TWI580577B - Translucent conductive material - Google Patents

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Description

透光性導電材料
本發明係關於一種用於觸控面板、有機EL材料、太陽電池等之透光性導電材料，且係關於一種適合用於投影型靜電電容方式觸控面板、尤其適合用於單層靜電電容方式觸控面板之透光性導電材料。
PDA(個人數位助理)、筆記型PC、智慧型手機、平板等智慧型裝置、OA機器、醫療機器、或汽車導航系統等電子機器中，觸控面板作為輸入手段被廣泛使用於該等電子機器之顯示器中。
根據位置檢測之方法，觸控面板存在光學方式、超音波方式、電阻膜方式、表面型靜電電容方式、投影型靜電電容方式等。電阻膜方式之觸控面板係如下構造：透過間隔件將透光性導電材料與具有透光性導電層之玻璃對向配置，使電流流動於透光性導電材料而測量具有透光性導電層之玻璃之電壓。另一方面，靜電電容方式之觸控面板之特徵係將於透光性支承體上具有透光性導電層之透光性導電材料作為基本構成，且無可動部分，故具有較高之耐久性及較高之透光性。因此，靜電電容方式之觸控面板被應用於各種用途，其中，投影型靜電電容方式之觸控面板因能夠多點同時檢測，故被廣泛使用於智慧型手機或平板PC等。
習知作為觸控面板用途之透明電極(透光性導電材料)，一般使用於透光性支承體上形成由ITO(銦錫氧化物)導電膜構成之透光性導電層而成者。然而，ITO導電膜因折射率較大故光之表面反射較多，因此，使用ITO導電膜之透光性導電材料中，存在全光線透過率降低之問題，或因可撓性較低而有於彎曲時ITO導電膜產生龜裂使電阻值變高等問題。
作為使用代替ITO導電膜之透光性導電層之透光性導電材料，於透光性支承體上具有具網狀形狀之金屬細線圖案之金屬網格材料受到關注。作為製造該金屬網格材料之方法，提出有半加成方法，或利用銀鹽感光材料之類比攝影法、銀鹽擴散轉印法等方法，半加成方法係於具有底層金屬層之支承體上形成較薄之觸媒層，於該觸媒層上形成使用抗蝕劑之圖案後，利用鍍敷法於抗蝕劑開口部積層金屬層，最後去除抗蝕層及由抗蝕層保護之底層金屬，藉此形成具有網狀形狀之金屬細線圖案。
利用該等方法製作之金屬網格材料與使用ITO導電膜之透光性導電材料相比，有能夠兼具較高之導電性及較高之透光性且具有較高之可撓性等各種優點。其中，可利用銀形成金屬細線之銀鹽擴散轉印法能夠再現均勻之線寬，此外，由於金屬中銀之導電性最高，故與其他方式相比，能夠以更細之線寬獲得較高之導電性。
具有導電性之金屬細線本身並無透光性，但上述金屬網格材料藉由具有網狀形狀之圖案而兼具透光性及導電性。作為該網狀形狀，已知有例如專利文獻1、專利文獻2等所記載般，以四邊形、八邊形等多邊形或圓、橢圓等公知之規則圖形作為單位圖形，並重複該單位圖形而成之網狀形狀。又，已知有如專利文獻3等所記載之以特殊規則圖形作為單位圖 形，並重複該單位圖形而成之網狀形狀等。
為了將上述金屬網格材料用於例如使用投影型靜電電容方式之觸控面板等於透光性導電層中具有電路圖案之應用用途，一般會進行如下操作：於網狀形狀之金屬細線圖案中設置斷線部以隔開導通部分，並於一片片材中設置複數個電路(感測器部)。此種用途中，以上述規則圖形作為單位圖形之網狀形狀之金屬細線圖案一般而言具有易於應對寬度較窄之電路圖案之優點，但是於重疊於如液晶顯示器般具有規則圖案之構造體而使用之情況時，容易產生疊紋。另一方面，不規則之網狀形狀之金屬細線圖案雖不易產生疊紋，但存在應用於寬度較窄之電路圖案之情況時，導電性偏差變大等缺點，故難以應用。因此，根據應用用途之特徵，區分使用以規則圖形作為單位圖形之網狀形狀及不規則之網狀形狀。
