KR20160007627A - 도전성 패턴 및 단층 정전용량 방식 터치패널의 전극패턴 - Google Patents

Abstract

정전용량 방식을 이용한 터치패널의 광 투과성 전극으로서 적합한, 시인성이 낮고, 광 투과성이 높고, 물결무늬도 발생하기 어려운 도전성 패턴을 제공한다. 전기가 통하는 금속세선 또는 단선부를 포함하는 금속세선으로 이루어지는 단위도형이 연속하여 늘어선 단위도형의 열을 갖는 도전성 패턴으로서, 그 단위도형은, 내각으로서 1개 180°보다 큰 각(A각)과 5개의 180° 미만의 각을 가지며, A각과 A각으로부터 3번째의 각(B각)의 각도의 합이 360°인 오목 6각형 및 그 합동도형으로부터 선택된 도형이고, 그 도전성 패턴은, 그 단위도형이 연속하여 늘어섬으로써, A각의 2등분 선과 B각의 2등분 선에 의해 형성되는 각의 2등분 선의 방향으로 연장하는 단위도형의 열을 가지고 있다.

Description

도전성 패턴 및 단층 정전용량 방식 터치패널의 전극패턴 {CONDUCTIVE PATTERN AND MONOLAYER CAPACITIVE TOUCH PANEL ELECTRODE PATTERN}

본 발명은, 주로 터치패널에 이용되는 도전 재료의 도전성 패턴 및 단층 정전용량 방식 터치패널의 전극패턴에 관한 것이다.

PDA(Personal Digital Assistants), 노트 PC, OA 기기, 의료기기, 자동차 내비게이션 시스템 등의 전자기기에서는, 이들의 디스플레이에 입력수단으로서 터치패널이 널리 사용되고 있다.

터치패널에는 위치검출방법에 따라 광학 방식, 초음파 방식, 표면형 정전용량 방식, 투영형 정전용량 방식, 저항막 방식 등이 있다. 저항막 방식의 터치패널에서는, 터치 센서인 광 투과성 전극으로서, 광 투과성 도전 재료와 광 투과성 도전층을 갖는 유리가 스페이서를 통하여 대향 배치되어 있고, 광 투과성 도전 재료에 전류를 흘려 광 투과성 도전층을 갖는 유리에 있어서의 전압을 계측하도록 하는 구조로 되어 있다. 한편, 정전용량 방식의 터치패널로는, 터치 센서인 광 투과성 전극으로서, 기재 상에 광 투과성 도전층을 가지는 광 투과성 도전 재료를 기본적 구성으로 하고, 가동부분이 없는 것을 특징으로 하는 것으로부터, 높은 내구성과 높은 광 투과성을 가지기 때문에, 다양한 용도에 적용되고 있다. 또한, 투영형 정전용량 방식의 터치패널은 다점동시검출이 가능하기 때문에, 스마트폰과 태블릿 PC 등에 널리 이용되고 있다.

일반적으로 터치패널에 이용되는 광 투과성 도전 재료로서는 기재 상에 ITO(인듐 주석 산화물) 도전막으로 이루어지는 광 투과성 도전층이 형성된 것이 사용되어 왔다. 그러나, ITO 도전막은 굴절율이 크고, 빛의 표면반사가 크기 때문에, 광 투과성 도전 재료의 광 투과성이 저하하는 문제나, ITO 도전막은 가요성이 낮기 때문에, 광 투과성 도전 재료를 굴곡시킬 때 ITO 도전막에 균열이 생기고 광 투과성 도전 재료의 전기저항값이 높아지는 문제가 있었다.

ITO 도전막으로 이루어지는 광 투과성 도전층을 가지는 광 투과성 도전성 재료를 대신하는 광 투과성 도전 재료로서, 광 투과성 기재 상에 광 투과성 도전층으로서, 예를 들면, 금속세선(細線)의 선폭이나 피치, 또는 패턴형상 등을 조정한 메시 패턴 형상으로 형성한 금속세선을 이용한 광 투과성 도전 재료가 알려져 있다. 이 기술에 의해, 높은 광 투과성을 유지하고, 높은 도전성을 가지는 광 투과성 도전성 재료를 얻을 수 있다(이하, 이 금속세선에 의한 광 투과성 도전층을 금속 메시 막이라고 기재한다). 이 금속 메시 막의 패턴의 형상에 관해서는 각종 형상의 반복단위를 이용할 수 있음이 알려져 있고, 예를 들어, 특허문헌 1에서는 정삼각형, 이등변삼각형, 직각삼각형 등의 삼각형, 정사각형, 직사각형, 마름모꼴, 평행사변형, 사다리꼴 등의 사각형, (정)육각형, (정)팔각형, (정)십이각형 (정)이십각 형 등의 (정)n각형, 원, 타원, 별모양 등의 반복단위, 및 이들 중 2종류 이상의 조합패턴이 개시되어 있다. 또한, 예를 들어, 특허문헌 2에 기재되어 있는 것처럼, 단선부(斷線部)를 가지는 도형단위로 구성되는 패턴을 이용함으로써, 복잡한 전극패턴을 그릴 수 있고, 이 패턴이 눈에 보이기 어렵다(시인성이 낮다)는 장점도 가지고 있다.

상기한 금속 메시 막의 제조방법으로서는, 기판 상에 얇은 촉매층을 형성하고, 그 위에 레지스트 패턴을 형성한 후, 도금법에 의해 레지스트 개구부에 금속층을 적층하고, 마지막에 레지스트층 및 레지스트층으로 보호된 기초 금속을 제거함으로써, 금속 메시 막을 형성하는 세미 애디티브 방식이, 예를 들어, 특허문헌 3, 특허문헌 4 등에 개시되어 있다. 또 최근, 은염 확산 전사법을 이용한 은염 사진 감광재료를 이용하는 방법이 알려져 있다.

