KR101867972B1

KR101867972B1 - 광투과성 도전재료

Info

Publication number: KR101867972B1
Application number: KR1020167036390A
Authority: KR
Inventors: 가즈히코 스나다; 야스히로 다나카
Original assignee: 미쓰비시 세이시 가부시키가이샤
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2018-06-15
Also published as: TW201606615A; KR20170010411A; WO2015198937A1; US20170139504A1; US10275100B2; JP2016009386A; JP6159688B2; CN106471451A; CN106471451B; TWI587200B

Abstract

액정 디스플레이에 겹쳐도 무아레나 사목이 발생하지 않고, 시인성(무아레나 사목을 이해하기 어려운 것)이 양호하고 신뢰성이 우수한 광투과성 도전재료를 제공한다. 광투과성 기재상에, 센서부와, 더미부를 갖는 광투과성 도전층을 가지며, 그 센서부 및/또는 더미부는, 망상 형상을 갖는 금속 패턴으로 이루어지며, 그 금속 패턴은, 평면에 배치된 복수개의 모점에 대해서 형성되는 보로노이변으로 이루어진 망상 형상을 가지며, 그 모점은 제2 방향보다 제1 방향으로 긴 다각형을 평면 충전되어 이루어진 도형에 있어서 각각의 다각형에 대해서 1개 배치되며, 또한 그 모점의 위치가, 다각형의 중심부터 각 정점까지 거리의 90% 이하의 위치를 이어서 이루어진 축소 다각형내의 임의의 위치에 있다.

Description

광투과성 도전재료 {LIGHT-TRANSMITTING CONDUCTIVE MATERIAL}

본 발명은, 주로 터치 패널에 이용되는 광투과성 도전재료에 관한 것이다. 특히 투영형 정전용량방식 터치 패널의 광투과성 전극에 바람직하게 이용되는 광투과성 도전재료에 관한 것이다.

퍼스널 디지털 어시스턴트(PDA), 노트PC, OA기기, 의료기기, 혹은 카 내비게이션 시스템 등의 전자기기에 있어서는, 이들 디스플레이에 입력 수단으로서 터치 패널이 널리 이용되고 있다.

터치 패널에는, 위치검출의 방법에 따라 광학방식, 초음파방식, 표면형 정전용량방식, 투영형 정전용량방식, 저항막방식 등이 있다. 저항막방식의 터치 패널에서는, 터치 센서가 되는 광투과성 전극으로서, 광투과성 도전재료와 광투과성 도전층 부착식 유리가 스페이서를 통해 대향 배치되어 있고, 광투과성 도전재료에 전류를 흘려, 광투과성 도전층 부착식 유리에 있어서의 전압을 계측하는 구조로 되어 있다. 한편, 정전용량방식 터치 패널에서는, 터치 센서가 되는 광투과성 전극으로서, 기재상에 광투과성 도전층을 갖는 광투과성 도전재료를 기본적 구성으로 하며, 가동부분이 없는 것을 특징으로 한다는 점에서 높은 내구성을 가지며, 또한 높은 광투과율을 가지기 때문에, 다양한 용도에서 적용되고 있다. 더욱이, 투영형 정전용량방식 터치 패널은 다점 동시 검출을 할 수 있기 때문에, 스마트폰이나 타블렛PC 등에 널리 이용되고 있다.

일반적으로 터치 패널의 광투과성 전극에 이용되는 광투과성 도전재료로서는, 기재상에 ITO(산화 인듐주석) 도전막으로 이루어진 광투과성 도전층이 형성된 것이 사용되어 왔다. 그렇지만, ITO 도전막은 굴절률이 크고, 빛의 표면 반사가 크기 때문에, 광투과성 도전재료의 광투과성이 저하하는 문제가 있었다. 또한, ITO 도전막은 가요성이 낮기 때문에, 광투과성 도전재료를 굴곡시켰을 때 ITO 도전막에 균열이 생겨 광투과성 도전재료의 전기 저항치가 높아지는 문제가 있었다.

ITO 도전막을 대신하는 광투과성 도전층을 갖는 광투과성 도전재료로서, 광투과성 기재상에 광투과성 도전층으로서 금속세선을, 예를 들면, 금속세선의 선폭이나 피치, 나아가 패턴 형상 등을 조정하여 망상으로 형성한 광투과성 도전재료가 알려져 있다. 이 기술에 의해, 높은 광투과율을 유지하고, 높은 도전성을 갖는 광투과성 도전재료를 얻을 수 있다. 금속세선에 의한 망상 패턴(이하, 「금속 패턴」으로 기재)의 형상에 관해서는, 각종 형상의 반복단위를 이용할 수 있는 것이 알려져 있고, 예를 들면, 일본 특허공개 평10-41682호 공보에서는, 정삼각형, 이등변삼각형, 직각삼각형 등의 삼각형, 정사각형, 직사각형, 마름모형, 평행사변형, 사다리꼴 등의 사각형, (정)육각형, (정)팔각형, (정)십이각형, (정)이십각형 등의 (정)n각형, 원, 타원, 별 모양 등의 반복단위, 및 이들 2종류 이상의 조합 패턴이 개시되어 있다.

상기 광투과성 도전재료의 제조방법으로서는, 기판상에 얇은 촉매층을 형성하고, 그 위에 레지스트 패턴을 형성한 후, 도금법에 의해 레지스트 개구부에 금속층을 적층하고, 마지막에 레지스트층 및 레지스트층에서 보호된 기초 금속을 제거함으로써, 금속 패턴을 형성하는 세미 애디티브법이, 예를 들면 일본 특허공개 2007-287994호 공보, 일본 특허공개 2007-287953호 공보 등에 개시되어 있다.

