KR101633350B1 - 도전 시트, 터치 패널, 표시 장치, 도전 시트의 제조 방법 및 프로그램 - Google Patents

도전 시트, 터치 패널, 표시 장치, 도전 시트의 제조 방법 및 프로그램 Download PDF

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Abstract

도전 시트(10, 11)에서는 기체(12)의 적어도 한쪽 주면에 형성되고, 복수의 금속 세선(16)으로 이루어지는 도전부(14a, 14b)에 의해 평면으로 볼 때 다른 메시 형상(22)을 배열한 메시 패턴(20)이 형성되고, 각 메시 형상(22)의 무게 중심 위치의 2차원 분포의 파워 스펙트럼(Spcc)에 관해서 소정의 공간 주파수(Fb)보다 높은 공간 주파수 대역측에 있어서의 평균 강도(PH)가 소정의 공간 주파수(Fb)보다 낮은 공간 주파수 대역측에 있어서의 평균 강도(PL)보다 커지도록 메시 패턴(20)이 형성되어 있다. 그 결과, 이 도전 시트(10, 11)는 패턴에 기인하는 노이즈 입상감을 저감할 수 있으며, 관찰 대상물의 시인성을 대폭 향상할 수 있다. 터치 패널 및 표시 장치는 상기 도전 시트를 포함한다.

Description

도전 시트, 터치 패널, 표시 장치, 도전 시트의 제조 방법 및 프로그램{CONDUCTIVE SHEET, TOUCH PANEL, DISPLAY DEVICE, AND METHOD AND PROGRAM FOR PRODUCING CONDUCTIVE SHEET}
본 발명은 도전 시트, 이것을 구비한 터치 패널, 및 표시 장치 및 이 도전 시트의 제조 방법 및 프로그램을 기록한 기록 매체에 관한 것이다.
최근, 터치 패널을 장착한 전자 기기가 널리 보급되고 있다. 터치 패널은 휴대전화나 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 소사이즈 화면을 구비하는 기기에 많이 탑재되어 있다. 금후, PC(Personal Computer)용 디스플레이 등의 대사이즈 화면을 구비하는 기기에도 장착되는 것이 충분히 상정된다.
종래의 터치 패널 전극에는 투광성의 관점으로부터 산화인듐주석(ITO; Indium Tin Oxide)이 주로 사용된다. ITO의 단위 면적당 전기 저항은 금속 등과 비교해서 상대적으로 높은 것이 알려져 있다. 즉, ITO의 경우 화면의 사이즈(터치 패널의 총 면적)이 커짐에 따라 전극 전체에서의 표면 저항이 높아진다. 그 결과, 전극 간에서의 전류의 전달 속도가 느려지고, 터치 패널로의 접촉 후로부터 접촉 위치를 검출할 때까지의 시간(즉, 응답 속도)이 느려진다는 과제가 현재화된다.
그래서, 전기 저항이 낮은 금속으로 이루어지는 세선(금속 세선)으로 격자를 다수 형성하고, 전극을 구성함으로써 표면 저항을 저하시키는 기술이 여러 가지 제안되어 있다(특허문헌 1~3 참조).
그런데 동일한 메시 형상을 규칙적으로 배열할 경우, 표시 화면을 구성하는 각 화소와의 관계에 있어서 모아레(간섭 줄무늬)가 발생하기 쉬워진다는 문제가 있었다. 그래서, 각 메시 형상을 규칙적이거나 또는 불규칙적으로 배치함으로써 노이즈 입상감(거친감이라고도 한다)을 억제하여 관찰 대상물의 시인성을 향상시키기 위한 기술이 여러 가지 제안되어 있다.
예를 들면, 특허문헌 4에는 도 46a에 나타내는 바와 같이 원의 일부를 잘라낸 원호상의 도전성을 갖는 선재(2)가 격자상으로 반복하여 배치됨과 아울러 원호상의 선재(2)의 단부는 인접하는 원호상의 선재(2)의 중앙부 근방에 접속되는 메시층(4)이 형성되어 있는 승용 이동체용 창 및 그 패턴(PT1)의 평면으로 볼 때의 형상이 개시되어 있다. 이것에 의해 시인성뿐만 아니라 전자파의 실드성 및 내파손성을 향상시킬 수 있는 취지가 기재되어 있다.
특허문헌 5에는 도 46b에 나타내는 바와 같이 기판 상에 한면에 도포해서 방치해 두면 자연스럽게 기판 상에 망눈상의 구조를 형성하는 용액, 즉 자기 조직화되는 금속 미립자 용액을 사용해서 제조한 투명 도전성 기판 및 그 패턴(PT2)의 평면으로 볼 때의 형상이 개시되어 있다. 이것에 의해 모아레 현상이 발생하지 않는 불규칙한 망눈상의 구조가 얻어지는 취지가 기재되어 있다.
특허문헌 6에는 도 46c에 나타내는 바와 같이 전자파 실드층(6)이 해도 구조의 해영역의 구조를 갖고, 전자파 실드층(6)으로 둘러싸인 개구부로 이루어지는 도영역(8)의 형상이 서로 다른 광투과성 전자파 실드재 및 그 패턴(PT3)의 평면으로 볼 때의 형상이 개시되어 있다. 이것에 의해 모아레의 발생이 없고, 광투과성 및 전자파 실드성이 향상되는 취지가 기재되어 있다.
국제 공개 제 1 995/27334호 팜플렛 국제 공개 제 1 997/18508호 팜플렛 일본 특허 공개 2003-099185호 공보 일본 특허 공개 2009-137455호 공보([0029]) 일본 특허 공개 2009-16700호 공보([0022]~[0024]) 일본 특허 공개 2009-302439호 공보([0011]~[0015])
그러나, 특허문헌 4 및 5에 개시된 패턴(PT1, PT2)에서는 노이즈 입상감을 저감하여 시인성을 더 개선하는데에는 패턴의 구조상의 문제가 있다.
예를 들면, 특허문헌 4의 메시 형상의 패턴(PT1)은 원호상의 선재(2)를 격자 형상으로 반복하여 배치하고 있으므로 선재(2)의 주기성이 매우 높다. 즉, 패턴(PT1)의 파워 스펙트럼을 산출하면 선재(2)의 배치 간격의 역수에 상당하는 공간 주파수 대역에 날카로운 피크를 갖는다고 예측된다. 여기에서, 패턴(PT1)의 시인성을 더 개선하는데에는 선재(2)의 원호의 사이즈(지름)를 작게 하지 않으면 안된다.
또한, 특허문헌 5의 메시상의 패턴(PT2)은 메시의 형상이나 사이즈가 고르지 않기 때문에 불규칙성이 매우 높다. 즉, 패턴(PT2)의 파워 스펙트럼을 산출하면 공간 주파수 대역에 상관없이 대략 일정한 값(백색 잡음 특성에 가깝다)으로 예측된다. 여기에서, 패턴(PT2)의 시인성을 더 개선하기 위해서는 자기 조직화의 사이즈를 작게 하지 않으면 안된다.
그렇게 하면 패턴(PT1, PT2) 모두 시인성을 더 개선하기 위해서는 광투과율이나 생산성이 저하된다는 문제가 있었다.
또한, 특허문헌 6에 개시된 패턴(PT3)은 메시 형상을 구성하지 않고 있으므로 이 단재면의 배선 형상에 불균일이 생긴다. 그러면 패턴(PT3)을, 예를 들면 전극으로서 사용할 경우에 안정된 통전 성능이 얻어지지 않는다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 패턴에 기인하는 노이즈 입상감을 저감 가능하며, 관찰 대상물의 시인성을 대폭 향상 가능한 도전 시트, 터치 패널, 표시 장치, 도전 시트의 제조 방법, 및 프로그램을 기록한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 도전 시트는 기체와, 기체의 적어도 한쪽 주면에 형성되고, 복수의 금속 세선으로 이루어지는 도전부를 갖고, 도전부에 의해 평면으로 볼 때 다른 메시 형상을 배열한 메시 패턴이 형성되고, 각 메시 형상의 무게 중심 위치의 2차원 분포의 파워 스펙트럼에 관해서 소정의 공간 주파수보다 높은 공간 주파수측에 있어서의 평균 강도가 소정의 공간 주파수보다 낮은 공간 주파수 대역측에 있어서의 평균 강도보다 커지도록 메시 패턴이 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 소정의 공간 주파수는 인간의 시각 응답 특성이 최대 응답의 5%에 상당하는 공간 주파수인 것이 바람직하다.
또한, 인간의 시각 응답 특성은 명시 거리가 300㎜에서의 둘리-쇼 함수에 의거하여 얻어지는 시각 응답 특성이며, 소정의 공간 주파수는 6cycle/㎜인 것이 바람직하다.
또한, 소정의 공간 주파수는 파워 스펙트럼의 값이 최대가 되는 공간 주파수인 것이 바람직하다.
또한, 각 메시 형상은 다각형상인 것이 바람직하다.
또한, 각 메시 형상은 1개의 평면 영역 내에 있는 복수의 위치에 의거하여 보로노이 다이어그램에 따라서 결정되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 각 메시 형상은 1개의 평면 영역 내에 있는 복수의 위치에 의거하여 들로네 다이어그램에 따라서 결정되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 무게 중심 위치의 2차원 분포에 관해서 소정 방향을 따라 배치된 각 무게 중심 위치에 관한 소정 방향의 수직 방향에 대한 위치의 평균 2승 편차는 15㎛ 이상이며 65㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 메시 패턴은 각 메시 형상을 간극 없이 배열해서 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 메시 패턴은 반복 형상을 가져도 좋다.
또한, 도전부는 기체의 한쪽 주면에 형성되고, 복수의 금속 세선으로 이루어지는 제 1 도전부와, 기체의 다른쪽 주면에 형성되고, 복수의 금속 세선으로 이루어지는 제 2 도전부를 갖고, 메시 패턴은 제 1 도전부 및 제 2 도전부를 조합함으로써 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 한쪽 주면 상에 형성된 제 1 도전부를 피복하는 제 1 보호층과, 다른쪽 주면 상에 형성된 제 2 도전부를 피복하는 제 2 보호층을 갖고, 제 1 보호층에 대한 기체의 상대 굴절률 및/또는 제 2 보호층에 대한 기체의 상대 굴절률은 0.86 이상이며 1.15 이하인 것이 바람직하다.
또한, 한쪽 주면에 형성되고, 제 1 도전부와 전기적으로 절연된 복수의 금속 세선으로 이루어지는 제 1 더미 전극부를 갖고, 제 1 도전부는 한방향으로 배치되어 각각 복수의 제 1 감지부가 접속된 제 1 도전 패턴을 복수개 갖고, 제 1 더미 전극부는 인접하는 제 1 도전 패턴끼리의 간극부에 배치된 제 1 더미 패턴을 복수개 갖고, 제 1 더미 패턴의 배선 밀도는 제 1 도전 패턴의 배선 밀도와 같은 것이 바람직하다.
또한, 도전부는 기체의 한쪽 주면에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 터치 패널은 상기한 어느 하나의 도전 시트와, 도전 시트의 주면측으로부터의 접촉 위치 또는 근접 위치를 검출하는 검출 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 표시 장치는 상기한 어느 하나의 도전 시트와, 도전 시트의 한쪽 주면측으로부터의 접촉 위치 또는 근접 위치를 검출하는 검출 제어부와, 표시 신호에 의거하여 표시 화면 상에 화상을 표시하는 표시부를 구비하고, 도전 시트는 다른쪽 주면측을 표시부에 대향시켜서 표시 화면 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 도전 시트의 제조 방법은 다른 메시 형상을 배열한 메시 패턴의 모양을 나타내는 화상 데이터를 작성하는 작성 스텝과, 작성된 화상 데이터에 의거하여 각 메시 형상의 무게 중심 위치의 불균일 정도에 대해서 정량화한 평가값을 산출하는 산출 스텝과, 산출된 평가값 및 소정의 평가 조건에 의거하여 1개의 화상 데이터를 출력용 화상 데이터로서 결정하는 결정 스텝과, 결정된 출력용 화상 데이터에 의거하여 도전성을 갖는 선재를 기체 상에 출력 형성함으로써 평면으로 볼 때 기체 상에 메시 패턴이 형성된 도전 시트를 얻는 출력 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 프로그램은 컴퓨터를 다른 메시 형상을 배열한 메시 패턴의 모양을 나타내는 화상 데이터를 작성하는 화상 데이터 작성부, 화상 데이터 작성부에 의해 작성된 화상 데이터에 의거하여 각 메시 형상의 무게 중심 위치의 불균일 정도에 대해서 정량화한 평가값을 산출하는 평가값 산출부, 평가값 산출부에 의해 산출된 평가값 및 소정의 평가 조건에 의거하여 1개의 화상 데이터를 출력용 화상 데이터로서 결정하는 화상 데이터 결정부로서 기능시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 평가값 산출부는 무게 중심 위치의 2차원 분포에 관한 파워 스펙트럼에 의거하여 평가값을 산출하는 것이 바람직하다.
또한, 평가값 산출부는 무게 중심 위치의 2차원 분포에 관해서 소정 방향을 따라 배치된 각 무게 중심 위치에 관한 소정 방향의 수직 방향에 대한 위치의 통계값을 평가값으로서 산출하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 기록 매체는 상술한 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 기록 매체는 다른 메시 형상을 배열한 메시 패턴의 모양을 나타내는 화상 데이터를 작성하는 작성 스텝과, 작성된 화상 데이터에 의거하여 각 메시 형상의 무게 중심 위치의 불균일 정도에 대해서 정량화한 평가값을 산출하는 산출 스텝과, 산출된 평가값 및 소정의 평가 조건에 의거하여 1개의 화상 데이터를 출력용 화상 데이터로서 결정하는 결정 스텝을 순서대로 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 산출 스텝은 무게 중심 위치의 2차원 분포에 관한 파워 스펙트럼에 의거하여 평가값을 산출하는 것이 바람직하다.
또한, 산출 스텝은 무게 중심 위치의 2차원 분포에 관해서 소정 방향을 따라 배치된 각 무게 중심 위치에 관한 소정 방향의 수직 방향에 대한 위치의 통계값을 평가값으로서 산출하는 것이 바람직하다.
(발명의 효과)
본 발명에 의한 도전 시트, 터치 패널, 및 표시 장치에 의하면 각 메시 형상의 무게 중심 위치의 2차원 분포의 파워 스펙트럼에 관해서 소정의 공간 주파수보다 높은 공간 주파수 대역측에 있어서의 평균 강도가 소정의 공간 주파수보다 낮은 공간 주파수 대역측에 있어서의 평균 강도보다 커지도록 메시 패턴이 형성되어 있으므로 저공간 주파수 대역측에 비해 고공간 주파수 대역측의 노이즈량이 상대적으로 커지고 있다. 인간의 시각은 저공간 주파수 대역에서의 응답 특성은 높지만, 중~고공간 주파수 대역에 있어서 응답 특성이 급격히 저하되는 성질을 가지므로 인간에 있어서 시각적으로 느껴지는 노이즈감이 감소한다. 이것에 의해 도전 시트가 갖는 패턴에 기인하는 노이즈 입상감을 저감할 수 있으며, 관찰 대상물의 시인성을 대폭 향상할 수 있다.
본 발명에 의한 도전 시트의 제조 방법 및 프로그램을 기록한 기록 매체에 의하면 다른 메시 형상을 배열한 메시 패턴의 모양을 나타내는 화상 데이터를 작성하고, 화상 데이터에 의거하여 각 메시 형상의 무게 중심 위치의 불균일 정도에 대해서 정량화한 평가값을 산출하고, 평가값 및 소정의 평가 조건에 의거하여 1개의 화상 데이터를 출력용 화상 데이터로서 결정하도록 했으므로 소정의 평가 조건을 만족시키는 노이즈 특성을 갖는 각 메시 형상을 결정할 수 있다. 바꾸어 말하면, 패턴 형상을 적절히 제어함으로써 노이즈 입상감을 저감 가능하며, 관찰 대상물의 시인성을 대폭 향상할 수 있다.
도 1a는 본 실시형태에 의한 도전 시트의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 도전 시트의 일부 생략 단면도이다.
도 2a는 본 실시형태에 의한 도전 시트의 다른 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 도전 시트의 일부 생략 단면도이다.
도 3은 표시 유닛의 화소 배열을 나타내는 개략 설명도이다.
도 4는 도 2a의 도전 시트를 장착한 표시 장치의 개략 단면도이다.
도 5a는 도 2a에 나타내는 제 1 도전부의 패턴예를 나타내는 평면도이다.
도 5b는 도 2a에 나타내는 제 2 도전부의 패턴예를 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 5a의 제 1 센서부의 부분 확대 평면도이다.
도 7은 도 5b의 제 2 센서부의 부분 확대 평면도이다.
도 8은 제 1 도전부와 제 2 도전부를 조합한 상태에서의 도전 시트의 개략 평면도이다.
도 9a는 1개의 평면 영역 중으로부터 8개의 점을 선택한 결과를 나타내는 개략 설명도이다.
도 9b는 보로노이 다이어그램에 따라서 배선 형상을 결정한 결과를 나타내는 개략 설명도이다.
도 9c는 들로네 다이어그램에 따라서 배선 형상을 결정한 결과를 나타내는 개략 설명도이다.
도 10a는 메시 패턴의 모양을 나타내는 화상 데이터를 가시화한 개략 설명도이다.
도 10b는 도 10a에 나타내는 화상 데이터에 대하여 FFT를 실시해서 얻어지는 파워 스펙트럼의 분포도이다.
도 10c는 도 10b에 나타내는 파워 스펙트럼 분포의 XC-XC선을 따르는 단면도이다.
도 11은 인간의 표준 시각 응답 특성의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 실시형태에 의한 메시 패턴 및 종래예에 의한 각종 패턴의 화상 데이터에 대하여 각각 FFT를 실시해서 얻어지는 파워 스펙트럼의 X축을 따른 단면도이다.
도 13은 도 9b에 나타내는 각 영역의 무게 중심 위치를 나타내는 설명도이다.
도 14는 메시 패턴과 각 메시 형상의 무게 중심 위치의 관계를 나타내는 개략 설명도이다.
도 15a는 도 14의 메시 패턴이 갖는 각 메시 형상의 무게 중심 위치 분포를 나타내는 화상 데이터를 가시화한 개략 설명도이다.
도 15b는 도 15a의 중심 화상 데이터에 대하여 FFT를 실시해서 얻어지는 파워 스펙트럼의 분포도이다.
도 15c는 도 15b에 나타내는 파워 스펙트럼의 분포의 XVC-XVC선을 따르는 단면도이다.
도 16은 도 10c 및 도 15c의 그래프의 비교도이다.
도 17a 및 도 17b는 중심 스펙트럼의 특징을 나타내는 개략 설명도이다.
도 18a 및 도 18b는 소정 방향을 따라 배치된 각 무게 중심 위치에 관한 소정 방향의 수직 방향에 대한 위치의 RMS의 산출 방법을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 19a~도 19d는 토폴로지적으로 폐쇄된 개구부의 영역 내에 다른 요소를 부가한 사례(제 1~제 3 사례)에 관한 개략 설명도이다.
도 20a~도 20d는 토폴로지적으로 개방되어 있고 메시 형상을 구성하지 않는 사례(제 4~제 6 사례)에 관한 개략 설명도이다.
도 21a는 금속 세선을 향해서 조사된 평행광의 경로를 나타내는 개략 설명도이다.
도 21b는 금속 세선을 향해서 조사된 사입광의 경로를 나타내는 개략 설명도이다.
도 21c는 도 21b에 있어서의 투과광의 강도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 22a는 본 발명에 의한 구성에 있어서 금속 세선을 향해서 조사된 사입광의 경로를 나타내는 개략 설명도이다.
도 22b는 도 22a에 있어서의 투과광의 강도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 23a는 참고예에 의한 제 1 센서부의 개략 평면도이다.
도 23b는 도 23a의 제 1 센서부에 입사된 외광의 경로를 나타내는 개략 설명도이다.
도 23c는 도 23a의 제 1 센서부에 있어서의 반사광의 강도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 24a는 본 실시형태에 의한 제 1 센서부의 개략 설명도이다.
도 24b는 도 24a의 제 1 센서부에 입사된 외광의 경로를 나타내는 개략 설명도이다.
도 24c는 도 24a의 제 1 센서부에 있어서의 반사광의 강도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 25는 본 실시형태에 의한 도전 시트를 제조하는 제조 장치의 개략 구성 블록도이다.
도 26은 도 25에 나타내는 화상 생성 장치의 동작 설명에 제공되는 플로우 차트이다.
도 27은 출력용 화상 데이터의 작성 방법(도 26의 스텝 S2)에 관한 플로우 차트이다.
도 28a는 화상 데이터에 있어서의 화소 어드레스의 정의를 나타내는 설명도이다.
도 28b는 화상 데이터에 있어서의 화소값의 정의를 나타내는 설명도이다.
도 29a는 시드점의 초기 위치의 모식도이다.
도 29b는 도 29a의 시드점을 기준으로 하는 보로노이 다이어그램이다.
도 30은 단위 영역의 단부에 있어서의 모양(배선 형상)의 결정 방법을 나타내는 개략 설명도이다.
도 31은 단위 화상 데이터를 규칙적으로 배열하고, 화상 데이터를 작성한 결과를 나타내는 개략 설명도이다.
도 32는 도 27에 나타내는 스텝 S26의 상세 플로우 차트이다.
도 33a는 화상 영역 내의 제 1 시드점, 제 2 시드점, 및 후보점의 위치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 33b는 제 2 시드점과 후보점을 교환해서 시드점의 위치를 갱신한 결과의 설명도이다.
도 34a는 각 제 1 도전 패턴 및 각 제 1 더미 패턴을 잘라낸 결과를 나타내는 개략 설명도이다.
도 34b는 각 제 2 도전 패턴을 잘라낸 결과를 나타내는 개략 설명도이다.
도 35는 본 실시형태에 의한 도전 시트의 제조 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 36a는 제작된 감광 재료를 일부 생략해서 나타내는 단면도이다.
도 36b는 감광 재료에 대한 양면 동시 노광을 나타내는 개략 설명도이다.
도 37은 제 1 노광 처리 및 제 2 노광 처리의 실행 상태를 나타내는 개략 설명도이다.
도 38은 제 1 변형예에 의한 터치 패널의 개략 단면도이다.
도 39a는 도 38에 나타내는 제 1 센서부의 부분 확대 평면도이다.
도 39b는 도 38에 나타내는 제 2 센서부의 부분 확대 평면도이다.
도 40은 도 38에 나타내는 터치 패널의 일부 생략 정면도이다.
도 41a는 제 2 변형예에 의한 제 1 센서부의 부분 확대 평면도이다.
도 41b는 제 2 변형예에 의한 제 2 센서부의 부분 확대 평면도이다.
도 42는 제 3 변형예에 의한 도전 시트의 일부 생략 단면도이다.
도 43은 제 4 변형예에 의한 도전 시트의 일부 생략 단면도이다.
도 44는 제 5 변형예에 의한 도전 시트의 부분 확대 평면도이다.
도 45는 본 실시예에 의한 관능 평가의 결과를 나타내는 설명도이다.
도 46a~도 46c는 비교예에 의한 패턴의 확대 평면도이다.
이하, 본 발명에 의한 도전 시트에 관하여 그것을 실시하는 터치 패널 및 표시 장치와의 관계에 있어서 적합한 실시형태를 열거하고, 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 수치 범위를 나타내는 「~」은 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로서 사용된다.
[본 실시형태]
본 실시형태에 의한 도전 시트(10)는 도 1a 및 도 1b에 나타내는 바와 같이 투명 기체(12)(기체)를 갖는다. 절연성을 가지며, 또한 투광성이 높은 투명 기체(12)는 수지, 유리, 실리콘 등의 재료로 이루어진다. 수지로서는, 예를 들면 PET(Polyethylene Terephthalate), PMMA(Polymethyl methacrylate), PP(polypropylene), PS(polystyrene) 등을 들 수 있다.