예를 들어, 특허문헌 5, 특허문헌 6, 특허문헌 7 등에서는, 기재 상에 물리 현상 핵 층과 할로겐화은 유제층을 적어도 이 순서로 가지는 은염 사진 감광재료를 소망하는 패턴으로 노출한 후, 가용성 은염 형성제 및 환원제를 알칼리액 중에서 작용시킴으로써, 금속 메시 막을 형성시키는 기술이 개시되어 있다. 이 방식에 의한 패터닝은 균일한 선폭을 재현할 수 있다. 또, 이 방식으로 제작한 금속 메시 막이 가지는 메시 패턴은, 바인더 성분을 실질적으로 함유하지 않는 현상은(금속은)으로 구성되고, 은은 금속 중에서 가장 도전성이 높기 때문에, 다른 방식에 비해, 더 가느다란 선폭으로 높은 도전성을 얻을 수 있다. 또한, 이 방법으로 얻은 금속 메시 막은 ITO 도전막보다 가요성이 높고, 굴곡에 강하다는 이점이 있다. 그러나, 상기한 특허문헌 1 ~ 7에 기재된 금속 메시 막을 2층 중첩한 경우, 각각의 메시 패턴이 간섭하여 물결무늬가 발생하는 등의 문제가 있었다.

일반적으로 투영형 정전용량 방식을 이용한 터치패널에서는, 터치 센서로서, 복수의 열(列) 전극(금속 메시 패턴으로 이루어지는 열 전극)으로 구성되는 센서부를 가지는 금속 메시 막을 2층 가지는 광 투과성 전극을 이용하고 있다. 그러나 2층 금속 메시 막을 중첩시키면, 광 투과성이 낮아져 어두운 터치패널이 되어 버린다. 이 문제에 대해, 예를 들어, 특허문헌 8 등과 같이, 광 투과성 전극으로서 1층의 광 투과성 도전층을 특수한 패턴으로 설치함으로써, 손가락의 터치 위치의 검출을 가능하게 하는 단층 정전용량 방식 터치패널이 제안되어 있다. 이 방법에 있어서 금속 메시 막을 광 투과성 도전층으로서 이용하는 경우에는, 2개의 금속 메시 막을 중첩시킬 필요가 없으므로, 높은 광 투과성을 가지며, 메시 패턴끼리의 간섭에 의한 물결무늬 문제 등이 발생하지 않게 된다는 이점도 가지고 있다.

특허문헌 1: 일본 특개2002-223095호 공보 특허문헌 2: 일본 특개2010-198799호 공보 특허문헌 3: 일본 특개2007-287994호 공보 특허문헌 4: 일본 특개2007-287953호 공보 특허문헌 5: 일본 특개2003-77350호 공보 특허문헌 6: 일본 특개2005-250169호 공보 특허문헌 7: 일본 특개2007-188655호 공보 특허문헌 8: 일본 특개2011-181057호 공보

단층 정전용량 방식 터치패널의 특징으로서, 특허문헌 8에도 있는 바와 같이, 광 투과성 영역(예를 들면 특허문헌 8의 도 3에 있어서의 301) 중에, 정전용량을 감지하는 감지부(예를 들면 특허문헌 8의 도 3에 있어서의 304)와, 감지부에서 감지한 정전용량의 변화를 전기신호로서 외부에 전송하기 위한 배선부(예를 들면 특허문헌 8의 도 3에 있어서의 302)가 배치되어 있는 경우가 있다. 이들 배선부는, 가급적 면적을 취하지 않도록 가느다란 패턴으로 구성되고, 감지부와는 나뉘어져 한데 모여 배치되고, 또 비교적 긴 직선으로 구성되어 있는 경우가 많다. 금속 메시 막을 이용하여 단층 정전용량 방식 터치패널을 제작하고자 하면, 긴 직선으로 이루어지는 배선부는 시인성이 높아져 눈에 띄기 쉽다. 배선부의 시인성을 낮추기 위해서는, 배선부를 감지부와 같은 메시 패턴으로 제작하는 것이 바람직하다. 그러나, 후술하는 바와 같이, 종래부터 알려진 일반적인 방법으로는 배선부를 메시 패턴으로 제작하기는 어려웠다.

도 1은 광 투과성 영역에 있는 배선부분의 도전성 패턴을 설명하는 도면이다. 도 1에 있어서 (a-1)는, 예를 들면 ITO 도전막 등의, 금속 메시 막을 이용하지 않는 광 투과성 도전층으로 구성된 베타 패턴으로 이루어지는 광 투과성 도전층을 이용하여 제작된 배선부분을 나타낸 도면이다, 이 배선부분은 배선부(11)와 비 배선부(12)로 구성된다. (a-1)을 일반적인 금속 메시 막으로 구성한 구체예를 나타낸 도면이 (a-2) 및 (a-3)이다. 금속 메시 막으로는 일반적으로, 전기가 흐르는 부분((a-1)에 있어서의 배전부(11))이 금속세선(細線)으로 이루어지는 단위도형(예를 들면, 마름모꼴)이 이어짐으로써 구성된다. 여기에서, 전기가 흐르지 않는 부분((a-1)에 있어서의 비 배선부(12))에 아무것도 설치되지 않으면, 배선부가 두드러진다는 시인성의 문제가 발생한다. 이 때문에, 비 배선부에도 단선부(斷線部)를 포함하는 금속세선을 설치하는 등, 시인성의 문제를 해결하고, 배선부와 비 배선부 간의 접속을 차단하거나, 배선부 끼리의 단락을 방지하도록 하는 것이 일반적이다. 도 1의 (a-2), (a-3)에 있어서는, 파선부는 시인성의 문제를 해결하기 위해서 설치된 단선부를 포함하는 금속세선을, 실선부는 단선부가 없는 금속세선을 나타내고 있다.

