線2、……、配線nlとした時に、各配線層の配線パターンにおいて、配線1を原点としたそれぞれの配線のピッチpが、少なくとも下記の条件1、及び条件2の何れか一方を満たす。
条件1:ピッチpが(N-d)*T<p<(N+d)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.5-d)*T<p<(N+0.5+d)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
条件2:ピッチpが(N+0.25-d)*T<p<(N+0.25+d)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.75-d)*T<p<(N+0.75+d)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
ここで、Tは、配線層において平均ピッチの等しい等ピッチ配線の主配線周波数成分の周期であり、この等ピッチ配線の主配線周波数成分の周波数をF(cycle/mm)として1000/F(μm)(1/F(mm))で与えられる。
また、Nは、0、1、……の整数(0、又は正の整数)であり、かつ平均ピッチをPAとして(n1*PA/T)以下の整数である。
また、dは、0.025~0.25の範囲の何れかの値である。
各配線層において非等ピッチである配線の所定本数をnlとし、それぞれの配線を配線1、配線2...配線nlとした時に、各配線層の配線パターンにおいて、配線1を原点としたそれぞれの配線のピッチpが、少なくとも下記の条件1、及び条件2の何れか一方を満たす。
条件1:ピッチpが(N-d)*T<p<(N+d)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.5-d)*T<p<(N+0.5+d)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
条件2:ピッチpが(N+0.25-d)*T<p<(N+0.25+d)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.75-d)*T<p<(N+0.75+d)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
ここで、Tは、配線層において配線1、配線2、……、配線nlのいずれかの配線のみからなるサブ配線パターンにおける主配線周波数成分(サブ主配線周波数成分)の周期であり、このサブ配線パターンの主配線周波数成分の周波数をF(cycle/mm)として1000/F(μm)(1/F(mm))で与えられる。即ち、Tは、配線1、配線2、……、配線nlのいずれかの配線のみからなるサブ配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きいモアレの周波数成分の原因となるサブ配線パターンの周波数成分の周波数をFとして1/Fで与えられる周期である。
また、Nは、0、1、……の整数(0、又は正の整数)であり、かつ平均ピッチをPAとして(n1*PA/T)以下の整数である。
また、dは、0.025~0.25の範囲の何れかの値である。
また、本発明の非等ピッチの配線パターン、及び又は、本発明の各配線層の配線パターンにおいて、非等ピッチである配線の所定本数は、16本以下にすることが望ましい。この制約も特徴と言える。
本発明の配線パターンは、正面観察時の配線パターンがモアレの少ない配線パターンである。また、本発明の配線パターンは、各配線層に配線を2本以上連続配置して、各配線層の配線パターンについて少なくとも一部で正面観察時の配線パターンと同じピッチにすることで周波数分布を近づけて、正面観察の配線パターンと同様にモアレの少ない配線パターンとして、その結果、斜め観察時の配線パターンを正面観察の配線パターンと同様にモアレの少ないものとすることを特徴とする配線パターンである。
このような本発明の配線パターンを得るための方法は問わない。単純な方法としては、正面観察時にモアレの少ない配線パターンを試行錯誤で探し、最適な正面観察時の配線パターンが得られたら、その内の2本以上の連続する配線をそれぞれ各配線層に割当てれば良い。正面観察時にモアレの少ない配線パターンを探す方法としては、まず、画素配列パターンの周波数分布を導出し、次に、配線の角度とピッチを色々変えて配線パターンの周波数分布を導出してモアレの周波数分布を導出し、人の眼で視認される低周波なモアレの少ない角度とピッチの配線パターンを探せば良い。
配線パターンの周波数分布において画素配列パターンとのモアレ成分が最も大きくなる主配線周波数成分を特定し、その成分が小さくなったかを評価すればよい。
又は、モアレの周波数分布において人の眼で視認される低周波域、例えば5cycle/mm以下の周波数域において、最も強度の大きな主モアレ成分を含む種々モアレ成分が小さくなったかを評価すればよい。
又は、VTFを乗じたモアレ周波数分布において、主モアレ成分を含む、人の眼で視認される種々モアレ成分が小さくなったかを評価すればよい。
また、既に説明した通り、配線ピッチを非等ピッチにする場合、等ピッチの配線より低い周波数成分が発生するため配線パターンが視認される恐れがある。そこで、配線ピッチを非等ピッチにすることで発生する低周波成分についても、例えば、所定本数が4本の場合、元の等ピッチの配線の最小周波数の1/4、2/4、及び3/4の周波数についてもcos波、及びsin波とピッチの関係図を作成してもよい。配線の周波数成分の内、モアレの原因となる各周波数成分、及び配線の視認性に影響する低周波成分についてcos波、及びsin波とピッチの関係図を作成し、この図を見ながら、それぞれの周波数成分が大きくならないようにピッチを調整することができる。
以上、説明した通り、人がまず正面観察時にモアレの少ない配線パターンを試行錯誤で探し、最適な正面観察時の配線パターンが得られたら、その内の2本以上の連続する配線をそれぞれ各配線層に割当てることによって本発明の配線パターンを得ることが可能である。一方で、自動で正面観察時にモアレの少ない配線パターンを得ることも可能である。また、斜め観察時のモアレも評価して、よりモアレの少ない配線パターンを得たい場合、処理量が増えて複雑になるため、自動で探す方法が望ましい。以下の実施方法では自動で得る方法を説明する。
図88に、本発明の導電性フィルムの配線パターンの作製方法のフローを示す。
なお、以下では、本発明の導電性フィルムの配線パターンとして、重畳される全方向の線配線が直線配線であることを前提に説明するが、重畳される線配線に直線配線でない線配線も含まれる場合には、直線配線でない線配線を除いた各方向の直線配線について図88のフローに従って総和モアレ値が最小となるピッチと角度を導出して配線パターンを作成すれば良い。この場合、少なくとも、直線配線でない線配線を除いた各方向の直線配線について、正面観察時においても斜め観察時においてもモアレの少ない最適な配線パターンを得ることができる。
まず、ステップS10において、ディスプレイの画素配列の輝度パターンは、予め準備しておく。画素配列の輝度パターンは、顕微鏡などで撮影した画像データでも良いし、画素配列パターンのデジタルデータに適当なぼかし関数を掛けたり、畳み込んだりして作成しても良い。ぼかし関数は、ディスプレイを撮影した画像の画素配列の輝度パターンのぼけ程度から決めることが望ましい。
なお、ここで準備する画素配列の輝度パターンは、当然、本画素配列が実際に発光する際の輝度パターンを再現するものであることが望ましい。つまり、画素配列の輝度パターンとして、顕微鏡などで撮影した画像データを用いる際、または、顕微鏡などで撮影した画像から画素配列の輝度パターンのぼかし関数を決める際には、当然、顕微鏡などの撮影系によるぼけの影響が少ないことが望ましい。つまり、本画素配列が実際に発光する際の輝度パターンの高周波成分まで十分に含めて低減せずに撮影できる系で撮影することが望ましい。撮影系によるぼけによって、撮影された画像において、画素配列の輝度パターンの高周波成分が低減されてしまう場合、その低減を補償した画像データを画素配列の輝度パターンとする、又は、補償した画像データからぼかし関数を決めることが望ましい。
また、ステップS10において、2次元周波数分布まで予め導出しておくのが良い。
次に、ステップS12において、方向iを1に設定する(i=1)。
次に、ステップS16において、以下に述べる方法で、配線パターンの正面・斜め(観察)モアレ値を算出処理する。
次に、ステップS18において、以下に述べる方法で、平均の配線ピッチ、及び角度と対応付けて、算出された正面・斜めモアレ値と各層ピッチ情報をメモリ等に記憶する。
次に、ステップS20において、取得すべき方向iの平均の配線ピッチと角度があるかどうか判断する。
取得すべき方向iの平均の配線ピッチと角度があれば(YES)、ステップS14に戻り、必要な方向iの平均の配線ピッチと角度を取得して、ステップS14~ステップS20を繰り返す。このループは平均の配線ピッチと角度を種々に変えるループを意味する。