該透光性導電層中，一般使用行電極(由網狀形狀之金屬細線圖案構成之行電極)作為電路圖案，該行電極向第一方向延伸，並且排列於垂直於第一方向之方向。而且，為了提高感測器之感度，亦存在行電極之寬度變得非常窄之透光性導電層。於此種情況時，適合使用以上述規則圖形作為單位圖形之網狀形狀之金屬細線圖案。又，習知作為使用投影型靜電電容方式之觸控面板，一般使用將由ITO導電膜或網狀形狀之金屬細線圖案構成之透光性導電層雙層重疊之雙層靜電電容方式觸控面板。然而，近年來，例如專利文獻4等中亦提出有使用僅具有單層透光性導電層之透光性導電材料之單層靜電電容方式觸控面板。單層靜電電容方式觸控面板中，藉由於透光性導電層上設置特殊圖案，而能夠進行位置檢測。如此，單層靜電電容方式觸控面板之特徵在於，因未重疊透光性導電層，故 與雙層靜電電容方式觸控面板相比，具有較高之透光性。
上述單層靜電電容方式觸控面板中，例如專利文獻4所記載般，有於透光性區域(專利文獻4之圖3中之301)中，配置有感知靜電電容之感測器部(同圖中之304)、及用以將利用感測器部感知之電容之變化提取至外部之透光性配線部(同圖中之302)之情況。該透光性配線部以盡可能地不佔用面積之細窄之形狀，且與感測器部分開而集中配置。又，透光性配線部多以相對較長之直線形狀、或相對較長之曲線形狀構成。若欲使用金屬網格材料製作單層靜電電容方式觸控面板，則由於該較長之線狀之透光性配線部之視認性較高而較顯眼，因此，例如上述專利文獻3所提出般，透光性配線部係由具有與感測器部相同之網狀形狀之金屬細線圖案構成。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2002-223095號公報
專利文獻2：日本專利特表2012-519329號公報
專利文獻3：日本專利特開2014-241132號公報
專利文獻4：日本專利特開2011-181057號公報
一般而言，觸控面板係重疊於長方形之顯示器而使用，該顯 示器中組入有黑色矩陣或液晶單元、發光單元等元件。通常，該等元件與顯示器之邊(外廓之邊)平行或垂直地排列。如上所述，具有寬度較窄之行電極之觸控面板(感度較高之觸控面板)中，較佳為使用以規則圖形作為單位圖形之網狀形狀之金屬細線圖案，但另一方面，若以規則圖形作為單位圖形，則容易產生疊紋。再者，所謂疊紋係將複數個週期圖案重疊時能看到之非預期花紋，尤其是於將網點之週期圖案重疊使用之彩色印刷領域等中自古以來已眾所周知之現象，自外觀方面而言，該疊紋之產生被視為問題。關於該疊紋之產生機制及改善對策，例如記載於「標準DTP輸出講座((股)翔泳公司1997年9月30日發行)」第138頁等。網狀形狀之金屬細線圖案與顯示器之元件之疊紋係由如下兩種疊紋構成：因顯示器之元件排列之角度(相當於顯示器之邊之方向，以下簡記為“X方向”、Y方向”)與金屬細線圖案之金屬細線之方向之角度差較少而產生之角度的疊紋；以及因X、Y各方向之元件之反覆週期與同方向之金屬細線圖案之單位圖形之反覆週期(即單位圖形之X、Y各方向之寬度)之差較少而產生之週期的疊紋。因此，當選擇規則圖形作為單位圖形時，為了避免疊紋，必須選擇單位圖形之X、Y各方向之寬度與顯示器之元件之X、Y各方向之週期偏離，且形成單位圖形之金屬細線之邊之角度與X、Y兩方向偏離之角度。