또한, 최근 은염 확산전사법을 이용한 은염 사진 감광 재료를 도전성 재료 전구체로서 이용하는 방법이 알려져 있다. 예를 들면, 일본 특허공개 2003-77350호 공보, 일본 특허공개 2005-250169호 공보, 및 일본 특허공개 2007-188655호 공보 등에서는, 기재상에 물리현상핵층과 할로겐화은유제층을 적어도 이 순서로 갖는 은염 사진 감광 재료(도전성 재료 전구체)에, 가용성 은염 형성제 및 환원제를 알칼리액 중에서 작용시켜, 금속(은) 패턴을 형성시키는 기술이 개시되어 있다. 이 방식에 따른 금속 패턴의 형성은, 균일한 선폭을 재현할 수 있는 것과 더불어, 은은 금속 중에서 가장 도전성이 높기 때문에, 다른 방식에 비해, 보다 가는 선폭으로 높은 도전성을 얻을 수 있다. 더욱이, 이 방법으로 얻은 금속 패턴을 갖는 층은 ITO 도전막보다 가요성이 높고 굴곡에 강하다는 이점이 있다.

이들 금속 패턴을 이용한 광투과성 도전재료는, 액정 디스플레이상에 겹쳐서 배치되기 때문에, 금속 패턴의 주기와 액정 디스플레이 소자의 주기가 간섭하여, 무아레(moire)가 발생한다고 하는 문제가 있었다. 액정 디스플레이에는 화면 사이즈, 해상도에 따라 다양한 크기의 소자가 사용되고 있으며, 이 문제를 더욱 복잡하게 하고 있다.

이 문제에 대해, 예를 들면, 특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3 및 특허문헌 4 등에서는, 금속 패턴으로서, 예를 들면, 비특허문헌 1 등에 기재된, 예전부터 알려져 있는 랜덤 도형을 이용함으로써, 간섭을 억제하는 방법이 제안되어 있다. 특허문헌 5에서는, 랜덤인 금속 패턴을 이용한 단위 패턴 영역을 복수 배치하여 형성한 터치 패널용 전극 기재가 소개되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허공개 2011-216377호 공보 특허문헌 2: 일본 특허공개 2013-37683호 공보 특허문헌 3: 일본 특허공개 2014-41589호 공보 특허문헌 4: 일본 특허공표 2013-540331호 공보 특허문헌 5: 일본 특허공개 2014-26510호 공보

비특허문헌 1: 영역의 수리 모델 - 보로노이 도형을 통한 수리공학 입문(공립출판사 2009년 2월 발행)

상기와 같은 랜덤 도형을 이용한 금속 패턴은, 단순한 단위도형의 반복에 의한 주기를 가지지 않기 때문에, 액정 디스플레이 소자의 주기와 간섭을 일으키는 것은 원리적으로 없고, 무아레가 발생하는 일은 없다. 그렇지만, 랜덤 도형을 이용한 금속 패턴은, 금속세선의 분포가 엉성한 부분과 조밀해지는 부분이 랜덤으로 나타나고, 그것이 눈에 보이는 「사목」이라고 하는 문제를 가지고 있어, 금속 패턴의 시인성(사목을 알기 어려운 것)이 우수한 광투과성 도전재료가 요구되고 있었다.

또한, 투영형 정전용량형 터치 패널의 광투과성 전극에서는, 배선부를 통해 단자부에 전기적으로 접속되는, 특정 방향으로 신장된 복수의 센서부가 늘어서 있고, 이들 복수의 센서부 사이에는, 센서부 사이에서 전기적인 접속이 생기지 않도록, 단선부를 갖는 더미부가 배치되어 있다. 그 더미부에 의해 센서부의 시인성(센서부의 형상을 알기 어려운 것)이 향상된다. 광투과성 전극의 센서부의 윤곽 형상으로서는, 2매의 광투과성 전극을 서로 겹친 상태로 평면을 볼 때, 센서부가 겹치는 부분을 줄이기 위해서 다이아몬드 패턴으로 불리는, 센서부의 일부를 일정한 주기로써 가늘게 좁힌 윤곽 형상이 일반적으로 알려져 있다. 이러한 윤곽 형상에서는, 부분적으로 센서부의 폭이 망상의 금속 패턴의 선 간격과 별로 다르지 않은 정도로 매우 좁게 설계된다. 이러한 경우, 선폭이 가는 금속 패턴을 이용하면, 예를 들면, 가공시에 있어서, 고온 고습하에 금속 패턴이 노출되었을 때, 저항치의 변동이나, 나아가 단선이 발생하는 등, 신뢰성에 문제가 있기도 했다. 그리고 상기 랜덤인 금속 패턴을 갖는 광투과성 도전재료에서는, 특히 이 문제가 현저하게 나타나, 개선이 요구되고 있었다.

본 발명의 과제는, 액정 디스플레이에 겹쳐도 무아레나 사목이 발생하지 않고, 시인성(무아레나 사목을 알기 어려운 것)이 양호하고, 또한 신뢰성이 우수한 광투과성 도전재료를 제공하는 것이다.

상기의 과제는, 이하의 광투과성 도전재료에 의해, 기본적으로 해결된다.