(a-2)는, 배선부(11)가 금속세선으로 이루어지는 복수의 마름모꼴(13)로 구성되고, 비 배선부(12)가 단선부를 포함하는 금속세선으로 이루어지는 복수의 마름모꼴(14)로 구성되는 배선부분을 나타낸 도면이다. 이 예에서는 마름모꼴(14)의 존재에 의해 배선부(11)가 시인되어 버린다는 문제는 해결된다. 한편으로는, 배선부(11)의 금속세선의 선폭은, 도전성을 확보하기 위해서는 별로 가늘게 할 수 없기 때문에, 단위면적당 금속세선이 차지하는 면적의 비율이 커지게 되고, 그 결과, 광 투과성이 낮아진다고 하는 문제가 생긴다. 여기서, 단위도형으로 되는 마름모꼴의 크기를, 예를 들면 2배로 하면, 배선부분의 광 투과성은 높아진다. 이것이 (a-3)으로 나타낸 배선부분의 도면이다. (a-3)의 금속 메시 막에서는, 단선부가 없는 금속세선(실선)과 단선부를 포함하는 금속세선(파선)에 의해 형성되는 마름모꼴(15)로 이루어지는 단위도형에 의해 배선부(11) 및 비 배선부(12)가 구성된다. (a-2)의 배선부분에 비해서, (a-3)의 배선부분의 광 투과성이 높아지는 것은 분명하다. 그러나, (a-3)에서는 배선부(11)가 금속세선 1개만으로 구성되기 때문에, 제조시의 트러블 등에 의해 배선부(11)에 단선이 생길 경우, 양호한 터치센서가 얻어지는 비율, 이른바 수율이 현저히 저하되어, 생산 신뢰성이 낮아진다는 문제가 생긴다. 또한, (a-2)의 금속 메시 막에서는 배선부(11)의 금속세선에 조금의 단선이 있어도, 그 단선부가 마름모꼴(13)과 다른 하나의 마름모꼴(13)의 교점부에서 발생하지 않는 한, 다른 하나의 금속세선의 연속성이 확보되므로, 생산 신뢰성은 (a-3)의 금속 메시 막보다 월등히 높다.

(a-4)에서 나타낸 배선부분은, 광 투과성을 높게 하기 위해서, (a-1)의 베타 패턴의 배선부(11)의 윤곽부분에만 금속세선(16)을 배치한 것이다. 그러나 이런 패턴으로는, 터치패널로 할 때, 금속패턴이 터치센서와 겹치는 액정의 블랙 매트릭스와 간섭하고, 물결무늬가 발생한다.

도 2는, 광 투과성 영역에 있는 배선부분의 도전성 패턴을 설명하는, 도 1과는 별도의 도면이다. (b-1)은 도 1의 (a-1)과 마찬가지로, ITO 도전막 등의 베타 패턴으로 이루어지는 광 투과성 도전층을 이용하여 제작된 배선부분을 나타낸 도면이다. 또, 도 1과 마찬가지로, 그 배선부분을 일반적인 금속 메시 막으로 구성된 구체예를 나타낸 도면이 (b-2) 및 (b-4)이다.

도 1의 (a-2)와 마찬가지로, 마름모(21)가 이어짐으로써 배선부(11)을 제작한 (b-2)는, (a-2)와 마찬가지로 광 투과성이 낮다는 문제를 가지고 있다. (b-3)은, (b-1)의 베타 패턴의 배선부(11)의 윤곽부분에만 금속세선(22, 23)을 배치한 것이다. (b-3)의 패턴에서는, 도 1의 (a-4)와 달리, 금속세선(22, 23)은 도면 중의 수직방향에 대하여 경사지게 되어 있으므로, 액정의 블랙 매트릭스와의 간섭에 의한 물결무늬가 발생하기 어렵다. 한편으로는, 이와 같은 금속세선이 좁은 간격으로 늘어선 패턴에서는 회절격자의 작용을 나타내는 특징이 나타난다. 이 점에서, 금속세선(22)으로 이루어지는 배선의 집합부분(24)((b-3)의 상부 절반)과 금속세선(23)으로 이루어지는 배선의 집합부분(25)((b-3)의 하부 절반)의 선의 각도가 상이한 것에 기인하여, 간섭이 일어나는 쪽에 차이가 생기고, 배선부가 분명히 시인되어 버린다고 하는 문제가 일어나기 쉽다. (b-3)에서 금속세선(22 또는 23)과는 각도가 상이한 금속세선(26과 27)을 더하여 배선부분을 제작한 것인 (b-4)에서는, (b-3)과 마찬가지로, 간섭의 일어나는 쪽에 차이가 생기는 것에 의한 시인성의 문제를 해결할 수 없다.

거기서 본 발명은, 정전용량 방식을 이용한 터치패널의 광 투과성 전극으로서 적합한, 시인성이 낮고, 광 투과성이 높고, 물결무늬도 발생하기 어려운 도전성 패턴, 및 단층 정전용량 방식 터치패널의 전극패턴을 제공하는 것을 과제로 한다.

도전성 금속세선 또는 단선부를 포함하는 금속세선으로 이루어지는 단위도형이 연속하여 늘어선 단위도형의 열을 가지는 도전성 패턴으로서, 그 단위도형은, 내각으로서 1개의 180°보다 큰 각(A각)과 5개의 180° 미만의 각을 가지며, A각과 A각으로부터 3번째의 각(B각)의 각도의 합이 360°인 오목 6각형 및 그 합동도형으로부터 선택되는 도형이며, 그 도전성 패턴은, 그 단위도형이 연속하여 늘어서는 것에 의해, A각의 2등분 선과 B각의 2등분 선에 의해 형성되는 각의 2등분 선의 방향으로 연장되는 단위도형의 열을 가지는 것을 특징으로 하는 도전성 패턴에 의해서, 상기의 과제는 기본적으로 해결된다.