一方、取得すべき方向iの平均の配線ピッチと角度が無い場合(NO)は、ステップS22に進む。
方向iがnでない(i≠n)場合(NO)には、ステップS24において、方向iをi+1(i=i+1)にして、ステップS14に戻り、ステップS14~ステップS20を繰り返す。
方向iがnである(i=n)場合(YES)には、ステップS26に進む。
次に、ステップS26においては、方向1の正面・斜めモアレ値、方向2の正面・斜めモアレ値、……、方向nの正面・斜めモアレ値の総和を総和モアレ値(モアレ評価値)とし、総和モアレ値が最小となる各方向iのピッチと角度を導出する。
なお、ここで、各方向iのピッチと角度を導出するとは、各方向iのピッチと角度と共に各層ピッチ情報も導出する事を意味する。
こうして、本発明の導電性フィルムの配線パターンの作製方法を終了する。
方向1の正面・斜めモアレ値+方向2の正面・斜めモアレ値+……+方向nの正面・斜めモアレ値
但し、正面・斜めモアレ算出処理において、後述する確率的な加算によってモアレ値を算出する場合は、その総和も確率的な加算によって算出することが望ましい。つまり以下の式によって総和を算出することが望ましい。
(方向1の正面・斜めモアレ値X+方向2の正面・斜めモアレ値X+……+方向nの正面・斜めモアレ値X)1/x
ここで、次数xは、正面・斜めモアレ値算出処理における確率加算の次数と同じ値にする。
(正面・斜めモアレ値算出処理の実施方法1)
図89に、本発明における正面・斜めモアレ値算出処理の実施方法1のフローを示す。
この方法は、所定本数の各配線層ピッチの情報を予め準備しておきそれらのピッチを全て評価する。
まず、所定本数の各配線層ピッチの情報を予め準備しておき、ステップS30において、所定本数の各配線層ピッチの情報を取得して、指定する。
具体的には、まず、指定された各配線層ピッチで配線の透過率パターンを作成し、2次元周波数分布を導出する。次に、画素配列パターンの2次元周波数分布、及び配線パターンの2次元周波数分布を用いて、モアレ成分を導出する。次に、モアレ成分から、モアレ評価値を導出する。
次いで、ステップS34において、モアレ評価値が記憶されているモアレ評価値より良化したら、この良化したピッチ情報を記憶する。
次に、ステップS36において、予め準備された所定本数の各配線層ピッチの情報の中で、モアレ評価値が求められていない所定本数の各配線層ピッチの情報が残っており、指定すべき所定本数の各配線層ピッチの情報がある(YES)場合には、ステップS30に戻り、ステップS30~ステップS34を繰り返す。
一方、指定すべき所定本数の各配線層ピッチの情報が無い(NO)場合には、正面・斜めモアレ値算出処理の実施方法1を終了する。
1.正面観察のモアレ値のみ導出する方法
2.各配線層のモアレ値を導出する方法
3.正面観察と斜め観察のモアレ値を導出する方法
また、概要で説明した図41のように等ピッチの配線パターンの場合と図56のように所定本数(図56では4本)で非等ピッチとなる配線パターンの場合とで正面・斜めモアレ値算出処理の方法は異なる。
これらの各方法について説明する。
なお、以下で説明する「等ピッチの配線パターン」とは正面観察時に等ピッチとなる配線パターンを意味し、「所定本数で非等ピッチとなる配線パターン」とは正面観察時に、所定本数で非等ピッチとなる配線パターンを意味する。つまり、概要で説明した図41の配線パターンは、正面観察時には図19に示される配線パターンであるため「等ピッチの配線パターン」であり、図56の配線パターンは、正面観察時には図46に示される配線パターンであるため「所定本数(図46では4本)で非等ピッチとなる配線パターン」である。
1.正面観察のモアレ値のみ導出する方法
図89に示す実施方法1の処理は不要である。図88において、それぞれの配線ピッチと角度について正面観察のモアレ値を導出すれば良い。つまり、図88のステップS14において取得された方向iの配線ピッチと角度について、ステップS16で正面観察のモアレ値を算出し、ステップS18で配線ピッチおよび角度と対応付けて、算出された正面観察のモアレ値をメモリ等に記憶すれば良い。図88のステップS18において各層ピッチ情報の記憶は不要である。またステップS26においても、総和モアレ値が最小となる各方向iのピッチと角度を導出すれば良く、各層ピッチ情報の導出は不要である。但し、図88のフローの最後に、各方向について所定本数の配線のそれぞれが各配線層に2本以上連続配置されるように割当てる必要がある。例えば、配線層が2層であり所定本数が4本の場合、例えば配線層1と配線層2にそれぞれ2本ずつ連続配置されるように4本の配線を割当てれば良い。
モアレ値の導出方法は、既に説明した通りだが、簡単に説明する。
まず、指定の配線ピッチと角度で配線の正面観察時の透過率パターンを作成し、2次元周波数分布を導出する。次に、画素配列の2次元周波数分布と配線の2次元周波数分布から正面観察時のモアレ成分を導出する。最後に、各モアレ成分にVTFを乗じた後に総和を算出して正面観察時のモアレ値とする。
ここで、VTF乗算後の各モアレ成分の強度の総和を導出する際の総和の導出方法は、後ほど説明する。
所定本数の各配線層ピッチの情報を予め準備しておき、それらのピッチを全て評価する。ここで、図88のフローで、平均の配線ピッチが種々に変更される。それぞれの平均の配線ピッチに対して、同じ各配線層ピッチ情報を使い回せるようにするため、各配線層ピッチ情報は、平均のピッチに対する比率の情報で準備しておくのが良い。例えば、配線層が2層であり、所定本数が4本の場合、以下のような情報にする。
本発明において配線層の数および各配線層への配線の配置を繰り返す所定本数は任意である。例えば、配線層が4層あり、所定本数が12本の場合、各配線層ピッチ情報は、以下の表2のようになる。表2において、各配線層ピッチ1が従来の配線パターンのピッチ組合せを示している。
各配線層ピッチの組み合わせにおいて、以下のようにして、モアレ評価値を算出する。表1の各配線層ピッチ2の場合、配線層1においてピッチ(比率)が0、3、4、7、8、………に配線1と配線3が配置され、配線層2においてピッチ(比率)が1、2、5、6、………に配線2と配線4が配置される。例えば、平均ピッチが200μmの場合、配線層1においてピッチが0μm、600μm、800μm、1400μm、1600μm、………に配線1と配線3が配置され、配線層2においてピッチが200μm、400μm、1000μm、1200μm、………に配線2と配線4が配置される。
このように配線を配置した配線層1と配線層2の透過率パターンをそれぞれ作成し2次元周波数分布を導出する。そして、画素配列パターンの2次元周波数分布と配線パターンの2次元周波数分布からそれぞれモアレ成分を導出し、各モアレ成分にVTFを乗じた後に総和を算出して、それぞれ配線層1と配線層2のモアレ評価値とする。そして、配線層1と配線層2のモアレ評価値の大きい方の値、又は総和値を、各配線層ピッチ2のモアレ評価値とする。同様にして、各配線層ピッチの組み合わせについてモアレ評価値を算出し、最もモアレ評価値が小さい各配線層ピッチについて、図88の平均ピッチ、及び角度と対応付けた正面・斜めモアレ値と各層ピッチ情報として記憶する。
「2.各配線層のモアレ値を導出する方法」と大体同じだが、モアレ評価値の算出方法が異なる。例えば、表1の各配線層ピッチ2の場合で、平均ピッチが200μmの場合、配線層1においてピッチが0μm、600μm、800μm、1400μm、1600μm、………に配線1と配線3を配置し、配線層2においてピッチが200μm、400μm、1000μm、1200μm、………に配線2と配線4を配置した後に、配線層2における配線2と配線4のみ、斜め観察を想定してピッチをずらす。そして、配線層1の配線(配線1と配線3)と配線層2の配線(配線2と配線4)を重畳した透過率パターンを作成し、2次元周波数分布を導出する。
そして、画素配列パターンの2次元周波数分布と配線パターンの2次元周波数分布からモアレ成分を導出し、各モアレ成分にVTFを乗じた後に、総和を算出して斜め観察を想定したモアレ評価値とする。ここで、配線層1が図30の上面、配線層2が下面に相当するため配線層2のみピッチをずらすことになる。そのずらし量は図29、及び図30の説明からd*sinθ*sin(φ+α)、又はd*sinθ*sin(φ-α)で与えられる。ここで、dは配線層1から配線層2までの距離、つまり配線層1と配線層2に挟まれる透明基体の厚みであり、θとφは、図29に示すように観察方向の角度である。ここで、θとφによって斜め観察の配線パターン、つまり、配線層1と配線層2の配線の重畳した透過率パターンは異なり、モアレ評価値も異なる。
θは、例えば、30°と60°とし、φは、例えば、0°、+45°、-45°、+90°、-90°、+135°、-135°、+180°として、全てのθとφの組合せについてモアレ評価値を算出し、その最大値を斜め観察のモアレ評価値とする。同様にして、各配線層ピッチの組み合わせについてモアレ評価値を算出する。各配線層ピッチの組合せの内、最もモアレ評価値が小さい場合のモアレ値を図88の平均ピッチ、及び角度と対応付けた正面・斜めモアレ値として、また、各配線層ピッチを各層ピッチ情報として記憶する。