(1) 광투과성 기재상에, 단자부에 전기적으로 접속된 센서부와, 단자부에 전기적으로 접속되어 있지 않은 더미부를 갖는 광투과성 도전층을 가지며, 그 광투과성 도전층은, 제1 방향으로 신장된 센서부가 더미부를 사이에 두고, 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향으로 임의의 주기로써 복수열 늘어서는 것으로 구성되며, 센서부 및/또는 더미부는, 망상 형상을 갖는 금속 패턴으로 이루어지며, 그 금속 패턴은, 평면에 배치된 복수개의 모점에 대해서 형성되는 보로노이(voronoi)변으로 이루어진 망상 형상을 가지며, 그 모점은, 제2 방향보다 제1 방향으로 긴 다각형을 평면 충전되어 이루어진 도형에 있어서 각각의 다각형에 대해서 1개 배치되며, 또한 그 모점의 위치가, 다각형의 중심과 다각형의 각 정점을 이은 직선에 있어서 중심부터 다각형의 각 정점까지 거리의 90% 이하의 위치를 이어서 이루어진 축소 다각형 내의 임의의 위치에 있는, 광투과성 도전재료.

(2) 상기 제2 방향보다 제1 방향으로 긴 다각형에 있어서, 제1 방향과 제2 방향의 길이의 비가 1.1대1~10대1인, 상기 (1)에 기재된 광투과성 도전재료.

(3) 상기 제2 방향보다 제1 방향으로 긴 다각형에 있어서, 제1 방향과 제2 방향의 길이의 비가 1.1대1~5대1인, 상기 (1)에 기재된 광투과성 도전재료.

(4) 상기 제1 방향으로 신장된 센서부가, 센서부의 일부를 일정한 주기로써 가늘게 좁힌 윤곽 형상을 가지며, 그 센서부의, 제2 방향에 있어서의 폭이 가장 좁은 부분의 금속 패턴이, 제2 방향보다 제1 방향으로 긴 다각형을 제2 방향으로 5개 이상 배치함으로써 얻은 패턴인, 상기 (1)~(3) 중 어느 하나에 기재된 광투과성 도전재료.

본 발명에 의해, 액정 디스플레이에 겹쳐도 무아레나 사목이 발생하지 않고 시인성이 양호하고, 또한 신뢰성이 우수한 광투과성 도전재료를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 광투과성 도전재료의 일례를 도시한 개략도이다.
도 2는, 보로노이 도형을 설명하기 위한 도이다.
도 3은, 평면 충전된 다각형을 설명하기 위한 도이다.
도 4는, 평면 충전된 다각형의 배열을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는, 평면 충전된 다각형의 배열을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은, 단위 패턴 영역을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은, 실시예에서 이용한 원고를 나타내는 확대도이다.

이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명하면서 도면을 이용하여 설명하지만, 본 발명은 그 기술적 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 변형이나 수정이 가능하며, 이하의 실시 형태로 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다.

도 1은, 본 발명의 광투과성 도전재료의 일례를 도시한 개략도이다. 도 1에 있어서, 광투과성 도전재료(1)는, 광투과성 기재(2)상의 적어도 한쪽에, 금속 패턴으로 이루어진 센서부(11), 더미부(12), 주변 배선부(14), 단자부(15), 및 금속 패턴이 없는 비화상부(13)를 가진다. 여기서, 센서부(11) 및 더미부(12)는 망상 형상의 금속세선으로 구성되지만, 도 1에 있어서는 편의상, 망상 형상은 기재하지 않고, 센서부(11) 및 더미부(12)의 범위를 윤곽선 a로 도시하고 있다. 센서부(11)는 주변 배선부(14)를 통해 단자부(15)에 전기적으로 접속되어 있고, 이 단자부(15)를 통해 외부에 전기적으로 접속함으로써, 센서부(11)에서 감지한 정전 용량의 변화를 파악할 수 있다. 본 발명에 있어서, 센서부(11)는 단자부(15)와 직접 접함으로써 전기적으로 접속되어 있어도 괜찮지만, 도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 단자부(15)를 단부 근방으로 모으기 위해, 주변 배선부(14)를 통해 센서부(11)가 단자부(15)와 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 단자부(15)에 전기적으로 접속되어 있지 않은 금속 패턴은 본 발명에서는 모두 더미부(12)가 된다. 본 발명에 있어서 주변 배선부(14) 및 단자부(15)는, 특히 광투과성을 가질 필요는 없기 때문에, 베타 패턴(광투과성을 갖지 않는 패턴)을 이용하는 것이 가능하지만, 망상 형상의 금속 패턴을 이용하는 것도 가능하다.

도 1에 있어서 광투과성 도전재료(1)가 갖는 센서부(11)는, 광투과성 도전층면 내에 있어서 제1 방향(x방향)으로 신장된 열전극이며, 그 센서부(11)는 더미부(12)를 사이에 두고, 광투과성 도전층면 내에서 제1 방향과 수직인 방향인 제2 방향(y방향)으로 복수열이 늘어서 있다. 또한 센서부(11)는, 제2 방향(y방향)으로 일정한 주기 L로써 복수열 늘어서 있다. 센서부(11)의 주기 L은, 터치 센서로서의 분해능을 유지하는 범위에서 임의의 길이를 설정할 수 있다. 센서부(11)는 일정한 폭이어도 괜찮지만, 도 1에 도시한 바와 같이 제1 방향(x방향)으로 패턴 주기를 갖는 것이 바람직하다. 도 1에서는, 센서부(11)에 주기 M에서 좁힌 부분을 설치한 예(다이아몬드 패턴의 예)를 도시했다. 또한, 센서부(11)의 폭(다이아몬드 패턴에 있어서 좁혀지지 않은 곳의 폭)도, 터치 센서로서의 분해능을 유지하는 범위에서 임의로 설정할 수 있고, 그에 따라 더미부(12)의 형상이나 폭도 임의로 설정할 수 있다.