여기서, 단위도형은, A각과 B각의 대각선에 대하여 대칭인 도형인 것이 바람직하다.

단위도형은, 마름모꼴의 넓은 쪽의 대각 중 하나를 사이에 두고 인접하는 2변 각각에, 그 변을 공유하도록 평행사변형이 접함으로써 형성되는, 전체적으로 오목 6각형 도형의 윤곽형상인 것이 바람직하다. 마름모꼴의 좁은 쪽의 대각이 30 ~ 70°인 것이 더 바람직하고, 평행사변형의, 마름모꼴과 공유하는 변과 인접하는 변의 길이가, 마름모꼴의 변의 길이보다 긴 것이 더욱 바람직하다.

단위도형의 열은, 하나의 단위도형의 A각과, 그것에 인접하는 단위도형의 B각이 켤레각(conjugate angles)이 되도록, 단위도형이 연속하여 늘어선 형상인 것이 바람직하고, 거기에 포함되는 모든 단위도형의 A각과 B각이 1개의 직선 상에 위치하는 것이 더 바람직하다.

도전성 패턴에 있어서, 단위도형의 열은, 서로 접하여 평행으로 복수열 늘어서 있는 것이 바람직하다. 혹은, 도전성 패턴에 있어서, 단위도형의 열은 일정한 간격을 유지하고 평행으로 복수열 늘어서 있는 것이 바람직하고, 단위도형의 열 사이에, 도전성 금속세선 또는 단선부를 포함하는 금속세선이 배치되어 있는 것이 더 바람직하다.

또, 상기의 과제는 본 발명의 전술한 도전성 패턴을 이용한 단층 정전용량 방식 터치패널의 전극패턴에 의해 기본적으로 해결된다. 여기에서, 그 도전성 패턴이, 단층 정전용량 방식 터치패널의 전극패턴의 광 투과성 영역 내에 설치되는 배선부에 이용되고 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 의해, 정전용량 방식을 이용한 터치패널의 광 투과성 전극으로서 바람직한, 시인성이 낮고, 광 투과성이 높고, 물결무늬도 발생하기 어려운 도전성 패턴, 및 단층 정전용량 방식 터치패널의 전극패턴을 제공할 수 있다.

도 1은 광 투과성 영역에 있는 배선부분의 도전성 패턴을 설명하는 도면이다.
도 2는 광 투과성 영역에 있는 배선부분의 도전성 패턴을 설명하는, 도 1과는 다른 도면이다.
도 3은 본 발명의 도전성 패턴에 이용되는 단위도형을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 도전성 패턴에 이용되는 단위도형을 설명하는, 도 3과는 다른 도면이다.
도 5는 단위도형이 연이어 형성되는 단위도형의 열을 설명하는 도면이다.
도 6은 단위도형의 열이 복수열 늘어선 도전성 패턴을 설명하는 도면이다.
도 7은 단위도형의 열이 복수열 늘어선 도전성 패턴을 설명하는, 도 6과는 다른 도면이다.
도 8은 도전성 단위도형의 연결이 세로로 얻어질 수 있도록 단선 패턴을 마련한 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도전성 단위도형의 연결이 가로로 얻어질 수 있도록 단선 패턴을 마련한 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 도전성 단위도형의 연결이 사선방향으로 얻어질 수 있도록 단선 패턴을 마련한 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 단층 정전용량 방식 터치패널의 전극패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 단층 정전용량 방식 터치패널의 전극패턴에 본 발명의 도전성 패턴을 적용한 일례를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명함에 있어, 도면을 이용하여 설명하지만, 본 발명은 그 기술적 범위를 일탈하지 않는 한 다양한 변형이나 수정이 가능하며, 이하의 실시형태에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다.

도 3은 본 발명의 도전성 패턴에 이용되는 단위도형을 설명하는 도면이며, 선으로 그려진 부분(설명을 위한 선이나 화살표, 기호 등을 제외)이 금속세선이다. 본 발명에 있어서의 단위도형은, 내각으로서 1개의 180°보다 큰 각(A각)과 5개의 180° 미만의 각을 가지며, A각과 A각으로부터 3번째의 각(B각)의 각도의 합이 360°인 오목 6각형 및 그 합동도형으로부터 선택되는 도형이다. 도 3의 (3-a)에 있어서, A각은 180°보다 크고, 다른 5개의 각은 180° 미만이다. A각의 인접한 각을 1개째라고 세어, A각으로부터 3번째 각을 B각이라고 하면, A각과 B각의 각도의 합은 360°이다. 여기에서, 어떤 도형의 합동도형이란, 그 도형을 평행이동, 회전이동(예를 들어 (3-a)에 대한 (3-b)) 혹은 대칭이동(예를 들면 (3-a)에 대한 (3-c))에 의해서 얻어진 도형이다. 본 발명에 있어서, 단위도형을 이용하여 단위도형의 열을 형성함에 있어, 이들 합동관계에 있는 도형 중, 1종만을 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다. 또한, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 합동관계가 아닌 다른 형상의 단위도형을 조합하여 사용할 수도 있다. 또, 예를 들면 (3-d)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 단위도형은, A각과 B각의 대각선에 대하여 대칭인 도형인 것이 바람직하다.