なお、配線層が2層以上の何層であっても、斜め観察のモアレ評価値を算出できる。つまり、配線層iの配線をθ、φの方向から観察した場合、配線層1から配線層iまでの距離をdとして、配線層1に対する配線層iのずれ量はd*sinθ*sin(φ+α)、又はd*sinθ*sin(φ-α)で与えられるので、各配線層について、その配線層に相当するずれ量d*sinθ*sin(φ+α)、又はd*sinθ*sin(φ-α)だけずらして重畳すれば、斜め観察の配線パターンを作成でき、モアレ評価値を算出できる。
1.正面観察のモアレ値のみ導出する方法
図89に示すフローにおいて所定本数の非等ピッチの各配線層ピッチの情報を予め準備しておき、それらのピッチについて正面観察のモアレを全て評価する。非等ピッチの情報は、等ピッチに対して予め定めた範囲の乱数を付与する方法が簡易である。既に説明した通り、それぞれの平均の配線ピッチに対して、同じ各配線層ピッチ情報を使い回せるようにするため、各配線層ピッチ情報は平均のピッチに対する比率の情報で準備しておくのが良い。ここで、配線層が2層であり、所定本数が4本の場合、以下のような情報にする。
なお、正面観察のモアレ値のみ導出する方法では、図89に示すフローにおいて所定本数の配線のピッチの情報のみが必要であり、それぞれの配線が配置される配線層の情報は不要である。例えば、表3の場合、4本の配線のピッチの情報のみが、正面観察のモアレ値を導出するために必要であり、それぞれの配線が配置される配線層の情報(配線1と配線3が配線層1、配線2と配線4が配線層2に配置される事を示す情報)は不要である。そして、図88に示すフローの最後に、所定本数の配線のそれぞれを、各配線層に2本以上連続配置されるように、改めて割当てる事となる。つまり、正面観察のモアレ値のみ導出する方法では、まず図89に示すフローによって正面観察時にモアレが少なくなる所定本数の配線のピッチの組合せを求め、その後、図88に示すフローの最後に、所定本数の配線のそれぞれを、各配線層に2本以上連続配置されるように割当てる事によって斜め観察時にもモアレが少なくなる配線パターンを得ることができる。
等ピッチの配線パターンの場合の、各配線層のモアレ値を導出する方法と同じである。但し、等ピッチの配線パターンの場合は、各配線層ピッチ情報において各配線のピッチは整数値しか取り得なかったが、非等ピッチの場合は、それぞれの配線の1番目配線からの等ピッチの場合のピッチに対し-0.5~+0.5より広い範囲の乱数を付与したピッチ情報とする。それぞれの配線のピッチに-0.5~+0.5より広い範囲の乱数を付与することで、各配線のピッチが逆転する組合せを含めてモアレ評価することができる。各配線のピッチの逆転が各配線層において配線を2本以上連続配置することを意味する。
付与する乱数の範囲が広いほど、より多くの連続配置の組合せを含むことになる。例えば、乱数の範囲が-1.0~+1.0の範囲を超えると3本連続配置の組合せを含むようになる。付与する乱数の範囲は、タッチセンサ機能を確保するための連続配置の上限、及び/又は探索の効率性などから決める(乱数範囲が広いほどピッチの値がまばらになり探索が非効率である)。配線層が2層であり、所定本数が4本の場合、例えば、以下のような情報にする。表4の各配線層ピッチは、4本の配線の1番目配線からの等ピッチの場合のピッチ0、1、2、及び3に対し、それぞれ-2.0~+2.0の範囲の乱数を付与したピッチの情報である。なお、表4ではピッチが負の値となる場合は4を加えて正の値にすると共に、ピッチが4を超える場合は4を引いた値としている。
等ピッチの配線パターンの場合の、正面観察と斜め観察のモアレ値を導出する方法と同じである。但し、等ピッチの配線パターンの場合は、各配線層ピッチ情報において各配線のピッチは、整数値しか取り得なかったが、非等ピッチの場合は、それぞれの配線の1番目配線からの等ピッチの場合のピッチに対し-0.5~+0.5より広い範囲の乱数を付与したピッチ情報とする。このようなピッチ情報の決め方は、非等ピッチの配線パターンの場合の、各配線層のモアレ値を導出する方法と同じである。
所定本数で非等ピッチとなる配線パターンの場合、図89に示す実施方法に代わりに、図90に示す実施方法によって正面・斜めモアレ値を算出しても良い。図89に示す方法では、予め所定本数の各配線層ピッチの情報を準備しておき、そのそれぞれの各配線層ピッチの組合せについてモアレ評価値を導出したが、図90に示す方法では、各配線層ピッチを予め定めた範囲で予め定めた刻みで変更してモアレ評価値を導出する。図90に示す実施方法は、図89に示す実施方法と比べて網羅的に探索できるが探索時間が掛かる欠点がある。
この方法は、所定本数が4本の場合であり、各配線について等ピッチの場合のピッチ0、1、2、及び3に対して、それぞれ±に予め定めた範囲で予め定めた刻みでピッチを変更してモアレ評価する。
まず、ステップS50において、配線1のピッチとして、等ピッチの場合のピッチ0に対して、±に予め定めた範囲で変更したピッチを指定する。
次に、ステップS52において、配線2のピッチとして、等ピッチの場合のピッチ1に対して、±に予め定めた範囲で変更したピッチを指定する。
次に、ステップS54において、配線3のピッチとして、等ピッチの場合のピッチ2に対して、±に予め定めた範囲で変更したピッチを指定する。
次に、ステップS56において、配線4のピッチとして、等ピッチの場合のピッチ3に対して、±に予め定めた範囲で変更したピッチを指定する。
次に、ステップS58において、指定された配線1、配線2、配線3、及び配線4のピッチでモアレ評価値を導出する。
具体的には、まず、画素配列パターンの2次元周波数分布、及び配線パターンの2次元周波数分布を用いて、モアレ成分を導出する。次に、モアレ成分から、モアレ評価値を導出する。
次に、ステップS60において、モアレ評価値が記憶されているモアレ評価値より良化したら、この良化したピッチ情報を記憶する。
ステップS62において、指定すべき配線4のピッチが残っていなければ、ステップS64に進む。
次に、ステップS64において、指定すべき配線3のピッチが残っていれば、現在の配線3のピッチに対して予め定められた刻みを増、又は減して、指定すべき新たな配線3のピッチを持ってステップS54に戻り、ステップS54~ステップS62を繰り返す。
ステップS64において、指定すべき配線3のピッチが残っていなければ、ステップS66に進む。
次に、ステップS66において、指定すべき配線2のピッチが残っていれば、現在の配線2のピッチに対して予め定められた刻みを増、又は減して、指定すべき新たな配線2のピッチを持ってステップS52に戻り、ステップS52~ステップS64を繰り返す。
次に、ステップS68において、指定すべき配線1のピッチが残っていれば、現在の配線1のピッチに対して予め定められた刻みを増、又は減して、指定すべき新たな配線1のピッチを持ってステップS50に戻り、ステップS50~ステップS66を繰り返す。
ステップS68において、指定すべき配線1のピッチが残っていなければ、正面・斜めモアレ値算出処理の実施方法2を終了する。
ここで、所定本数のピッチが実質的に同じになる組合せがあるため(表1の各配線層ピッチ2に対する各配線層ピッチ3及び各配線層ピッチ4の様に、所定本数のピッチを全体的にずらしただけのピッチ組合せがあるため)最適化時間の短縮のため、その組合せは省くことが望ましい。この場合、予め、同一のピッチの組合せを省いたピッチ情報を準備しておき、正面・斜めモアレ値算出処理の実施方法1で最適化しても良い。
実施方法1と同様に、ピッチの範囲、及び刻みの情報は、平均のピッチに対する比率の情報で定めておくのが良い。この比率に平均ピッチを乗じることで実際のピッチの範囲、及び刻みの情報が得られる。比率の情報で持っておくことで、任意の平均ピッチに対して、このピッチの範囲、及び刻みの情報を使い回すことができる。
図88に示した本発明の配線パターンの導出方法において、「正面観察のモアレ値のみ導出する方法」によって導出する場合、既に説明した通り、図88のフローの最後に各方向のピッチと角度を導出した後に、各方向について所定本数の配線のそれぞれが各配線層に2本以上連続配置されるように割当てる必要がある。例えば、配線層が2層であり所定本数が4本の場合、例えば、配線層1と配線層2にそれぞれ2本ずつ連続配置されるように4本の配線を割当てる。