본 발명에 있어서, 센서부(11) 및/또는 더미부(12)는, 망상 형상을 갖는 금속 패턴으로 이루어진다. 이하에 본 발명의 광투과성 도전재료가 갖는 망상 형상에 대해 설명한다.

센서부(11) 및/또는 더미부(12)를 갖는 금속 패턴의 형상은, 보로노이변으로 이루어진 망상 형상(이하, 보로노이 도형으로 기재)이다. 보로노이변으로 이루어진 망상 형상이라는 용어는, 그 망상 형상이 보로노이변에 의해 형성된 것임을 의미한다. 보로노이 도형이란, 정보처리 등의 다양한 분야에서 응용되고 있는 공지의 도형이며, 이것을 설명하기 위해서 도 2를 이용한다. 도 2는 보로노이 도형을 설명하기 위한 도이다. 도 2(a)에 있어서, 평면(20)상에 복수의 모점(211)이 배치되어 있을 때, 하나의 임의의 모점(211)에 가장 가까운 영역(21)과, 다른 모점(211)에 가장 가까운 영역(21)을 직선인 경계선(22)으로 구획 지음으로써, 평면(20)을 분할했을 경우에, 각 영역(21)의 경계선(22)을 보로노이변이라고 한다. 보로노이변은 임의의 모점과 근접하는 모점을 이은 선분의 수직이등분선의 일부가 된다. 보로노이변을 모아서 이루어진 도형(보로노이변에 의해서 모점마다의 영역을 나타낸 도형)을 보로노이 도형이라고 한다.

도 2(b)는 본 발명에서 바람직하게 이용되는 모점의 배치 방법을 설명하기 위한 도이다. 평면(20)은 36개(3×12개)의 사각형(23)으로 극간 없이 평면 충전되어 있고, 사각형(23) 안에는 항상 하나의 모점(211)이 배치되어 있다. 사각형(23)은 광투과성 도전층의 제2 방향(y방향)보다, 제1 방향(x방향)으로 긴 직사각형으로 되어 있다.

도 3은 평면 충전된 다각형을 설명하기 위한 도이며, 도 3(a)은 육각형(31)으로 평면을 극간 없이 평면 충전한 예이다. 도 3(b)는 육각형(31)의 제1 방향(x방향)의 길이와 제2 방향(y방향)의 길이를 도시한 도이다. 본 발명에서는, 제1 방향(x방향)에 x축, 제2 방향(y방향)에 y축을 설정했을 경우의 다각형을 x축으로 투영한 선분의 길이를 다각형의 제1 방향(x방향)의 길이, y축으로 투영한 선분의 길이를 다각형의 제2 방향(y방향)의 길이라고 한다. 도 3(b)에 있어서 육각형(31)의 제1 방향(x방향)의 길이는 X31, 제2 방향의 길이는 Y31이다. 육각형(31)은 광투과성 도전층의 제2 방향(y방향)보다, 제1 방향(x방향)으로 긴 형상이 되어 있다.