투명 기체(12)의 한쪽 주면(도 1b의 화살표 s1 방향측)에는 제 1 도전부(14a)와, 제 1 더미 전극부(15a)(도 2a, 도 2b 참조)가 형성되어 있다. 제 1 도전부(14a) 및 제 1 더미 전극부(15a)는 금속제의 세선[이하, 금속 세선(16)으로 기재한다. 또한, 금속 세선(16p, 16q, 16r, 16s)으로 기재하는 경우가 있다]과 개구부(18)에 의한 메시 패턴(20)을 갖는다. 금속 세선(16)은, 예를 들면 금(Au), 은(Ag) 또는 구리(Cu)로 이루어진다. 금속 세선(16)의 선폭은 30㎛ 이하부터 선택가능하다.
제 1 도전부(14a) 및 제 1 더미 전극부(15a)는 상세하게는 다른 메시 형상(22)을 간극 없이 배열한 메시 패턴(20)을 갖는다. 바꾸어 말하면, 메시 패턴(20)은 각 메시 형상(22)에 규칙성(통일성)이 없는 랜덤한 패턴이다. 예를 들면, 메시 패턴(20) 중 해칭이 된 메시 형상(22)은 사각형상이며, 정점(C1) 및 정점(C2)을 직선으로 연결하는 금속 세선(16p)과, 정점(C2) 및 정점(C3)을 직선으로 연결하는 금속 세선(16q)과, 정점(C3) 및 정점(C4)을 직선으로 연결하는 금속 세선(16r)과, 정점(C4) 및 정점(C1)을 직선으로 연결하는 금속 세선(16s)으로 형성되어 있다. 도 1b로부터 양해되는 바와 같이 메시 형상(22)은 모두 적어도 3변을 갖는 다각형상이다.
이하, 본 명세서 중에 있어서의 「다각형」에는 기하학적으로 완전한 다각형뿐만 아니라 상술한 완전한 다각형에 대하여 경미한 변경을 가한 「실질적인 다각형」도 포함되는 것으로 한다. 경미한 변경의 예시로서 메시 형상(22)에 비해 미소한 점요소·선요소의 부가나, 메시 형상(22)을 구성하는 각 변[금속 세선(16)]의 부분적 결손 등을 들 수 있다.
제 1 도전부(14a)의 대략 전체면에는 금속 세선(16)을 피복하도록 제 1 접착층(24a)을 개재해서 제 1 보호층(26a)이 접착되어 있다. 제 1 접착층(24a)의 재료로서 웨트 라미네이트 접착제, 드라이 라미네이트 접착제 또는 핫멜트 접착제 등을 들 수 있다.
제 1 보호층(26a)은 투명 기체(12)와 마찬가지로 수지, 유리, 실리콘을 포함하는 투광성이 높은 재료로 이루어진다. 제 1 보호층(26a)의 굴절률(n1)은 투명 기체(12)의 굴절률(n0)과 같거나 이것에 가까운 값이다. 이 경우, 제 1 보호층(26a)에 대한 투명 기체(12)의 상대 굴절률(nr1)은 1에 가까운 값이다.
여기에서, 본 명세서에 있어서의 굴절률은 파장 589.3㎚(나트륨의 D선)의 광에 있어서의 굴절률을 의미하고, 예를 들면 수지에서는 국제 표준 규격인 ISO 14782:1999(JIS K 7105에 대응)로 정의된다. 또한, 제 1 보호층(26a)에 대한 투명 기체(12)의 상대 굴절률(nr1)은 nr1=(n1/n0)으로 정의된다. 여기에서, 상대 굴절률(nr1)은 0.86 이상 1.15 이하의 범위에 있으면 좋고, 보다 바람직하게는 0.91 이상 1.08 이하이다.
이 도전 시트(10)는, 예를 들면 무기 EL 소자, 유기 EL 소자, 또는 태양 전지 등의 각종 전극에 사용된다. 또한, 도전 시트(10)는 전극 이외에도 전류를 흘림으로써 발열하는 투명 발열체(예를 들면, 차량의 디프로스터), 전자파를 차단하는 전자파 실드재에도 적용 가능하다.
본 실시형태에 의한 도전 시트(11)는 도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이 투명 기체(12)의 한쪽 주면(도 2b의 화살표 s1 방향측)에는 제 1 도전부(14a) 이외에 제 1 더미 전극부(15a)가 형성되어 있다. 제 1 도전부(14a) 및 제 1 더미 전극부(15a)는 금속 세선(16)과 개구부(18)에 의한 메시 패턴(20)을 갖는다. 터치 패널에 적용하는 도전 시트(11)에 관하여 금속 세선(16)의 선폭은 0.1㎛ 이상 15㎛ 이하가 바람직하고, 1㎛ 이상 9㎛ 이하가 보다 바람직하고, 2㎛ 이상 7㎛ 이하가 더욱 바람직하다.
여기에서, 제 1 더미 전극부(15a)는 제 1 도전부(14a)와 소정 간격만큼 이간되어서 배치되어 있다. 즉, 제 1 더미 전극부(15a)는 제 1 도전부(14a)와 전기적으로 절연된 상태 하에 있다. 제 1 도전부(14a) 및 제 1 더미 전극부(15a)의 대략 전체면에는 금속 세선(16)을 피복하도록 제 1 접착층(24a)을 개재해서 제 1 보호층(26a)이 접착되어 있다.
이하, 투명 기체(12)의 한쪽 주면(도 1b, 도 2b의 화살표 s1 방향측)에 형성된 각 부[제 1 도전부(14a), 제 1 더미 전극부(15a), 제 1 접착층(24a), 및 제 1 보호층(26a)을 포함한다]를 총칭해서 제 1 적층부(28a)라고 하는 경우가 있다.
그런데, 투명 기체(12)의 다른쪽 주면(도 2b의 화살표 s2 방향측)에는 제 2 도전부(14b)가 형성되어 있다. 제 2 도전부(14b)는 제 1 도전부(14a)와 마찬가지로 금속 세선(16)과 개구부(18)에 의한 메시 패턴(20)을 갖는다. 투명 기체(12)는 절연성 재료로 이루어지고, 제 2 도전부(14b)는 제 1 도전부(14a) 및 제 1 더미 전극부(15a)와 전기적으로 절연된 상태 하에 있다.
제 2 도전부(14b)의 대략 전체면에는 금속 세선(16)을 피복하도록 제 2 접착층(24b)을 개재해서 제 2 보호층(26b)이 접착되어 있다. 제 2 접착층(24b)의 재질은 제 1 접착층(24a)과 동일해도 좋고 달라도 좋다. 제 2 보호층(26b)의 재질은 제 1 보호층(26a)과 동일해도 좋고 달라도 좋다.
제 2 보호층(26b)의 굴절률(n2)은 투명 기체(12)의 굴절률(n0)과 같거나 이것에 가까운 값이다. 이 경우, 제 2 보호층(26b)에 대한 투명 기체(12)의 상대 굴절률(nr2)은 1에 가까운 값이다. 여기에서, 굴절률 및 상대 굴절률의 정의는 상기와 같이 한다. 또한, 제 2 보호층(26b)에 대한 투명 기체(12)의 상대 굴절률(nr2)은 nr2=(n2/n0)으로 정의된다. 여기에서, 상대 굴절률(nr2)은 0.86 이상 1.15 이하의 범위에 있으면 좋고, 보다 바람직하게는 0.91 이상 1.08 이하이다.
이하, 투명 기체(12)의 다른쪽 주면(도 2b의 화살표 s2 방향측)에 형성된 각 부[제 2 도전부(14b), 제 2 접착층(24b), 및 제 2 보호층(26b)을 포함한다]를 총칭해서 제 2 적층부(28b)라고 하는 경우가 있다.
이 도전 시트(11)는, 예를 들면 표시 유닛(30)(표시부)의 터치 패널에 적용된다. 이 표시 유닛(30)은 액정 패널, 플라즈마 패널, 유기 EL(Electro-Luminescence) 패널, 무기 EL 패널 등으로 구성되어도 좋다.
도 3에 일부를 생략해서 나타내는 바와 같이 표시 유닛(30)은 복수의 화소(32)가 매트릭스상으로 배열되어서 구성되어 있다. 1개의 화소(32)는 3개의 부화소[적색 부화소(32r), 녹색 부화소(32g), 및 청색 부화소(32b)]가 수평 방향으로 배열되어서 구성되어 있다. 1개의 부화소는 수직 방향으로 세로가 긴 장방형상으로 되어 있다. 화소(32)의 수평 방향의 배열 피치[수평 화소 피치(Ph)]와 화소(32)의 수직 방향의 배열 피치[수직 화소 피치(Pv)]는 대략 동일하게 되어 있다. 즉, 1개의 화소(32)와 이 1개의 화소(32)를 둘러싸는 블랙 매트릭스(34)(차광재)로 구성되는 형상[망점으로 나타내는 영역(36)을 참조]은 정방형으로 되어 있다. 또한, 1개의 화소(32)의 애스팩트비는 1이 아니라 수평 방향(가로)의 길이＞수직 방향(세로)의 길이로 되어 있다. 상기한 화소 배열을 갖는 표시 유닛(30)의 표시 패널 상에 도전 시트(10)를 배치할 경우, 화소(32)의 배열 주기와 랜덤하게 형성된 금속 세선(16) 사이에 있어서의 공간 주파수의 간섭이 거의 없어 모아레의 발생이 억제되게 된다.
이어서, 본 실시형태에 의한 도전 시트(11)를 장착한 표시 장치(40)에 대해서 도 4~도 8을 참조하면서 설명한다. 여기에서는 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널을 예로 들어 설명한다.
도 4에 나타내는 바와 같이 표시 장치(40)는 컬러 화상 및/또는 모노크롬 화상을 표시할 수 있는 표시 유닛(30)(도 3 참조)과, 입력면(42)(화살표 Z1 방향측)으로부터의 접촉 위치를 검출하는 터치 패널(44)과, 표시 유닛(30) 및 터치 패널(44)을 수용하는 하우징(46)을 갖는다. 하우징(46)의 한면(화살표 Z1 방향측)에 형성된 큰 개구부를 통해 유저는 터치 패널(44)에 액세스할 수 있다.
터치 패널(44)은 상기 도전 시트(11)(도 2a 및 도 2b 참조) 이외에 도전 시트(11)의 한면(화살표 Z1 방향측)에 적층된 커버 부재(48)와, 케이블(50)을 통해 도전 시트(11)에 전기적으로 접속된 플렉시블 기판(52)과, 플렉시블 기판(52) 상에 배치된 검출 제어부(54)를 구비한다.
표시 유닛(30)의 한면(화살표 Z1 방향측)에는 접착층(56)을 개재하여 도전 시트(11)가 접착되어 있다. 도전 시트(11)는 다른쪽 주면측[제 2 도전부(14b)측]을 표시 유닛(30)에 대향시켜서 표시 화면 상에 배치되어 있다.
커버 부재(48)는 도전 시트(11)의 한면을 피복함으로써 입력면(42)으로서의 기능을 발휘한다. 또한, 접촉체(58)(예를 들면, 손가락이나 스타일러스 펜)에 의한 직접적인 접촉을 방지함으로써 스크래치의 발생이나 진애의 부착 등을 억지(抑止) 가능하며, 도전 시트(11)의 도전성을 안정시킬 수 있다.
커버 부재(48)의 재질은, 예를 들면 유리, 수지 필름이어도 좋다. 커버 부재(48)의 한면(화살표 Z2 방향측)을 산화규소 등으로 코팅한 상태로 도전 시트(11)의 한면(화살표 Z1 방향측)에 밀착시켜도 좋다. 또한, 마찰 등에 의한 손상을 방지하기 위해서 도전 시트(11) 및 커버 부재(48)를 서로 부착해서 구성해도 좋다.
플렉시블 기판(52)은 가요성을 구비하는 전자 기판이다. 본 도면예에서는 하우징(46)의 측면 내벽에 고정되어 있지만 배치 위치는 여러 가지로 변경해도 좋다. 검출 제어부(54)는 도체인 접촉체(58)를 입력면(42)에 접촉할(또는 가까이할) 때 접촉체(58)와 도전 시트(11) 사이에서의 정전 용량의 변화를 파악하여 그 접촉 위치(또는 근접 위치)를 검출하는 전자 회로를 구성한다.
도 5a에 나타내는 바와 같이 도전 시트(11)의 한쪽 주면에는 화살표 Z2 방향측으로의 평면으로 볼 때에 표시 유닛(30)(도 3 및 도 4 참조)의 표시 영역에 배치된 제 1 센서부(60a)와, 이 표시 영역의 외주 영역에 배치된 제 1 단자 배선부(62a)(소위, 프레임)가 형성되어 있다.
도전 시트(11)의 외형은 평면으로 볼 때 직사각형상을 가짐과 아울러 제 1 센서부(60a)의 외형도 직사각형상을 갖는다. 제 1 단자 배선부(62a) 중 도전 시트(11)의 화살표 Y 방향에 평행하는 1변측의 둘레 가장자리부에는 그 길이 방향 중앙 부분에 복수의 제 1 단자(64a)가 화살표 Y 방향으로 배열 형성되어 있다. 제 1 센서부(60a)의 1변[본 도면예에서는 화살표 Y 방향에 평행하는 변]을 따라 복수의 제 1 결선부(66a)가 대략 일렬로 배열되어 있다. 각 제 1 결선부(66a)로부터 도출된 제 1 단자 배선 패턴(68a)은 상술한 표시 영역의 외주 영역의 제 1 단자(64a)를 향해서 둘러 감아져 있고, 각각 대응하는 제 1 단자(64a)에 전기적으로 접속되어 있다.
제 1 센서부(60a)에 대응한 부위에는 복수의 금속 세선(16)(도 2a 및 2b 참조)으로 형성된 2 이상의 제 1 도전 패턴(70a)(메시 패턴)을 갖는다. 제 1 도전 패턴(70a)은 화살표 X 방향(제 1 방향)으로 각각 연장되며, 또한 화살표 X 방향에 직교하는 화살표 Y 방향(제 2 방향)으로 배열되어 있다. 또한, 각 제 1 도전 패턴(70a)은 2 이상의 제 1 감지부(72a)가 화살표 X 방향으로 직렬로 접속되어서 구성된다. 그 윤곽이 개략 마름모형상인 각 제 1 감지부(72a)는 각각 동일한 윤곽 형상을 갖는다. 인접하는 제 1 감지부(72a) 사이에는 이들 제 1 감지부(72a)를 전기적으로 접속하는 제 1 접속부(74a)가 형성되어 있다. 보다 상세하게는 하나의 제 1 감지부(72a)의 꼭지각부는 제 1 접속부(74a)를 통해 상술한 하나의 제 1 감지부(72a)의 화살표 X 방향으로 인접하는 다른 제 1 감지부(72a)의 꼭지각부에 연결되어 있다.
각 제 1 도전 패턴(70a)의 한쪽 단부측에 있어서 제 1 감지부(72a)의 개방 단에는 제 1 접속부(74a)가 형성되어 있지 않다. 각 제 1 도전 패턴(70a)의 다른쪽 단부측에 있어서 제 1 감지부(72a)의 단부에는 제 1 결선부(66a)가 각각 형성되어 있다. 그리고, 각 제 1 도전 패턴(70a)은 각 제 1 결선부(66a)를 통해 제 1 단자 배선 패턴(68a)에 전기적으로 접속되어 있다.
제 1 센서부(60a)에 대응한 부위에는 복수의 금속 세선(16)(도 2a 및 2b 참조)으로 형성된 2 이상의 제 1 더미 패턴(76a)(메시 패턴)을 갖는다. 각 제 1 더미 패턴(76a)은 인접하는 제 1 도전 패턴(70a)끼리의 제 1 간극부(75a)(도 6 참조)에 배치되어 있다. 그 윤곽이 개략 마름모형상인 제 1 더미 패턴(76a)은 각 제 1 도전 패턴(70a)[제 1 감지부(72a) 및 제 1 접속부(74a)]과 소정 간격만큼 이간되어서 배치되어 있다. 이 간격(폭)은 제 1 감지부(72a)의 1변의 길이와 비교해서 매우 작다. 따라서, 제 1 센서부(60a)에는 그 전체면에 걸쳐 대략 같은 밀도로 금속 세선(16)이 배선되어 있다.
설명의 편의를 위해서 도 6에서는 1개의 제 1 더미 패턴(76a)(도면의 중앙 우측부)에 한하여 각 메시 형상을 상세하게 표기하고 있다. 그 밖의 제 1 더미 패턴(76a)에 있어서는 그 윤곽을 파선으로 나타내고, 그 내부의 형상을 생략했다.
도 6에 나타내는 바와 같이 각 제 1 감지부(72a) 및 각 제 1 더미 패턴(76a)은 각각 2 이상의 제 1 메시 요소(78a)를 조합시켜서 구성되어 있다. 제 1 메시 요소(78a)의 형상은 상술한 메시 형상(22)(도 2b 참조)과 마찬가지로 적어도 3변을 갖는 다각형상이다. 또한, 인접하는 제 1 감지부(72a) 사이를 접속하는 제 1 접속부(74a)는 적어도 1개의 제 1 메시 요소(78a)로 구성되어 있다.
또한, 각 제 1 감지부(72a) 및 각 제 1 더미 패턴(76a)의 둘레 가장자리부를 구성하는 제 1 메시 요소(78a)는 위상 기하학(토폴로지)적으로 폐공간이어도 좋고 개공간이어도 좋다. 제 1 접속부(74a)에 관해서도 동일하다.
또한, 인접하는 제 1 도전 패턴(70a) 사이에는 전기적으로 절연된 제 1 절연부(80a)가 각각 배치되어 있다.
여기에서, 제 1 더미 패턴(76a)의 배선 밀도는 제 1 도전 패턴(70a)[제 1 감지부(72a) 및 제 1 접속부(74a)]의 배선 밀도와 같다. 이 경우, 제 1 더미 패턴(76a)의 평면 영역 내에서의 광반사율은 제 1 도전 패턴(70a)의 평면 영역 내에서의 광반사율에 일치한다. 금속 세선(16)의 선폭이 일정할 때, 배선 밀도와 광반사율 간에는 높은 상관 관계가 있기 때문이다.
또한, 본 명세서 중에 있어서 「배선 밀도가 같다」란 완전히 같은 경우뿐만 아니라, 실질적으로 같을 경우(밀도비가 대략 0.8~1.2의 범위 내)도 포함하는 개념이다. 즉, 인간(관찰자)의 시각에 있어서 검지할 수 없을 정도의 광반사율의 차이면 좋다. 또한, 금속 세선(16)의 배선 밀도의 측정 면적은 측정 정밀도 등을 고려해서 1㎟ 이상이면 좋다.
또한, 각 제 1 도전 패턴(70a)과 각 제 1 더미 패턴(76a)의 이간 거리는 위치에 상관없이 일정(대략 일정한 경우도 포함된다)하게 해도 좋다. 이것에 의해 금속 세선(16)의 배선 밀도가 똑같이 근접하므로 바람직하다.
또한, 제 1 간극부(75a)에 대한 제 1 더미 패턴(76a)의 피복률(배치 비율)은 대략 30~95%의 범위가 바람직하고, 70~95%의 범위가 한층 바람직하다.
또한, 각 제 1 더미 패턴(76a)의 윤곽은 삼각형, 직사각형, 원형 등을 포함하는 여러 가지 형상을 채용할 수 있다. 예를 들면, 각 제 1 더미 패턴(76a)의 윤곽은 각 제 1 감지부(72a)의 윤곽의 형상(도 5a 예에서는 개략 마름모형상)과 동일하거나 또는 상사하는 형상을 가져도 좋다.
한편, 도 5b에 나타내는 바와 같이 도전 시트(11)의 다른쪽 주면에는 화살표 Z1 방향측으로의 평면으로 볼 때 표시 유닛(30)(도 3 및 도 4 참조)의 표시 영역에 배치된 제 2 센서부(60b)와, 이 표시 영역의 외주 영역에 배치된 제 2 단자 배선부(62b)(소위, 프레임)가 형성되어 있다.
도전 시트(11)의 외형은 평면으로 볼 때 직사각형상을 가짐과 아울러 제 2 센서부(60b)의 외형도 직사각형상을 갖는다. 제 2 단자 배선부(62b) 중 도전 시트(11)의 화살표 Y 방향에 평행하는 1변측의 둘레 가장자리부에는 그 길이 방향 중앙 부분에 복수의 제 2 단자(64b)가 화살표 Y 방향으로 배열 형성되어 있다. 제 2 센서부(60b)의 1변[본 도면예에서는 화살표 X 방향에 평행하는 변]을 따라 복수의 제 2 결선부(66b)[예를 들면, 홀수번째의 제 2 결선부(66b)]가 대략 일렬로 배열되어 있다. 제 2 센서부(60b)의 타변(상술한 1변에 대향하는 변)을 따라 복수의 제 2 결선부(66b)[예를 들면, 짝수번째의 제 2 결선부(66b)]가 대략 일렬로 배열되어 있다. 각 제 2 결선부(66b)로부터 도출된 제 2 단자 배선 패턴(68b)은 상술한 표시 영역의 외주 영역의 제 2 단자(64b)를 향해서 둘러 감아져 있고, 각각 대응하는 제 2 단자(64b)에 전기적으로 접속되어 있다.
제 2 센서부(60b)에 대응한 부위에는 복수의 금속 세선(16)(도 2a 및 2b 참조)으로 형성된 2 이상의 제 2 도전 패턴(70b)(메시 패턴)을 갖는다. 제 2 도전 패턴(70b)은 화살표 Y 방향(제 2 방향)으로 각각 연장되며, 또한 화살표 Y 방향에 직교하는 화살표 X 방향(제 1 방향)으로 배열되어 있다. 또한, 각 제 2 도전 패턴(70b)은 2 이상의 제 2 감지부(72b)가 화살표 Y 방향으로 직렬로 접속되어서 구성된다. 그 윤곽이 개략 마름모형상인 각 제 2 감지부(72b)는 각각 동일한 윤곽 형상을 갖는다. 인접하는 제 2 감지부(72b) 사이에는 이들 제 2 감지부(72b)를 전기적으로 접속하는 제 2 접속부(74b)가 형성되어 있다. 보다 상세하게는 하나의 제 2 감지부(72b)의 꼭지각부는 제 2 접속부(74b)를 통해 상술한 하나의 제 2 감지부(72b)의 화살표 Y 방향으로 인접하는 다른 제 2 감지부(72b)의 꼭지각부에 연결되어 있다.
각 제 2 도전 패턴(70b)의 한쪽 단부측에 있어서 제 2 감지부(72b)의 개방 단에는 제 2 접속부(74b)가 형성되어 있지 않다. 각 제 2 도전 패턴(70b)의 다른쪽 단부측에 있어서 제 2 감지부(72b)의 단부에는 제 2 결선부(66b)가 각각 형성되어 있다. 그리고, 각 제 2 도전 패턴(70b)은 각 제 2 결선부(66b)를 통해 제 2 단자 배선 패턴(68b)에 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 제 2 센서부(60b)에 관하여 제 1 센서부(60a)(도 5a 및 도 6 참조)와 달리, 인접하는 제 2 도전 패턴(70b)끼리의 제 2 간극부(75b)에 더미 패턴이 배치되어 있지 않다.
도 7에 나타내는 바와 같이 각 제 2 감지부(72b)는 각각 2 이상의 제 2 메시 요소(78b)를 조합시켜서 구성되어 있다. 제 2 메시 요소(78b)의 형상은 상술한 메시 형상(22)(도 2a 참조)과 마찬가지로 적어도 3변을 갖는 다각형상이다. 인접하는 제 2 감지부(72b) 사이를 접속하는 제 2 접속부(74b)는 적어도 1개의 제 2 메시 요소(78b)로 구성되어 있다.
또한, 각 제 2 감지부(72b)의 둘레 가장자리부를 구성하는 제 2 메시 요소(78b)는 위상 기하학(토폴로지)적으로 폐공간이어도 좋고 개공간이어도 좋다. 제 2 접속부(74b)에 관해서도 마찬가지이다.