図88に示した本発明の配線パターンの導出方法では、「正面観察のモアレ値のみ導出する方法」、「各配線層のモアレ値を導出する方法」、及び「正面観察と斜め観察のモアレ値を導出する方法」の3つの方法を説明した。この内、「各配線層のモアレ値を導出する方法」によって各配線層でモアレの少ない配線パターンが得られるため、それらの各配線層を任意のずらし量でずらして重畳した斜め観察の配線パターン(ずらさないで重畳した正面観察も含む)もモアレの少ないものになる。しかしながら、「正面観察と斜め観察のモアレ値を導出する方法」の方が、更にモアレの少ない斜め観察(及び正面観察)の配線パターンが得られる。つまり、斜め観察時の各配線層のずれ量は任意ではなく、d*sinθ*sin(φ+α)における透明基体の厚みd、及び観察方向の角度θ、及びφによって決まる、ある範囲内の量であるため、その範囲内のずれ量だけずらして重畳した場合の各周波数成分の打ち消しの効果を考慮すると、「正面観察と斜め観察のモアレ値を導出する方法」の方が、「各配線層のモアレ値を導出する方法」よりもモアレの少ない斜め観察(及び正面観察)の配線パターンが得られる。
以上の図88~図90に示す本発明の導電性フィルムの配線パターンの作製方法は、導電性フィルムの透明基体の有無に無関係に実施される配線部の配線パターンに関わるものであるので、透明基体を規定していないが、少なくとも配線部を有する導電性部材の配線パターンの作製方法ということもできる。即ち、図88~図90は、本発明の導電性部材、及び導電性フィルムの配線パターンの作製方法のフローを示すものであるといえる。
元々、配線のピッチに不規則性を付与すると配線パターンの周波数成分が増えることになるが、この場合、配線パターンの各周波数成分の強度の総和は必然的に増える。なぜならば、配線ピッチに不規則性付与してもしなくても、配線パターンの透過率の2乗和は変わらないため、パーセバルの定理によって、配線パターンの2次元周波数分布の各周波数成分のパワー(強度の2乗)の総和は変わらないためである。パワー(強度の2乗)の総和が変わらずに周波数成分が増えるということは、強度の総和は増えることを意味する。
そして、配線パターンの強度の総和が増えるということは、モアレ成分の強度の総和も増えることを意味する。つまり、配線パターンの周波数成分が増える結果、必然的にモアレ成分も増えてその強度(画素配列の各周波数成分と配線パターンの各周波数成分の乗算値)の総和も増える。その結果、VTFを乗じた後のモアレ成分の強度の総和も増える傾向になる。このような傾向の下で不規則性を付与してモアレ評価値(VTF乗算後のモアレ成分の強度の総和)の低い配線パターンを選定した場合、強度が閾値以下のモアレ成分の多い配線パターン(閾値以下となるモアレ成分は評価値から除外される)が選定される傾向になると考えられる。
本発明者は、本発明の「所定本数で非等ピッチとなる配線パターン」でモアレ評価値が良好になる配線パターンを探索する際に、特許文献3の手法のように、モアレ成分の強度の閾値を設定して探索したところ、上記のような配線パターンが導出された。このような配線パターンは、閾値以下付近に多数のモアレ成分が分布しており、少し閾値を下げて、モアレ評価値を導出するとモアレ評価値が悪く、望ましいパターンではなかった。しかしながら、強度小のモアレ成分を閾値で除外しない場合、「所定本数で非等ピッチとなる配線パターン」は、等ピッチの配線パターンより必然的に強度の小さい多くの周波数成分が発生することから、先述した通り、モアレ評価値が増える傾向になり、十分に最適な配線パターンを選定できなかった。
1.各モアレ成分の強度を、まず非線形な関数(輝度コントラストから心理コントラストへの変換関数(トランスデユーサ関数)を想定している)で変換した後に、その総和(線形和)をモアレ評価値として導出する。ここで、非線形な変換関数(トランスデユーサ関数)として、Hamerly等、又はWilson等の提案する式をはじめ種々の変換式が提案されているため、それらの式の何れかを用いて変換する。
I=(Σ(R[i])x)1/x …(2)
ここで、R[i]は、モアレのi番目の周波数成分の強度、即ちVTF乗算後の各モアレ成分を示す。
また、確率加算の次数xには、過去の視覚研究において視覚実験結果に良くフィットする次数として提案されている1~4の範囲の何れかの値を採用する。ここで、次数xが1の場合、上記式(2)は、各モアレ成分の強度の総和(線形和)をモアレ評価値として導出する事を意味する。この場合、先述した通り、本発明の「所定本数で非等ピッチとなる配線パターン」のように非等ピッチの配線パターンは、等ピッチの配線パターンよりモアレ評価値が増える傾向になるため、十分に最適な配線パターンの選定が困難だった。しかしながら、この場合でも、少なくとも等ピッチの配線パターンよりモアレの少ない非等ピッチの配線パターンを選定することは可能であったため、次数xとして値1も採用することとする。代表的な次数xとして、Quickによって提示された値2を採用する。
そのためには、モアレのみでなく配線パターンそのものの視認性も評価することが望ましい。上記式(7)において第4行目の式で表された各モアレ成分のみでなく、第3行目の式で表された配線パターンの周波数成分もモアレ評価値に組み入れることで、簡易に評価することができる。具体的には、図14で示した画素配列パターンの周波数分布に周波数0(上記式(7)のA0に相当)も含めれば良い。その結果、図14の画素配列パターンの各周波数成分と配線パターンの各周波数成分に基づきモアレ成分を導出する際に、画素配列パターンの周波数0(上記式(7)のA0に相当)とのモアレ成分として上記式(7)の3行目の式で表された各成分が導出されて、その後、VTFを乗じて導出される総和値(モアレ評価値)に組み入れられることになる。
本発明の配線パターンは、2方向の直線配線を重畳した配線パターンが望ましい。その理由は、透過率を確保するために単位面積あたりの配線の本数には上限があるためである。単位面積あたりの配線の本数に上限がある場合、配線パターンの方向が少ない方が、1方向あたりの配線の本数を多くでき、その結果、配線ピッチを狭くすることができる。そして、配線ピッチの狭い方が、モアレが発生し難くなる。
具体的には、配線ピッチが狭い方が周波数分布における各成分の周波数が離れるために、画素配列の各周波数成分に近い成分が発生し難くなり、低周波なモアレが発生し難くなる。
まとめると、本発明のように各配線層に配線を2本以上連続配置する場合、更に所定本数で非等ピッチな配線パターンにする場合には、配線ピッチの狭い方が最小周波数が高くなるため配線パターンの視認性に影響しない範囲で、より自由に各配線層の配線のピッチを最適化してモアレ低減することができる。このように配線パターンの方向が少ない方がモアレや配線パターンの視認性に有利であるが、導電性フィルムのタッチセンサとしての機能欠落を防ぐためには最小2方向が必要である。つまり、配線が断線してもセンサ機能を維持するためには、少なくとも2方向の配線が重畳されて交点を持ち電極までの経路(電流の経路)を複数有するパターンの必要がある。従って2方向の直線配線を重畳した配線パターンが望ましい。
この場合、図88に示したフローにおいて、画素配列パターンの周波数分布をR、G、Bの各色について導出し、図89、及び図90の各配線層ピッチのモアレ評価値を導出する際に、R、G、Bの各色についてモアレ評価値を導出して、その最悪値(最大値)を、その配線層ピッチにおけるモアレ評価値とすれば良い。「等ピッチの配線パターン」の場合で、「正面観察のモアレ値のみ導出する方法」の場合には、図88において、それぞれの配線ピッチと角度についてR、G、Bの各色について正面観察のモアレ値を導出してその最悪値(最大値)を、その配線ピッチと角度におけるモアレ値とすれば良い。
本発明の効果は、各層に交互に配線を配置した配線パターンと比べて、斜め観察時のモアレ発生を低減することができることである。
なお、本発明においては、正面観察時の配線パターンにおいても、モアレ発生が低減されていることは前提である。
本発明において、図91に示すように、配線パターンが左右非対称の方が良い場合がある理由としては、「2方向の直線配線の平均ピッチが異なる場合、それぞれの直線配線のモアレが最良となる方向(角度)が必ずしも同じではない」こと、及び「2方向の直線配線の成す角度が直角(90°)に近い程、タッチセンサとして2次元的な接触位置検出の精度が高い」ことが挙げられる。
図91は、図11に示すような左右対称な画素配列パターンに対して、図88に示す本発明の導電性フィルムの配線パターンの作成方法のフローに従って、配線の透過率の観点で単位面積あたりの配線の本数に制限を設けた上で導出した、総和モアレ値が良好となる配線パターンの1例を示すものである。このような例では、2方向の直線配線の平均ピッチが異なるために、それぞれの直線配線においてモアレ値が良好となる方向(角度)が異なっている。また、このような例では2方向の直線配線が共に右方向に向いている。このような例のように2方向の直線配線が共に右方向、又は左方向に向いている例も、本発明に含まれるのは勿論である。
本発明は、少なくとも1方向の直線配線において、所定本数の金属細線の繰返しピッチは、等ピッチであり、所定本数のそれぞれの金属細線のピッチは、その少なくとも2本の金属細線のピッチが非等ピッチである非等ピッチの配線パターンであることを特徴としている。この場合、上述した通り、金属細線のピッチを非等ピッチとすることで、等ピッチの場合と比べ、配線パターンの最小周波数が低くなるため配線パターンが視認されないように注意する必要がある。そこで、配線パターンの視認性に影響しない範囲で、十分にピッチを最適化してモアレ低減するために、平均ピッチは、300μm以下が好ましく、200μm以下がより好ましく、150μm以下が更に好ましい。