본 발명에 있어서는, 다각형은 사각형이나 육각형 이외에 삼각형을 이용해도 괜찮고, 또한 복수의 종류, 복수의 크기의 다각형을 이용해도 괜찮다. 복수의 종류, 복수의 크기의 다각형을 이용하는 경우에는, 50% 이상의 개수의 다각형이 제2 방향(y방향)보다, 제1 방향(x방향)으로 긴 형상이면 괜찮다. 다각형의 선택 중에서는, 단일종의 형상의 다각형이 바람직하다. 또한, 단일 크기의 다각형이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 모점은 제2 방향보다 제1 방향으로 긴 다각형을 평면 충전되어 이루어진 도형에 있어서 각각의 다각형에 대해서 1개 배치된다. 모점의 위치에 대해서, 도 2(b), 혹은 그 확대도인 도 2(c)를 이용해 설명한다. 본 발명에 있어서 모점(211)은, 다각형의 중심(24)과 다각형의 각 정점을 이은 직선에 있어서, 그 중심(24)부터 각 정점까지 거리의 90% 이하의 위치(251, 252, 253, 254)를 이어서 이루어진 축소 다각형인 축소 사각형(25) 내의 임의의 위치에 배치된다. 도 2(c)에 있어서는, 다각형의 중심부터 각 정점까지 거리의 90%인 위치를 이어서 이루어진 축소 다각형을 골랐지만, 본 발명에서는, 다각형의 중심부터 각 정점까지 거리의 90% 이하의 임의의 위치를 이은 축소 다각형을 선택할 수 있다. 또한, 축소 다각형에 있어서, 중심부터 각 정점까지 거리의 비율은 일정한 것이 바람직하지만, 달라도 괜찮다. 축소 다각형을 형성하는 중심부터 각 정점까지의 거리가 짧은 경우에는, 무아레가 발생하기 쉬워진다. 여기서, 다각형의 중심과 다각형의 각 정점을 이은 직선에 있어서, 중심부터 각 정점까지 거리의 50~80%인 위치를 이은 축소 다각형을 선택하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 모점의 위치를 결정하는 평면 충전되는 다각형은 제1 방향, 즉 센서부가 신장하는 방향과 같은 방향으로 긴 형상을 가지고 있다. 이로부터, 보로노이변은 센서부의 방향으로 배향한 형상을 가지기 쉬워진다. 평면 충전되는 다각형의 제1 방향과 제2 방향의 바람직한 길이의 비는 1.1대1~10대1이며, 보다 바람직하게는 1.1대1~5대1이다. 또한, 본 발명에서는, 센서부의 제2 방향(y방향)으로 가장 짧은 부분(폭이 가장 좁은 부분)에 있어서, 같은 다각형은 제2 방향으로 5개 이상 배치되는 것이 바람직하다. 도 4 및 도 5는, 평면 충전된 다각형의 배열을 설명하기 위한 도이다. 도 4(a)에 있어서, 센서부(11)는 제1 방향(x방향)으로 신장된 열전극이며, 더미부(12)와의 경계를 가상의 경계선 R(실재하지 않는 선)로 도시하고 있다. 도 4(a)에 있어서, 센서부(11)는 K 부분에서 제2 방향(y방향)으로 가장 짧아(좁아)지고 있다. 도 4(b)는 상기 K 부분의 확대도이며, 도 5(a), 도 5(b)도 동일하게 K 부분을 도시하고 있다. 도 5(a)는 K 부분에 있어서 다각형이 y방향으로 5.7개 배치된 상태를 도시하고 있고, 도 5(b)는 도 5(a)의 다각형 내에 본 발명에 따라 모점을 배치하여, 보로노이 도형을 제작하는 모습을 도시한 것이다. 이와 같이, 제2 방향(y방향)에 있어서 센서부의 가장 좁은 부분에, 모점을 배치하는 기본이 되는 다각형이 5개 이상 늘어섬으로써, 금속 패턴이 불규칙한 형상이어도 신뢰성(예를 들면 한 곳이 단선해도 전극으로서 작용한다)을 유지할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 모점을 배치하는 기본이 되는 다각형의 가장 짧은 변의 길이는 100~2000㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 120~800㎛이다.

앞의 도 1의 설명에서 언급한 바와 같이, 센서부와 더미부 사이에는 전기적인 접속은 없다. 도 4(a)에 있어서, 센서부(11)와 더미부(12)가 갖는 금속 패턴은 보로노이 도형으로 이루어지며, 센서부(11)는 주변 배선(14)과 전기적으로 접속되어 있다. 상기한 바와 같이, 도 4(a)는 센서부(11)와 더미부(12)의 경계에 가상의 경계선 R을 도시하고 있고, 이 가상의 경계선 R로 센서부(11)와 더미부(12) 사이에 단선부가 형성된다. 단선부의 길이는 3~100㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5~20㎛이다. 도 4(a)에서는 단선부는 가상의 경계선 R에 따른 위치에만 갖고 있지만, 그 이외에도 더미부(12) 안에는 임의의 수의 단선부를 임의의 위치에 설치할 수도 있다.

본 발명에 있어서는, 센서부(11) 및/또는 더미부(12)는, 예를 들면 상술한 36개의 사각형으로 평면 충전된 사각형의 축소 사각형 내의 모점에 의해서 형성된 보로노이 도형을 단위 패턴으로 하고, 이 단위 패턴 영역을 광투과성 도전층 내에서 반복함으로써, 형성하는 것처럼 해도 괜찮다. 도 6은 이 단위 패턴 영역을 설명하기 위한 개략도이다. 도 6(a)은, 망상 형상을 갖는 단위 패턴 영역의 예이다. 망상 형상을 갖는 단위 패턴 영역(61)을 반복한 예가 도 6(b)이다. 도 6(b)에 있어서, 단위 패턴 영역(61)의 망상 형상은, 사각(64)으로 둘러싸인 단위 패턴 영역의 범위 내에 있어서 주기는 존재하지 않는다. 이 단위 패턴 영역(61)(x방향의 길이가 62, y방향의 길이가 63)이, x방향으로 반복 주기(62), y방향으로 반복 주기(63)로 반복되며, 일련의 큰 금속 패턴을 형성하고 있다. 보로노이 도형에 의한 단위 패턴 영역을 이와 같이 반복했을 경우, 이웃하는 단위 패턴 영역과의 경계부에서 금속세선끼리 연결되지 않고, 특히 센서부(11)에 있어서는 단선해 버리는 일이 있기 때문에, 단위 패턴 영역(61)의 사각(64)상에 위치하는 금속세선의 위치는, 반복했을 때에 이웃하는 단위 패턴 영역의 금속세선과 연결되도록, 적절하게 조정하는 것이 바람직하다.

도 6(b)에서는, 사각(64)의 단위 패턴 영역(61)을 광투과성 도전층면 내에서 x방향과 y방향의 2방향으로 반복하여 일련의 큰 금속 패턴을 형성하고 있지만, 단위 패턴 영역(61)의 범위의 윤곽 형상은, 그것을 이용하여 평면 충전할 수 있는 형상이면, 예를 들면 정삼각형, 이등변삼각형, 직각삼각형 등의 삼각형, 정사각형, 직사각형, 마름모형, 평행사변형, 사다리꼴 등의 사각형, 정육각형, 및 이들이나 다른 형상과의 2종류 이상의 조합 등, 어떠한 형상에서도 상관없다. 또한, 반복하는 방향도 단위 패턴 영역의 범위의 윤곽 형상에 맞춰, 광투과성 도전층면 내에 있어서의 적어도 2방향을 선택할 수 있다.