又，如上所述，若為了提高雙層靜電電容方式觸控面板之感度而欲使行電極之寬度變窄，則只有使行電極之寬度方向上之單位圖形之寬度變窄，才可於該狹窄之行電極內收容確保導電性所需之數量之單位圖形。若行電極之寬度方向上之單位圖形之寬度較寬，則收容於行電極之寬度方向之單位圖形之數量變少，行電極之電阻變高，因此，反而有感度降 低，或行電極有時會斷線之情況。又，當使行電極之寬度方向上之單位圖形之寬度變窄時，若不擴大行電極之延伸方向上之單位圖形之寬度，則透光性變差。於為使透光性不變差而擴大行電極之延伸方向上之單位圖形之寬度之情況時，形成單位圖形之邊之角度接近X、Y之任一方向，而容易產生角度之疊紋。如此處所述般，於用於具有狹窄之行電極寬度之靜電電容方式觸控面板之情況時，需要不易產生疊紋且能夠降低行電極之電阻之金屬網格材料之透光性導電材料。
進而，如上所述，單層靜電電容式觸控面板中，透光性區域內(顯示器之工作區域內)具有相對較長之直線形狀、或相對較長之曲線形狀之透光性配線部。該透光性配線部無作為感測器之功能，故期望盡可能地減小其所佔面積，因此，適當選擇使透光性配線部之佔有面積變小之單位圖形。然而，於自先前以來所知之一般方法中，如以下說明般，減小透光性配線部之佔有面積存在極限。
圖1係用以說明習知技術之問題之圖。圖1中，a-1係顯示例如於使用ITO導電膜等透光性導電層之情況時的集中配置有實體配線(寬度較寬之填充圖案之配線)之透光性配線部31之圖，該透光性配線部分由配線部01及非配線部02所構成。a-2~a-7係顯示由一般之網狀形狀之金屬細線圖案構成a-1之具體例之圖。作為金屬細線圖案之特徵，電氣流通之部分(a-1中之配線部01)係藉由將由金屬細線圖案構成之單位圖形(菱形等)連接而成為透光性配線部，但若於電氣不流通之部分(a-1中非配線部02)未設置任何圖案，則存在於配線部01及非配線部02能看到其邊界之視認性問題。因此，一般藉由於非配線部02亦設置包含斷線部之金屬細線圖案等， 減少配線部01與非配線部02之外觀上之差異，而解決視認性問題，且阻斷配線部01與非配線部02之間之導通，或防止配線彼此之短路。圖1之a-2~a-7中，分別以示意之方式由虛線部表示包含為了上述目的而設置之斷線部之金屬細線圖案，由實線部表示無斷線部之金屬細線圖案。
a-2係顯示透光性配線部之圖，該透光性配線部之配線部01由包含金屬細線圖案之複數個菱形3構成，非配線部02由包含具有斷線部之金屬細線圖案(虛設部)之複數個菱形4構成。該例中，由於菱形4之存在而解決了能看到透光性配線部31之問題。另一方面，如上所述，要求盡可能地縮小透光性配線部31之佔有面積，因此，必須縮窄配線部01及非配線部02之寬度。作為縮窄配線部01之寬度之方法，可列舉：將單位圖形替換為與其為相似形但尺寸較小之單位圖形之方法，及縮窄圖1之x方向上之單位圖形之寬度之方法。於前者之情況時，存在透光性變低之問題。又，於後者之情況時，存在如下問題：單位圖形之邊之角度接近於圖1之y方向，於與液晶顯示器重疊之情況時，在X、Y兩方向(多數情況下使其與圖1之x方向、y方向一致)產生具有圖案之黑色矩陣等及疊紋。