本発明においては、1方向の線配線の透過率の2次元周波数分布において、ある特定の方向のみに線配線の周波数成分が集中している場合、その線配線は直線配線と見做すことができる。具体的には、線配線の透過率の2次元周波数分布において、周波数ゼロの成分を除いて、ある特定の方向を中心として-10°以上から+10°以下の角度範囲における周波数成分の強度の総和が、全周波数成分(周波数ゼロの成分を除く)の強度の総和に対して所定の比率以上ならば、直線配線と見做すことができる。ここで、所定の比率は、30%であり、より好ましくは45%であり、更に好ましくは55%である。また、ある特定の方向とは、0°以上、360°未満の角度範囲における任意の角度の内、何れかの角度の方向と、その角度と180°異なる角度の方向の両方を示す。つまり、ある特定の方向を中心とした-10°以上から+10°以下の角度範囲における周波数成分の強度の総和には共役関係の周波数成分(180°異なる角度の方向(反対方向)の周波数成分)の強度も含める。
なお、このように電極内ダミーパターン部を形成する場合、本発明においては、電極部の金属細線と電極内ダミーパターン部の金属細線の組合せによる配線パターン、更に、配線層が複数ある場合には、それらの配線層における配線パターンの重ね合わせによる合成配線パターンにモアレの視認性の点で最適化された非等ピッチの配線パターンを含むようにして、この合成配線パターンによって、ディスプレイとの干渉によるモアレ視認性を改善することができる。例えば図7に示す本発明の第2の実施形態の導電性フィルム11の場合、2層の配線層28a、及び配線層28bの内、1方の配線層28aにおける第1電極部17aの金属細線と電極内ダミーパターン部の金属細線の組合せによる配線パターン、及びダミー電極部26の配線パターンの組合せと、他方の配線層28bにおける第2電極部17bの金属細線と電極内ダミーパターン部の金属細線の組合せによる配線パターンとの重ね合わせによる合成配線パターンにモアレの視認性の点で最適化された非等ピッチの配線パターンを含むようにして、この合成配線パターンによって、ディスプレイとの干渉によるモアレ視認性を改善することができる。
その他のダミー電極部の形態としては、WO2013/094729に記載のサブ非導電パターンの形態がある。
図99に示す配線パターン25iは、上側の電極部、及び電極内ダミーパターン部、並びに下側の電極部、及び電極内ダミーパターン部の金属配線14からなる右方向の線配線23gと、同様に、上側の電極部、及び電極内ダミーパターン部、並びに下側の電極部、及び電極内ダミーパターン部の金属配線14からなる左方向の線配線23hとを重畳した配線パターンである。なお、図示していないが、上側の電極内ダミーパターン部の金属細線14(細い実線)には、上側の電極部の金属細線14(太い実線)と電気的に絶縁される為に、断線(ブレーク)を有しており、同じように下側の電極内ダミーパターン部の金属細線14(細い点線)には、下側の電極部の金属細線14(太い点線)と電気的に絶縁されるために、断線(ブレーク)を有している。
図101に示す配線パターン25kは、同様に上側の電極部、及び電極内ダミーパターン部、並びに下側の電極部、及び電極内ダミーパターン部の金属配線14からなる右方向の線配線23kと、同様に、上側の電極部、及び電極内ダミーパターン部、並びに下側の電極部、及び電極内ダミーパターン部の金属配線14からなる左方向の線配線23lとを重畳した配線パターンである。なお、図示していないが、上側の電極内ダミーパターン部の金属細線14(細い実線)には、上側の電極部の金属細線14(太い実線)と電気的に絶縁される為に、断線(ブレーク)を有しており、同じように下側の電極内ダミーパターン部の金属細線14(細い点線)には、下側の電極部の金属細線14(太い点線)と電気的に絶縁される為に、断線(ブレーク)を有している。
また、配線パターン25i、25j、及び25kは、それぞれ、上側の電極部、及び電極内ダミーパターン部の金属細線14からなる配線パターンと、下側の電極部、及び電極内ダミーパターン部の金属配線14からなる配線パターンを重畳した配線パターンであるということもできる。
配線パターン25i、25j、及び25kは何れも、図2に示した配線パターン25aと同様に、本発明の配線パターン、つまり「2層以上の配線層を有し、少なくとも1方向で、1層の配線層において平行に配列される2本以上の金属細線を連続配置した配線パターン」である。金属細線が電極部、電極内ダミーパターン部、及びダミー電極部の何れに属するかに依らず、該金属細線からなる配線パターンが本発明の特徴を有する配線パターンであれば、本発明の配線パターンであると言える。
例えば、図102~図104に示す配線パターン25l、25m、及び25nのように、電極内ダミーパターン部の金属細線の線配線からなる配線パターンにおいて、上側と下側の配線層のそれぞれの金属細線は、部分的に途切れても良く、重ね合わせた配線パターンにおいて一つの直線となっているものも含まれる。本発明は、このように、各配線層における金属細線が部分的に途切れている場合も含まれる。
図104に示す配線パターン25nは、同様に上側の電極部、及び電極内ダミーパターン部、並びに下側の電極部、及び電極内ダミーパターン部の金属配線14からなる右方向の線配線23qと、同様に、上側の電極部、及び電極内ダミーパターン部、並びに下側の電極部、及び電極内ダミーパターン部の金属配線14からなる左方向の線配線23rとを重畳した配線パターンである。なお、図示していないが、上側の電極内ダミーパターン部の金属細線14(細い実線)には、上側の電極部の金属細線14(太い実線)と電気的に絶縁される為に、途中で途切れた不連続部分以外にも断線(ブレーク)を有しており、同じように下側の電極内ダミーパターン部の金属細線14(細い点線)には、下側の電極部の金属細線14(太い点線)と電気的に絶縁される為に、途中で途切れた不連続部分以外にも断線(ブレーク)を有している。
配線パターン25l、25m、及び25nは何れも、図2に示した配線パターン25aと同様に、本発明の配線パターン、つまり「2層以上の配線層を有し、少なくとも1方向で、1層の配線層において平行に配列される2本以上の金属細線を連続配置した配線パターン」である。
なお、図99、図100、図102、図103および図104の配線パターン例では、上側および下側の電極部の金属配線14の配線パターンが一定のピッチを有する同一の形状の菱形のメッシュで形成されているため、電極内部および電極間の抵抗が均一となるので、タッチパネルの電極として用いた場合、感度がタッチパネル内で均一となるので、好ましい。
12、12a、12b 透明支持体
14 金属製の細線(金属細線)
16 配線部
16a、16b サブ配線部
17、17a、17b 電極部
18、18a、18b 接着層
20、20a、20b 保護層
21、21a、21a1、21a2、21b、21b1、21b2、21c、21c1、21c2、21d、21e、21f、21g、21gt、21ft、21ht、21it、21jt、21kt、21l、21m、21p、21q 直線配線
22 開口部
23、23a、23b、23c、24、25 配線パターン
23d、23e、23f、23g、23h、23i、23j、23k、23l、23m、23n、23o、23p、23q、23r 線配線
24a 第1(上側)の配線パターン
24b 第2(下側)の配線パターン
25a、25b、25g、25h、25i、25j、25k、25l、25m、25n 非等ピッチの配線パターン
25c、25d 等ピッチの配線パターン
25at、25dt、25et、25ft、 斜め観察配線パターン
26、26a ダミー電極部
27 電極内ダミーパターン部
28、28a、28b 配線層
30、30a 表示ユニット
32、32r、32g、32b 画素
34 ブラックマトリクス(BM)
36 領域
38 画素配列パターン
40 表示装置
42 入力面
44 タッチパネル
46 筐体
48 カバー部材
50 ケーブル
52 フレキシブル基板
54 検出制御部
56 接着層
58 接触体
Claims (37)
- 表示装置の表示ユニット上に設置され、複数の金属細線からなる配線部を有する導電性部材であって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性部材の正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記導電性部材の正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
前記非等ピッチの配線パターンにおけるモアレの評価値は、複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおけるモアレの評価値より小さく、