본 발명에 있어서 센서부(11), 및 더미부(12)(경우에 따라서는 주변 배선부(14) 및 단자부(15) 등도)를 구성하는 금속 패턴은 금속을 함유하며, 그 금속 패턴이 함유하는 금속으로서는, 금, 은, 동, 니켈, 알루미늄, 및 이들 복합재가 바람직하다. 이들 금속 패턴을 형성하는 방법으로서는, 은염 감광 재료를 이용하는 방법, 같은 방법을 이용하여 얻은 은화상에 무전해도금이나 전해도금을 입히는 방법, 스크린 인쇄법을 이용하여 은페이스트, 동페이스트 등의 도전성 잉크를 인쇄하는 방법, 은잉크나 동잉크 등의 도전성 잉크를 잉크젯법으로 인쇄하는 방법, 혹은 증착이나 스팩터 등으로 도전성층을 형성하고, 그 위에 레지스트막을 형성하여, 노광, 현상, 에칭, 레지스트층 제거함으로써 얻는 방법, 동박 등의 금속박을 붙이고, 다시 그 위에 레지스트막을 형성하여, 노광, 현상, 에칭, 레지스트층 제거함으로써 얻는 방법 등, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 그 중에서도 제조되는 금속 패턴의 두께를 얇게 할 수 있고, 더욱이 극미세한 금속 패턴도 용이하게 형성할 수 있는 은염 확산전사법을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로 제작한 금속 패턴의 두께는, 너무 두꺼우면 후공정(예를 들면 다른 기재와의 첩합)이 어려워지는 경우가 있고, 또한 너무 얇으면 터치 패널로서 필요한 도전성을 확보하기 어려워진다. 따라서, 그 두께는 0.01~5㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05~1㎛이다. 또한 센서부(11)와 더미부(12)가 갖는 보로노이 도형(보로노이변)의 선폭은 바람직하게는 1~20㎛, 보다 바람직하게는 2~7㎛이다. 센서부(11)와 더미부(12)의 전 광선 투과율은 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 85% 이상이다. 또한, 센서부(11)와 더미부(12)의 전 광선 투과율은, 차이가 ±0.1% 이내인 것이 바람직하고, 동일한 것이 보다 바람직하다. 센서부(11)와 더미부(12)의 헤이즈치는 2 이하가 바람직하다. 센서부(11)와 더미부(12)의 b*치(JIS Z8730로 규정되는 지각 색도 지수이며 황방향을 나타내는 지표)는 2.0 이하가 바람직하고, 1.0 이하가 보다 바람직하다.

본 발명의 광투과성 도전재료가 갖는 광투과성 기재로서는, 유리나 혹은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)나 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 불소 수지, 실리콘 수지, 폴리카보네이트 수지, 디아세테이트 수지, 트리아세테이트 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리염화비닐, 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리올레핀 수지, 환형상 폴리올레핀 수지 등 공지의 광투과성을 갖는 시트를 이용하는 것이 바람직하다. 여기서 광투과성이란 전 광선 투과율이 60% 이상인 것을 의미한다. 광투과성 기재의 두께는 50㎛~5mm인 것이 바람직하다. 또한 광투과성 기재는 지문방오층, 하드코트층, 반사방지층, 방현층 등의 공지의 층을 갖고 있어도 괜찮다.

본 발명의 광투과성 도전재료는, 상기 광투과성 도전층을 갖는 것 이외에도, 하드코트층, 반사방지층, 점착층, 방현층 등 공지의 층을 임의의 장소에 가질 수 있다. 또한, 광투과성 기재와 광투과성 도전층 사이에, 물리현상핵층, 역접착층, 접착층 등 공지의 층을 가질 수 있다.

[실시예]

이하, 본 발명에 관해 실시예를 이용하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그 기술적 범위를 넘지 않는 한, 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.

<광투과성 도전재료 1>

광투과성 기재로서, 두께 100㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 이용했다. 또한 이 광투과성 기재의 전 광선 투과율은 91%이었다.

이어서 하기의 처방에 따라, 물리현상핵층도액을 조제하고, 상기 광투과성 기재상에 도포, 건조하여 광투과성 기재상에 물리현상핵층을 설치했다.

<황화 팔라듐졸의 조제>

A액 염화 팔라듐 5g

염산 40ml

증류수 1000ml

B액 황화소다 8.6g

증류수 1000ml

A액과 B액을 교반하면서 혼합하고, 30분 후에 이온교환수지가 충전된 컬럼을 통해 황화 팔라듐졸을 얻었다.

<물리현상핵층도액의 조제> 은염 감광 재료의 1m²당 양

상기 황화 팔라듐졸 0.4mg

2 질량% 글리옥살 수용액 0.2ml

계면활성제(S-1) 4mg

데나콜 EX-830 50mg

(나가세켐텍스(주)제 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르)

10 질량% SP-200 수용액 0.5mg

((주)일본촉매제 폴리에틸렌이민; 평균 분자량 10000)

이어서, 광투과성 기재에 가까운 쪽부터 순서대로 하기 조성의 중간층, 할로겐화은유제층, 및 보호층을 상기 물리현상핵액층 위에 도포, 건조하여, 은염 감광 재료를 얻었다. 할로겐화은유제는, 사진용 할로겐화은유제의 일반적인 더블 제트 혼합법으로 제조했다. 이 할로겐화은유제는, 염화은 95몰%과 브롬화은 5몰%이고, 평균 입경이 0.15㎛가 되도록 조제했다. 이와 같이 하여 얻은 할로겐화은유제를 정법에 따라 티오황산나트륨과 염화금산을 이용하여, 금황 증감을 입혔다. 이렇게 하여 얻은 할로겐화은유제는 은 1g 당 0.5g의 젤라틴을 포함한다.