도 4의 (4-a)은 본 발명의 바람직한 단위도형을 설명하기 위한 편의상의 도면이다. (4-a)는, 마름모꼴(41)의 넓은 쪽의 대각 중 하나를 사이에 두고 인접하는 변(44)과 변(45) 각각에, 동일한 길이의 1변을 갖는 평행사변형(42)과 평행사변형(43)이, 그 변을 공유하도록 접함으로써 형성되는, 전체적으로 오목 6각형의 윤곽을 갖는 도형이다. (4-a)에 있어서의 마름모꼴(41)과 평행사변형(42)이 공유하는 변(44), 및 마름모꼴(41)과 평행사변형(43)이 공유하는 변(45)을 제거한 도형, 즉 (4-a)의 윤곽형상이 (4-b)이며, 이것이 본 발명에 있어서의 바람직한 단위도형의 형상이다. (4-b)로 표시된 단위도형은 (4-a)로 표시된 도형에서 마름모꼴(41)의 변(44)와 변(45)를 제거한 만큼, 세선이 차지하는 면적의 비율이 작아진다. 또, 평행사변형(42)과 평행사변형(43)은 마름모꼴이라도 좋지만, 평행사변형(42)의, 마름모꼴(41)과 공유하는 변(44)과 인접하고 있는 변(48)의 길이를, 변(44)의 길이보다 길게 하고, 평행사변형(43)의, 마름모꼴(41)과 공유하는 변(45)과 인접하고 있는 변(49)의 길이를, 변(45)의 길이보다 길게 함으로써, 패턴에서 차지하는 금속세선 면적의 비율이 작아지게 된다. 그러므로, 이 패턴을 이용함으로써 더욱 광 투과성 전극의 광 투과성이 높아지고, 밝은 터치패널을 제작할 수 있기 때문에, 더욱 바람직하다. 또한, (4-b)에서 나타낸 단위도형의 형상은 (4-a)에서 나타낸 도형의 형상을 기본으로 한 것이기 때문에, (4-b)에는 변(44) 및 변(45)은 존재하지 않지만, 이하, 이해를 용이하게 하기 위해서, (4-b)의 바람직한 형상에 대해서 (4-a)을 이용하여 설명한다. 또, 이하의 설명에서 단위도형 등의 정점이란, 도형의 각을 형성하고 있는 금속세선의 굴절 부분(직선이 구부러진 부분)이다.

(4-a)에서 나타낸 도형의 형상에 있어서, 마름모꼴(41)의 2변이 만드는 각도는, 좁은 쪽의 대각선이 30 ~ 70°인 것이 바람직하다. 단위도형의 선폭(금속세선의 선폭)은 3 ~ 10㎛인 것이 바람직하다. 마름모꼴(41)의 변의 길이는, 제작하는 패턴 형상에도 따르지만, 50 ~ 800㎛인 것이 바람직하다. 평행사변형(42 혹은 43)의 2변이 만드는 각도는, 마름모꼴(41)과 동일한 것이 바람직하다. 또, 변(48) 혹은 변(49)의 길이는 100 ~ 1200㎛인 것이 바람직하다. 평행사변형(42와 43)은 선대칭인 것이 바람직하지만, 상기의 바람직한 변의 길이범위라면 상이한 도형이어도 좋다. 단위도형이 갖는 가장 긴 변의 길이는 150 ~ 2000㎛인 것이 바람직하다. (4-b)에 있어서, 변은 모두 직선이라고 했지만, 오목 6각형의 변형으로서, 변의 일부를 원호로 하거나(4-c), 또는 지그재그로 하거나(4-d) 하는 것도 본 발명에 있어서는 가능하다. 다만 이 경우 변의 길이는, 예컨대 (4-d)에 나타내는, 지그재그 형상의 변을 가지는 단위도형이 갖는 가장 긴 변의 길이는, 정점(46)과 정점(461)을 직선으로 이은 길이가 되고(지그재그 부분은 아니다), 변(48, 49)이 지그재그의 형상이라도, 정점(47)과 정점(462)을 직선으로 이은 길이가, 변(48), 변(49)의 길이이다. 오목 6각형의 내각도, 각 정점을 직선으로 이은 경우에 형성되는 각으로 한다. 또 본 발명에서는, 상기에서 설명한 마름모꼴이나 평행사변형에 있어서, 대각의 각도 차이가 ±5° 범위에 있다면, 각각 마름모꼴 또는 평행사변형으로 간주한다.

도 5는, 본 발명의 단위도형이 연이어 형성되는 단위도형의 열을 설명하는 도면이다. (5-a)에서는, 단위도형(51)과 그 합동도형인 단위도형(52)를 번갈아 연속해서 늘어놓아 단위도형의 열을 형성하고 있다. 단위도형(51)의 A각의 2등분 선 DA와 B각의 2등분 선 DB로 형성되는 각의 2등분 선을 DAB라고 하면, 단위도형의 열은 DAB의 방향으로 뻗어 있다. 여기서, 단위도형의 열이 DAB의 방향으로 뻗어 있다는 것은, 단위도형의 열의 폭방향 좌측단을 이은 선 VL, 혹은 단위도형의 열의 폭방향 우측단을 이은 선 VR이 DAB와 평행이라는 것을 의미한다. (5-a)에 있어서, 단위도형(51)에 관한 DAB밖에 도시하고 있지 않지만, 단위도형(52)에 관한 DAB는 단위도형(51)에 관한 DAB와 평행으로 존재하고, VL이나 VR와 평행으로 된다.

(5-a)에 있어서, 단위도형(51)의 A각과 단위도형(52)의 B각(혹은, 단위도형(51)의 B각과 단위도형(52)의 A각)은 켤레각을 형성하고 있다. 켤레각이란, 2개의 각이 정점과 2개의 변을 공유하고, 360°를 두 영역으로 나누는 위치관계에 있음을 말한다. 이처럼 본 발명에서는, 단위도형의 열이, 하나의 단위도형의 A각과, 그것에 인접하는 단위도형의 B각이 켤레각이 되는 형상인 것이 바람직하다. (5-b), (5-c)는 본 발명의 단위도형의 열의 다른 예이다.