a-3係如下之例：為了維持透光性，單位圖形與a-2相同，改變斷線位置，維持配線部01之寬度37與x方向之單位圖形之反覆週期35相同，縮短非配線部02之寬度36，藉此減小透光性配線部之佔有面積。a-3中，作為配線部01之一的配線部311係由無斷線部之金屬細線圖案構成之菱形連接而成，因此於y方向上以2個導通之金屬細線圖案連接，但與配線部311之間隔著2個配線部而配置之作為配線部01之另一者之配線部312係由菱形之一部分被替換為包含斷線部之金屬細線圖案之圖形連接而 成，故於y方向上僅以一個導通之金屬細線圖案連接。因此，配線部311與配線部312之導電性不同，故產生若使用a-3之透光性配線部31，則作為觸控感測器之動作變差之問題。a-4係將配線部01之寬度37擴大與非配線部02之寬度36縮窄之部分相應的量，以使全部之配線部01於y方向上以兩個導通之金屬細線圖案連接之例，但與a-2相比，透光性配線部31相對於配線部01之個數所佔之面積並未變小。並且，配線部01仍舊僅以兩個金屬配線圖案於y方向上連接，因此與a-2相比，透光性配線部31之導電性並未提高。a-5係縮窄非配線部02之寬度36，同時亦同樣地縮窄虛設部之單位圖形之x方向之寬度之例。於此情況時，虛設部之金屬細線之邊之角度成為於y方向上較小之角度，故易於與黑色矩陣產生疊紋。
另一方面，若將成為單位圖形之菱形之尺寸變為例如2倍，則透光性配線部31之透光性會變高。a-6表示該情況。a-6之金屬細線圖案中，配線部01及非配線部02係由包含菱形5的單位圖形構成，該菱形5係由無斷線部之金屬細線(實線)及包含斷線部之金屬細線(虛線)形成。與a-2之透光性配線部31相比，可知a-6之透光性配線部31之透光性變高。然而，a-6中，因配線部01僅由1條金屬細線構成，故於因製造時之問題導致配線部01產生斷線之情況時，會產生獲得良好之觸控感測器之比率即良率顯著降低、生產信賴性受損之問題。再者，即使a-2之金屬細線圖案中有較少之斷線，只要該斷線部並非產生於菱形3與相鄰之菱形3之交點部，亦可藉由未斷線之另一條金屬細線保持導通，因而與a-6之透光性配線部31相比，生產信賴性明顯較高。
a-7係為了提高光透過率而僅於a-1之配線部01之輪廓部分 配置金屬細線圖案6者。然而，此種圖案中，金屬圖案會干涉液晶顯示器之黑色矩陣而產生疊紋。
本發明之課題在於提供一種即使與顯示器重疊亦難以產生疊紋，且具有較高之透光性及較高之導電性，生產信賴性亦優異之透光性導電材料，又，提供一種於用於單層靜電電容方式觸控面板之情況時，能夠減小透光性區域內之透光性配線部之佔有面積之透光性導電材料。
本發明之上述課題藉由如下透光性導電材料而基本得以解決，該透光性導電材料係於透光性支承體上具有單位圖形反覆而成之金屬細線圖案者，其特徵在於：該單位圖形係由主晶格與副晶格之組合構成，與主晶格共有邊及/或頂點且與主晶格相鄰之晶格之數量多於與副晶格共有邊及/或頂點且與副晶格相鄰之晶格之數量，構成主晶格之金屬細線上之任意兩點間之最長距離長於與連結該兩點之方向垂直之方向上之主晶格的寬度。
此處，較佳為，主晶格及副晶格係若自構成圖形之邊上之任意1點沿著其圖形之邊前進，則最終能夠返回原來之點之圖形(稱其為“封閉”圖形)，且若進一步進行分割則變為非“封閉”圖形之圖形。
較佳為，與主晶格共有邊及/或頂點且與主晶格相鄰之晶格、及與副晶格共有邊及/或頂點且與副晶格相鄰之晶格係“封閉”圖形，且若進一步進行分割則變為非“封閉”圖形之圖形。
較佳為，金屬細線圖案中具有成為感測器部之區域，感測器部係由行電極構成，該行電極係向一個方向延伸之帶狀之導通區域於垂直 於該方向之方向上排列複數個而成，構成感測器部之金屬細線圖案之單位圖形分別沿著行電極延伸之方向及行電極排列之方向反覆排列。
較佳為，於感測器部之行電極之排列方向上的行電極之帶狀導通區域之寬度最窄之部分，單位圖形在感測器部之行電極之排列之方向反覆排列3個以上。
較佳為，主晶格之形狀為菱形。