前記モアレ評価値は、前記非等ピッチの配線パターン、及び前記等ピッチの配線パターンの透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分と、前記画素配列パターンの輝度又は透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分とから算出されるモアレの各周波数成分に、人間の視覚応答特性を作用させて得られたモアレの各周波数成分の強度の総和である導電性部材。 - 表示装置の表示ユニット上に設置され、複数の金属細線からなる配線部を有する導電性部材であって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性部材の正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記2本以上の前記金属細線が連続配置された配線層において、所定本数の金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記非等ピッチの配線パターンにおけるモアレの評価値は、複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおけるモアレの評価値より小さく、
前記モアレ評価値は、前記非等ピッチの配線パターン、及び前記等ピッチの配線パターンの透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分と、前記画素配列パターンの輝度又は透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分とから算出されるモアレの各周波数成分に、人間の視覚応答特性を作用させて得られたモアレの各周波数成分の強度の総和である導電性部材。 - 前記視覚応答特性は、下記式(1)で表される視覚伝達関数VTFで与えられる請求項1、又は2に記載の導電性部材。
k≦log(0.238/0.138)/0.1
VTF=1
k>log(0.238/0.138)/0.1
VTF=5.05e-0.138k(1-e0.1k) …(1)
k=πdu/180
ここで、logは自然対数であり、kは、立体角で定義される空間周波数(cycle/deg)であり、uは、長さで定義される空間周波数(cycle/mm)であり、dは、100mm~1000mmの範囲内の観察距離(mm)である。 - 前記視覚応答特性の観察距離dは、300mm~800mmの何れかの距離である請求項3に記載の導電性部材。
- 前記モアレ評価値をIとする時、前記モアレ評価値Iは、前記モアレの各周波数成分の強度から下記式(2)により導出されるものである請求項1~4のいずれか1項に記載の導電性部材。
I=(Σ(R[i])x)1/x …(2)
ここで、R[i]はモアレのi番目の周波数成分の強度であり、次数xは、1~4の何れかの値である。 - 前記次数xは、2である請求項5に記載の導電性部材。
- 前記モアレ評価値は、前記モアレの各周波数成分の強度の非線形和により導出されるものである請求項1~6のいずれか1項に記載の導電性部材。
- 前記モアレ評価値は、前記画素配列パターンの周波数0と前記配線パターンの各周波数成分とから算出される前記モアレの周波数成分をも含む請求項1~7のいずれか1項に記載の導電性部材。
- 表示装置の表示ユニット上に設置され、複数の金属細線からなる配線部を有する導電性部材であって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性部材の正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記導電性部材の正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
前記非等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きい前記モアレの周波数成分の強度は、複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きい前記モアレの周波数成分の強度より小さい導電性部材。 - 表示装置の表示ユニット上に設置され、複数の金属細線からなる配線部を有する導電性部材であって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性部材の正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記導電性部材の正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
前記非等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きい前記モアレの周波数成分の周波数は、複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きい前記モアレの周波数成分の周波数より大きい導電性部材。 - 表示装置の表示ユニット上に設置され、複数の金属細線からなる配線部を有する導電性部材であって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性部材の正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記導電性部材の正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きい前記モアレの周波数成分の周波数以下において、前記非等ピッチの配線パターンのモアレ評価値は、前記等ピッチの配線パターンの前記モアレ評価値より小さく、
前記モアレ評価値は、前記非等ピッチの配線パターン、及び前記等ピッチの配線パターンの透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分と、前記画素配列パターンの輝度、又は透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分とから算出されるモアレの各周波数成分に、人間の視覚応答特性を作用させて得られたモアレの各周波数成分の強度の総和である導電性部材。
- 表示装置の表示ユニット上に設置され、複数の金属細線からなる配線部を有する導電性部材であって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性部材の正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記導電性部材の正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きい前記モアレの周波数成分の周波数において、前記非等ピッチの配線パターンの前記モアレの周波数成分の強度は、前記等ピッチの配線パターンの前記モアレの周波数成分の強度より小さい導電性部材。 - 表示装置の表示ユニット上に設置され、複数の金属細線からなる配線部を有する導電性部材であって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性部材の正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記導電性部材の正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
前記非等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きい前記モアレの周波数成分の原因となる前記非等ピッチの配線パターンの周波数成分の強度は、複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きい前記モアレの周波数成分の原因となる前記等ピッチの配線パターンの周波数成分の強度より小さい導電性部材。 - 表示装置の表示ユニット上に設置され、複数の金属細線からなる配線部を有する導電性部材であって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性部材の正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記導電性部材の正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きい前記モアレの周波数成分の原因となる前記等ピッチの配線パターンの周波数成分の周波数において、前記非等ピッチの配線パターンの周波数成分の強度は、前記等ピッチの配線パターンの周波数成分の強度より小さい導電性部材。 - 表示装置の表示ユニット上に設置され、複数の金属細線からなる配線部を有する導電性部材であって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性部材の正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記導電性部材の正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