또한, 인접하는 제 2 도전 패턴(70b) 사이에는 전기적으로 절연된 제 2 절연부(80b)가 각각 배치되어 있다.
도 8에 나타내는 바와 같이 도전 시트(11)의 평면으로 볼 때에 한면(화살표 Z1 방향측)에 형성된 제 1 도전 패턴(70a) 및 제 1 더미 패턴(76a)의 간극[제 1 간극부(75a)의 일부]을 메우도록 다른면(화살표 Z2 방향측)에 형성된 제 2 도전 패턴(70b)이 배열된 형태가 된다. 또한, 제 1 도전 패턴(70a)의 윤곽과 제 2 도전 패턴(70b)의 윤곽이 겹치는 평면 영역에 있어서 양자의 금속 세선(16)의 위치가 완전히 일치한다. 또한, 제 1 더미 패턴(76a)의 윤곽과 제 2 도전 패턴(70b)의 윤곽이 겹치는 평면 영역에 있어서 양자의 금속 세선(16)의 위치가 완전히 일치한다. 그 결과, 도전 시트(11)의 평면으로 볼 때 다수의 폴리곤(82)(메시 형상)이 깔린 형태가 된다.
제 1 감지부(72a)[및 제 2 감지부(72b)]의 1변의 길이는 3~10㎜인 것이 바람직하고, 4~6㎜인 것이 보다 바람직하다. 1변의 길이가 상기 하한값 미만이면 도전 시트(11)를 터치 패널에 적용했을 경우, 검출 시의 제 1 감지부(72a)[및 제 2 감지부(72b)]의 정전 용량이 줄기 때문에 검출 불량이 될 가능성이 높아진다. 반면에 상기 상한값을 초과하면 접촉 위치의 검출 정밀도가 저하될 우려가 있다. 마찬가지의 관점으로부터 폴리곤(82)[제 1 메시 요소(78a), 제 2 메시 요소(78b)]의 1변의 평균 길이는 상술한 바와 같이 100~400㎛인 것이 바람직하고, 150~300㎛인 것이 더욱 바람직하고, 가장 바람직하게는 210~250㎛ 이하이다. 폴리곤(82)의 1변이 상기 범위일 경우에는 투명성도 더 양호하게 유지하는 것이 가능해서 표시 유닛(30)의 앞면에 부착했을 때에 위화감 없이 표시를 시인할 수 있다.
도 6으로 되돌아와서 제 1 접속부(74a)의 폭(w1)은 0.2~1.0㎜인 것이 바람직하고, 0.4~0.8㎜인 것이 보다 바람직하다. w1이 상기한 하한값 미만일 경우, 각 제 1 감지부(72a)를 접속하는 배선수가 감소하기 때문에 전극간 저항이 상승한다. 한편, w1이 상기한 상한값을 초과할 경우, 제 2 감지부(72b)와의 중복 면적이 증가하기 때문에 노이즈량이 증대된다. 또한, 제 2 접속부(74b)(도 7 참조)의 폭에 관해서도 폭(w1)과 마찬가지이다.
제 1 감지부(72a)와 제 2 감지부(72b)의 이간폭(w2)은 0.1~0.6㎜인 것이 바람직하고, 0.2~0.5㎜인 것이 보다 바람직하다. w2가 상기한 하한값 미만일 경우, 접촉체(58)의 접촉(또는 근접)에 따른 정전 용량의 변화량이 작아지기 때문에 신호량이 저하된다. 한편, w2가 상기한 상한값을 초과할 경우, 제 1 감지부(72a)의 밀도가 저하되기 때문에 센서의 해상도가 저하된다.
계속해서, 제 1 도전부(14a), 제 1 더미 전극부(15a), 및 제 2 도전부(14b)의 배선 형상의 결정 방법의 일례에 대해서 도 9a~도 9c를 참조하면서 설명한다.
본 실시형태에서는 1개의 평면 영역(100) 내에 존재하는 복수의 위치로부터 메시 패턴(20)을 결정한다. 도 9a에 나타내는 바와 같이 정방형상의 평면 영역(100) 중으로부터 8개의 시드점(P1~P8)을 무작위로 선택한 것으로 한다.
도 9b는 보로노이 다이어그램(보로노이 분할법)에 따라서 배선 형상을 결정한 결과를 나타내는 개략 설명도이다. 이것에 의해 8개의 시드점(P1~P8)을 각각 위요하는 8개의 영역(V1~V8)이 각각 획정된다. 여기에서, 보로노이 다이어그램에 의해 구획된 영역(Vi)(i=1~8)은 시드점(Pi)이 가장 근접하는 점인 점의 집합체인 것을 나타내고 있다. 여기에서, 거리 함수로서 유클리드 거리를 사용했지만, 여러 가지 함수를 사용해도 좋다.
도 9c는 들로네 다이어그램(들로네 삼각형 분할법)에 따라서 배선 형상을 결정한 결과를 나타내는 개략 설명도이다. 들로네 삼각형 분할법이란 시드점(P1~P8) 중 인접하는 점끼리를 연결시켜서 삼각형상의 영역을 획정하는 방법이다. 이것에 의해 8개의 시드점(P1~P8) 중 어느 하나를 정점으로 하는 8개의 영역(V1~V8)이 각각 획정된다.
이렇게 해서 도 9b(또는 도 9c)에 나타내는 각 경계선을 금속 세선(16)으로 하고, 각 영역(Vi)을 개구부(18)로 하는 배선 형상, 즉 제 1 도전부(14a), 제 1 더미 전극부(15a), 및 제 2 도전부(14b)를 겹쳤을 경우에서의 각 메시 형상(22)이 결정된다.
계속해서, 본 발명에 의한 도전 시트(10, 11)의 노이즈 특성(예를 들면, 입상 노이즈)을 정량화한 평가값에 대해서 도 10a~도 18b를 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 메시 패턴(20)의 배선 형상을 수리적으로 평가하기 위해서 이 모양을 가시화한 화상 데이터를 미리 취득할 필요가 있다. 이 화상 데이터(Img)는 스캐너 등의 입력 장치를 사용해서 판독된 도전 시트(10, 11)의 색값 데이터나, 메시 패턴(20)의 출력 형성에 실제로 사용한 화상 데이터이어도 좋다. 어느 경우나 화상 데이터(Img)는 금속 세선(16)의 평균 선폭을 1 이상의 화소로 표현 가능한 정도의 높은 해상도(작은 화소 사이즈)를 갖는 것이 바람직하다.
[제 1 평가값]
제 1 평가값(EV1)은 메시 형상(22)의 무게 중심 위치에 있어서의 2차원 파워 스펙트럼에 의거하는 소정의 물리적 특징을 정량화한 지표이다. 이하, 제 1 평가값(EV1)에 대해서 도 10a~도 17b를 참조하면서 설명한다.
도 10a는 메시 패턴(20)의 모양을 나타내는 화상 데이터(Img)를 가시화한 개략 설명도이다. 우선, 화상 데이터(Img)에 대하여 푸리에 변환(예를 들면, FFT; Fast Fourier Transformation)을 실시한다. 이것에 의해 메시 패턴(20)의 형상에 대해서 부분적 형상이 아니라 전체의 경향(공간 주파수 분포)으로서 파악할 수 있다.
도 10b는 도 10a의 화상 데이터(Img)에 대하여 FFT를 실시해서 얻어지는 2차원 파워 스펙트럼[이하, 간단히 스펙트럼(Spc)이라고 한다]의 분포도이다. 여기에서, 상기 분포도의 가로축은 X축 방향에 대한 공간 주파수를 나타내고, 그 세로축은 Y축 방향에 대한 공간 주파수를 나타낸다. 또한, 공간 주파수 대역마다의 표시 농도가 옅을수록 강도 레벨(스펙트럼의 값)이 작아지고, 표시 농도가 짙을수록 강도 레벨이 커지고 있다. 본 도면의 예에서는 이 스펙트럼(Spc)의 분포는 등방적임과 아울러 환상의 피크를 2개 갖고 있다.
도 10c는 도 10b에 나타내는 스펙트럼(Spc)의 분포의 XC-XC선을 따른 단면도이다. 스펙트럼(Spc)은 등방적이므로 도 10c는 모든 각도 방향에 대한 동경 방향 분포에 상당한다. 본 도면으로부터 양해되는 바와 같이 저공간 주파수 대역 및 고공간 주파수 대역에서의 강도 레벨이 작아지고, 중간의 공간 주파수 대역만큼 강도 레벨이 높아지는, 소위 밴드패스형의 특성을 갖는다. 즉, 도 10a에 나타내는 화상 데이터(Img)는 화상공학 분야의 기술 용어에 의하면 「그린 노이즈」의 특성을 갖는 모양을 나타내는 것이라고 할 수 있다.
도 11은 인간의 표준 시각 응답 특성의 일례를 나타내는 그래프이다.
본 실시형태에서는 인간의 표준 시각 응답 특성으로서 명시 상태 하, 관찰 거리 300㎜로서의 둘리-쇼(Dooley-Shaw) 함수를 사용하고 있다. 둘리-쇼 함수는 VTF(Visual Transfer Function)의 일종이며, 인간의 표준 시각 응답 특성을 모방한 대표적인 함수이다. 구체적으로는 휘도의 콘트라스트비 특성의 2승값에 상당한다. 또한, 그래프의 가로축은 공간 주파수(단위: cycle/㎜)이며, 세로축은 VTF의 값(단위는 무차원)이다.
관찰 거리를 300㎜로 하면 0~1.0cycle/㎜의 범위에서는 VTF의 값은 일정(1과 같다)하며, 공간 주파수가 높아짐에 따라 차차 VTF의 값이 감소하는 경향이 있다. 즉, 이 함수는 중~고공간 주파수 대역을 차단하는 로우패스 필터로서 기능한다.
도 12는 본 실시형태에 의한 메시 패턴(20) 및 종래예에 의한 각종 패턴(PT1~PT3)의 모양을 나타내는 화상 데이터(Img)에 대하여 각각 FFT를 실시해서 얻어지는 스펙트럼(Spc)의 X축을 따른 단면도이다.
도 46a에 나타내는 패턴(PT1)의 스펙트럼(Spc)은 약 10cycle/㎜를 정점으로 한 폭이 넓은 피크(2~30cycle/㎜의 범위)를 갖고 있다. 또한, 도 46b에 나타내는 패턴(PT2)의 스펙트럼(Spc)은 약 3cycle/㎜를 중심으로 한 폭이 넓은 피크(3~20cycle/㎜의 범위)를 갖고 있다. 또한, 도 46c에 나타내는 패턴(PT3)의 스펙트럼(Spc)은 약 10cycle/㎜를 중심으로 한 폭이 다소 좁은 피크(8~18cycle/㎜의 범위)를 갖고 있다. 이것에 대하여 메시 패턴(20)(본 도면에서는 M으로 표기한다. 이하, 도 16에 있어서도 동일)의 스펙트럼(Spc)은 8.8cycle/㎜를 중심으로 한 폭이 좁은 피크를 갖고 있다.
그런데, 도 10c에 나타내는 스펙트럼(Spc)의 특징과, 각 메시 형상(22)의 무게 중심 위치의 관계에 대해서 이하 설명한다. 도 13에 나타내는 바와 같이 도 9b와 마찬가지의 평면 영역(100)에 대하여 상술한 보로노이 다이어그램를 사용해서 다각형상의 각 영역(V1~V8)이 획정되어 있는 것으로 한다. 또한, 각 영역(V1~V8) 내에 각각 속하는 각 점(C1~C8)은 각 영역의 기하학적인 무게 중심 위치를 나타내고 있다.
도 14는 본 실시형태에 의한 메시 패턴(20)과, 각 메시 형상(22)의 무게 중심 위치의 관계를 나타내는 개략 설명도이다.
도 15a는 도 14의 메시 패턴(20)이 갖는 각 메시 형상(22)의 무게 중심 위치의 2차원 분포(이하, 「무게 중심 위치 분포(C)」라고 한다)를 나타내는 화상 데이터(이하, 「중심 화상 데이터(Imgc)」라고 한다)를 가시화한 개략 설명도이다. 본 도면으로부터 양해되는 바와 같이 무게 중심 위치 분포(C)는 각 무게 중심 위치가 서로 중복하는 일 없이 적당히 분산되어 있다.
도 15b는 도 15a의 중심 화상 데이터(Imgc)에 대하여 FFT를 실시해서 얻어지는 2차원 파워 스펙트럼(이하, 「중심 스펙트럼(Spcc)」이라고 한다)의 분포도이다. 여기에서, 상기 분포도의 가로축은 X축 방향에 대한 공간 주파수를 나타내고, 그 세로축은 Y축 방향에 대한 공간 주파수를 나타낸다. 또한, 공간 주파수 대역마다의 표시 농도가 옅을수록 강도 레벨(스펙트럼의 값)이 작아지고, 표시 농도가 짙을수록 강도 레벨이 커지고 있다. 본 도면의 예에서는 이 중심 스펙트럼(Spcc)의 분포는 등방적임과 아울러 환상의 피크를 1개 갖고 있다.
도 15c는 도 15b에 나타내는 중심 스펙트럼(Spcc)의 분포의 XVC-XVC선을 따른 단면도이다. 중심 스펙트럼(Spcc)은 등방적이므로 도 15c는 모든 각도 방향에 대한 동경 방향 분포에 상당한다. 본 도면으로부터 양해되는 바와 같이 저공간 주파수 대역에서의 강도 레벨이 작아지고, 중간의 공간 주파수 대역에는 폭이 넓은 피크를 갖고 있다. 또한, 저공간 주파수 대역에 대하여 고공간 주파수 대역에서의 강도 레벨이 높아지는, 소위 하이패스형의 특성을 갖는다. 즉, 도 15a에 나타내는 중심 화상 데이터(Imgc)는 화상공학 분야의 기술용어에 의하면 「블루 노이즈」의 특성을 갖는 모양을 나타내는 것이라고 할 수 있다.
또한, 도전 시트(10, 11)에 있어서의 무게 중심 위치 분포(C)의 파워 스펙트럼은 이하의 과정에 의해 취득할 수 있다. 우선, 메시 패턴(20)의 모양을 나타내는 화상 데이터(Img)를 취득하여 각 메시 형상(22)(폐공간)을 식별하고, 그 무게 중심 위치(예를 들면, 1화소의 도트)를 각각 산출해서 중심 화상 데이터(Imgc)를 구하고, 그 2차원 파워 스펙트럼을 산출한다. 이것에 의해 무게 중심 위치 분포(C)의 파워 스펙트럼[중심 스펙트럼(Spcc)]이 얻어진다.
도 16은 도 10c 및 도 15c의 그래프의 비교도이다. 구체적으로는 메시 패턴(20)의 스펙트럼(Spc)과, 무게 중심 위치 분포(C)의 중심 스펙트럼(Spcc)을 비교한다. 편의를 위해서 최대의 피크(Pk)의 값이 일치하도록 스펙트럼(Spc) 및 중심 스펙트럼(Spcc)의 강도를 규격화하고 있다.
본 도면에 의하면 피크(Pk)의 공간 주파수(Fp)는 일치하고 있고, 이 값은 8.8cycle/㎜에 상당한다. 공간 주파수(Fp)를 초과한 고공간 주파수 대역에서는 스펙트럼(Spc)의 강도는 서서히 감소하는 것에 대하여, 중심 스펙트럼(Spcc)의 강도는 더욱 더 높은 값을 유지하고 있다. 이 이유는 메시 패턴(20)의 구성 요소는 서로 교차한 소정의 폭을 갖는 선분인 것에 대하여 무게 중심 위치 분포(C)의 구성 요소가 점이기 때문이라고 추측된다.
도 17a는 도 15c의 중심 스펙트럼(Spcc)의 특징을 나타내는 개략 설명도이다. 중심 스펙트럼(Spcc)의 값은 0~5cycle/㎜의 범위에서 서서히 증가하고, 6cycle/㎜의 주변에서 급격히 증가하고, 약 10cycle/㎜에서 폭이 넓은 피크를 갖는다. 그리고, 10~15cycle/㎜의 범위에서 서서히 감소하고, 15cycle/㎜를 초과하는 고공간 주파수 대역에서 높은 값을 유지한다.
여기에서, 기준 공간 주파수(Fb)(소정의 공간 주파수)를 6cycle/㎜로 설정한다. Fb보다 낮은 공간 주파수 대역측, 즉 0~Fb[cycle/㎜]의 범위에 있어서의 중심 스펙트럼(Spcc)의 평균 강도(평균값)을 PL로 한다. 한편, Fb보다 고공간 주파수 대역측, 즉 Fb[cycle/㎜]~나이퀴스트 주파수에서의 중심 스펙트럼(Spcc)의 평균 강도(평균값)을 PH로 한다. 이와 같이, PH는 PL보다 커지고 있다. 중심 스펙트럼(Spcc)은 이러한 특징을 갖고 있으므로 관찰자에 있어서 시각적으로 느껴지는 노이즈감이 감소한다. 이 근거는 이하와 같다.
예를 들면, Fb의 값은 인간의 시각 응답 특성이 최대 응답의 5%에 상당하는 공간 주파수가 되도록 설정하고 있다. 이 강도 레벨이면 시인이 곤란한 레벨이기 때문이다. 또한, 도 11에 나타내는 바와 같이 명시 거리가 300㎜에서서의 둘리-쇼 함수에 의거하여 얻어지는 시각 응답 특성을 사용하고 있다. 본 함수는 인간의 시각 응답 특성에 잘 적합하기 때문이다.
즉, Fb의 값으로서 명시 거리가 300㎜에서의 둘리-쇼 함수에 있어서 최대 응답의 5%에 상당하는 공간 주파수 6cycle/㎜를 사용할 수 있다. 또한, 6cycle/㎜는 167㎛ 간격에 상당한다.
또한, 도 17b에 나타내는 바와 같이 중심 스펙트럼(Spcc)의 값이 최대가 되는 공간 주파수(Fp)를 기준 공간 주파수(Fb)로서 설정해도 좋다. 이 경우에서도 상기한 관계(PH＞PL)를 만족시키고 있다.
그런데, 중심 스펙트럼(Spcc)의 강도의 밸런스를 특징짓는 제 1 평가값(EV1)은 평균 강도(PH, PL)를 사용해서 다음 (1)식에 의해 산출된다.
Figure 112014032560049-pct00001
여기에서, c는 PH=PL에 있어서의 곡선의 구배에 상당하는 양의 정수이다.
(1)식의 우변은 소위 시그모이드형 함수이며, 제 1 평가값(EV1)은 항상 0 이상의 값을 취한다. 평균 강도(PH)의 값이 충분히 클 경우, 제 1 평가값(EV1)은 0에 근접한다. 한편, 평균 강도(PH)의 값이 충분히 작을 경우, 제 1 평가값(EV1)은 1에 근접한다. 즉, 제 1 평가값(EV1)이 0에 근접할수록 중심 스펙트럼(Spcc)은 「블루 노이즈」의 특성을 나타낸다.
[제 2 평가값(EV2)]
도 18a 및 도 18b는 소정 방향을 따라 배치된 각 무게 중심 위치에 관한 소정 방향의 수직 방향에 대한 위치의 평균 2승 편차(RMS; Root Mean Square)의 산출 방법을 모식적으로 나타낸 설명도이다.
도 18a에 나타내는 바와 같이 우선 무게 중심 위치 분포(C) 중으로부터 초기 위치로서의 무게 중심 위치(Pc1)를 임의로 선택한다. 그리고, 무게 중심 위치(Pc1)로부터의 거리가 가장 가까운 무게 중심 위치(Pc2)를 선택한다. 그리고, 이미 선택된 무게 중심 위치(Pc1)를 제외한 잔여의 무게 중심 위치 분포(C) 중으로부터 무게 중심 위치(Pc2)에 가장 가까운 무게 중심 위치(Pc3)를 선택한다. 이하, 마찬가지로 해서 통계학적으로 충분히 많은 N개의 무게 중심 위치[본 도면예에서는 설명의 편의를 위해서 9점의 무게 중심 위치(Pc1~Pc9)]를 각각 선택한다. 그 후, 무게 중심 위치(Pc1~Pc9)의 회귀 직선을 구하고, 이 직선을 기준축(430)으로서 정의한다. 이 회귀 직선은 최소 2승법을 포함하는 여러 가지 공지의 분석 방법을 사용해서 결정해도 좋다.
도 18b에 나타내는 바와 같이 기준축(430)(본 도면에서는 X'축으로 표기한다) 및 이것에 직교하는 교차축(432)(본 도면에서는 Y'축으로 표기한다)을 각각 설정한다. 그리고, X'축 방향(소정 방향)을 따라 배치된 무게 중심 위치(Pc1~Pc9)에 대한 Y'축 방향(직교 방향)에 대한 위치의 RMS를 산출한다.
이하, 무게 중심 위치 분포(C) 중으로부터 무게 중심 위치(Pc1)(초기 위치)를 무작위로 선택하고, RMS를 산출하는 시행을 M회 반복한다. 이하, m(m=1,2,‥‥, M)회째의 시행에서 얻어진 RMS의 값을 RMS(m)으로 표기한다. RMS(m)은 다음 (2)식에 의해 산출된다.
Figure 112014032560049-pct00002
여기에서, Y'mk는 m회째의 시행에 있어서 X'Y' 좌표계에서 표현했을 경우에 있어서의 k번째의 무게 중심 위치(Pck)의 Y' 좌표에 상당한다. (2)식으로부터 양해되는 바와 같이 RMS(m)은 항상 0 이상의 값을 취하고, 0에 근접할수록 노이즈 특성이 양호하다고 할 수 있다.
그리고, 제 2 평가값(EV2)은 시행마다 얻어진 RMS(m) 및 이들의 평균값 RMSave를 사용해서 (3)식에 의해 산출된다.
Figure 112014032560049-pct00003
(3)식으로부터 양해되는 바와 같이 제 2 평가값(EV2)은 항상 0 이상의 값을 취하고, 0에 근접할수록 무게 중심 위치 분포(C)의 규칙성이 높다고 할 수 있다. 무게 중심 위치 분포(C)가 규칙적(예를 들면, 주기적)일 경우, RMS의 값은 초기 위치(Pc1)의 선택 결과에 상관없이 대략 일정해진다. 그 결과, 시행마다의 RMS(m)의 편차가 작아지고, 제 2 평가값(EV2)의 값은 작아진다. 이 경우, 무게 중심 위치 분포(C)의 규칙성이 높으므로 각 개구부(18)의 배치 위치와, 각 화소(32)[적색 부화소(32r), 녹색 부화소(32g), 및 청색 부화소(32b)]와의 배치 위치의 동기(간섭)가 발생하여 색 노이즈로서 현재화되는 경향이 있다.
한편, 도 18a예와 같이 적당히 분산된 무게 중심 위치 분포(C)를 가질 경우, RMS의 값은 초기 위치(Pc1)의 선택 결과에 의존해서 변화된다. 그 결과, 시행마다의 RMS(m)의 값이 분산되어 제 2 평가값(EV2)의 값은 커진다. 이 경우, 무게 중심 위치 분포(C)의 규칙성이 낮으므로 각 개구부(18)의 배치 위치와, 각 화소(32)[적색 부화소(32r), 녹색 부화소(32g), 및 청색 부화소(32b)]와의 배치 위치의 동기(간섭)가 발생하지 않게 되어 색 노이즈가 억제된다.
또한, 제 2 평가값(EV2)은 15㎛ 이상, 예를 들면 15㎛ 이상 65㎛ 이하의 범위에 있으면 좋다. 또한, 제 2 평가값(EV2)은 26㎛ 이상 65㎛ 이하의 범위인 것이 바람직하고, 26㎛ 이상 36㎛ 이하의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
그런데, 도 1a, 도 2a예에 나타내는 바와 같이 다각형상을 깐 메시 패턴(20)의 경우, 개구부(18)의 각 형상[또는 각 메시 형상(22)]이 단숨에 획정되므로 이들의 개구 면적, 및 제 1 평가값(EV1) 및 제 2 평가값(EV2)을 산출하는 것은 용이하다. 그러나, 메시 형상(22)에 변형 등을 실시함으로써 개구부(18)의 개구 면적은 단숨에 획정되지 않을 경우가 있다. 그래서, 본 출원에 의한 특허청구범위 및 명세서 중에서는 제 1 평가값(EV1) 및 제 2 평가값(EV2)의 정의를 명확히 하기 위해서 개구 면적을 다음과 같이 정의한다.