根據本發明，能夠提供一種即使與顯示器重疊亦難以產生疊紋，且具有較高之透光性及較高之導電性，生產信賴性亦優異之透光性導電材料，又，能夠提供一種於用於單層靜電電容方式觸控面板之情況時，可減小透光性區域內之透光性配線部之佔有面積之透光性導電材料。
1‧‧‧透光性導電材料
2‧‧‧透光性支承體
3、4、5‧‧‧菱形
6‧‧‧金屬細線圖案
01、14、311、312‧‧‧配線部
02‧‧‧非配線部
11‧‧‧感測器部
12‧‧‧虛設部
13‧‧‧非圖像部
15‧‧‧端子部
31‧‧‧透光性配線部
32‧‧‧參照感測器部
33‧‧‧感測單元
34‧‧‧間距
35‧‧‧單位圖形之x方向之週期
36‧‧‧虛設部之x方向之寬度
37‧‧‧配線部之x方向之寬度
41、47、61、71、81、91、A1‧‧‧網格
42、43、44、45、46、48、62、63、64、65、72、73、74、82、83、84、 85、92、93、94、A2、A3、A4‧‧‧晶格
431、432、631、632、634、635、A21、A22‧‧‧頂點
433、633、A23‧‧‧虛線
B1、B2、B3‧‧‧主晶格之寬度
a‧‧‧假設之邊界線
圖1係用以說明習知技術之問題之圖。
圖2係顯示本發明之透光性導電材料之一例之概略圖。
圖3係顯示本發明之透光性導電材料之另一例之概略圖。
圖4係用以說明單位圖形之圖。
圖5係用以說明主晶格及副晶格之圖。
圖6係顯示具有另一單位圖形之網狀形狀之金屬細線圖案之概略圖。
圖7係顯示具有又一單位圖形之網狀形狀之金屬細線圖案之概略圖。
圖8係顯示具有又一單位圖形之網狀形狀之金屬細線圖案之概略圖。
圖9係顯示具有又一單位圖形之網狀形狀之金屬細線圖案之概略圖。
圖10係顯示具有又一單位圖形之網狀形狀之金屬細線圖案之概略圖。
圖11係用以說明主晶格之寬度之圖。
圖12係用以說明本發明之優點之圖。
圖13係用以說明本發明之優點之圖。
以下，當對本發明進行詳細說明時，使用圖式進行說明，但本發明只要不脫離其技術範圍，則可進行各種變形或修正，並不限定於以下實施形態。
圖2係顯示本發明之透光性導電材料之一例之概略圖。圖2中，透光性導電材料1於透光性支承體2上具有：感測器部11，其由單位圖形反覆而成之金屬細線圖案構成；及虛設部12，其由單位圖形反覆而成之金屬細線圖案構成，至少於與感測器部11之邊界部具有斷線部。又，透光性導電材料1除了感測器部11及虛設部12以外，亦具有由金屬圖案構成之配線部14或端子部15。感測器部11經由配線部14電性連接於端子部15，並經由該端子部15電性連接於外部，藉此能夠掌握利用感測器部11感知之靜電電容之變化。另一方面，虛設部12並未電性連接於端子部15。13係不存在金屬圖案之非圖像部。再者，本發明中，感測器部11及虛設部12係由微細之網狀之金屬細線圖案構成，但圖2中，方便起見，由非實際存在之假設之邊界線a表示感測器部11之區域與虛設部12之區域之邊界(感測器部11及虛設部12以純色表示，但實際上存在金屬細線圖案，且沿著假設之 邊界線a存在斷線部)。如圖2之透光性導電材料係藉由與變更感測器部11之延伸方向(圖2中為x方向)後之圖案2片重疊，而能較佳地用於雙層靜電電容方式觸控面板。