前記非等ピッチの配線パターンにおいて前記所定本数をnとし、それぞれの前記金属細線を金属細線1、金属細線2、・・・、及び金属細線nとした場合に、前記金属細線1からのそれぞれの金属細線のピッチpが少なくとも下記の条件1と条件2との何れか一方を満たす導電性部材。
条件1:ピッチpが(N-d)*T<p<(N+d)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.5-d)*T<p<(N+0.5+d)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
条件2:ピッチpが(N+0.25-d)*T<p<(N+0.25+d)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.75-d)*T<p<(N+0.75+d)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
ここで、Tは、複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きい前記モアレの周波数成分の原因となる前記等ピッチの配線パターンの周波数成分の周波数をFとして1/Fで与えられる周期であり、Nは、0、又は正の整数であって、かつ前記等ピッチの配線パターンのピッチをPAとして(n*PA/T)以下の整数であり、dは、0.025~0.25の範囲の何れかの値である。 - 表示装置の表示ユニット上に設置され、複数の金属細線からなる配線部を有する導電性部材であって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性部材の正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記導電性部材の正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
前記非等ピッチの配線パターンにおいて前記所定本数をnとし、それぞれの前記金属細線を金属細線1、金属細線2、・・・、及び金属細線nとした場合に、前記金属細線1からのそれぞれの金属細線のピッチpが少なくとも下記の条件1と条件2との何れか一方を満たす導電性部材。
条件1:ピッチpが(N-d)*T<p<(N+d)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.5-d)*T<p<(N+0.5+d)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
条件2:ピッチpが(N+0.25-d)*T<p<(N+0.25+d)*Tの区間に属する金属細線の本数と、ピッチpが(N+0.75-d)*T<p<(N+0.75+d)*Tの区間に属する金属細線の本数との差分が1本以下である。
ここで、Tは、前記金属細線1、金属細線2、・・・、及び金属細線nのいずれかの金属細線のみから成る配線パターンにおいてモアレに寄与が最も大きい前記モアレの周波数成分の原因となる前記金属細線の配線パターンの周波数成分の周波数をFとして1/Fで与えられる周期であり、Nは、0、又は正の整数であって、かつ複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンのピッチをPAとして(n*PA/T)以下の整数であり、dは、0.025~0.25の範囲の何れかの値である。 - 前記画素配列パターンは、ブラックマトリックスパターンである請求項1~16のいずれか1項に記載の導電性部材。
- 表示装置の表示ユニット上に設置され、複数の金属細線からなる配線部を有する導電性部材であって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性部材の正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記導電性部材の正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
前記配線部は、2方向以上の前記線配線の内、少なくとも1方向の線配線における平均のピッチが、他の少なくとも1方向の線配線における平均のピッチと異なる配線パターンを有する導電性部材。 - 2方向以上の前記線配線の内、平均のピッチが最も狭い方向の線配線の配線パターンが前記非等ピッチの配線パターンである請求項18に記載の導電性部材。
- 複数の金属細線からなる配線部を有する導電性部材であって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性部材の正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されて、前記少なくとも1層の前記配線層において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、且つ、
前記導電性部材の正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンである導電性部材。 - 複数の金属細線からなる配線部を有する導電性部材であって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性部材の正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記導電性部材の正面観察時において、前記2層以上の配線層の内、各前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、
前記導電性部材の正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンである導電性部材。
- 前記2方向以上の全ての方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が全て直線で構成される請求項1~21のいずれか1項に記載の導電性部材。
- 前記所定本数は、16本以下である請求項1~22のいずれか1項に記載の導電性部材。
- 前記配線部は、前記線配線を2方向に重畳した前記メッシュ状の配線パターンを有し、且つ、全ての前記複数の金属細線が直線である請求項1~23のいずれか1項に記載の導電性部材。
- 前記線配線を2方向に重畳した前記メッシュ状の配線パターンは、左右非対称な配線パターンである請求項24に記載の導電性部材。
- 前記2方向の前記線配線の成す角度は、40°~140°である請求項24、又は25に記載の導電性部材。
- 前記2方向以上に重畳した前記線配線の内、少なくとも1方向の線配線における平均のピッチは、30μm~600μmである請求項1~26のいずれか1項に記載の導電性部材。
- 前記平均のピッチは、300μm以下である請求項27に記載の導電性部材。
- 透明基体と、複数の金属細線からなる配線部と、を有する導電性フィルムであって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性フィルムの正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記導電性フィルムの正面観察時において、前記2層以上の配線層の内、各前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、
前記導電性フィルムの正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンである導電性フィルム。 - 表示装置の表示ユニット上に設置され、透明基体と、複数の金属細線からなる配線部と、を有する導電性フィルムであって、
前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、前記導電性フィルムの正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有し、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記2本以上の前記金属細線が連続配置された配線層において、所定本数の金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記非等ピッチの配線パターンにおけるモアレの評価値は、複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンにおけるモアレの評価値より小さく、
前記モアレ評価値は、前記非等ピッチの配線パターン、及び前記等ピッチの配線パターンの透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分と、前記画素配列パターンの輝度又は透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分とから算出されるモアレの各周波数成分に、人間の視覚応答特性を作用させて得られたモアレの各周波数成分の強度の総和である導電性フィルム。 - 所定の画素配列パターンで配列されてなる表示ユニットと、