<중간층 조성/1m²당>

젤라틴 0.5g

계면활성제(S-1) 5mg

염료 1 50mg

[화학식 1]

[화학식 2]

<할로겐화은유제층 조성/1m²당>

젤라틴 0.5g

할로겐화은유제 3.0g은상당

1-페닐-5-메르캅토테트라졸 3mg

계면활성제(S-1) 20mg

<보호층 조성/1m²당>

젤라틴 1g

부정형 실리카 매트제(평균 입경 3.5㎛) 10mg

계면활성제(S-1) 10mg

이와 같이 하여 얻은 은염 감광 재료에, 도 1 패턴의 화상을 갖는 투과 원고를 각각 밀착하고, 수은등을 광원으로 하는 밀착 프린터로 400nm 이하의 빛을 컷하는 수지 필터를 통해 노광했다. 또한, 투과 원고의 일부를 확대한 것이 도 7이다(도 7에는 가상의 경계선도 도시하고 있다). 센서부(11)의 y방향의 가장 좁은 부분은 0.8mm이었다. 도 7에 있어서, 센서부(11)와 더미부(12)가 갖는 보로노이 도형을 제작할 때, x, y방향으로 늘어서며, x방향의 한 변의 길이가 0.6mm, y방향의 한 변의 길이가 0.15mm인 직사각형을 평면 충전하고, 그 80%의 축소 직사각형(직사각형의 중심부터 직사각형의 정점까지 거리의 80%인 점을 이어서 생긴 직사각형) 안에, 모점을 랜덤으로 배치했다. 또한, 상기 센서부(11)에 있어서의 y방향의 가장 좁은 부분에 있어서의 직사각형의 수는 5.3개이다. 보로노이변의 선폭은 4㎛로 했다. 센서 부분과 더미 부분의 경계에는 20㎛의 길이의 단선부를 설치하고, 센서부의 전 광선 투과율은 89.5%, 더미부의 전 광선 투과율은 89.5%이다.

그 후, 하기 확산 전사 현상액 중에 20℃에서 60초간 침지한 후, 이어서 할로겐화은유제층, 중간층, 및 보호층을 40℃의 온수로 수세 제거하고, 건조 처리했다. 이렇게 하여 광투과성 도전층으로서, 도 1의 형상을 갖는 금속은화상을 갖는 광투과성 도전재료 1을 얻었다. 얻어진 광투과성 도전재료가 갖는 광투과성 도전층의 금속은화상은, 도 1 및 도 7의 패턴을 갖는 투과 원고와 같은 형상, 같은 선폭이었다. 또한 금속은화상의 막후는 공초점 현미경으로 조사하면, 0.1㎛이었다.

<확산 전사 현상액 조성>

수산화 칼륨 25g

하이드로퀴논 18g

1-페닐-3-피라졸리돈 2g

아황산칼륨 80g

N-메틸에탄올아민 15g

브롬화칼륨 1.2g

전량을 물로 1000ml

pH=12.2로 조정한다.

<광투과성 도전재료 2>

도 1의 패턴을 갖는 투과 원고이지만, 보로노이 도형의 제작에 있어서, x방향의 한 변의 길이가 0.333mm, y방향의 한 변의 길이가 0.27mm인 직사각형을 평면 충전하고, 그 80%의 축소 직사각형 안에, 모점을 랜덤으로 배치한 이외는 광투과성 도전재료 1과 동일하게 하여 광투과성 도전재료 2를 얻었다. 센서부(11)에 있어서의 y방향의 가장 좁은 부분에 있어서의 직사각형의 수는 2.96개이다. 보로노이변의 선폭과 단선부의 길이, 전 광선 투과율은 광투과성 도전재료 1과 같다.

<광투과성 도전재료 3>

도 1의 패턴을 갖는 투과 원고이지만, 보로노이 도형의 제작에 있어서, 한 변의 길이가 0.3mm인 정사각형을 평면 충전하고, 그 80%의 축소 정사각형 안에, 모점을 랜덤으로 배치한 이외는 광투과성 도전재료 1과 동일하게 하여 광투과성 도전재료 3을 얻었다. 센서부(11)에 있어서의 y방향의 가장 좁은 부분에 있어서의 정사각형의 수는 2.67개이다. 보로노이변의 선폭과 단선부의 길이, 전 광선 투과율은 광투과성 도전재료 1과 같다.

<광투과성 도전재료 4>

도 1의 패턴을 갖는 투과 원고이지만, 보로노이 도형의 제작에 있어서, x방향의 한 변의 길이가 0.9mm, y방향의 한 변의 길이가 0.1mm인 직사각형을 평면 충전하고, 그 80%의 축소 직사각형 안에, 모점을 랜덤으로 배치한 이외는 광투과성 도전재료 1과 동일하게 하여 광투과성 도전재료 4를 얻었다. 센서부(11)에 있어서의 y방향의 가장 좁은 부분에 있어서의 직사각형의 수는 8개이다. 보로노이변의 선폭과 단선부의 길이, 전 광선 투과율은 광투과성 도전재료 1과 같다.