圖3係顯示本發明之透光性導電材料之另一例之概略圖，(3-1)係整體圖，(3-2)係將(3-1)之一部分放大之放大圖。圖3中，透光性導電材料1於透光性支承體2上具有分別由單位圖形反覆而成之金屬細線圖案構成之感測器部11、虛設部12、透光性配線部31及參照感測器部32。透光性配線部31具有配線部01及非配線部02，虛設部12及非配線部02至少於與其他區域之邊界部具有斷線部。進而，圖3之透光性導電材料1除了該等區域以外，亦可具有由實體配線構成之配線部14或端子部15、或不存在金屬圖案之非圖像部13。感測器部11與參照感測器部32經由透光性配線部31及配線部14電性連接於端子部15，並經由該端子部15電性連接於外部，藉此能夠掌握利用感測器部11及參照感測器部32感知之靜電電容之變化。另一方面，非配線部02及虛設部12並未電性連接於端子部15。再者，圖3中，由非實際存在之假設之邊界線a表示感測器部11之區域與虛設部12之區域之邊界(虛設部12以純色表示，但實際上存在具有斷線部之金屬細線圖案)。如圖3之透光性導電材料能較佳地用於單層靜電電容方式觸控面板。
如上所述，圖2中之感測器部11及虛設部12、或圖3中之感測器部11、虛設部12、透光性配線部31、參照感測器部32係由單位圖形反覆而成之金屬細線圖案構成。感測器部11、虛設部12、透光性配線部31、參照感測器部32之單位圖形之形狀可各自相同，亦可不同，且亦可根 據透光性導電材料上之位置而不同，但較佳為由全部相同單位圖形構成。再者，虛設部12或非配線部02中，較佳為除了至少於與其他區域之邊界部中具有斷線部以外，於構成該等區域之內部之金屬細線圖案中亦具有斷線部。而且，本發明中，於對虛設部12或非配線部02等具有斷線部之單位圖形之形狀進行敍述時，將斷線部視為將該虛設部12或非配線部02連接者。
金屬細線圖案之線寬較佳為20μm以下，更佳為1~15μm，進而較佳為2~10μm。其開口率(感測器部11、虛設部12、透光性配線部31、參照感測器部32等所佔面積中無金屬細線之部分佔有之面積之比率)較佳為95%以上，進而較佳為96~98%。又，虛設部12或非配線部02中，藉由設置斷線部阻斷與其他區域之間或其等內部之導通。斷線部之長度(金屬細線中斷之長度)較佳為1~50μm，進而較佳為5~20μm。作為斷線方法，可使用於金屬細線垂直或傾斜地設置缺損部之方法、或於日本專利特開2014-127115號公報等中提出之方法等公知方法。
本發明中，「單位圖形」係藉由僅反覆排列該單位圖形而成為整體圖形之最小面積(設為包含金屬細線及被金屬細線包圍之區域之單位圖形之面積)之圖形。又，本發明中，「反覆排列」係指一個單位圖形及與其相鄰排列之單位圖形以共有邊及/或頂點之方式無重複地排列於平面上，而形成作為整體圖形之規則之網狀圖形。其中，此處所謂兩個單位圖形共有邊及/或頂點係指一邊或頂點為其中一個單位圖形之邊或頂點，同時亦為另一個單位圖形之邊或頂點，反覆排列單位圖形而形成整體圖形時，亦可謂於單位圖形彼此共有之邊或頂點上，以金屬細線之寬度重複。進而，該單位圖形原則上僅由“封閉”圖形構成，但亦可例外地將“開放”圖形 作為單位圖形之一部分。但是，僅將只有包含該圖形之單位圖形才能成為整體圖形之情況視為例外。再者，本發明中，單位圖形之邊不僅為直線，亦可為曲線。而且，“封閉”圖形係若自構成圖形之邊上之任意1點沿著該圖形之邊前進，則最終能夠返回至原來之點之圖形，例如圓、橢圓、多邊形等對應於該“封閉”圖形。另一方面，“開放”圖形係並非如此之圖形，例如線段等對應於該“開放”圖形。
使用圖4對以上內容進行說明。圖4中，網格41係用於本發明之透光性導電材料之網狀形狀之金屬細線圖案。若對網格41進行分析，則存在晶格42~45作為構成網格41之“封閉”圖形之要素。晶格42及晶格43雖然分別為若再進行分割則無法成為“封閉”圖形之晶格(以下，稱為最小閉晶格)，但無法單獨以其製作網格41，因此於本發明中不將其稱為單位圖形。晶格44及晶格45能單獨形成網格41。而且，如上所述，本發明中，單位圖形定義為最小之圖形。圖形46係為了比較晶格44與晶格45之面積，將晶格44與晶格45重疊而成者。由圖形46可知，晶格44收容於晶格45之中，就晶格所佔面積而言，晶格44較小。因此，晶格44成為網格41之單位圖形。再者，可列舉網格47及其單位圖形48作為本發明中之由例外地包含“開放”圖形之單位圖形構成之網狀形狀之金屬細線圖案之例。