この表示ユニットの上に設置される、請求項1~28のいずれか1項に記載の導電性部材、もしくは請求項29、又は30に記載の導電性フィルムと、を備える表示装置。 - 前記表示ユニットは、有機ELディスプレイ(OELD)であり、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)の内、少なくとも2つの色について前記画素配列パターンが異なる請求項31に記載の表示装置。
- 請求項1~28のいずれか1項に記載の導電性部材、もしくは請求項29、又は30に記載の導電性フィルムを用いたタッチパネル。
- 表示装置の表示ユニット上に設置され、複数の金属細線からなる配線部を有し、前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有する導電性部材の配線パターンの作製方法であって、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記導電性部材の正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記画素配列パターンの輝度又は透過率を取得し、
前記非等ピッチの配線パターン、及び複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンについて、それぞれ前記配線パターンの透過率を取得し、
前記非等ピッチの配線パターン、及び前記等ピッチの配線パターンについて、それぞれ前記配線パターンの透過率の2次元フーリエ周波数分布を導出し、
前記画素配列パターンの輝度又は透過率の2次元フーリエ周波数分布を導出し、
前記非等ピッチの配線パターン、及び前記等ピッチの配線パターンの透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分と、前記画素配列パターンの輝度又は透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分とからモアレの各周波数成分を算出し、
こうして算出された前記モアレの各周波数成分に人間の視覚応答特性を作用させて、各周波数成分の強度の総和であるモアレ評価値を求め、
こうして求められた前記非等ピッチの配線パターンにおけるモアレ評価値が、前記等ピッチの配線パターンにおけるモアレ評価値より小さい、前記非等ピッチの配線パターンを作製する導電性部材の配線パターンの作製方法。 - 表示装置の表示ユニット上に設置され、複数の金属細線からなる配線部を有し、前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有する導電性部材の配線パターンの作製方法であって、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の前記配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記2本以上の前記金属細線が連続配置された配線層において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記画素配列パターンの輝度又は透過率を取得し、
前記非等ピッチの配線パターン、及び複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンについて、それぞれ前記配線パターンの透過率を取得し、
前記非等ピッチの配線パターン、及び前記等ピッチの配線パターンについて、それぞれ前記配線パターンの透過率の2次元フーリエ周波数分布を導出し、
前記画素配列パターンの輝度又は透過率の2次元フーリエ周波数分布を導出し、
前記非等ピッチの配線パターン、及び前記等ピッチの配線パターンの透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分と、前記画素配列パターンの輝度又は透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分とからモアレの各周波数成分を算出し、
こうして算出された前記モアレの各周波数成分に人間の視覚応答特性を作用させて、各周波数成分の強度の総和であるモアレ評価値を求め、
こうして求められた前記非等ピッチの配線パターンにおけるモアレ評価値が、前記等ピッチの配線パターンにおけるモアレ評価値より小さい、前記非等ピッチの配線パターンを作製する導電性部材の配線パターンの作製方法。 - 表示装置の表示ユニット上に設置され、透明基体と、複数の金属細線からなる配線部と、を有し、前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有する導電性フィルムの配線パターンの作製方法であって、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記導電性フィルムの正面観察時において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記画素配列パターンの輝度又は透過率を取得し、
前記非等ピッチの配線パターン、及び複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンについて、それぞれ前記配線パターンの透過率を取得し、
前記非等ピッチの配線パターン、及び前記等ピッチの配線パターンについて、それぞれ前記配線パターンの透過率の2次元フーリエ周波数分布を導出し、
前記画素配列パターンの輝度又は透過率の2次元フーリエ周波数分布を導出し、
前記非等ピッチの配線パターン、及び前記等ピッチの配線パターンの透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分と、前記画素配列パターンの輝度又は透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分とからモアレの各周波数成分を算出し、
こうして算出された前記モアレの各周波数成分に人間の視覚応答特性を作用させて、各周波数成分の強度の総和であるモアレ評価値を求め、
こうして求められた前記非等ピッチの配線パターンにおけるモアレ評価値が、前記等ピッチの配線パターンにおけるモアレ評価値より小さい、前記非等ピッチの配線パターンを作製する導電性フィルムの配線パターンの作製方法。 - 表示装置の表示ユニット上に設置され、透明基体と、複数の金属細線からなる配線部と、を有し、前記配線部は、絶縁された2層以上の配線層と、正面観察時において、1方向において平行に配列される複数の金属細線からなる線配線を2方向以上に重畳したメッシュ状の配線パターンと、を有する導電性フィルムの配線パターンの作製方法であって、
前記メッシュ状の配線パターンは、前記表示ユニットの画素配列パターンに重畳されており、
少なくとも1方向の前記線配線は、前記複数の金属細線が直線である直線配線であり、
少なくとも1方向の前記直線配線は、前記2層以上の配線層の内、少なくとも1層の配線層に2本以上の前記金属細線が連続配置されており、且つ、前記2本以上の前記金属細線が連続配置された配線層において、所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが等ピッチであり、前記所定本数のそれぞれの金属細線のピッチの内、少なくとも2つのピッチが異なる、非等ピッチの配線パターンであり、
前記画素配列パターンの輝度又は透過率を取得し、
前記非等ピッチの配線パターン、及び複数の直線である金属細線で構成され、前記所定本数の前記金属細線の繰返しピッチが前記非等ピッチの配線パターンと等しく、且つ、それぞれの前記金属細線のピッチが等しい、等ピッチの配線パターンについて、それぞれ前記配線パターンの透過率を取得し、
前記非等ピッチの配線パターン、及び前記等ピッチの配線パターンについて、それぞれ前記配線パターンの透過率の2次元フーリエ周波数分布を導出し、
前記画素配列パターンの輝度又は透過率の2次元フーリエ周波数分布を導出し、
前記非等ピッチの配線パターン、及び前記等ピッチの配線パターンの透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分と、前記画素配列パターンの輝度又は透過率の2次元フーリエ周波数分布の各周波数成分とからモアレの各周波数成分を算出し、
こうして算出された前記モアレの各周波数成分に人間の視覚応答特性を作用させて、各周波数成分の強度の総和であるモアレ評価値を求め、
こうして求められた前記非等ピッチの配線パターンにおけるモアレ評価値が、前記等ピッチの配線パターンにおけるモアレ評価値より小さい、前記非等ピッチの配線パターンを作製する導電性フィルムの配線パターンの作製方法。
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