<광투과성 도전재료 5>

도 1의 패턴을 갖는 투과 원고이지만, 보로노이 도형의 제작에 있어서, x방향의 한 변의 길이가 0.9mm, y방향의 한 변의 길이가 0.1mm인 직사각형을 평면 충전하고, 그 90%의 축소 직사각형(직사각형의 중심부터 직사각형의 정점까지 거리의 90%인 점을 이어서 생긴 직사각형) 안에, 모점을 랜덤으로 배치한 이외는 광투과성 도전재료 1과 동일하게 하여 광투과성 도전재료 5를 얻었다. 센서부(11)에 있어서의 y방향의 가장 좁은 부분에 있어서의 직사각형의 수는 8개이다. 보로노이변의 선폭과 단선부의 길이, 전 광선 투과율은 광투과성 도전재료 1과 같다.

<광투과성 도전재료 6>

도 1의 패턴을 갖는 투과 원고이지만, 보로노이 도형 대신에, x방향과 y방향으로 대각선을 가지며, x방향의 대각선의 길이가 500㎛, y방향의 대각선의 길이가 260μ인 마름모형을 단위도형으로 하고, 이 단위도형이 반복해서 이루어진 망상 형상을 이용한 투과 원고를 이용한 이외는 광투과성 도전재료 1과 동일하게 하여 광투과성 도전재료 6을 얻었다. 센서부(11)에 있어서의 y방향의 가장 좁은 부분에 있어서의 마름모형의 수는 3.08개이다. 또한, 패턴의 선폭은 4㎛, 센서부 및 더미부의 전 광선 투과율은 89.3%이다.

얻어진 광투과성 도전재료 1~6에 대해서, 시인성, 및 저항치의 안정성(신뢰성)에 대해 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 시인성에 대해서는, 얻은 광투과성 도전재료를, 전면 백화상을 표시한 Flatron23EN43V-B2 23형 와이드 액정 모니터(LG Electronics사제) 위에 놓고, 무아레, 혹은 사목이 확실히 나타나는 것을 ×, 잘 보면 알 수 있는 것을 △, 전혀 알 수 없는 것을 ○로 했다. 저항치의 안정성에 대해서는, 온도 85℃, 상대습도 95%의 환경하에 각 광투과성 도전재료를 600시간 방치한 후, 도 1에 있어서의 단자부(15)와 전기적으로 접속하고 있는 단자부(15) 사이의 도통을 전 단자간에 대해 조사하고, 단선이 발생하고 있는 비율을 조사했다.

[표 1]

표 1의 결과로부터, 본 발명에 따라 정전용량방식을 이용한 터치 패널의 광투과성 전극으로서 바람직한, 액정 디스플레이에 겹쳐도 무아레가 발생하지 않고, 또한 시인성이 양호하고 저항치의 안정성(신뢰성)이 우수한 광투과성 도전재료를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.

1 광투과성 도전재료
2 광투과성 기재
11 센서부
12 더미부
13 비화상부
14 주변 배선부
15 단자부
20 평면
21 영역
22 영역의 경계선
23 사각형
24 사각형의 중심
25 축소 사각형
61 단위 패턴 영역
62, 63 반복 주기
211 모점
251, 252, 253, 254 중심부터 정점까지의 90%인 위치
R 가상의 경계선

Claims

광투과성 기재상에, 단자부에 전기적으로 접속된 센서부와, 단자부에 전기적으로 접속되어 있지 않은 더미부를 갖는 광투과성 도전층을 가지며, 그 광투과성 도전층은, 제1 방향으로 신장된 센서부가 더미부를 사이에 두고, 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향으로 임의의 주기로써 복수열 늘어서는 것으로 구성되며, 센서부 및/또는 더미부는, 망상 형상을 갖는 금속 패턴으로 이루어지며, 그 금속 패턴은, 평면에 배치된 복수개의 모점에 대해서 형성되는 보로노이변으로 이루어진 망상 형상을 가지며, 그 모점은, 제2 방향보다 제1 방향으로 긴 다각형을 평면 충전되어 이루어진 도형에 있어서 각각의 다각형에 대해서 1개 배치되며, 또한 그 모점의 위치가, 다각형의 중심과 다각형의 각 정점을 이은 직선에 있어서 중심부터 다각형의 각 정점까지 거리의 90% 이하의 위치를 이어서 이루어진 축소 다각형 내의 임의의 위치에 있는, 광투과성 도전재료.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 방향보다 제1 방향으로 긴 다각형에 있어서, 제1 방향과 제2 방향의 길이의 비가 1.1대1~10대1인, 광투과성 도전재료.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 방향보다 제1 방향으로 긴 다각형에 있어서, 제1 방향과 제2 방향의 길이의 비가 1.1대1~5대1인, 광투과성 도전재료.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 방향으로 신장된 센서부가, 센서부의 일부를 일정한 주기로써 가늘게 좁힌 윤곽 형상을 가지며, 그 센서부의 제2 방향에 있어서의 폭이 가장 좁은 부분의 금속 패턴이, 제2 방향보다 제1 방향으로 긴 다각형을 제2 방향으로 5개 이상 배치함으로써 얻은 패턴인, 광투과성 도전재료.