도 19a~도 19d는 토폴로지적으로 폐쇄된 개구부(18a)의 영역 내에 다른 요소를 부가한 사례(제 1~제 3 사례)에 관한 개략 설명도이다. 이들의 사례의 경우, 각 폐 영역을 형성하는 요소(선요소)를 미리 추출하고, 추출된 선요소 이외의 요소를 제외한 후에 개구부(18)의 개구 면적을 계산한다.
도 19a에 나타내는 바와 같이 토폴로지적으로 폐쇄된 개구부(18a)에 관하여 그 개구 면적은 해칭이 된 영역의 면적으로서 계산된다. 개구부(18a)는 기하학적으로 완전한 사각형상을 갖고 있으므로 그 개구 면적은 단숨에 계산된다.
제 1 사례로서 도 19b에 나타내는 바와 같이 도 19a에 나타내는 개구부(18a)의 일부(예를 들면, 중앙부)에 점요소(400)가 형성된 개구부(18b)에 대해서 고찰한다. 이 경우, 개구부(18b)의 개구 면적은 점요소(400)를 제외한 영역의 면적으로서 계산된다. 즉, 개구부(18b)는 개구부(18a)(도 19a 참조)와 등가로 취급된다.
제 2 사례로서 도 19c에 나타내는 바와 같이 도 19a에 나타내는 개구부(18a)의 일부에 환상의 선요소(402)가 형성된 개구부(18c)에 대해서 고찰한다. 이 경우, 개구부(18c)의 개구 면적은 선요소(402)를 제외한 영역의 면적으로서 계산된다. 즉, 개구부(18c)는 개구부(18a)(도 19a 참조)와 등가로 취급된다.
제 3 사례로서 도 19d에 나타내는 바와 같이 도 19a에 나타내는 개구부(18a)의 경계선(본 도면예에서는 사각형의 1변)과 교차하고, 그 내측을 향해서 돌출되는 선요소(404)(소위, 수염)를 갖는 개구부(18d)에 대해서 고찰한다. 이 경우, 개구부(18d)의 개구 면적은 선요소(404)를 제외한 영역의 면적으로서 계산된다. 즉, 개구부(18d)는 개구부(18a)(도 19a 참조)와 등가로 취급된다.
도 20a~도 20d는 토폴로지적으로 개방되어 있고 메시 형상(22)을 구성하지 않는 사례(제 4~제 6 사례)에 관한 개략 설명도이다. 이들 사례의 경우, 개구부(18)를 위요하는 각 선에 대하여 최단의 가상선을 보충함으로써 폐영역(이하, 가영역이라고 한다)을 획정하고, 이 가영역의 면적을 개구부(18)의 개구 면적으로서 계산한다.
단, 보충한 가상선의 길이의 총합이 가영역을 획정하는 경계선의 전체 길이의 20% 이하인 경우에 한하여 개구 면적의 계산이 가능하다고 정의한다. 왜냐하면, 보충한 가상선의 길이의 총합이 가영역을 획정하는 경계선의 전체 길이의 20%를 초과할 경우, 각 개구부(18)를 이미 특정할 수 없기 때문이다.
제 4 사례로서 도 20a에 나타내는 바와 같이 개구부(18e)를 위요하는 선은 개구부(18a)(도 19a 참조)의 경계선의 일부가 결손된 형상을 갖는다. 이 경우, 도 20b에 나타내는 바와 같이 제 1 끝점(406)과 제 2 끝점(408) 사이를 최단 경로[즉, 직선상의 가상선(410)]로 보충함으로써 개구부(18a)(도 19a 참조)와 같은 형상을 갖는 가영역(412)이 획정된다. 따라서, 개구부(18e)의 개구 면적은 가영역(412)의 면적으로서 계산된다. 즉, 개구부(18e)는 개구부(18a)(동 도면 참조)와 등가로 취급된다.
제 5 사례로서 도 20c에 나타내는 바와 같이 개구부(18f)를 위요하는 선은 원주의 일부가 결손된 원호형상을 갖는다. 이 경우, 제 1 끝점(414)과 제 2 끝점(416) 사이를 최단 거리[즉, 직선상의 가상선(418)]로 보충함으로써 가영역(420)이 획정된다. 따라서, 개구부(18f)의 개구 면적은 가영역(420)의 면적으로서 계산된다.
제 6 사례로서 도 20d에 나타내는 바와 같이 개구부(18g)는 1쌍의 평행선에 끼워진 개영역인 것으로 한다. 이 경우, 각 평행선의 끝점을 각각 연결하는 가상선(422, 424)을 보충함으로써 직사각형상의 가영역(426)이 획정된다. 그러나, 보충한 가상선(422, 424)의 길이의 총합이 가영역(426)을 획정하는 경계선의 전체 길이의 20%를 초과하고 있으므로 개구 면적의 계산이 불가능하다고 하여 제 1 평가값(EV1) 및 제 2 평가값(EV2)의 산출로부터 제외된다.
이렇게 해서 제 1 평가값(EV1){(1)식 참조} 및 제 2 평가값(EV2){(2)식 및 (3)식 참조}을 사용해서 도전 시트(10, 11)의 노이즈 특성을 여러 가지로 정량화할 수 있다.
계속해서, 제 1 보호층(26a)에 대한 투명 기체(12)의 상대 굴절률(nr1)을 1에 근접한 값으로 함으로써 얻어지는 작용 효과에 대해서 도 21a~도 22b를 참조하면서 상세하게 설명한다. 이해의 용이를 위해서 도전 시트(11)의 일부의 구성을 생략하고, 투명 기체(12), 제 1 도전부(14a), 및 제 1 보호층(26a)만을 표기하고 있다.
도 21a에 나타내는 바와 같이 표시 유닛(30)(도 4 참조)측으로부터 조사된 평행광(102)은 투명 기체(12)의 내부에 입사하고, 화살표 Z1 방향을 따라 직진한다. 그리고, 평행광(102)은 투명 기체(12)와 금속 세선(16)의 제 1 계면(104)에서 반사 성분(106)으로서 화살표 Z2 방향으로 대략 모두 반사된다. 즉, 비투광성 재료인 금속 세선(16)의 유무에 따라 도전 시트(11)를 투과하는 광량의 차가 커진다. 그 결과, 메시 패턴(20)의 형상에 따른 농담이 현저해져 모아레가 발생하기 쉬워진다. 이에 대하여 투광성이 높은 도전성 재료(전형적으로는 ITO)를 사용한 도전 시트의 경우, 상기 영향을 받는 일은 거의 없다.
이하, 투명 기체(12)와 제 1 보호층(26a)의 굴절률 차가 클 경우, 즉 상대 굴절률(nr1)이 1로부터 멀어지고 있는 경우에서의 광학적 현상에 대해서 도 21b 및 도 21c를 사용해서 설명한다.
도 21b에 나타내는 바와 같이 화살표 Z1 방향에 대하여 약간 사입하는 광[사입광(108)]은 투명 기체(12)의 내부에 입사하여 제 1 도전부(14a)[개구부(18)]와 제 1 보호층(26a)의 제 2 계면(110)까지 직진한다. 그리고, 사입광(108)은 제 2 계면(110)에 의한 굴절 현상에 의해 일부의 광[직진 성분(112)]은 투과됨과 아울러 잔여의 광[반사 성분(114)]은 반사된다. 이때, 상대 굴절률(nr1)이 1로부터 멀어지고 있으므로 계면 투과율이 저하되고, 직진 성분(112)[또는 반사 성분(114)]의 광량은 상대적으로 감소(또는 증가)한다.
예를 들면, 도 21c에 나타내는 바와 같이 개구부(18)에 대응하는 위치에 있어서 I=Iw의 광량이, 금속 세선(16)에 대응하는 위치에 있어서 I=Ib의 광량이 도전 시트(11)를 각각 투과해서 검출되었다고 한다. 이 경우, 금속 세선(16)에 기인하는 광학 농도는 개구부(18)에서의 검출광량을 기준으로 해서 ΔD1=-log(Ib/Iw)로 나타내어진다.
계속해서, 투명 기체(12)와 제 1 보호층(26a)의 굴절률 차가 작을 경우, 즉 상대 굴절률(nr1)이 1에 가까운 값일 경우에서의 광학적 현상에 대해서 도 22a 및 도 22b를 사용해서 설명한다.
상대 굴절률(nr1)이 1에 가까운 값일 경우, 광학적 고찰로부터 용이하게 도출되는 바와 같이 계면 투과율이 1(계면 반사율이 0)에 근접한다. 따라서, 직진 성분(116)[또는 반사 성분(118)]의 광량은 도 21b의 경우와 비교해서 상대적으로 증가(또는 감소)한다. 바꾸어 말하면, 산란되는 일 없이 투명 기체(12) 내부를 통과하는 광량이 비투광성 재료로 이루어지는 금속 세선(16)의 위치에 상관없이 일률적으로 증가한다. 이하, 설명의 편의를 위해서 검출광량이 ε(정값)만큼 증가했다고 한다.
이때, 도 22a 및 도 22b에 나타내는 바와 같이 개구부(18)에 대응하는 위치에 있어서 I=Iw+ε의 광량이, 금속 세선(16)에 대응하는 위치에 있어서 I=Ib+ε의 광량이 각각 투과해서 검출된다. 금속 세선(16)에 기인하는 광학 농도는 개구부(18)에서의 검출광량을 기준으로 해서 ΔD2=-log{(Ib+ε)/(Iw+ε)}로 나타내어진다.
Iw＞Ib≥0, 또한 ε＞0일 때, (Ib/Iw)＜(Ib+ε)/(Iw+ε)의 부등식을 만족하므로 ΔD1＞ΔD2의 관계가 항상 성립한다. 즉, 투명 기체(12) 및 제 1 보호층(26a)의 상대 굴절률(nr1)을 1에 가까운 값으로 함으로써 금속 세선(16)에 기인하는 광학 농도의 콘트라스트를 저감할 수 있다. 이것에 의해 표시 장치(40)의 평면으로 볼 때에 금속 세선(16)의 모양이 유저에게 시인되기 어려워진다.
또한, 투명 기체(12)와 제 1 보호층(26a)의 관계뿐만 아니라 투명 기체(12)와 제 2 보호층(26b)의 관계에 있어서도 상기와 마찬가지이다. 또한, 상대 굴절률(nr1, nr2)이 0.86~1.15이면 바람직하고, 0.91~1.08인 것이 한층 바람직하다. 특히, 제 1 보호층(26a) 및/또는 제 2 보호층(26b)은 투명 기체(12)와 동일한 재료이면 nr1=1(nr2=1)이 되므로 더욱 바람직하다.
이와 같이 제 1 보호층(26a)에 대한 투명 기체(12)의 상대 굴절률(nr1) 및/또는 제 2 보호층(26b)에 대한 투명 기체(12)의 상대 굴절률(nr2)을 0.86~1.15로 했으므로 투명 기체(12)의 법선 방향(화살표 Z1 방향)에 대하여 약간 사입하는 광[사입광(108)] 중 투명 기체(12)와 제 1 보호층(26a)의 계면 및/또는 투명 기체(12)와 제 2 보호층(26b)의 계면에 있어서 직진하는 광량[직진 성분(116)]이 상대적으로 증가한다. 즉, 산란되는 일 없이 투명 기체(12) 내부를 통과하는 광량이 비투광성 재료로 이루어지는 금속 세선(16)의 위치에 상관없이 일률적으로 증가한다. 이것에 의해 금속 세선(16)에 기인하는 광학 농도의 콘트라스트를 저감할 수 있으며, 관찰자(유저)에게 시인되기 어려워진다. 특히, 다른 메시 형상(22)을 간극 없이 배열한 메시 패턴(20)에서는 노이즈 입상감의 발생을 억제할 수 있으므로 한층 효과적이다. 또한, 각 메시 형상(22)이 다각형상인 경우뿐만 아니라 여러 가지 형상이어도 상기한 작용 효과가 얻어지는 말할 필요도 없다.
계속해서, 도전 시트(11)에 제 1 더미 패턴(76a)을 형성함으로써 얻어지는 작용 효과에 대해서 도 23a~도 24c를 참조하면서 설명한다. 이하, 이해의 용이를 위해서 제 1 보호층(26a) 등의 구성을 생략함과 아울러 광의 굴절 효과에 의한 영향이 미미한 것으로서 광학적 현상을 설명한다.
도 23a는 참고예에 의한 제 1 센서부(120)의 개략 평면도이다. 제 1 센서부(120)는 제 1 도전 패턴(70a)만으로 구성되어 있고, 제 1 더미 패턴(76a)(도 5a 및 도 6 참조)이 결핍한 형태를 갖는다.
도 23b는 제 1 센서부(120)에 입사된 외광(122)의 경로를 나타내는 개략 설명도이다. 본 도면은 도 23a에 나타내는 제 1 도전 패턴(70a)의 경계(Bd) 근방에서의 개략 단면도에 상당한다.
위치(P1)는 제 1 도전부(14a) 및 제 2 도전부(14b) 중 어디에도 금속 세선(16)이 존재하지 않는 위치에 상당한다. 표시 장치(40)(도 4 참조)의 외부로부터 조사된 외광(122)은 도전 시트(11)의 내부에 입사하여 화살표 Z2 방향을 따라 대략 평행하게 직진한다. 그리고, 외광(122)은 개구부(18)와 투명 기체(12)의 제 1 계면(104)에서 화살표 Z2 방향으로 대략 모두 투과된다. 이때, 투과광의 일부는 직진 성분(124)으로서 화살표 Z2 방향을 따라 직진함과 아울러 잔여의 일부는 산란 성분(126)으로서 산란한다. 그 후, 직진 성분(124)은 투명 기체(12)와 개구부(18)의 제 3 계면(128)에서 화살표 Z2 방향으로 대략 모두 투과된다. 투과광의 일부는 직진 성분(130)으로서 화살표 Z2 방향을 따라 직진함과 아울러 잔여의 일부는 산란 성분(132)으로서 산란한다. 그 결과, 위치(P1)에 조사된 외광(122) 중 대부분은 도전 시트(11)의 화살표 Z2 방향측으로 방출된다.
위치(P2)는 제 1 도전부(14a)에 금속 세선(16)이 존재하고, 또한 제 2 도전부(14b)에 금속 세선(16)이 존재하지 않는 위치에 상당한다. 표시 장치(40)(도 4 참조)의 외부로부터 조사된 외광(122)은 제 1 도전부(14a)[비투광성 재료인 금속 세선(16)]의 표면에서 반사 성분(134)으로서 화살표 Z1 방향으로 대략 모두 반사된다.
위치(P3)는 제 1 도전부(14a)에 금속 세선(16)이 존재하지 않고, 또한 제 2 도전부(14b)에 금속 세선(16)이 존재하는 위치에 상당한다. 표시 장치(40)(도 4 참조)의 외부로부터 조사된 외광(122)은 도전 시트(11)의 내부에 입사하여 화살표 Z2 방향을 따라 대략 평행하게 직진한다. 그리고, 외광(122)은 제 1 계면(104)에서 화살표 Z2 방향으로 대략 모두 투과된다. 이때, 투과광의 일부는 직진 성분(124)으로서 화살표 Z2 방향을 따라 직진함과 아울러 잔여의 일부는 산란 성분(126)으로서 산란한다. 그리고, 직진 성분(124)은 제 3 계면(128)[비투광성 재료인 금속 세선(16)의 표면]에서 반사 성분(135)으로서 화살표 Z1 방향으로 대략 모두 반사된다. 그 후, 반사 성분(135)은 화살표 Z1 방향을 따라 투명 기체(12) 내부를 직진하고, 제 1 계면(104)에서 화살표 Z1 방향으로 대략 모두 투과된다. 그 결과, 위치(P3)에 조사된 외광(122) 중 일부는 직진 성분(136)[또는 산란 성분(137)]으로서 도전 시트(11)의 외측(화살표 Z1 방향측)으로 방출된다.
이와 같이 위치(P2)에서의 반사광량(Ir)[반사광(134)]은 위치(P3)에서의 반사광량(Ir)[직진 성분(136)]에 비해 많은 것이 양해된다. 이것은 금속 세선(16)의 위치에 도달할 때까지의 광로 길이의 차이[투명 기체(12)의 두께의 2배값에 상당한다]에 기인한다.
도 23c는 도 23a의 제 1 센서부(120)에 있어서의 반사광의 강도 분포를 나타내는 그래프이다. 그래프의 가로축은 화살표 X 방향의 위치를 나타내고, 그래프의 세로축은 반사광의 강도[반사광량(Ir)]를 나타낸다. 이 반사광량(Ir)은 화살표 X 방향의 위치에 상관없이 똑같은 외광(122)을 입사했을 경우에서의 도전 시트(11)의 한면측(화살표 Z1 방향측)에 반사되는 광량을 나타낸다.
그 결과, 제 1 센서부(120)에 제 1 도전 패턴(70a)이 존재하지 않는 위치에서는 반사광량(Ir)은 극소값(Ir=I1)을 취한다. 또한, 제 1 센서부(120)에 제 1 도전 패턴(70a)이 존재하는 위치에서는 반사광량(Ir)은 극대값(Ir=I2)을 취한다. 즉, 반사광량(Ir)은 제 1 감지부(72a)의 규칙적 배치에 따른 특성, 바꾸어 말하면 극소값(I1) 및 극대값(I2)을 교대로 반복하는 주기적인 특성을 갖는다.
이것에 대하여 투광성이 높은 도전성 재료(전형적으로는 ITO)를 사용한 도전 시트의 경우 반사광량(Ir)은 대략 0과 같다(I1=I2=0). 이 때문에 제 1 도전 패턴(70a)의 유무에 기인하는 콘트라스트(휘도차)가 거의 없다. 즉, 제 1 도전 패턴(70a)에 금속 세선(16)을 적용하는 경우에 비해 상기한 영향을 받는 일은 거의 없다.
한편, 도 24a는 본 실시형태에 의한 제 1 센서부(60a)(도 5a 및 도 6 참조)의 개략 평면도이다. 제 1 센서부(60a)는 제 1 도전 패턴(70a) 및 제 1 더미 패턴(76a)으로 구성되어 있다.
도 24b는 제 1 센서부(60a)에 입사된 외광(122)의 경로를 나타내는 개략 설명도이다. 본 도면은 도 24a에 나타내는 제 1 도전 패턴(70a)의 경계(Bd) 근방에서의 개략 단면도에 상당한다.
위치(P1)에 대응하는 위치(Q1)에 관해서는 도 23b와 마찬가지므로 설명을 할애한다. 위치(P2)에 대응하는 위치(Q2)에 관해서도 마찬가지이다.
위치(P3)에 대응하는 위치(Q3)에 있어서 표시 장치(40)(도 4 참조)의 외부로부터 조사된 외광(122)은 제 1 더미 전극부(15a)[비투광성 재료인 금속 세선(16)]의 표면에서 반사 성분(138)으로서 화살표 Z1 방향으로 대략 모두 반사된다. 즉, 도전 시트(11)는 제 2 도전부(14b)에서의 금속 세선(16)의 유무에 관계없이 위치(Q2)와 동일한 정도로 외광(122)을 반사한다.
그 결과, 도 24c에 나타내는 바와 같이 반사광량(Ir)은 제 1 감지부(72a)의 규칙적 배치에 상관없이 Ir=I2라고 하는 동일한 특성을 갖는다. 또한, 제 1 도전부(14a)와 제 1 더미 전극부(15a)의 이간부에 있어서 반사광량(Ir)이 약간 (ε)감소하는 경향이 보인다. 이 이간부의 폭을 작게 함으로써 제 1 감지부(72a)의 형상이 한층 시인되기 어려워진다.
이상과 같이 인접하는 제 1 도전 패턴(70a)끼리의 제 1 간극부(75a)에 배치된 제 1 더미 패턴(76a)의 배선 밀도를 제 1 도전 패턴(70a)의 배선 밀도와 같게 했으므로 한쪽 주면측으로부터의 외광(122)에 대한 제 1 더미 패턴(76a)의 평면 영역 내에서의 광반사율은 제 1 도전 패턴(70a)의 평면 영역 내에서의 광반사율과 대략 일치한다. 즉, 제 1 감지부(72a)의 규칙적 배치에 상관없이 반사광[반사 성분(134, 138)]의 강도 분포를 똑같이 근접하게 하는 것이 가능하다. 이것에 의해 투명 기체(12)의 양면에 금속 세선(16)으로 이루어지는 전극을 형성한 구성이어도 반사광원으로서의 외광(122)에 기인하는 제 1 감지부(72a)[또는 제 2 감지부(72b)]의 시인을 억제할 수 있다.
도 25는 본 실시형태에 의한 도전 시트(10, 11)를 제조하는 제조 장치(310)의 개략 구성 블록도이다.
제조 장치(310)는 메시 패턴(20)에 따른 모양(배선 형상)을 나타내는 화상 데이터(Img)[출력용 화상 데이터(ImgOut)를 포함한다]를 작성하는 화상 생성 장치(312)와, 화상 생성 장치(312)에 의해 작성된 출력용 화상 데이터(ImgOut)가 나타내는 모양을 구체화하기 위해서 제조 공정 하의 도전 시트[감광 재료(140); 도 36a 참조]의 일주면에 제 1 광(144a)을 조사해서 노광하는 제 1 광원(148a)과, 출력용 화상 데이터(ImgOut)에 의거하여 감광 재료(140)의 타주면에 제 2 광(144b)을 조사해서 노광하는 제 2 광원(148b)과, 화상 데이터(Img)를 작성하기 위한 각종 조건[메시 패턴(20) 또는 블랙 매트릭스(34)의 시인 정보를 포함한다]을 화상 생성 장치(312)에 입력하는 입력부(320)와, 입력부(320)에 의한 입력 작업을 보조하는 GUI 화상이나, 기억된 출력용 화상 데이터(ImgOut) 등을 표시하는 표시부(322)를 기본적으로 구비한다.
화상 생성 장치(312)는 화상 데이터(Img), 출력용 화상 데이터(ImgOut), 후보점(SP)의 위치 데이터(SPd) 및 시드점(SD)의 위치 데이터(SDd)를 기억하는 기억부(324)와, 의사난수를 발생해서 난수값을 생성하는 난수 발생부(326)와, 난수 발생부(326)에 의해 생성된 난수값을 사용해서 소정의 2차원 화상 영역 중으로부터 시드점(SD)의 초기 위치를 선택하는 초기 위치 선택부(328)와, 상술한 난수값을 사용해서 상술한 2차원 화상 영역 중으로부터 후보점(SP)의 위치[시드점(SD)의 위치를 제외한다]를 결정하는 갱신 후보 위치 결정부(330)와, 출력용 화상 데이터(ImgOut)로부터 제 1 화상 데이터 및 제 2 화상 데이터(후술한다)를 각각 잘라내는 화상 잘라냄부(332)와, 표시부(322)에 각종 화상을 표시하는 제어를 행하는 표시 제어부(334)를 구비한다.
시드점(SD)은 갱신 대상이 아닌 제 1 시드점(SDN)과, 갱신 대상인 제 2 시드점(SDS)으로 이루어진다. 바꾸어 말하면, 시드점(SD)의 위치 데이터(SDd)는 제 1 시드점(SDN)의 위치 데이터(SDNd)와, 제 2 시드점(SDS)의 위치 데이터(SDSd)로 구성되어 있다.
또한, CPU 등으로 구성되는 도시되지 않은 제어부는 기록 매체[도시되지 않은 ROM 또는 기억부(324)]에 기록되어 있는 프로그램을 판독하여 실행함으로써 이 화상 처리에 관한 각 제어를 실현할 수 있다.