도 6은, 단위도형의 열이 복수열 늘어서 있는, 본 발명의 도전성 패턴의 바람직한 예를 설명하는 도면이다. (6-a)에서는, 전술한 도 4의 (4-b)에 나타낸 정점(46, 47)에 해당하는 정점(61, 62)을 통과하는 직선(V1)의 방향으로 단위도형이 연속하여 늘어서, 단위도형의 열(60-1)을 형성하고 있다. 즉 도 6에서는, 단위도형의 A각의 2등분 선 및 B각의 2등분 선과, 그것들에 의해 형성되는 각의 2등분 선이 모두 V1과 일치하고 있다. 이처럼 본 발명에서는, 단위도형의 열에 포함되는 모든 단위도형의 A각과 B각이 1개의 직선 상에 위치하고 있는 것이 바람직하다.

선(V1)과 수직인 방향(선 H의 방향)에는, 단위도형의 열(60-1)과는 별개인 단위도형의 열(60-2, 60-3, 60-4 및 60-5)이 각각 서로 접하고, 각 열의 단위도형의 A각의 2등분 선이며 B각의 2등분 선이기도 한 직선(V1, V2, V3, V4 및 V5)이 평행하도록 늘어서 있다. 이처럼 본 발명에서는, 단위도형의 열이, 서로 접하고 평행으로 복수열 늘어서 있는 것이 바람직하다. 여기서, 단위도형의 열이 서로 접한다는 것은, 각 열이 접하는 위치에 있는 금속세선이 각 열에 공유되어 있는 것을 의미하며, 단위도형의 열이 평행이라는 것은, 각 열이 늘어서는 방향이 평행하다는 것을 의미한다. 또, 정점(61 혹은 62)을 전술한 바와 같이 원호형상으로 한 경우에는, 정점을 사이에 두고 2개의 변의 직선 부분을 연장하여 교차한 지점을 가상의 정점으로 하여, 직선(V1 등)을 설정할 수 있다. (6-b)은, 인접하는 단위도형의 열을 구성하는 단위도형으로서 합동도형을 이용한 예이다.

도 7은, 단위도형의 열이 일정한 간격을 유지하고 복수열 늘어서고, 단위도형의 열 사이에는 도전성 금속세선 또는 단선부를 포함하는 금속세선을 배치하고 있는, 본 발명의 도전성 패턴의 바람직한 예를 설명하는 도면이다. 도 7에서는, 선(V1)과 수직인 방향(선 H의 방향)에, 단위도형의 열(70-1)과는 별개인 단위도형의 열(70-2 및 70-3)이 일정한 간격을 유지하고 복수열 늘어서 있다. 이처럼 본 발명에서는, 단위도형의 열이 일정한 간격을 유지하고 평행으로 복수열 늘어서 있는 것이 바람직하다. 인접하는 단위도형의 열 사이의 거리(대략 H방향으로, 인접하는 단위도형의 열 사이의 거리 중에서 가장 긴 거리)(73)는, 단위도형의 열의 폭(대략 H방향으로 단위도형의 열의 폭 중에서 가장 긴 폭)(72)의 0.8 ~ 1.2배가 바람직하고, 0.95 ~ 1.05배인 것이 더 바람직하다. 도 7에 있어서 단위도형의 열(70-1, 70-2 및 70-3)은 평행(직선 V1 ~ V3이 평행)이 되도록 나란히 있으며, 이것이 본 발명의 가장 바람직한 형태이지만, 이들 직선이 이루는 각도는 ±10°의 범위 내에 있으면 본 발명의 목적은 달성된다. 또, 본 발명에 있어서 복수의 단위도형의 열은 일정한 간격을 유지하고 늘어서는 것이 바람직하다. 여기서 일정한 간격을 유지한다는 것은, 각각의 단위도형의 열 사이의 거리(73)가, ±10%의 범위 내에 있다는 것을 의미하고, ±5%의 범위 내에 있는 것이 더 바람직하다.

도 7에서는, 단위도형의 열(70-1 ~ 70-3) 사이에는, 절곡된 금속세선(71)이 배치되어 있다. 금속세선(71)의 형상은 한정되지 않지만, 단위도형의 열(70-1 ~ 70-3)을 구성하는 단위도형의 A각과 B각으로 형성되는 켤레각과 동일한 켤레각을 형성하는 것이 바람직하다. (7-a)에서는 금속세선(71)이, 단위도형의 열(70-1 ~ 70-3)을 구성하는 단위도형의 A각과 B각으로 형성되는 켤레각과 동일한 방향의 켤레각을 형성하고 있으며, (7-b)에서는 금속세선(71)이, 단위도형의 열(70-1 ~ 70-3)을 구성하는 단위도형의 A각과 B각으로 형성되는 켤레각과 반대 방향의 켤레각을 형성하고 있다. 단위도형의 열 사이에 배치되는 금속세선(71)의 선폭은, 단위도형을 구성하는 변과 동일한 것이 바람직하다.

정전용량 방식을 이용한 터치패널의 전극패턴에는, 도전성 금속세선으로 이루어지는, 정전용량을 감지하는 감지부나, 감지부에서 감지한 용량의 변화를 전기신호로서 외부에 전송하기 위한 배선부에 더하여, 단선부를 포함하는 금속세선을 패터닝한 더미부(dummy part)(도전성이 없는 부분)도 바람직하게 설치된다. 이 더미부에 의해 감지부나 배선부의 시인성을 저하시킬 수 있다. 본 발명의 도전성 패턴은, 이와 같은 더미부를 포함하는 전극패턴에 적절하게 사용할 수 있다. 더미부의 금속세선의 단선부는, 메시 패턴의 교점에 설치하거나, 혹은 메시 패턴을 구성하는 도형의 변 상에 설치해도 좋다. 단선부의 길이는 5 ~ 30㎛인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 7 ~ 20㎛이다. 단선부는 패턴을 구성하는 금속세선에 대해 직각으로 설치해도 좋고, 비스듬히 설치해도 좋다.