화상 생성 장치(312)는 입력부(320)로부터 입력된 시인 정보(상세한 것은 후술한다)에 따라 메시 패턴(20)에 따른 화상 정보를 추정하는 화상 정보 추정부(336)와, 화상 정보 추정부(336)로부터 공급된 화상 정보 및 기억부(324)로부터 공급된 시드점(SD)의 위치에 의거하여 메시 패턴(20)에 따른 모양을 나타내는 화상 데이터(Img)를 작성하는 화상 데이터 작성부(338)와, 화상 데이터 작성부(338)에 의해 작성된 화상 데이터(Img)에 의거하여 메시 형상(22)의 모양을 평가하기 위한 평가값(EVP)을 산출하는 메시 모양 평가부(340)(평가값 산출부)와, 메시 모양 평가부(340)에 의해 산출된 평가값(EVP)에 의거하여 시드점(SD) 및 평가값(EVP) 등의 데이터의 갱신/비갱신, 또는 출력용 화상 데이터(ImgOut)의 결정 가부를 지시하는 데이터 갱신 지시부(342)(화상 데이터 결정부)를 더 구비한다.
이하, 메시 패턴(20)의 출력 형성에 제공되는 화상 데이터의 작성 방법에 대하여 도 26의 플로우 차트 및 도 25의 구성 블록도를 주로 참조하면서 설명한다.
스텝 S1에 있어서 입력부(320)는 메시 패턴(20)의 배선 형상의 결정에 필요한 각종 정보를 입력한다. 작업자는 표시부(322)를 통해 메시 패턴(20)의 시인성에 관한 시인 정보를 입력한다. 메시 패턴(20)의 시인 정보는 메시 패턴(20)의 형상이나 광학 농도에 기여하는 각종 정보이며, 예를 들면 금속 세선(16)의 재질, 색값, 광투과율, 광반사율, 단면 형상, 및 굵기 중 적어도 1개가 포함되어도 좋다. 또한, 투명 기체(12)의 재질, 색값, 광투과율, 광반사율, 및 막두께 중 적어도 1개가 포함되어도 좋다.
그리고, 화상 정보 추정부(336)는 입력부(320)로부터 입력된 각종 정보에 의거하여 메시 패턴(20)에 따른 화상 정보를 추정한다. 예를 들면, 메시 패턴(20)의 세로 사이즈와 출력용 화상 데이터(ImgOut)의 화상 해상도에 의거하여 출력용 화상 데이터(ImgOut)의 세로 방향의 화소수를 산출할 수 있다. 또한, 배선의 폭과 상술한 화상 해상도에 의거하여 금속 세선(16)의 선폭에 상당하는 화소수를 산출할 수 있다. 또한, 금속 세선(16)의 광투과율과, 투명 기체(12)의 광투과율과, 목표로 하는 전체 투과율과, 배선의 폭에 의거하여 개구부(18)의 개수를 추정함과 아울러 시드점(SD)의 개수를 추정할 수 있다.
이어서, 출력용 화상 데이터(ImgOut)를 작성한다(스텝 S2). 출력용 화상 데이터(ImgOut)의 작성 방법의 설명에 앞서, 화상 데이터(Img)의 평가 방법에 대해서 처음에 설명한다. 본 실시형태에서는 노이즈 특성(예를 들면, 입상 노이즈)을 정량화한 평가값(EVP)에 의거하여 평가를 행한다.
기준 평가값(EV0)은 스펙트럼(Spc)의 값을 F(Ux, Uy)로 할 때, 다음 (4)식에 의해 산출된다.
Figure 112014032560049-pct00004
위너·힌친(Wiener-Khintchine)의 정리에 의하면 스펙트럼(Spc)을 전체 공간 주파수 대역에서 적분한 값은 RMS의 2승값에 일치한다. 이 스펙트럼(Spc)에 대하여 VTF를 승산하고, 이 새로운 스펙트럼(Spc)을 전체 공간 주파수 대역에서 적분한 값은 인간의 시각 특성에 대략 일치하는 평가 지표가 된다. 이 기준 평가값(EV0)은 인간의 시각 응답 특성으로 보정한 RMS라고 할 수 있다. 통상의 RMS와 마찬가지로 기준 평가값(EV0)은 항상 0 이상의 값을 취하고, 0에 근접할수록 노이즈 특성이 양호하다고 할 수 있다.
또한, 실제의 인간의 시각 응답 특성은 0cycle/㎜근방에서 1보다 작은 값으로 되어 있고, 소위 밴드패스 필터의 특성을 갖는다. 그러나, 본 실시형태에 있어서 도 11에 예시하는 바와 같이 매우 낮은 공간 주파수 대역이어도 VTF의 값을 1로 함으로써 기준 평가값(EV0)으로의 기여도를 높게 하고 있다. 이것에 의해 메시 패턴(20)의 반복 배치에 기인하는 주기성을 억제하는 효과가 얻어진다.
평가값(EVP)은 기준 평가값(EV0) 이외에 상술한 제 1 평가값(EV1) 및 제 2 평가값(EV2)을 사용해서 다음 (5)식에 의해 산출된다.
Figure 112014032560049-pct00005
여기에서, αj(j=0~2)는 각 평가의 비중을 결정하는 계수이다. 메시 패턴(20)을 결정하기 위한 목표 레벨(허용 범위)이나 평가 함수에 따라 계수 αj의 값뿐만 아니라 평가값(EVP)의 산출식을 여러 가지로 변경할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
예를 들면, 각도 방향의 스펙트럼(Spc)[제 1 평가값(EV1)] 또는 소정 방향을 따른 무게 중심 위치[제 2 평가값(EV2)]에 대한 불균일 정도는 여러 가지 통계값으로 정량화해도 좋다. 여기에서, 「통계값」이란 통계학적 방법을 사용해서 산출한 계산값이며, 예를 들면 평균값, 표준편차(RMS) 이외에 최빈값, 중심값, 최대값, 최소값 등이어도 좋다. 또한, 히스토그램 등과 같은 통계적 처리를 행한 후, 그 형상 등으로부터 불균일 정도를 정량화해도 좋다.
이하, 상기한 평가값(EVP)에 의거하여 출력용 화상 데이터(ImgOut)를 결정하는 구체적 방법에 대해서 설명한다. 예를 들면, 복수의 시드점(SD)으로 이루어지는 도트 패턴의 작성, 복수의 시드점(SD)에 의거하는 화상 데이터(Img)의 작성 및 평가값(EVP)에 의한 평가를 순차 반복하는 방법을 사용할 수 있다. 여기에서, 복수개의 시드점(SD)의 위치를 결정하는 알고리즘은 여러 가지 최적화 방법을 취할 수 있다. 예를 들면, 도트 패턴을 결정하는 최적화 문제로서 구성적 알고리즘이나 축차 개선 알고리즘 등의 여러 가지 탐색 알고리즘을 사용할 수 있다. 구체예로서 뉴럴 네트워크, 유전적 알고리즘, 모사 어닐링법, 보이드·앤드·클러스터법 등을 들 수 있다.
본 실시형태에서는 모사 어닐링법(Simulated Annealing; 이하, SA법이라고 한다)에 의한 메시 패턴(20)의 모양의 최적화 방법에 대해서 도 27의 플로우 차트, 도 25의 기능 블록도를 주로 참조하면서 설명한다. 또한, SA법은 고온 상태에서 철을 두드림으로써 강건한 철을 얻는 「어닐링법」을 모방한 확률적 탐색 알고리즘이다.
스텝 S21에 있어서 초기 위치 선택부(328)는 시드점(SD)의 초기 위치를 선택한다. 초기 위치의 선택에 앞서, 난수 발생부(326)는 의사난수의 발생 알고리즘을 사용해서 난수값을 발생한다. 그리고, 초기 위치 선택부(328)는 난수 발생부(326)로부터 공급된 난수값을 사용해서 시드점(SD)의 초기 위치를 랜덤하게 결정한다. 여기에서, 초기 위치 선택부(328)는 시드점(SD)의 초기 위치를 화상 데이터(Img) 상의 화소의 어드레스로서 선택하고, 시드점(SD)이 서로 중복하지 않는 위치에 각각 설정한다.
스텝 S22에 있어서 화상 데이터 작성부(338)는 초기 데이터로서의 화상 데이터(ImgInit)를 작성한다. 화상 데이터 작성부(338)는 기억부(324)로부터 공급된 시드점(SD)의 개수나 위치 데이터(SDd) 및 화상 정보 추정부(336)로부터 공급된 화상 정보에 의거하여 메시 패턴(20)에 따른 모양을 나타내는 화상 데이터(ImgInit)(초기 데이터)를 작성한다.
화상 데이터(Img)[화상 데이터(ImgInit)를 포함한다]의 작성에 앞서, 화소의 어드레스 및 화소값의 정의를 미리 결정해 둔다.
도 28a는 화상 데이터(Img)에 있어서의 화소 어드레스의 정의를 나타내는 설명도이다. 예를 들면, 화소 사이즈가 10㎛이며, 화상 데이터의 종횡의 화소수는 각각 8192개로 한다. 후술하는 FFT의 연산 처리의 편의를 위해서 2의 멱승(예를 들면, 2의 13승)이 되도록 설정하고 있다. 이때, 화상 데이터(Img)의 화상 영역 전체는 약 82㎜×82㎜의 직사각형 영역에 대응한다.
도 28b는 화상 데이터(Img)에 있어서의 화소값의 정의를 나타내는 설명도이다. 예를 들면, 1화소당의 계조수를 8비트(256층 계조)로 한다. 광학 농도 0을 화소값 0(최소값)과 대응시키고, 광학 농도 4.5를 화소값 255(최대값)과 대응시켜 둔다. 그 중간의 화소값 1~254에서는 광학 농도에 대하여 선형 관계가 되도록 값을 정해 둔다. 또한, 화소값의 정의는 광학 농도뿐만 아니라 3자극값 XYZ이나 RGB, L*a*b* 등의 색값이어도 좋다.
이렇게 해서 화상 데이터 작성부(338)는 화상 데이터(Img)의 데이터 정의와, 화상 정보 추정부(336)에서 추정된 화상 정보에 의거하여 메시 패턴(20)에 따른 화상 데이터(ImgInit)를 작성한다(스텝 S22).
화상 데이터 작성부(338)는 시드점(SD)의 초기 위치(도 29a 참조)를 기준으로 하는 여러 가지 영역 결정 알고리즘(예를 들면, 보로노이 다이어그램, 들로네 다이어그램 등)을 사용해서 도 29b에 나타내는 메시 패턴(20)의 초기 상태를 결정한다.
그런데, 화상 데이터(Img)의 사이즈가 매우 클 경우, 최적화를 위한 연산 처리량이 막대해지므로 화상 생성 장치(312)의 처리 능력 및 처리 시간을 필요로 한다. 또한, 화상 데이터(Img)[출력용 화상 데이터(ImgOut)]의 사이즈가 커지므로 이것을 저장하는 메모리 용량도 필요해진다. 그래서, 소정의 경계 조건을 만족시키는 단위 화상 데이터(ImgE)를 규칙적으로 배치함으로써 화상 데이터(Img)에 반복 형상을 갖게 하는 방법이 유효하다. 이하, 그 구체적 방법에 대해서 도 30 및 도 31을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 30은 단위 영역(90)의 단부에 있어서의 모양의 결정 방법을 나타내는 개략 설명도이다. 도 31은 단위 화상 데이터(ImgE)를 규칙적으로 배열하여 화상 데이터(Img)를 작성한 결과를 나타내는 개략 설명도이다.
도 30에 나타내는 바와 같이 개략 정방형상의 단위 영역(90)에 있어서 그 우측 위 모서리부, 좌측 위 모서리부, 좌측 아래 모서리부, 및 우측 아래 모서리부에는 점(P11)~점(P14)이 각각 배치되어 있다. 설명의 편의를 위해서 단위 영역(90) 내에 존재하는 점(P11)~점(P14)의 4점만 표기하고, 그 밖의 점을 생략했다.
단위 영역(90)의 우측방에는 단위 영역(90)과 동일 사이즈의 가상 영역(92)(파선으로 나타낸다)이 인접해서 배치되어 있다. 가상 영역(92) 상에는 단위 영역(90) 내의 점(P12)의 위치에 대응하도록 가상점(P22)이 배치되어 있다. 또한, 단위 영역(90)의 우측 상방에는 단위 영역(90)과 동일 사이즈의 가상 영역(94)(파선으로 나타낸다)이 인접해서 배치되어 있다. 가상 영역(94) 상에는 단위 영역(90) 내의 점(P13)의 위치에 대응하도록 가상점(P23)이 배치되어 있다. 또한, 단위 영역(90)의 상방에는 단위 영역(90)과 동일 사이즈의 가상 영역(96)(파선으로 나타낸다)이 인접해서 배치되어 있다. 가상 영역(96) 상에는 단위 영역(90) 내의 점(P14)의 위치에 대응하도록 가상점(P24)이 배치되어 있다.
이하, 화상 데이터 작성부(338)는 이 조건 하에 있어서 단위 영역(90)의 우측 위 모서리부에 있어서의 모양(배선 형상)을 보로노이 다이어그램(분할법)에 따라서 결정한다.
점(P11)과 가상점(P22)의 관계에 있어서 양쪽의 점으로부터의 거리가 같은 점의 집합인 1개의 구획선(97)이 결정된다. 또한, 점(P11)과 가상점(P24)의 관계에 있어서 양쪽의 점으로부터의 거리가 같은 점의 집합인 1개의 구획선(98)이 결정된다. 또한, 가상점(P22)과 가상점(P24)의 관계에 있어서 양쪽의 점으로부터의 거리가 같은 점의 집합인 1개의 구획선(99)이 결정된다. 이 구획선(97~99)에 의해 단위 영역(90)의 우측 위 모서리부에 있어서의 모양이 획정된다. 마찬가지로 해서 단위 영역(90)의 단부의 전체에 걸쳐 모양이 획정된다. 이하, 이와 같이 작성된 단위 영역(90) 내의 화상 데이터를 단위 화상 데이터(ImgE)라고 한다.
도 31에 나타내는 바와 같이 단위 화상 데이터(ImgE)를 동일한 방향으로, 또한 세로 방향 및 가로 방향으로 규칙적으로 배열함으로써 평면 영역(100) 내에 화상 데이터(Img)가 작성된다. 도 30에 나타내는 경계 조건에 따라서 모양을 결정했으므로 단위 화상 데이터(ImgE)의 상단과 하단 사이에서 및 단위 화상 데이터(ImgE)의 우측단과 좌측단 사이에서 각각 이음매 없이 연결시킬 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 단위 화상 데이터(ImgE)의 소사이즈화가 가능해서 연산 처리량 및 데이터 사이즈를 저감할 수 있다. 또한, 이음매의 부정합에 기인하는 모아레가 발생하는 일이 없다. 또한, 단위 영역(90)의 형상은 도 30 및 도 31에 나타내는 정방형에 한정되지 않고, 직사각형, 삼각형, 육각형 등 간극 없이 배열 가능한 형상이면 종류는 상관없다.
스텝 S23에 있어서 메시 모양 평가부(340)는 초기값으로서의 평가값(EVPInit)을 산출한다. 또한, SA법에 있어서 평가값(EVP)은 비용 함수(Cost Function)로서의 역할을 부담한다. 메시 모양 평가부(340)는 화상 데이터(ImgInit)에 대하여 FFT(Fast Fourier Transformation)를 실시해서 스펙트럼(Spc)을 얻은 후, 이 스펙트럼(Spc)에 의거하여 평가값(EVP)을 산출한다. 또한, 메시 패턴(20)을 결정하기 위한 목표 레벨(허용 범위)이나 평가 함수에 따라 평가값(EVP)의 산출식을 여러 가지로 변경할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
스텝 S24에 있어서 기억부(324)는 스텝 S22에서 작성된 화상 데이터(ImgInit)를 Img로 하고, 스텝 S23에서 산출된 평가값(EVPInit)를 EVP로 해서 각각 일시적으로 기억한다. 아울러, 의사 온도(T)에 초기값(nΔT)(n은 자연수, ΔT는 양의 실수이다)을 대입한다.
스텝 S25에 있어서 메시 모양 평가부(340)는 변수 K를 초기화한다. 즉, K에 0을 대입한다.
이어서, 시드점(SD)의 일부[제 2 시드점(SDS)]를 후보점(SP)으로 치환한 상태에서 화상 데이터(ImgTemp)를 작성하고, 평가값(EVPTemp)을 산출한 후에 시드점(SD)의 「갱신」 또는 「비갱신」을 판단한다(스텝 S26). 이 스텝 S26에 대해서 도 32의 플로우 차트 및 도 25의 기능 블록도를 참조하면서 더욱 상세하게 설명한다.
스텝 S261에 있어서 갱신 후보 위치 결정부(330)는 소정의 평면 영역(100)으로부터 후보점(SP)을 추출하여 결정한다. 갱신 후보 위치 결정부(330)는, 예를 들면 난수 발생부(326)로부터 공급된 난수값을 사용해서 화상 데이터(Img)에 있어서의 시드점(SD)의 어느 위치와도 중복되지 않는 위치를 결정한다. 또한, 후보점(SP)의 개수는 1개이어도 복수개이어도 좋다. 도 33a에 나타내는 예에서는 현재의 시드점(SD)이 8개[점(P1~P8)]에 대하여, 후보점(SP)은 2개[점(Q1)과 점(Q2)]이다.
스텝 S262에 있어서 시드점(SD)의 일부와 후보점(SP)을 무작위로 교환한다. 갱신 후보 위치 결정부(330)는 각 후보점(SP)과 교환(또는 갱신)되는 각 시드점(SD)을 무작위로 대응시켜 둔다. 도 33a에서는 점(P1)과 점(Q1)이 대응되고, 점(P3)과 점(Q2)이 대응된 것으로 한다. 도 33b에 나타내는 바와 같이 점(P1)과 점(Q1)이 교환됨과 아울러 점(P3)과 점(Q2)이 교환된다. 여기에서, 교환(또는 갱신)대상이 아닌 점(P2), 점(P4~P8)을 제 1 시드점(SDN)이라고 하고, 교환(또는 갱신) 대상인 점(P1) 및 점(P3)을 제 2 시드점(SDS)이라고 한다.
스텝 S263에 있어서 화상 데이터 작성부(338)는 교환된 새로운 시드점(SD)(도 33b 참조) 및 화상 정보 추정부(336)에서 추정된 화상 정보(스텝 S1의 설명을 참조)에 의거하여 화상 데이터(ImgTemp)를 작성한다. 이때, 스텝 S22(도 27 참조)의 경우와 동일한 방법을 사용하므로 설명을 할애한다.
스텝 S264에 있어서 메시 모양 평가부(340)는 화상 데이터(ImgTemp)에 의거하여 평가값(EVPTemp)을 산출한다. 이때, 스텝 S23(도 27참조)의 경우와 동일한 방법을 사용하므로 설명을 할애한다.
스텝 S265에 있어서 데이터 갱신 지시부(342)는 시드점(SD)의 위치의 갱신 확률(Prob)을 산출한다. 여기에서, 「위치의 갱신」이란 스텝 S262에서 잠정적으로 교환해서 얻은 시드점(SD)[즉, 제 1 시드점(SDN) 및 후보점(SP)]을 새로운 시드점(SD)으로서 결정하는 것을 말한다.
구체적으로는 메트로폴리스 기준에 따라 시드점(SD)을 갱신하는 확률 또는 갱신하지 않는 확률을 각각 산출한다. 갱신 확률(Prob)은 다음의 (6)식에 의해 부여된다.
Figure 112014032560049-pct00006
여기에서, T는 의사 온도를 나타내고, 절대 온도(T=0)에 근접함에 따라 시드점(SD)의 갱신 법칙이 확률론적으로부터 결정론적으로 변화한다.
스텝 S266에 있어서 데이터 갱신 지시부(342)는 산출된 갱신 확률(Prob)에 따라 시드점(SD)의 위치를 갱신할지의 여부에 대해서 판단한다. 예를 들면, 난수 발생부(326)로부터 공급된 난수값을 사용해서 확률적으로 판단해도 좋다. 데이터 갱신 지시부(342)는 시드점(SD)을 갱신할 경우에는 「갱신」의 취지를, 갱신하지 않을 경우에는 「비갱신」의 취지를 기억부(324)측에 각각 지시한다(스텝 S267, S268).
이렇게 해서 시드점(SD)의 일부[제 2 시드점(SDS)]를 후보점(SP)으로 치환할지(갱신) 아닐지(비갱신)의 여부를 판단하는 스텝 S26이 완료된다.
도 27로 리턴해서 시드점(SD)의 위치의 「갱신」 및 「비갱신」 중 어느 한쪽의 지시에 따라 시드점(SD)을 갱신할지의 여부가 판정된다(스텝 S27). 시드점(SD)을 갱신할 경우에는 다음의 스텝 S28로 진행되고, 시드점(SD)을 갱신하지 않을 경우에는 스텝 S28을 생략하고 스텝 S29로 진행된다.
스텝 S28에 있어서 시드점(SD)을 갱신할 경우, 기억부(324)는 현재 기억하고 있는 화상 데이터(Img)에 대하여 스텝 S263에서 구한 화상 데이터(ImgTemp)를 덮어써서 갱신한다. 또한, 기억부(324)는 현재 기억하고 있는 평가값(EVP)에 대하여 스텝 S264에서 구한 평가값(EVPTemp)을 덮어써서 갱신한다. 또한, 기억부(324)는 현재 기억하고 있는 제 2 시드점(SDS)의 위치 데이터(SDSd)에 대하여 스텝 S261에서 구한 후보점(SP)의 위치 데이터(SPd)를 덮어써서 갱신한다. 그 후, 다음의 스텝 S29로 진행된다.
스텝 S29에 있어서 데이터 갱신 지시부(342)는 현시점에서의 K의 값을 1만큼 가산한다.
스텝 S30에 있어서 데이터 갱신 지시부(342)는 현시점에서의 K의 값과 미리 결정된 Kmax의 값의 대소 관계를 비교한다. K의 값 쪽이 작을 경우에는 스텝 S26까지 리턴되고, 이하 스텝 S26~S29를 반복한다. K＞Kmax를 만족시킬 경우, 다음의 스텝 S31로 진행된다.
스텝 S31에 있어서 데이터 갱신 지시부(342)는 의사 온도(T)를 ΔT만큼 감산한다. 또한, 의사 온도(T)의 변화량은 ΔT의 감산뿐만 아니라 정수(δ)(0＜δ＜1)의 승산이어도 좋다. 이 경우에는 (6)식에 나타내는 확률(Prob)(하단)이 일정값만큼 감산된다.
스텝 S32에 있어서 데이터 갱신 지시부(342)는 현시점에서의 의사 온도(T)가 0과 같은지의 여부를 판정한다. T가 0과 같지 않을 경우에는 스텝 S25로 리턴되어 이하의 스텝 S25~S31을 반복한다. 한편, T가 0과 같을 경우, 데이터 갱신 지시부(342)는 기억부(324)에 대하여 SA법에 의한 평가가 종료된 취지를 통지한다.
스텝 S33에 있어서 기억부(324)는 스텝 S28에서 최후에 갱신된 화상 데이터(Img)의 내용을 출력용 화상 데이터(ImgOut)에 덮어써서 갱신한다. 이와 같이 출력용 화상 데이터(ImgOut)의 작성(스텝 S2)을 종료한다.
다른 메시 형상(22)을 배열한 메시 패턴(20)의 모양을 나타내는 화상 데이터(Img)를 작성하고, 화상 데이터(Img)에 의거하여 각 메시 형상(22)의 무게 중심 위치의 불균일 정도에 대해서 정량화한 평가값(EVP)을 산출하고, 평가값(EVP) 및 소정의 평가 조건에 의거하여 1개의 화상 데이터(Img)를 출력용 화상 데이터(ImgOut)로서 결정하도록 했으므로 소정의 평가 조건을 만족시키는 노이즈 특성을 갖는 각 메시 형상(22)을 결정할 수 있다. 바꾸어 말하면, 메시 패턴(20)의 형상을 적절히 제어함으로써 모아레 및 노이즈 입상감의 발생을 양립해서 억제할 수 있다.
또한, 무게 중심 위치 분포(C)에 관한 중심 스펙트럼(Spcc)에 의거하여 제 1 평가값(EV1)을 산출하는 것이 바람직하다. 또한, 무게 중심 위치 분포(C)에 관해서 기준축(430)을 따라 배치된 각 무게 중심 위치에 관한 교차축(432)에 대한 위치의 통계값을 제 2 평가값(EV2)으로서 산출하는 것이 바람직하다.
출력용 화상 데이터(ImgOut)는 터치 패널(44) 이외에 무기 EL 소자, 유기 EL 소자, 또는 태양 전지 등의 각종 전극의 배선 형상이어도 좋다. 또한, 전극 이외에도 전류를 흘림으로써 발열하는 투명 발열체(예를 들면, 차량의 디프로스터), 전자파를 차단하는 전자파 실드재에도 적용할 수 있다.
도 26으로 리턴해서 최후에 화상 잘라냄부(332)는 출력용 화상 데이터(ImgOut)가 나타내는 평면 영역(100)의 형상[메시 패턴(20)의 모양]으로부터 2 이상의 제 1 도전 패턴(70a), 2 이상의 제 1 더미 패턴(76a) 및 2 이상의 제 2 도전 패턴(70b)을 각각 잘라낸다(스텝 S3).
도 34a는 각 제 1 도전 패턴(70a) 및 각 제 1 더미 패턴(76a)를 잘라낸 결과를 나타내는 개략 설명도이다. 도 34b는 각 제 2 도전 패턴(70b)을 잘라낸 결과를 나타내는 개략 설명도이다.
도 34a에 나타내는 평면 영역(100) 중으로부터 제 1 영역(R1)(해칭이 된 영역)을 제외한 개소를 잘라냄으로써 투명 기체(12)의 일주면측(도 2b의 화살표 s1 방향측)에서의 모양을 나타내는 제 1 화상 데이터가 작성된다. 제 1 영역(R1)은 프레임형상의 마름모형 프레임이 화살표 X 방향으로 복수개 연결된 형상을 갖는다. 즉, 제 1 화상 데이터는 2 이상의 제 1 도전 패턴(70a) 및 2 이상의 제 1 더미 패턴(76a)(도 6 등 참조)을 각각 나타내고 있다.
또한, 도 34b에 나타내는 평면 영역(100) 중으로부터 제 2 영역(R2)(해칭이 된 영역)만을 잘라냄으로써 투명 기체(12)의 타주면측(도 2b의 화살표 s2 방향측)에서의 모양을 나타내는 제 2 화상 데이터가 작성된다. 제 2 화상 데이터는 2 이상의 제 2 도전 패턴(70b)(도 7 등 참조)을 각각 나타내고 있다. 또한, 제 2 영역(R2)을 제외한 잔여의 영역[도 34b에 나타내는 평면 영역(100) 내의 여백 영역]은 각 제 1 도전 패턴(70a)의 위치에 각각 대응한다.
도 34a 및 도 34b에서는 평면 영역(100)은 도 31에 비해 소정 각도(예를 들면, θ=45°)만큼 경사진 상태로 배치되어 있다. 즉, 단위 화상 데이터(ImgE)의 배열 방향과, 각 제 1 도전 패턴(70a)[또는 각 제 2 도전 패턴(70b)]의 연장 방향이 이루는 각(θ)이 0이 아닌(0°＜θ＜90°) 관계로 되어 있다. 이와 같이 각 제 1 도전 패턴(70a)[또는 각 제 2 도전 패턴(70b)]은 메시 패턴(20)의 반복 형상의 배열 방향에 대하여 소정 각도(θ)만큼 경사져서 형성됨으로써 각 제 1 감지부(72a)[또는 각 제 2 감지부(72b)]와 상술한 반복 형상 사이의 모아레의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 모아레가 발생하지 않는 것이라면 θ=0°이어도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 마찬가지의 관점으로부터 반복 형상의 사이즈는 각 제 1 감지부(72a)[또는 각 제 1 감지부(72b)]의 사이즈보다 크게 하는 것이 바람직하다.
또한, 작성된 출력용 화상 데이터(ImgOut), 제 1 화상 데이터, 및 제 2 화상 데이터는 금속 세선(16)의 출력 형성에 사용된다. 예를 들면 노광을 사용해서 도전 시트(10, 11)를 제조할 경우, 출력용 화상 데이터(ImgOut), 제 1 화상 데이터, 및 제 2 화상 데이터는 포토마스크의 패턴의 제작에 사용된다. 또한, 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄를 포함하는 인쇄에 의해 도전 시트(10, 11)를 제조할 경우, 출력용 화상 데이터(ImgOut), 제 1 화상 데이터, 및 제 2 화상 데이터는 인쇄용 데이터로서 사용된다.
이어서, 제 1 도전 패턴(70a), 제 1 더미 패턴(76a), 및 제 2 도전 패턴(70b)[이하, 제 1 도전 패턴(70a) 등이라고 하는 경우가 있다]을 형성하는 방법으로서는, 예를 들면 투명 기체(12) 상에 감광성 할로겐화은염을 함유하는 유제층을 갖는 감광 재료를 노광하고, 현상 처리를 실시함으로써 노광부 및 미노광부에 각각 금속 은부 및 광투과성부를 형성해서 제 1 도전 패턴(70a) 등을 형성하도록 해도 좋다. 또한, 금속 은부에 물리 현상 및/또는 도금 처리를 더 실시함으로써 금속 은부에 도전성 금속을 담지시키도록 해도 좋다. 도 2b에 나타내는 도전 시트(11)에 관하여 이하에 나타내는 제조 방법을 바람직하게 채용할 수 있다. 즉, 투명 기체(12)의 양면에 형성된 감광성 할로겐화은 유제층에 대하여 일괄 노광을 행해서 투명 기체(12)의 일주면에 제 1 도전 패턴(70a) 및 제 1 더미 패턴(76a)을 형성하고, 투명 기체(12)의 타주면에 제 2 도전 패턴(70b)을 형성한다.
이 도전성 시트의 제조 방법의 구체예를 도 35~도 37을 참조하면서 설명한다.
우선, 도 35의 스텝 S101에 있어서 메시 패턴(20)의 출력 형성에 제공되는 화상 데이터를 작성한다. 이 스텝은 도 27의 플로우 차트에 따라서 실행된다. 즉, 이 출력용 화상 데이터의 작성 스텝은 다른 메시 형상을 배열한 메시 패턴의 모양을 나타내는 화상 데이터를 작성하고, 작성된 화상 데이터에 의거하여 각 메시 형상의 무게 중심 위치의 불균일 정도에 대해서 정량화한 평가값을 산출하고, 산출된 평가값 및 소정의 평가 조건에 의거하여 1개의 화상 데이터를 출력용 화상 데이터로서 결정하는 것으로 이루어지지만, 구체적 방법에 대해서 이미 상술했으므로 여기의 설명을 할애한다.
이하에서는 이렇게 해서 결정된 출력용 화상 데이터에 의거하여 도전성을 갖는 선재를 기체 상에 출력 형성함으로써 평면으로 볼 때에 기체 상에 메시 패턴이 형성된 도전 시트를 얻는 점을 상세하게 설명한다.
도 35의 스텝 S102에 있어서 장척의 감광 재료(140)를 제작한다. 감광 재료(140)는 도 36a에 나타내는 바와 같이 투명 기체(12)와, 이 투명 기체(12)의 한쪽 주면에 형성된 감광성 할로겐화은 유제층[이하, 제 1 감광층(142a)이라고 한다]과, 투명 기체(12)의 다른쪽 주면에 형성된 감광성 할로겐화은 유제층[이하, 제 2 감광층(142b)이라고 한다]을 갖는다.
도 35의 스텝 S103에 있어서 감광 재료(140)를 노광한다. 이 노광 처리에서는 제 1 감광층(142a)에 대하여 투명 기체(12)를 향해서 광을 조사해서 제 1 감광층(142a)을 제 1 노광 패턴을 따라 노광하는 제 1 노광 처리와, 제 2 감광층(142b)에 대하여 투명 기체(12)를 향해서 광을 조사해서 제 2 감광층(142b)을 제 2 노광 패턴을 따라 노광하는 제 2 노광 처리가 행해진다(양면 동시 노광). 도 36b의 예에서는 장척의 감광 재료(140)를 한방향으로 반송하면서 제 1 감광층(142a)에 제 1 광(144a)(평행광)을 제 1 포토마스크(146a)를 통해 조사함과 아울러 제 2 감광층(142b)에 제 2 광(144b)(평행광)을 제 2 포토마스크(146b)를 통해 조사한다. 제 1 광(144a)는 제 1 광원(148a)으로부터 유래되어 조사된 광을 도중의 제 1 콜리메이터 렌즈(150a)에서 평행광으로 변환됨으로써 얻어지고, 제 2 광(144b)은 제 2 광원(148b)으로부터 출사된 광을 도중의 제 2 콜리메이터 렌즈(150b)에서 평행광으로 변환됨으로써 얻어진다.
도 36b의 예에서는 2개의 광원[제 1 광원(148a) 및 제 2 광원(148b)]을 사용한 경우를 나타내고 있지만, 1개의 광원으로부터 출사된 광을 광학계를 통해 분할해서 제 1 광(144a) 및 제 2 광(144b)으로 하여 제 1 감광층(142a) 및 제 2 감광층(142b)에 조사해도 좋다.
그리고, 도 35의 스텝 S104에 있어서 노광 후의 감광 재료(140)를 현상 처리한다. 제 1 감광층(142a) 및 제 2 감광층(142b)의 노광 시간 및 현상 시간은 제 1 광원(148a) 및 제 2 광원(148b)의 종류나 현상액의 종류 등에 의해 다양하게 변화되기 때문에 바람직한 수치 범위는 일률적으로 결정할 수 없지만, 현상률이 100%가 되는 노광 시간 및 현상 시간으로 조정되고 있다.
그리고, 본 실시형태에 의한 제조 방법 중 제 1 노광 처리는 도 37에 나타내는 바와 같이 제 1 감광층(142a) 상에 제 1 포토마스크(146a)를, 예를 들면 밀착 배치하고, 이 제 1 포토마스크(146a)에 대향해서 배치된 제 1 광원(148a)으로부터 제 1 포토마스크(146a)를 향해서 제 1 광(144a)을 조사함으로써 제 1 감광층(142a)을 노광한다. 제 1 포토마스크(146a)는 투명한 소다 유리로 형성된 유리 기판과, 이 유리 기판 상에 형성된 마스크 패턴[제 1 노광 패턴(152a)]으로 구성되어 있다. 따라서, 이 제 1 노광 처리에 의해 제 1 감광층(142a) 중 제 1 포토마스크(146a)에 형성된 제 1 노광 패턴(152a)을 따른 부분이 노광된다. 제 1 감광층(142a)과 제 1 포토마스크(146a) 사이에 2~10㎛ 정도의 간극을 형성해도 좋다.
마찬가지로 제 2 노광 처리는 제 2 감광층(142b) 상에 제 2 포토마스크(146b)를, 예를 들면 밀착 배치하고, 이 제 2 포토마스크(146b)에 대향해서 배치된 제 2 광원(148b)으로부터 제 2 포토마스크(146b)를 향해서 제 2 광(144b)을 조사함으로써 제 2 감광층(142b)을 노광한다. 제 2 포토마스크(146b)는 제 1 포토마스크(146a)와 마찬가지로 투명한 소다 유리로 형성된 유리 기판과, 이 유리 기판 상에 형성된 마스크 패턴[제 2 노광 패턴(152b)]으로 구성되어 있다. 따라서, 이 제 2 노광 처리에 의해 제 2 감광층(142b) 중 제 2 포토마스크(146b)에 형성된 제 2 노광 패턴(152b)을 따른 부분이 노광된다. 이 경우, 제 2 감광층(142b)과 제 2 포토마스크(146b) 사이에 2~10㎛ 정도의 간극을 형성해도 좋다.
제 1 노광 처리 및 제 2 노광 처리는 제 1 광원(148a)으로부터의 제 1 광(144a)의 출사 타이밍과, 제 2 광원(148b)으로부터의 제 2 광(144b)의 출사 타이밍을 동시에 해도 좋고, 다르게 해도 좋다. 동시이면 한번의 노광 처리에 의해 제 1 감광층(142a) 및 제 2 감광층(142b)을 동시에 노광할 수 있어 처리 시간의 단축화를 도모할 수 있다.
최후에 도 35의 스텝 S105에 있어서 현상 처리 후의 감광 재료(140)에 라미네이트 처리를 실시함으로써 도전 시트(11)가 완성된다. 구체적으로는 제 1 감광층(142a) 측에 제 1 보호층(26a)을 형성함과 아울러 제 2 감광층(142b)측에 제 2 보호층(26b)을 형성한다. 이것에 의해 제 1 센서부(60a), 제 2 센서부(60b)의 보호가 된다.
이와 같이 상술한 양면 일괄 노광을 사용한 제조 방법을 사용함으로써 터치 패널(44)의 전극을 용이하게 형성 가능해서 터치 패널(44)의 박형화(저배화)를 도모할 수 있다.
상술한 예는 감광성 할로겐화은 유제층을 사용해서 제 1 도전 패턴(70a) 등을 형성하는 제조 방법이지만, 기타 제조 방법으로서는 이하와 같은 제조 방법이 있다.
예를 들면, 투명 기체(12) 상에 형성된 동박 상의 포토레지스트막을 노광, 현상 처리해서 레지스트 패턴을 형성하고, 레지스트 패턴으로부터 노출하는 동박을 에칭함으로써 제 1 도전 패턴(70a) 등을 형성하도록 해도 좋다. 또는 투명 기체(12) 상에 금속 미립자를 포함하는 페이스트를 인쇄하고, 페이스트에 금속 도금을 행함으로써 제 1 도전 패턴(70a) 등을 형성하도록 해도 좋다. 또는 투명 기체(12) 상에 제 1 도전 패턴(70a) 등을 스크린 인쇄판 또는 그라비어 인쇄판에 의해 인쇄 형성하도록 해도 좋다. 또는 투명 기체(12) 상에 제 1 도전 패턴(70a) 등을 잉크젯에 의해 형성하도록 해도 좋다.
이어서, 본 실시형태에 의한 도전 시트(11)의 변형예(제 1~제 5 변형예)에 대해서 도 38~도 44를 참조하면서 설명한다. 또한, 변형예에 있어서 본 실시형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 붙여서 상세한 설명을 생략하고, 이하 동일이라고 한다.
[제 1 변형예]
터치 패널(160)은 정전 용량 방식이 아니라 저항막 방식(또한, 디지털 방식, 아날로그 방식)에 적용되어도 좋다. 이하, 도 38~도 40을 참조하면서 구조 및 동작 원리에 대해서 설명한다.
디지털 저항막 방식의 터치 패널(160)은 하측 패널(162)과, 하측 패널(162)에 대향해서 배치된 상측 패널(164)과, 하측 패널(162) 및 상측 패널(164)의 둘레 가장자리부에서 부착시키고, 또한 양자를 전기적으로 절연하는 프레임 접착층(166)과, 하측 패널(162) 및 상측 패널(164)에 협지된 FPC(168)(Flexible Printed Circuits)를 구비한다.
도 38 및 도 39a에 나타내는 바와 같이 상측 패널(164)은 가요성을 갖는 재질(예를 들면, 수지)로 이루어지는 제 1 투명 기체(170a)와, 그 일주면(화살표 Z2 방향측)에 형성된 제 1 센서부(172a) 및 제 1 단자 배선부(174a)를 갖는다. 제 1 센서부(172a)는 복수의 금속 세선(16)으로 각각 형성된 2 이상의 제 1 도전 패턴(176a)을 갖는다. 띠형상의 제 1 도전 패턴(176a)은 화살표 Y 방향으로 각각 연장되며, 또한 화살표 X 방향으로 등간격으로 배열되어 있다. 각 제 1 도전 패턴(176a)은 제 1 단자 배선부(174a)를 통해 FPC(168)에 전기적으로 접속되어 있다. 각 제 1 도전 패턴(176a) 사이에는 띠형상의 제 1 더미 패턴(178a)이 각각 배치되어 있다.
도 38 및 도 39b에 나타내는 바와 같이 하측 패널(162)은 고강성의 재질(예를 들면, 유리)로 이루어지는 제 2 투명 기체(170b)과, 그 일주면(화살표 Z1 방향측)에 형성된 제 2 센서부(172b) 및 제 2 단자 배선부(174b)와, 제 2 센서부(172b) 상에 소정 간격으로 배치된 다수의 도트 스페이서(180)를 갖는다. 제 2 센서부(172b)는 복수의 금속 세선(16)으로 각각 형성된 2 이상의 제 2 도전 패턴(176b)을 갖는다. 띠형상의 제 2 도전 패턴(176b)은 화살표 X 방향으로 각각 연장되며, 또한 화살표 Y 방향으로 등간격으로 배열되어 있다. 각 제 2 도전 패턴(176b)은 제 2 단자 배선부(174b)를 통해 FPC(168)에 전기적으로 접속되어 있다. 각 제 2 도전 패턴(176b) 사이에는 띠형상의 제 2 더미 패턴(178b)이 각각 배치되어 있다.
도 38 및 도 40에 나타내는 바와 같이 상측 패널(164) 및 하측 패널(162)을 부착시킨 상태에 있어서 각 도트 스페이서(180)를 통해 제 1 센서부(172a)는 제 2 센서부(172b)와 소정 간격만큼 이간되어서 배치되어 있다. 그리고, 각 제 1 도전 패턴(176a)과 각 제 2 도전 패턴(176b)이 각각 교차함으로써 대략 정방형의 중복 영역(182)이 다수 형성된다. 또한, 각 제 1 더미 패턴(178a)과 각 제 2 더미 패턴(178b)이 각각 교차하는 위치에 도트 스페이서(180)가 각각 배치되어 있다. 즉, 각 중복 영역(182)의 네 모서리에 도트 스페이서(180)가 1개씩 배치된 위치 관계에 있다.
이어서, 터치 패널(160)의 동작에 대해서 설명한다. 입력면[제 1 투명 기체(170a)의 화살표 Z1측 주면]으로부터의 압박을 받아 가요성을 갖는 제 1 투명 기체(170a)가 오목상으로 휘어진다. 그러면, 압박 위치에 가장 가까운 4개의 도트 스페이서(180)에 둘러싸인 1개의 중복 영역(182)에 대응하는 부위에서 제 1 도전 패턴(176a)의 일부가 제 2 도전 패턴(176b)의 일부와 접촉한다. 이 상태 하에서 FPC(168)를 통해 전압을 인가함으로써 상측 패널(164)과 하측 패널(162) 사이에 전위 구배가 발생한다. 즉, FPC(168)를 통해 상측 패널(164)로부터 전압을 판독함으로써 화살표 X 방향(X축)의 입력 위치를 검출할 수 있다. 마찬가지로 하측 패널(162)로부터 전압을 판독함으로써 화살표 Y 방향(Y축)의 입력 위치를 검출할 수 있다.
여기에서, 제 1 도전 패턴(176a)[또는 제 2 도전 패턴(176b)]의 폭(w3)은 해상도에 따라 여러 가지 설정해도 좋고, 예를 들면 1~5㎜ 정도가 바람직하다. 제 1 더미 패턴(178a)[또는 제 2 더미 패턴(178b)]의 폭(w4)은 제 1 도전 패턴(176a)[또는 제 2 도전 패턴(176b)]과의 절연성 및 터치 패널(160)의 감도의 관점으로부터 50~200㎛의 범위가 바람직하다.
도 39a 및 도 39b에 나타내는 싱글 해칭 영역[제 1 도전 패턴(176a) 및 제 2 도전 패턴(176b)] 및 더블 해칭 영역[제 1 더미 패턴(178a) 및 제 2 더미 패턴(178b)]의 일부를 확대하면 도 2a에 나타내는 메시 패턴(20)의 구조가 나타나게 된다. 즉, 상측 패널(164) 및 하측 패널(162)을 중첩한 상태 하에서 모아레 발생의 억제 및 노이즈 입상감의 저감을 양립할 수 있는 배선 형상을 결정해 두는 것이 바람직하다.
[제 2 변형예]
제 1 도전 패턴(192a) 및/또는 제 2 도전 패턴(192b)의 윤곽 형상은 본 실시형태와 다른 형상이어도 좋다. 이하, 제 1 감지부(72a)(도 5a 참조) 및 제 2 감지부(72b)(도 5b 참조)를 형성하는 일 없이 평면으로 볼 때에 거시적으로 개략 격자상의 모양을 갖는 제 1 센서부(190a) 및 제 2 센서부(190b)에 대해서 도 41a 및 도 41b를 참조하면서 설명한다.
도 41a는 제 1 센서부(190a)[제 1 도전부(14a), 제 1 더미 전극부(15a)]의 부분 확대도이며, 도 41b는 제 2 센서부(190b)[제 2 도전부(14b), 제 2 더미 전극부(15b)]의 부분 확대도이다. 설명의 편의를 위해서 도 41a 및 도 41b에 있어서 복수의 금속 세선(16)으로 형성되는 메시 패턴(20)의 윤곽만을 단선으로 표기하고 있다. 즉, 도 41a 및 도 41b에 나타내는 각 단선의 일부를 확대하면 도 2a에 나타내는 메시 패턴(20)의 구조가 나타나게 된다.
도 41a에 나타내는 바와 같이 제 1 센서부(190a)에 대응하는 부위에는 복수의 금속 세선(16)으로 형성된 2 이상의 제 1 도전 패턴(192a)을 갖는다. 제 1 도전 패턴(192a)은 화살표 Y 방향으로 각각 연장되며, 또한 화살표 Y 방향에 직교하는 화살표 X 방향으로 등간격으로 배열되어 있다. 또한, 제 1 도전 패턴(192a)은 제 2 도전 패턴(70b)(도 5b 참조)과는 달리 대략 일정한 선폭을 갖고 있다. 각 제 1 도전 패턴(192a) 사이에는 격자상의 제 1 더미 패턴(194)이 각각 배치되어 있다. 제 1 더미 패턴(194)은 화살표 Y 방향으로 연장되며 또한 등간격으로 배치된 4개의 장선 패턴(196)과, 4개의 장선 패턴(196)에 각각 교차해서 배치된 다수의 단선 패턴(198)으로 구성된다. 각 단선 패턴(198)은 모두 동일한 길이를 갖고 있고, 4개를 반복 단위로 해서 화살표 Y 방향에 대하여 등간격으로 병설되어 있다.
도 41b에 나타내는 바와 같이 제 2 센서부(190b)에 대응하는 부위에는 복수의 금속 세선(16)으로 형성된 2 이상의 제 2 도전 패턴(192b)을 갖는다. 제 2 도전 패턴(192b)은 화살표 X 방향으로 각각 연장되며, 또한 화살표 X 방향에 직교하는 화살표 Y 방향으로 등간격으로 배열되어 있다. 또한, 제 2 도전 패턴(192b)은 제 1 도전 패턴(70a)(도 5a 참조)과는 달리 대략 일정한 선폭을 갖고 있다. 각 제 2 도전 패턴(192b) 사이에는 화살표 X 방향으로 연장되는 직선상의 제 2 더미 패턴(200)이 다수 배치되어 있다. 각 제 2 더미 패턴(200)은 모두 같은 길이를 갖고 있고, 4개를 반복 단위로 해서 화살표 Y 방향에 대하여 등간격으로 병설되어 있다.
즉, 평면으로 볼 때에 제 1 센서부(190a)(도 41a 참조) 및 제 2 센서부(190b)(도 41b 참조)에 형성되는 모양이 서로 보완됨으로써 격자 요소(202)를 단위로 하는 격자 형상이 완성된다. 이와 같이 구성해도 본 발명과 마찬가지의 작용 효과가 얻어진다.