도 8은, 도전성 단위도형의 열이 세로로 얻어질 수 있도록 단선부를 포함하는 더미부를 설치한 예를 나타내는 도면이다. 도 8에 있어서는, 단선부를 포함하는 금속세선은 파선으로, 그렇지 않은 금속세선(도전성 금속세선)은 실선으로, 모식적으로 도시하고 있다. (8-a)에서는, 도 6의 (6-a)와 마찬가지로, 단위도형의 열(80-1, 80-2, 80-3, 80-4 및 80-5)은 평행(직선(V1, V2, V3, V4 및 V5)이 평행)이 되도록 늘어서 있고, 80-2 및 80-4를, 단선부를 포함하는 더미부로 함으로써, 80-1, 80-3 및 80-5의 각각의 열 내에서 도전성이 얻어질 수 있고, 도전성 패턴 전체적으로 시인성을 낮출 수 있다. (8-b)에서는, 도 6의 (6-b)와 동일한 패턴으로 더미부를 설치한 예이다.

도 9는, 도전성 단위도형의 열이 가로로 얻어질 수 있도록 단선부를 포함하는 더미부를 설치한 예를 나타내는 도면이다. 도 9에 있어서도, 단선부를 포함하는 금속세선은 파선으로, 그렇지 않은 금속세선(도전성이 있는 금속세선)은 실선으로, 모식적으로 도시하고 있다. (9-a)에서는, 도 6의 (6-a)와 마찬가지로, 단위도형의 열(90-1, 90-2, 90-3, 90-4 및 90-5)은 평행(직선(V1, V2, V3, V4 및 V5)이 평행)이 되도록 늘어서 있으며, 직선(V1, V2, V3, V4 및 V5)에 수직인 선(H)의 방향으로, 도전성 부분(導通部分)(91 및 92)이 존재하도록, 단위도형의 열(90-1, 90-2, 90-3, 90-4 및 90-5)의 각각의 열 중에서 더미부를 설치한 예이다. (9-b)는, 도 6의 (6-b)와 동일한 패턴으로 더미부를 마련한 예이다.

도 10은 직선(V1, V2, V3, V4 및 V5)의 수직방향에 대하여 경사방향으로, 도전성 단위도형의 열이 얻어질 수 있도록 단선부를 포함하는 더미부를 설치한 예를 나타내는 도면이다. 도 10에 있어서도, 단선부를 포함하는 금속세선은 파선으로, 그렇지 않은 금속세선(도전성이 있는 금속세선)은 실선으로, 모식적으로 도시되어 있다. (10-a)에서는, 도 6의 (6-a)와 마찬가지로, 단위도형의 열(100-1, 100-2, 100-3, 100-4 및 100-5)은 평행(직선(V1, V2, V3, V4 및 V5)이 평행)이 되도록 늘어서 있으며, 직선(V1, V2, V3, V4 및 V5)의 수직 방향에 대하여 경사방향으로, 도전성 부분(101)이 존재하도록, 단위도형의 열(100-1, 100-2, 100-3, 100-4 및 100-5)의 각각의 열 중에 더미부를 설치한 예이다. (10-b)는, 도 6의 (6-b)와 동일한 패턴으로 더미부를 설치한 예이다. 도전성 부분(101)은, 설명을 위해 도면 중에 굵은 파선으로 나타낸 보조선(102) 방향으로 존재한다. 이처럼 도전성 부분(101)을 설치함으로써, 터치 센서와 중첩되는 액정의 블랙 매트릭스와의 간섭에 의한 물결무늬를, 더욱 효과적으로 회피할 수 있다. 즉, 단층 용량 방식 터치패널에서는, 광 투과성 영역 내에 설치되는 배선부는 블랙 매트릭스(일반적으로, 0°(도면 중에 있어서의 수평방향) 또는 90°(도면 중에 있어서의 수직방향)의 선으로 구성된다)에 가까운 각도로 설치되는 것이 많기 때문에 물결무늬가 발생하기 쉽지만, 도 10의 패턴에서는, 배선부인 도전성 부분(101)을 직선(V1, V2, V3, V4 및 V5)의 수직방향에 대해서 경사방향으로 존재시킴으로써, 배선부의 각도나 배선부를 구성하는 금속세선의 각도가 블랙 매트릭스의 각도와 어긋나기 때문에, 물결무늬가 발생하기 어렵다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 도전성 패턴은 단층 정전용량 방식의 터치패널의 배선부에 바람직하게 이용할 수 있지만, 배선부뿐 아니라 광 투과성 영역 중에서 정전용량을 감지하는 감지부에서도 이용함으로써, 패턴 전체적으로 보다 시인성이 낮아지게 된다는 점에서 바람직하다. 도 11은, 일반적인 단층 정전용량 방식 터치패널의 전극패턴의 일례를 나타내는 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 단층 정전용량 방식 터치패널은, 광 투과성 영역 중에서 정전용량을 감지하는 감지부(111)(도 11에 있어서 망점(網點)으로 도시)와, 그 감지부(111)로 감지한 용량의 변화를 전기신호로서 외부에 전송하기 위한 배선부(11)(도 11에 있어서 사선부로 도시)가 존재하고 있다. 또, 배선부(11)끼리 단락하지 않도록, 배선부(11)와 다른 배선부(11) 사이에는 비 배선부(12)가 설치되어 있다. 또한, 단층 정전용량 방식 터치패널에서는, 일반적으로 동일한 재료로 배선부(11)와 감지부(111)이 제작되기 때문에, 그 경계는 도 11에서 나타내고 있는 바와 같이 명확하지는 않지만, 본 발명에 있어서는 배선부(11)의 선폭이나 방향을 유지한 부분을 모두 배선부(11)에 속하는 것으로 한다.