[제 3 변형예]
도전 시트(210)는 2매의 시트 부재[제 1 시트 부재(212a) 및 제 2 시트 부재(212b)]로 구성되어도 좋다.
도 42에 나타내는 바와 같이 도전 시트(210)는 하방으로부터 순서대로 제 2 시트 부재(212b) 및 제 1 시트 부재(212a)를 적층해서 구성되어 있다. 제 1 시트 부재(212a)는 제 1 투명 기체(12a)의 일주면(화살표 s1 방향측)에 형성된 제 1 도전부(14a) 및 제 1 더미 전극부(15a)를 갖는다. 제 2 시트 부재(212b)는 제 2 투명 기체(12b)의 일주면(화살표 s1 방향측)에 형성된 제 2 도전부(14b)를 갖는다. 즉, 제 1 투명 기체(12a)의 일주면(화살표 s1 방향측) 상에 제 1 도전부(14a) 등이 형성되고, 또한 제 1 투명 기체(12a)의 타주면(화살표 s2 방향측) 상에 제 2 도전부(14b) 등이 형성된 일형태라고 할 수 있다.
이와 같이 도전 시트(210)를 구성해도 본 실시형태와 마찬가지의 작용 효과가 얻어진다. 또한, 제 1 시트 부재(212a)와 제 2 시트 부재(212b) 사이에 다른 층이 개재되어도 좋다. 또한, 제 1 도전부(14a)와 제 2 도전부(14b)가, 또는 제 1 더미 전극부(15a)와 제 2 도전부(14b)가 절연 상태이면 그들이 대향해서 배치되어도 좋다.
[제 4 변형예]
도전 시트(220)에는 편면측뿐만 아니라 양면측에 더미 전극부[제 1 더미 전극부(15a) 및 제 2 더미 전극부(15b)]를 형성해도 좋다.
도 43에 나타내는 바와 같이 투명 기체(12)의 다른쪽 주면(화살표 s2 방향측)에는 제 2 도전부(14b)뿐만 아니라 제 2 더미 전극부(15b)가 형성되어 있다. 여기에서, 제 2 더미 전극부(15b)는 제 2 도전부(14b)와 소정 간격만큼 이간되어서 배치되어 있다. 즉, 제 2 더미 전극부(15b)는 제 2 도전부(14b)와 전기적으로 절연된 상태 하에 있다.
이와 같이 투명 기체(12)의 양면측에 더미 전극부를 형성함으로써 표시 장치(40)(도 4 참조)에 도전 시트(220)를 장착할 때, 표리 중 어느 배치에서도 본 발명의 작용 효과가 얻어진다. 반대로, 생산 비용의 관점으로부터 투명 기체(12)의 양면에 더미 전극부를 형성하지 않는 형태를 취해도 좋다.
[제 5 변형예]
도전 시트(230)는 이방적(비등방적)인 메시 패턴(232)을 갖고 있어도 좋다.
도 44는 블랙 매트릭스(34)(도 3 참조)를 중첩하는 조건 하에서 형상이 최적화된 메시 패턴(232)을 갖는 도전 시트(230)의 부분 확대 평면도이다.
도 10a 및 도 44로부터 양해되는 바와 같이 메시 패턴(232)의 모양[각 개구부(18)]은 메시 패턴(20)의 모양에 비해 대체로 가로로 긴 형상을 갖고 있다. 그 의거는 이하와 같이 추측된다.
도 3에 나타내는 바와 같이 적색 부화소(32r), 녹색 부화소(32g), 청색 부화소(32b)가 화살표 X 방향으로 배치됨으로써 1개의 화소(32)가 1/3의 영역에 각각 구획되어 고공간 주파수 성분의 노이즈 입상도가 증가한다. 한편, 화살표 Y 방향으로는 블랙 매트릭스(34)의 배치 주기에 상당하는 공간 주파수 성분만 존재하고, 그 이외의 공간 주파수 성분이 없기 때문에 이 배치 주기의 시인성을 저감하도록 메시 패턴(232)의 모양이 결정된다. 즉, 화살표 Y 방향으로 연장되는 각 배선은 화살표 X 방향에 비해 그 간격이 가능한 한 좁아지도록, 또한 블랙 매트릭스(34) 사이에 규칙적으로 배치되도록 결정된다.
이와 같이 블랙 매트릭스(34)를 포함하는 구조 패턴의 모양을 고려한 메시 패턴(232)의 최적화가 가능하다. 즉, 실제 사용형태에서의 관찰에서 노이즈 입상감이 저감되어 관찰 대상물의 시인성이 대폭 향상된다. 도전 시트(230)의 실제 사용형태가 기지인 경우 특히 효과적이다.
이어서, 본 실시형태에 의한 도전 시트(10, 11)에 있어서 특히 바람직한 형태인 할로겐화은 사진 감광 재료를 사용하는 제조 방법을 중심으로 해서 설명한다.
본 실시형태에 의한 도전 시트(10, 11)의 제조 방법은 감광 재료와 현상 처리의 형태에 따라 다음의 3가지의 형태가 포함된다.
(1) 물리 현상핵을 포함하지 않는 감광성 할로겐화은 흑백 감광 재료를 화학 현상 또는 열 현상해서 금속 은부를 이 감광 재료 상에 형성시키는 실시형태.
(2) 물리 현상핵을 할로겐화은 유제층 중에 포함하는 감광성 할로겐화은 흑백 감광 재료를 용해 물리 현상해서 금속 은부를 이 감광 재료 상에 형성시키는 실시형태.
(3) 물리 현상핵을 포함하지 않는 감광성 할로겐화은 흑백 감광 재료와, 물리 현상핵을 포함하는 비감광성층을 갖는 수상 시트를 중첩해서 확산 전사 현상해서 금속 은부를 비감광성 수상 시트 상에 형성시키는 실시형태.
상기 (1)의 실시형태는 일체형 흑백 현상 타입이며, 감광 재료 상에 투광성 도전성막이 형성된다. 얻어지는 현상은은 화학 현상은 또는 열 현상은이며, 고비표면의 필라멘트인 점에서 후속하는 도금 또는 물리 현상 과정에서 활성이 높다.
상기 (2)의 실시형태는 노광부에서는 물리 현상핵 근처 가장자리의 할로겐화은 입자가 용해되어서 현상핵 상에 침적됨으로써 감광 재료 상에 광투과성 도전성막 등의 투광성 도전성막이 형성된다. 이것도 일체형 흑백 현상 타입이다. 현상 작용이 물리 현상핵 상으로의 석출이므로 고활성이지만, 현상은은 비표면의 작은 구형이다.
상기 (3)의 실시형태는 미노광부에 있어서 할로겐화은 입자가 용해되어 확산되어서 수상 시트 상의 현상핵 상에 침적됨으로써 수상 시트 상에 광투과성 도전성막 등의 투광성 도전성막이 형성된다. 소위 세퍼레이트 타입이며, 수상 시트를 감광 재료로부터 박리해서 사용하는 실시형태이다.
어느 실시형태나 네거티브형 현상 처리 및 반전 현상 처리 중 어느 현상을 선택할 수도 있다(확산 전사 방식의 경우에는 감광 재료로서 오토포지티브형 감광 재료를 사용함으로써 네거티브형 현상 처리가 가능해진다).
여기에서 말하는 화학 현상, 열 현상, 용해 물리 현상, 확산 전사 현상은 당업계에서 통상 사용되고 있는 용어와 같은 의미이며, 사진 화학의 일반 교과서, 예를 들면 키쿠치 신이치 저 「사진 화학(Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., 1955년 간행), C. E. K. Mees편저 「The Theory of Photographic Processes, 4th ed.」(M㎝illan사, 1977년 간행)에 해설되어 있다. 본 건은 액처리에 의한 발명이지만, 그 밖의 현상 방식으로서 열 현상 방식을 적용하는 기술도 참고로 할 수 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개 2004-184693호, 동 2004-334077호, 동 2005-010752호의 각 공보, 일본 특허 출원 2004-244080호, 동 2004-085655호의 각 명세서에 기재된 기술을 적용할 수 있다.
여기에서, 본 실시형태에 의한 도전 시트(10, 11)의 각 층의 구성에 대해서 이하에 상세하게 설명한다.
[투명 기체(12)]
투명 기체(12)로서는 플라스틱 필름, 플라스틱판, 유리판 등을 들 수 있다.
상기 플라스틱 필름 및 플라스틱판 원료로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)를 포함하는 폴리에스테르류, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등을 사용할 수 있다.
투명 기체(12)로서는 융점이 약 290℃ 이하인 플라스틱 필름 또는 플라스틱판이 바람직하고, 특히 광투과성이나 가공성 등의 관점으로부터 PET가 바람직하다.
[은염 유제층]
제 1 적층부(28a) 및 제 2 적층부(28b)의 금속 세선(16)이 되는 은염 유제층은 은염과 바인더 이외에 용매나 염료 등의 첨가제를 함유한다.
<1. 은염>
본 실시형태에 사용되는 은염으로서는 할로겐화은 등의 무기 은염 및 아세트산 은 등의 유기 은염을 들 수 있다. 본 실시형태에 있어서는 광 센서로서의 특성이 우수한 할로겐화은을 사용하는 것이 바람직하다.
은염 유제층의 도포 은량(은염의 도포량)은 은으로 환산해서 1~30g/㎡가 바람직하고, 1~25g/㎡가 보다 바람직하고, 5~20g/㎡가 더욱 바람직하다. 이 도포 은량을 상기 범위로 함으로써 도전 시트(10, 11)로 했을 경우에 소망의 표면 저항을 얻을 수 있다.
<2. 바인더>
본 실시형태에 사용되는 바인더로서는, 예를 들면 젤라틴, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 전분 등의 다당류, 셀룰로오스 및 그 유도체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐아민, 키토산, 폴리리신, 폴리아크릴산, 폴리알긴산, 폴리히알루론산, 카르복시셀룰로오스 등을 들 수 있다. 이들은 관능기의 이온성에 의해 중성, 음이온성, 양이온성의 성질을 갖는다.
본 실시형태의 은염 유제층 중에 함유되는 바인더의 함유량은 특별히 한정되지 않고, 분산성과 밀착성을 발휘할 수 있는 범위에서 적당히 결정할 수 있다. 은염 유제층 중의 바인더의 함유량은 은/바인더 체적비로 1/4 이상이 바람직하고, 1/2개 이상이 보다 바람직하다. 은/바인더 체적비는 100/1 이하가 바람직하고, 50/1 이하가 보다 바람직하다. 또한, 은/바인더 체적비는 1/1~4/1인 것이 더욱 바람직하다. 1/1~3/1인 것이 가장 바람직하다. 은염 유제층 중의 은/바인더 체적비를 이 범위로 함으로써 도포 은량을 조정했을 경우에도 저항값의 불균일을 억제하여 균일한 표면 저항을 갖는 도전 시트(10)를 얻을 수 있다. 또한, 은/바인더 체적비는 원료의 할로겐화은량/바인더량(중량비)을 은량/바인더량(중량비)으로 변환하고, 또한 은량/바인더량(중량비)을 은량/바인더량(체적비)으로 변환함으로써 구할 수 있다.
<3. 용매>
은염 유제층의 형성에 사용되는 용매는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 물, 유기 용매(예를 들면, 메탄올 등의 알코올류, 아세톤 등의 케톤류, 포름아미드 등의 아미드류, 디메틸술폭시드 등의 술폭시드류, 아세트산 에틸 등의 에스테르류, 에테르류 등), 이온성 액체, 및 이들의 혼합 용매를 들 수 있다.
<4. 기타 첨가제>
본 실시형태에 사용되는 각종 첨가제에 관해서는 특별히 제한은 없고, 공지의 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
[제 1 보호층(26a), 제 2 보호층(26b)]
제 1 보호층(26a) 및 제 2 보호층(26b)으로서는 투명 기체(12)와 마찬가지로 플라스틱 필름, 플라스틱판, 유리판 등을 들 수 있다. 상기 플라스틱 필름 및 플라스틱판 원료로서는, 예를 들면 PET, PEN, PMMA, PP, PS, TAC 등을 사용할 수 있다.
제 1 보호층(26a) 및 제 2 보호층(26b)의 두께는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적당히 선택할 수 있다. 예를 들면, 5~100㎛가 바람직하고, 8~50㎛가 보다 바람직하고, 10~30㎛가 특히 바람직하다.
이어서, 도전 시트(10, 11)의 제작 방법의 각 공정에 대해서 설명한다.
[노광]
본 실시형태에서는 제 1 도전부(14a), 제 2 도전부(14b), 및 제 1 더미 전극부(15a) 등을 인쇄 방식에 의해 실시하는 경우를 포함하지만, 인쇄 방식 이외에는 제 1 도전부(14a), 제 2 도전부(14b), 및 제 1 더미 전극부(15a) 등을 노광과 현상 등에 의해 형성한다. 즉, 투명 기체(12) 상에 형성된 은염 함유층을 갖는 감광 재료 또는 포토리소그래피용 포토폴리머를 도포한 감광 재료로의 노광을 행한다. 노광은 전자파를 사용해서 행할 수 있다. 전자파로서는, 예를 들면 가시광선, 자외선등의 광, X선 등의 방사선 등을 들 수 있다. 또한, 노광에는 파장 분포를 갖는 광원을 이용해도 좋고, 특정 파장의 광원을 사용해도 좋다.
[현상 처리]
본 실시형태에서는 유제층을 노광한 후, 현상 처리가 더 행해진다. 현상 처리는 은염 사진 필름이나 인화지, 인쇄 제판용 필름, 포토마스크용 에멀션 마스크 등에 사용되는 통상의 현상 처리의 기술을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서의 현상 처리는 미노광 부분의 은염을 제거해서 안정화시킬 목적으로 행해지는 정착 처리를 포함할 수 있다. 본 발명에 있어서의 정착 처리는 은염 사진 필름이나 인화지, 인쇄 제판용 필름, 포토마스크용 에멀션 마스크 등에 사용되는 정착 처리의 기술을 사용할 수 있다.
현상, 정착 처리를 실시한 감광 재료는 수세 처리나 안정화 처리가 실시되는 것이 바람직하다.
현상 처리 후의 노광부에 포함되는 금속 은부의 질량은 노광 전의 노광부에 포함되어 있었던 은의 질량에 대하여 50질량% 이상의 함유율인 것이 바람직하고, 80질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 노광부에 포함되는 은의 질량이 노광 전의 노광부에 포함되어 있었던 은의 질량에 대하여 50질량% 이상이면 높은 도전성을 얻을 수 있기 때문에 바람직하다.
이상의 공정을 거쳐 도전 시트(10, 11)는 얻어진다. 현상 처리 후의 도전 시트(10, 11)에 대해서는 캘린더 처리를 더 행해도 좋고, 캘린더 처리에 의해 소망의 표면 저항으로 조정할 수 있다. 얻어진 도전 시트(10, 11)의 표면 저항은 0.1~300옴/sq.의 범위에 있는 것이 바람직하다.
또한, 표면 저항은 도전 시트(10, 11)의 용도에 따라 다르다. 예를 들면, 터치 패널 용도의 경우에는 1~70옴/sq.인 것이 바람직하고, 5~50옴/sq.인 것이 보다 바람직하고, 5~30옴/sq.인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 전자파 실드 용도의 경우에는 10옴/sq. 이하인 것이 바람직하고, 0.1~3옴/sq.인 것이 보다 바람직하다.
[물리 현상 및 도금 처리]
본 실시형태에서는 상술한 노광 및 현상 처리에 의해 형성된 금속 은부의 도전성을 향상시킬 목적으로 이 금속 은부에 도전성 금속 입자를 담지시키기 위한 물리 현상 및/또는 도금 처리를 행해도 좋다. 본 발명에서는 물리 현상 또는 도금 처리 중 어느 한쪽에서만 도전성 금속 입자를 금속 은부에 담지시켜도 좋고, 물리 현상과 도금 처리를 조합해서 도전성 금속 입자를 금속 은부에 담지시켜도 좋다. 또한, 금속 은부에 물리 현상 및/또는 도금 처리를 실시한 것을 포함해서 「도전성 금속부」라고 칭한다.
본 실시형태에 있어서의 「물리 현상」이란 금속이나 금속 화합물의 핵 위에 은 이온 등의 금속 이온을 환원제로 환원해서 금속 입자를 석출시키는 것을 말한다. 이 물리 현상은 인스턴트 B&W 필름, 인스턴트 슬라이드 필름이나, 인쇄판 제조 등에 이용되고 있고, 본 발명에서는 그 기술을 사용할 수 있다. 또한, 물리 현상은 노광 후의 현상 처리와 동시에 행해도, 현상 처리 후에 별도로 행해도 좋다.
본 실시형태에 있어서 도금 처리는 무전해 도금(화학 환원 도금이나 치환 도금), 전해 도금 또는 무전해 도금과 전해 도금의 양쪽을 사용할 수 있다. 본 실시형태에 있어서의 무전해 도금은 공지의 무전해 도금 기술을 사용할 수 있고, 예를 들면 프린트 배선판 등에서 사용되어 있는 무전해 도금 기술을 사용할 수 있고, 무전해 도금은 무전해 구리 도금인 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태에 의한 도전 시트(10, 11)의 제조 방법에서는 도금 등의 공정은 반드시 행할 필요는 없다. 본 제조 방법에서는 은염 유제층의 도포 은량, 은/바인더 체적비를 조정함으로써 소망의 표면 저항을 얻을 수 있기 때문이다.
[산화 처리]
본 실시형태에서는 현상 처리 후의 금속 은부, 및 물리 현상 및/또는 도금 처리에 의해 형성된 도전성 금속부에는 산화 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 산화 처리를 행함으로써, 예를 들면 광투과성부에 금속이 약간 침착되어 있을 경우에 이 금속을 제거하여 광투과성부의 투과성을 대략 100%로 할 수 있다.
[현상 처리 후의 경막 처리]
은염 유제층에 대하여 현상 처리를 행한 후에 경막제에 침지해서 경막 처리를 행하는 것이 바람직하다. 경막제로서는, 예를 들면 글루타르알데히드, 아디프알데히드, 2,3-디히드록시-1,4-디옥산 등의 디알데히드류 및 붕산 등의 일본 특허 공개 평 2-141279호 공보에 기재된 것을 들 수 있다.
본 실시형태에 의한 도전 시트(10, 11)에는 반사 방지층이나 하드코트층 등의 기능층을 부여해도 좋다.
[캘린더 처리]
현상 처리가 완료된 금속 은부에 캘린더 처리를 실시해서 평활화하도록 해도 좋다. 이것에 의해 금속 은부의 도전성이 현저히 증대된다. 캘린더 처리는 캘린더롤에 의해 행할 수 있다. 캘린더롤은 통상 1쌍의 롤로 이루어진다.
캘린더 처리에 사용되는 롤로서는 에폭시, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리이미드아미드 등의 플라스틱 롤 또는 금속 롤이 사용된다. 특히, 양면에 유제층을 가질 경우에는 금속 롤끼리로 처리하는 것이 바람직하다. 편면에 유제층을 가질 경우에는 주름 방지의 점으로부터 금속 롤과 플라스틱 롤의 조합으로 할 수도 있다. 선압력의 상한값은 1960N/㎝(200㎏f/㎝, 면압으로 환산하면 699.4㎏f/㎠) 이상, 더욱 바람직하게는 2940N/㎝(300㎏f/㎝, 면압으로 환산하면 935.8㎏f/㎠) 이상이다. 선압력의 상한값은 6880N/㎝(700㎏f/㎝) 이하이다.
캘린더롤로 대표되는 평활화 처리의 적용 온도는 10℃(온조 없음)~100℃가 바람직하고, 보다 바람직한 온도는 금속 메시 패턴이나 금속 배선 패턴의 화선 밀도나 형상, 바인더종에 따라 다르지만 대체로 10℃(온조 없음)~50℃의 범위에 있다.
[라미네이트 처리]
제 1 센서부(60a), 제 2 센서부(60b)의 보호를 위해서 은염 유제층 상에 보호층을 형성해도 좋다. 보호층과 은염 유제층 사이에 제 1 접착층(24a)[또는 제 2 접착층(24b)]을 형성함으로써 접착성의 조정이 가능해진다.
제 1 접착층(24a) 및 제 2 접착층(24b)의 재료로서 웨트 라미네이트 접착제, 드라이 라미네이트 접착제, 또는 핫멜트 접착제 등을 들 수 있다. 특히, 접착 가능한 재료의 종류가 풍부하며, 또한 접착 속도도 빠른 드라이 라미네이트 접착제가 바람직하다. 드라이 라미네이트 접착제로서 구체적으로는 아미노 수지 접착제, 페놀 수지 접착제, 클로로플렌고무 접착제, 니트릴고무 접착제, 에폭시 접착제, 우레탄 접착제, 반응형 아크릴 접착제 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 아크릴계 저산가 접착제인 Sumitomo 3M Limited제의 OCA(Optical Clear Adhesive; 등록상표)를 사용하는 것이 바람직하다.
건조 조건은 30~150℃의 온도 환경 하에서 1~30분간인 것이 바람직하다. 건조 온도는 50~120℃가 특히 바람직하다.
또한, 상기한 접착층에 대체해서 투명 기체(12) 및 보호층 중 적어도 어느 하나를 표면 처리함으로써 층간 접착력을 조정할 수 있다. 상술한 은염 유제층과의 접착력을 높이기 위해서, 예를 들면 코로나 방전 처리, 화염 처리, 자외선 조사 처리, 고주파 조사 처리, 글로우 방전 조사 처리, 활성 플라즈마 조사 처리, 레이저 광선 조사 처리 등을 실시해도 좋다.
또한, 본 발명은 하기 표 1 및 표 2에 기재된 공개 공보 및 국제 공개 팜플렛의 기술과 적당히 조합해서 사용할 수 있다. 「일본 특허 공개」, 「호 공보」, 「호 팜플렛」 등의 표기는 생략한다.
Figure 112014032560049-pct00007
Figure 112014032560049-pct00008
실시예
이하에 본 발명의 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 실시예에 나타내어지는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적당히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의해 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
이 실시예에서는 실시예 1~13, 비교예 1~3 및 참고예 1~4에 의한 도전 시트(11)에 대해서 이들을 장착한 표시 장치(40)에서의 표면 저항률, 시인성(노이즈 입상감), 및 휘도 변화율을 각각 평가했다.
<실시예 1~13, 비교예 1~3, 참고예 1~4>
(할로겐화은 감광 재료)
수매체 중의 Ag 150g에 대하여 젤라틴 10.0g을 포함하는 구 상당 지름 평균 0.1㎛의 요오드염화은 입자(I=0.2몰%, Br=40몰%)를 함유하는 유제를 조제했다.
또한, 이 유제 중에는 K3Rh2Br9 및 K2IrCl6을 농도가 10-7(몰/몰 은)이 되도록 첨가하고, 브롬화은 입자에 Rh 이온과 Ir 이온을 도프했다. 이 유제에 Na2PdCl4를 첨가하고, 또한 염화금산과 티오황산 나트륨을 사용해서 금황 증감을 더 행한 후, 젤라틴 경막제와 함께 은의 도포량이 10g/㎡가 되도록 투명 기체[여기에서는 굴절률(n0)=1.64인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)] 상에 도포했다. 이때, Ag/젤라틴 체적비는 2/1로 했다.
폭 300㎜의 PET 지지체에 250㎜의 폭으로 20m분만큼 도포하고, 도포폭의 중앙부 240㎜를 남기도록 양단을 30㎜씩 잘라내어 롤형상의 할로겐화은 감광 재료를 얻었다.
(노광 패턴의 작성)
본 실시형태에서 설명한 SA법(도 27 등 참조)을 사용해서 다각형으로 이루어지는 메시 형상(22)을 간극 없이 깐 메시 패턴(20)(도 2a 참조)을 나타내는 출력용 화상 데이터(ImgOut)를 작성했다.
메시 패턴(20)의 제작 조건은 전체 투과율 93%, 투명 기체(12)의 두께를 20㎛, 금속 세선(16)의 폭을 20㎛, 금속 세선(16)의 두께를 10㎛로 했다. 단위 영역(90)의 사이즈를 가로 세로 모두 5㎜, 화상 해상도를 3500dpi(dot per inch)로 했다. 시드점(SD)의 초기 위치는 메르센·트위스터를 사용해서 랜덤하게 결정함과 아울러 다각형상의 각 메시 형상(22)은 보로노이 다이어그램에 따라서 결정했다. 도 30 및 도 31에 나타낸 방법을 사용해서 단위 화상 데이터(ImgE)를 규칙적으로 배치함으로써 반복 형상을 갖는 출력용 화상 데이터(ImgOut)를 형성했다. 또한, 이 출력용 화상 데이터(ImgOut)에 의해 의도한 바와 같이 도전 시트(11)가 제작된 것을 사후적으로 확인했다.
이어서, 도 33a 및 도 33b에 나타낸 바와 같이 평면 영역(100) 내의 배선 형상을 잘라냄으로써 제 1 영역(R1)을 제외한 영역으로 이루어지는 제 1 노광 패턴과, 제 2 영역(R2)으로 이루어지는 제 2 노광 패턴을 각각 작성했다.
비교를 위해서 종래예에 의한 패턴(PT1~PT3)(도 46a~도 46c 참조)을 나타내는 노광 패턴도 함께 작성했다. 이들을 비교예 1~3이라고 칭한다.
한편, (5)식에 나타내는 평가값(EVP)에 관하여 계수 αj(j=1, 2)의 값을 여러 가지로 변경함으로써 메시 형상(22)의 배치의 규칙성(랜덤성)이 다른 9종류의 메시 패턴(20)을 얻었다. 이하, 규칙성이 높은 순(랜덤성이 낮은 순)으로 참고예 3, 실시예 7, 실시예 8, 실시예 9, 실시예 10, 실시예 11, 실시예 12, 실시예 13, 참고예 4로 한다. 또한, 후술하는 실시예 1~6, 참고예 1, 2에 대해서는 실시예 10과 동일 형상의 메시 패턴(20)을 사용했다.
(노광)
A4판 사이즈(210㎜×297㎜)의 투명 기체(12)의 양면을 향해서 각각 노광을 행했다. 노광은 상기한 제 1 노광 패턴[제 1 도전부(14a)측에 대응] 및 제 2 노광 패턴[제 2 도전부(14b)측에 대응]의 포토마스크를 통해 고압 수은 램프를 광원으로 한 평행광을 사용해서 노광했다.
(현상 처리)
·현상액 1L 처방
하이드로퀴논 20g
아황산 나트륨 50g
탄산 칼륨 40g
에틸렌디아민·4아세트산 2g
브롬화칼륨 3g
폴리에틸렌글리콜2000 1g
수산화칼륨 4g
pH 10.3으로 조정
·정착액 1L 처방
티오황산 암모늄액(75%) 300㎖
아황산 암모늄·1수염 25g
1,3-디아미노프로판·4아세트산 8g
아세트산 5g
암모니아수(27%) 1g
pH 6.2로 조정
상기 처리제를 사용해서 노광이 완료된 감재를 FUJIFILM Corporation제 자동 현상기 FG-710PTS를 사용해서 처리 조건: 현상 35℃ 30초, 정착 34℃ 23초, 수세 유수(5L/분)의 20초 처리로 행했다.
(라미네이트 처리)
현상이 완료된 감재의 양면에 동일한 재질로 이루어지는 제 1 보호층(26a) 및 제 2 보호층(26b)을 각각 부착했다. 후술하는 바와 같이 도전 시트(10)의 샘플마다 굴절률(n1)이 각각 다른 보호막을 사용했다. 또한, 제 1 접착층(24a) 및 제 2 보호층(26b)(도 2b 참조)으로서 시판된 점착 테이프(NSS50-1310; New Tac Kasei Co.,Ltd.제, 두께 50㎛)를 사용했다. 그리고, 제 1 보호층(26a) 및 제 2 보호층(26b)을 부착한 후, 기포의 발생을 방지하기 위해서 0.5기압, 40℃의 환경 하에서 20분간 가열하여 오토클레이브 처리를 실시했다.
또한, 평가의 편의를 위해서 시트의 일부를 잘라낸 제 1 보호층(26a)을 사용했다. 즉, 제 1 보호층(26a)을 형성했을 경우[굴절률(n1)]와, 제 1 보호층(26a)을 형성하지 않을 경우(굴절률 1.00의 공기층)의 차이를 한번에 시인할 수 있도록 했다. 이하, 제 1 보호층(26a)의 노치부에 대응하는 표시 개소를 「보호층 없음」 영역, 잔여의 표시 개소를 「보호층 있음」 영역이라고 한다.
(실시예 1)
굴절률(n1)=1.42인 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTTE)을 제 1 보호층(26a)으로서 사용하여 실시예 1에 의한 도전 시트(11)를 제작했다. 이 경우, 상대 굴절률(nr1)은 nr1=(1.42/1.64)=0.86이다.
(실시예 2, 실시예 7~13, 비교예 1~3, 참고예 3, 4)
굴절률(n1)=1.50인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 제 1 보호층(26a)으로서 사용하여 실시예 2에 의한 도전 시트(11)를 제작했다. 이 경우, 상대 굴절률(nr1)은 nr1=(1.50/1.64)=0.91이다.
또한, 패턴(PT1)(도 46a 참조)에 대응하는 비교예 1, 패턴(PT2)(도 46b 참조)에 대응하는 비교예 2 및 패턴(PT3)(도 46c 참조)에 대응하는 비교예 3, 메시 패턴(20)(도 2a 참조)에 대응하는 실시예 7~13, 참고예 3, 4에 대해서도 폴리메틸메타크릴레이트를 피복함으로써 각 샘플을 작성했다.
(실시예 3)
굴절률(n1)=1.60인 폴리스티렌(PS)을 제 1 보호층(26a)으로서 사용하여 실시예 3에 의한 도전 시트(11)를 제작했다. 이 경우, 상대 굴절률(nr1)은 nr1=(1.60/1.64)=0.97이다.
(실시예 4)
굴절률(n1)=1.70인 폴리티오우레탄(PTU)을 제 1 보호층(26a)으로서 사용하여 실시예 4에 의한 도전 시트(11)를 제작했다. 이 경우, 상대 굴절률(nr1)은 nr1=(1.70/1.64)=1.03이다.
(실시예 5)
굴절률(n1)=1.78인 고굴절률 유리를 제 1 보호층(26a)으로서 사용하여 실시예 5에 의한 도전 시트(11)를 제작했다. 이 경우, 상대 굴절률(nr1)은 nr1=(1.78/1.64)=1.08이다.
(실시예 6)
굴절률(n1)=1.90인 초고굴절률 유리를 제 1 보호층(26a)으로서 사용하여 실시예 6에 의한 도전 시트(11)를 제작했다. 이 경우, 상대 굴절률(nr1)은 nr1=(1.90/1.64)=1.15이다.
(참고예 1)
굴절률(n1)=1.34인 테트라플루오로에틸렌(FEP)을 제 1 보호층으로서 사용하여 참고예 1에 의한 도전 시트(11)를 제작했다. 이 경우, 상대 굴절률(n12)은 nr1=(1.34/1.64)=0.81이다.
(참고예 2)
굴절률(n1)=1.98인 초고굴절률 유리를 제 1 보호층으로서 사용하여 참고예 2에 의한 도전 시트(11)를 제작했다. 이 경우, 상대 굴절률(nr1)은 nr1=(1.98/1.64)=1.20이다.
[평가]
실시예 1~13, 비교예 1~3 및 참고예 1, 2에 의한 각 샘플을 표시 유닛(30)의 표시 화면 상에 각각 부착했다. 표시 유닛(30)으로서 시판된 컬러 액정 디스플레이(화면 사이즈 11.6형, 1366×768도트, 화소 피치는 가로 세로 모두 약 192㎛)를 사용했다.
(표면 저항 측정)
표면 저항률의 균일성을 평가하기 위해서 실시예 2, 비교예 1~3의 각 샘플의 표면 저항률을 DIA INSTRUMENTS CO., LTD.제 로레스타 GP(형번 MCP-T610) 직렬 4탐침 프로브(ASP)로 임의의 10개소를 측정하여 이들의 평균값을 취했다.
(노이즈 입상감)
표시 유닛(30)을 표시 제어해서 백색(최고 휘도)을 표시시킨 상태 하에서 3명의 연구원은 노이즈 입상감(거친감)의 관능 평가를 각각 실시했다. 이번의 평가에서는 메시 형상(22)에 기인하는 휘도의 노이즈감과, 부화소의 구조에 기인하는 색의 노이즈감을 종합적으로 감안하여 수치화했다. 또한, 표시 화면으로부터의 관찰 거리를 300㎜로, 실내 조도를 300lx로 각각 설정했다.
이번의 관능 평가에서는 「보호층 없음」 영역[제 1 보호층(26a)을 형성하지 않는 표시 영역]에서의 시인 결과에 대한 대비 관찰을 행했다. 구체적으로는 「보호층 없음」 영역에 대하여 「보호층 있음」 영역에서의 노이즈 입상감이 현저히 개선된 경우에는 5점, 개선된 경우에는 4점, 변화가 없을 경우에는 3점, 악화된 경우에는 2점, 현저히 악화된 경우에는 1점으로 각각 설정했다. 그리고, 각 연구원에 의한 득점의 평균값을 노이즈 입상감의 평가값으로 했다.
(휘도 변화율)
표시 유닛(30)을 표시 제어해서 백색(최고 휘도)을 표시시킨 상태 하에서 표시 화면 상의 휘도를 측정했다. 휘도계는 LS-100(Konica Minolta, Inc.제)을 사용했다. 또한, 표시 화면으로부터의 계측 거리를 300㎜로, 측정각을 2°로, 실내 조도를 1lx 이하로 각각 설정했다.
「보호층 없음」 영역에서의 휘도를 La[cd/㎡], 「보호층 있음」 영역에서의 휘도를 Lb[cd/㎡]로 할 때, 휘도 변화율(단위: %)을 100×(Lb-La)/La로 해서 산출했다. 또한, 면 내의 균일성을 고려해서 「보호층 있음」 영역 내의 측정 위치를 「보호층 없음」 영역의 경계 근방으로 설정했다.
(불규칙성과 시인성의 관계)
또한, 다각형으로 이루어지는 메시 형상(22)을 간극 없이 깐 메시 패턴(20)의 불규칙성과 시인성의 관계에 대해서 조사하기 위해서 관능 평가를 행했다. 구체적으로는 실시예 7~13, 참고예 3, 4에 의한 샘플에 대해서 모아레, 거친감 및 색 노이즈의 개별 평가, 및 종합 평가를 3단계 평가로 행했다.
모아레가 현재화되지 않았을 경우를 「A」 평가, 모아레가 시인되었지만 문제없는 레벨이었을 경우를 「B」 평가, 모아레가 현재화되었을 경우를 「C」 평가로 했다. 그리고, 각 연구원에 의한 평가의 평균을 모아레의 평가 결과로 했다.
거친감이 현재화되지 않았을 경우를 「A」 평가, 거친감이 시인되었지만 문제없는 레벨이었을 경우를 「B」 평가, 거친감이 현재화되었을 경우를 「C」 평가로 했다. 그리고, 각 연구원에 의한 평가의 평균을 거친감의 평가 결과로 했다.
색 노이즈가 현재화되지 않았을 경우를 「A」 평가, 색 노이즈가 시인되었지만 문제없는 레벨이었을 경우를 「B」 평가, 색 노이즈가 현재화되었을 경우를 「C」 평가로 했다. 그리고, 각 연구원에 의한 평가의 평균을 색 노이즈의 평가 결과로 했다.
표시 화면의 시인성이 양호한 경우를 「A」 평가, 어떠한 위화감이 감지되었지만 관찰에 충분히 견딜 수 있는 레벨이었을 경우를 「B」 평가, 시인성이 나빴을 경우를 「C」 평가로 했다. 그리고, 각 연구원에 의한 평가의 평균을 거친감의 평가 결과로 했다.
[결과]
(표면 저항 측정)
실시예 2, 비교예 1~3 모두 표면 저항률도 투명 전극으로서 충분히 실용화할 수 있는 레벨이며, 투광성도 양호했다. 특히, 표면 저항률의 불균일이 가장 작았던 것은 실시예 2[본 발명에 의한 도전 시트(11)]이었다.
(노이즈 입상감)
[1] 패턴끼리의 시인성에 관하여 실시예 2, 비교예 3, 비교예 1 및 비교예 2의 샘플의 순번으로 높은 평가 결과가 얻어졌다. 이 순번은 도 12에 나타내는 파워 스펙트럼의 피크가 이루는 면적이 작은 순번으로 일치하고 있다. 특히, 실시예 2[본 발명에 의한 도전 시트(11)]에서의 노이즈 입상감이 한층 눈에 띄지 않는 것을 확인했다.
[2] 도 45에 나타내는 바와 같이 실시예 1~6, 참고예 1, 2 모두 평가값이 3을 초과하고 있고, 공기층을 없앰으로써 노이즈 입상감의 저감 효과가 얻어졌다. 그 중에서도 실시예 1~6에 관하여 평가값이 모두 4를 초과하고 있어 참고예 1, 2에 현저한 효과가 보였다. 즉, 상대 굴절률(nr1)이 0.86≤nr1≤1.15인 관계를 만족시킬 경우, 노이즈 입상감을 억제 가능한 결론을 얻었다.
(휘도의 변화율)
표 3에 나타내는 바와 같이 실시예 1~6, 참고예 1, 2 모두 휘도 변화율이 정값이며, 공기층(에어 갭)을 없앰으로써 표시 화면 상의 휘도가 향상되었다.
Figure 112014032560049-pct00009
그 중에서도 실시예 2~5에 관하여 휘도 변화율이 모두 20%를 초과하고 있어 실시예 1, 6 등에 비해 육안으로 식별 가능한 정도의 차이가 보였다. 즉, 상대 굴절률(nr1)이 0.91≤nr1≤1.08인 관계를 만족시킬 경우, 또한 표시 휘도를 향상할 수 있는 결과를 얻었다.
[보충 설명]
상기한 실시예 이외에 도전 시트(11)의 제작 조건을 여러 가지로 변경해서 마찬가지의 평가를 행한 결과, 이하의 지견이 얻어졌다.
(1) 투명 기체(12)의 재료는 PET에 한정되지 않고, 상기한 상대 굴절률(nr1, nr2)의 관계를 만족시키는 범위에 있어서는 재료를 막론하고 동일한 실험 결과가 얻어졌다. 또한, 제 2 보호층(26b)이 제 1 보호층(26a)과 다른 재료이어도 상술한 관계를 만족시키는 범위에 있어서는 마찬가지였다.
(2) 상대 굴절률(nr1, nr2) 중 어느 한쪽을 0.86 이상 1.15 이하로 함으로써 노이즈 입상감을 저감하는 효과가 얻어졌다. 그리고, 상대 굴절률(nr1, nr2)의 양쪽을 0.86 이상 1.15 이하로 함으로써 현저한 저감 효과가 얻어졌다.
(3) 상대 굴절률(nr1, nr2) 중 어느 한쪽을 0.91 이상 1.08 이하로 함으로써 표시 화면을 통해 외부로 방사되는 광량, 즉 표시 휘도가 향상되는 효과가 얻어졌다. 그리고, 상대 굴절률(nr1, nr2)의 양쪽을 0.91 이상 1.08 이하로 함으로써 현저한 저감 효과가 얻어졌다.
(4) 표리를 반전한 상태에서 도전 시트(11)를 배치해도 상기와 대략 마찬가지의 평가 결과가 얻어졌다.
(불규칙성과 시인성의 관계)
다음의 표 4에 실시예 7~13, 참고예 3, 4에 의한 샘플에 대해서 모아레, 거친감 및 색 노이즈의 개별 평가, 및 종합 평가의 결과를 나타낸다.
Figure 112014032560049-pct00010
모아레에 관하여 참고예 3은 평가가 C이며, 모아레가 현재화되어 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 7, 8은 평가가 모두 B이며, 모아레가 시인되었지만 문제없는 레벨이었다. 또한, 실시예 9~13 및 참고예 4는 평가가 모두 A이며, 모아레가 발생하지 않았다.
거친감에 관하여 참고예 4는 평가가 C이며, 거친감이 현재화되어 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 12, 13은 평가가 모두 B이며, 거친감이 시인되었지만 문제없는 레벨이었다. 또한, 참고예 3 및 실시예 7~11은 평가가 모두 A이며, 거친감이 발생하지 않았다.
색 노이즈에 관하여 참고예 3, 실시예 7, 8은 평가가 모두 B이며, 색 노이즈가 시인되었지만 문제없는 레벨이었다. 또한, 실시예 9~13 및 참고예 4는 평가가 모두 A이며, 색 노이즈가 발생하지 않았다.
종합 평가에 관하여 참고예 3, 4는 평가가 모두 C이며, 표시 화면의 시인성이 나빴다. 또한, 실시예 7, 8, 12, 13은 평가가 모두 B이며, 어떠한 위화감이 감지되었지만 관찰을 충분히 견딜 수 있는 레벨이었다. 또한, 실시예 9~11은 모두 A이며, 표시 화면의 시인성이 양호했다.
이와 같이 메시 패턴(20)의 각 개구부(18)[또는 각 메시 형상(22)]의 무게 중심 위치 분포(C)에 관해서 기준축(430)(X'축)을 따라 배치된 각 무게 중심 위치(Pc1~Pc9)에 대한 교차축(432)(Y'축)에 대한 위치의 평균 2승 편차를 15㎛ 이상 65㎛ 이하로 함으로써 모아레, 거친감, 및 색 노이즈의 발생을 양립해서 억제할 수 있는 것이 확인되었다.
또한, 이 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 자유롭게 변경할 수 있는 것은 물론이다.
예를 들면, 본 발명의 각 실시형태에 대해서 설명한 도전 시트의 제조 장치의 각 기능에 대응하여 컴퓨터를 동작시키는 도전 시트를 제조하기 위한 프로그램도, 또한 상기 도전 시트의 제조 방법의 각 스텝을 순서대로 컴퓨터에 실행시키는 도전 시트를 제조하기 위한 프로그램도 본 발명의 실시형태 중 하나이다. 또한, 그러한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체도 본 발명의 실시의 형태의 하나이다.
10, 11, 210, 220, 230 : 도전 시트 12…투명 기체
12a, 170a : 제 1 투명 기체 12b, 170b : 제 2 투명 기체
14a : 제 1 도전부 14b : 제 2 도전부
16(p, q, r, s) : 금속 세선 18, 18a~18g : 개구부
20, 232 : 메시 패턴 22 : 메시 형상
26a : 제 1 보호층 26b : 제 2 보호층
28a : 제 1 적층부 28b : 제 2 적층부
30 : 표시 유닛 32 : 화소
40 : 표시 장치 44, 160 : 터치 패널
70a, 176a, 192a : 제 1 도전 패턴 70b, 176b, 192b : 제 2 도전 패턴
72a : 제 1 감지부 72b : 제 2 감지부
78a : 제 1 메시 요소 78b : 제 2 메시 요소
82 : 폴리곤 90 : 단위 영역
100 : 평면 영역 310 : 제조 장치
312 : 화상 생성 장치 328 : 초기 위치 선택부
330 : 갱신 후보 위치 결정부 332 : 화상 잘라냄부
336 : 화상 정보 추정부 338 : 화상 데이터 작성부
Img : 화상 데이터 Imgc : 중심 화상 데이터
Spc : 스펙트럼 Spcc : 중심 스펙트럼

Claims (20)

  1. 기체와,
    상기 기체의 적어도 한쪽 주면에 형성되고, 복수의 금속 세선으로 이루어지는 도전부를 갖고,
    상기 도전부에 의해 평면으로 볼 때 다른 메시 형상을 배열한 메시 패턴이 형성되고,
    각 상기 메시 형상의 무게 중심 위치의 2차원 분포의 파워 스펙트럼에 관해서 소정의 공간 주파수보다 높은 공간 주파수측에 있어서의 평균 강도가 상기 소정의 공간 주파수보다 낮은 공간 주파수 대역측에 있어서의 평균 강도보다 커지도록 상기 메시 패턴이 구성되어 있으며,
    상기 무게 중심 위치의 2차원 분포에 관해서 소정 방향을 따라 배치된 각 상기 무게 중심 위치에 관한 상기 소정 방향의 수직 방향에 대한 위치의 평균 2승 편차는 15㎛ 이상이며 65㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 도전 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 공간 주파수는 인간의 시각 응답 특성이 최대 응답의 5%에 상당하는 공간 주파수인 것을 특징으로 하는 도전 시트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 인간의 시각 응답 특성은 명시 거리가 300㎜에서의 둘리-쇼 함수에 의거하여 얻어지는 시각 응답 특성이며,
    상기 소정의 공간 주파수는 6cycle/㎜인 것을 특징으로 하는 도전 시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 공간 주파수는 상기 파워 스펙트럼의 값이 최대가 되는 공간 주파수인 것을 특징으로 하는 도전 시트.
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    각 상기 메시 형상은 다각형상인 것을 특징으로 하는 도전 시트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    각 상기 메시 형상은 1개의 평면 영역 내에 있는 복수의 위치에 의거하여 보로노이 다이어그램에 따라서 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 도전 시트.
  8. 제 6 항에 있어서,
    각 상기 메시 형상은 1개의 평면 영역 내에 있는 복수의 위치에 의거하여 들로네 다이어그램에 따라서 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 도전 시트.
  9. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 메시 패턴은 각 상기 메시 형상을 간극 없이 배열해서 구성되는 것을 특징으로 하는 도전 시트.
  10. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 메시 패턴은 반복 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 도전 시트.
  11. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 도전부는,
    상기 기체의 한쪽 주면에 형성되고, 복수의 금속 세선으로 이루어지는 제 1 도전부와,
    상기 기체의 다른쪽 주면에 형성되고, 복수의 금속 세선으로 이루어지는 제 2 도전부를 갖고,
    상기 메시 패턴은 상기 제 1 도전부 및 상기 제 2 도전부를 조합함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 도전 시트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 한쪽 주면 상에 형성된 상기 제 1 도전부를 피복하는 제 1 보호층과,
    상기 다른쪽 주면 상에 형성된 상기 제 2 도전부를 피복하는 제 2 보호층을 더 갖고,
    상기 제 1 보호층에 대한 상기 기체의 상대 굴절률 및/또는 상기 제 2 보호층에 대한 상기 기체의 상대 굴절률은 0.86 이상이며 1.15 이하인 것을 특징으로 하는 도전 시트.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 한쪽 주면에 형성되고, 상기 제 1 도전부와 전기적으로 절연된 복수의 금속 세선으로 이루어지는 제 1 더미 전극부를 더 갖고,
    상기 제 1 도전부는 한방향으로 배치되고, 각각 복수의 제 1 감지부가 접속된 제 1 도전 패턴을 복수개 갖고,
    상기 제 1 더미 전극부는 인접하는 상기 제 1 도전 패턴끼리의 간극부에 배치된 제 1 더미 패턴을 복수개 갖고,
    상기 제 1 더미 패턴의 배선 밀도는 상기 제 1 도전 패턴의 배선 밀도와 같은 것을 특징으로 하는 도전 시트.
  14. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 도전부는,
    상기 기체의 한쪽 주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 도전 시트.
  15. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 도전 시트와,
    상기 도전 시트의 주면측으로부터의 접촉 위치 또는 근접 위치를 검출하는 검출 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  16. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 도전 시트와,
    상기 도전 시트의 한쪽 주면측으로부터의 접촉 위치 또는 근접 위치를 검출하는 검출 제어부와,
    표시 신호에 의거하여 표시 화면 상에 화상을 표시하는 표시부를 구비하고,
    상기 도전 시트는 다른쪽 주면측을 상기 표시부에 대향시켜서 상기 표시 화면 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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