도 12는, 도 11의 단층 정전용량 방식 터치패널의 전극패턴에 본 발명의 도전성 패턴을 적용한 일례를 나타내는 도면이다. 감지부(121)에 있어서는, 단선부를 가지지 않는 본 발명의 도전성 패턴의 금속세선을 배치함으로써, 감지부(121) 내에서의 균일한 도전성을 얻을 수 있다. 또 감지부(121)와 다른 감지부(121)와의 사이(122)에는, 단선부를 가지는 본 발명의 도전성 패턴의 금속세선을 배치함으로써, 시인성을 낮게 유지하면서 감지부(121)끼리의 단락을 방지할 수 있다. 배선부에 대해서는, 지금까지 설명한 그대로이지만, 배선부(11)에는 단선부를 가지지 않는 본 발명의 도전성 패턴의 금속세선을 배치하고, 비 배선부(12)에는 단선부를 가지는 본 발명의 도전성 패턴의 금속세선을 배치함으로써, 시인성을 낮게 유지하면서 배선부(11) 내의 도통(導通), 배선부(11)끼리의 단락을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 터치패널의 면 내가 모두 동일한 패턴으로 메워지게 되고, 이것에 의해, 배선부(11), 비 배선부(12), 감지부(121), 및 감지부(121)와 감지부(121)의 사이(122)의 차이를 분간하기가 매우 어려워짐과 함께, 터치 센서와 중첩되는 액정의 블랙 매트릭스와의 간섭에 의한 물결무늬를, 효과적으로 회피할 수 있다.

11: 배선부
12: 비 배선부
13, 14, 15, 21, 41: 마름모꼴
16, 22, 23, 26, 27, 71: 금속세선
24, 25: 금속세선으로 이루어지는 배선의 집합부분
42, 43: 평행사변형
44, 45, 48, 49: 변
46, 47, 461, 462, 61, 62: 정점
51, 52: 단위도형
72: 단위도형의 열의 폭
73: 단위도형의 열 사이의 거리
60-1, 60-2, 60-3, 60-4, 60-5, 70-1, 70-2, 70-3, 80-1, 80-2, 80-3, 80-4, 80-5, 90-1, 90-2, 90-3, 90-4, 90-5, 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5: 단위도형의 열
91, 92, 101: 도전성 부분
102: 보조선
111, 121: 감지부
122: 감지부와 감지부 사이
A: A각
B: B각
DA: A각의 2등분 선
DB: B각의 2등분 선
DAB: A각의 2등분 선과 B각의 2등분 선에 의해 형성되는 각의 2등분 선
VL: 단위도형의 열의 폭방향 좌측단을 이은 선
VR: 단위도형의 열의 폭방향 우측단을 이은 선
V1, V2, V3, V4, V5: 단위도형의 열이 늘어선 방향을 표시하는 선
H: V1, V2, V3, V4, V5에 수직인 선

Claims (12)

1. 도전성 금속세선 또는 단선부를 포함하는 금속세선으로 이루어지는 단위도형이 연속하여 늘어선 단위도형의 열을 가지는 도전성 패턴으로서,
   상기 단위도형은, 내각으로서 1개의 180°보다 큰 각(A각)과 5개의 180° 미만의 각을 가지며, A각과 A각으로부터 3번째의 각(B각)의 각도의 합이 360°인 오목 6각형 및 그 합동도형으로부터 선택되는 도형이며,
   상기 도전성 패턴은, 상기 단위도형이 연속하여 늘어서는 것에 의해, A각의 2등분 선과 B각의 2등분 선에 의해 형성되는 각의 2등분 선의 방향으로 연장되는 단위도형의 열을 가지는 것을 특징으로 하는 도전성 패턴.
2. 청구항 1에 있어서,
   단위도형은, A각과 B각의 대각선에 대하여 대칭인 도형인, 도전성 패턴.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   단위도형은, 마름모꼴의 넓은 쪽의 대각 중 하나를 사이에 두고 인접하는 2개의 변 각각에, 그 변을 공유하도록 평행사변형이 접함으로써 형성되는, 전체적으로 오목 6각형 도형의 윤곽형상인, 도전성 패턴.
4. 청구항 3에 있어서,
   마름모꼴의 좁은 쪽의 대각은 30 ~ 70°인, 도전성 패턴.
5. 청구항 3 또는 4에 있어서,
   평행사변형의, 마름모꼴과 공유하는 변과 인접하는 변의 길이는, 마름모꼴의 변의 길이보다 긴, 도전성 패턴.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   단위도형의 열은, 하나의 단위도형의 A각과, 그것에 인접하는 단위도형의 B각이 켤레각(conjugate angles)이 되도록, 단위도형이 연속하여 늘어선 형상인, 도전성 패턴.
7. 청구항 6에 있어서,
   단위도형의 열에 포함되는 모든 단위도형의 A각과 B각은 1개의 직선 상에 위치하는, 도전성 패턴.
8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
   단위도형의 열은, 서로 접하여 평행으로 복수열 늘어서 있는, 도전성 패턴.
9. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
   단위도형의 열은, 일정한 간격을 유지하고 평행으로 복수열 늘어서 있는, 도전성 패턴.
10. 청구항 9에 있어서,
    단위도형의 열 사이에, 도전성 금속세선 또는 단선부를 포함하는 금속세선이 배치되어 있는, 도전성 패턴.
11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 도전성 패턴을 이용한 단층 정전용량 방식 터치패널의 전극패턴.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 도전성 패턴은, 광 투과성 영역 내에 설치되는 배선부에 이용되고 있는, 단층 정전용량 방식 터치패널의 전극패턴.

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