本發明之透光性導電材料所具有之單位圖形由主晶格與副晶格之組合構成。如上所述，本發明之透光性導電材料所具有之單位圖形係由複數個最小閉晶格(例如，圖4之單位圖形44中之晶格42及晶格43)之組合構成，或根據情況亦例外地與“開放”圖形組合而構成(例如，圖4 之單位圖形48係作為最小閉晶格之較大之菱形晶格、與較小之菱形晶格、進而與作為例外之“開放”圖形之線段之三者之組合)。本發明中，主晶格係指於構成單位圖形之最小閉晶格之內，於網狀形狀之金屬細線圖案中共有該晶格所具有之邊及/或頂點，且與該晶格相鄰之晶格之數量多於構成單位圖形之其他最小閉晶格且為最多者。而且，主晶格及副晶格較佳為最小閉晶格，與主晶格共有邊及/或頂點且與主晶格相鄰之晶格、及與副晶格共有邊及/或頂點且與副晶格相鄰之晶格亦較佳為最小閉晶格。再者，圖4中，晶格45並未構成作為單位圖形之晶格44，故不符合主晶格及副晶格之任一者。
使用圖5對該內容進行說明。圖5係用以說明主晶格及副晶格之圖，將作為構成形成圖4之網狀形狀之金屬細線圖案之單位圖形44的最小閉晶格的晶格42及晶格43分別作為中心，僅圖示與其相鄰之晶格。本發明中，相鄰之晶格可為主晶格，亦可為副晶格，進而亦可為該等以外之晶格。由圖5可知，與晶格42共有邊或頂點之晶格之數量為4個，與晶格43共有邊或頂點之晶格之數量為8個。因此，晶格43係共有邊及/或頂點且相鄰之晶格之數量多於構成單位圖形之其他最小閉晶格且為最多者，其成為本發明中之「主晶格」。此種主晶格最有助於導電性。本發明中，將構成單位圖形之最小閉晶格中主晶格以外之最小閉晶格全部稱為副晶格。
圖6係顯示使用另一單位圖形之網狀形狀之金屬細線圖案之概略圖。圖6中，網格61係由單位圖形62(由粗實線圖示)構成，單位圖形62係由晶格63、64及65構成。與晶格63共有邊或頂點之晶格之數量為8個，與晶格64共有邊或頂點之晶格之數量為4個，與晶格65共有邊或 頂點之晶格之數量為4個，因此，主晶格為晶格63，晶格64及晶格65成為副晶格。圖7係顯示使用又一單位圖形之網狀形狀之金屬細線圖案之概略圖。圖7中，晶格74之面積較晶格75小，因此構成網格71之單位圖形72(由粗實線圖示)由晶格73、74構成。與晶格73共有邊或頂點之晶格之數量為4個，與晶格74共有邊或頂點之晶格之數量為8個，因此主晶格為晶格74，晶格73成為副晶格。
圖8係顯示使用又一單位圖形之網狀形狀之金屬細線圖案之概略圖。圖8中，網格81係由單位圖形82(由粗實線圖示)構成，單位圖形82係由晶格83、84及85構成。與晶格83共有邊或頂點之晶格之數量為8個，與晶格84共有邊或頂點之晶格之數量為8個，與晶格85共有邊或頂點之晶格之數量為4個，因此，主晶格為晶格83及晶格84兩個。如此，本發明中，主晶格可為一個，亦可為複數個。又，圖8中，主晶格83及主晶格84為全等之圖形，但可為相似形，且形狀亦可不同。圖9中之網格91係由如下單位圖形構成，該單位圖形係組合由平行四邊形構成之主晶格92、由圓構成之副晶格93及與副晶格93同樣地由圓構成之副晶格94而成。圖10中之網格A1係由如下單位圖形構成，該單位圖形係組合由切取出以橢圓及菱形包圍之部分而成之形狀之主晶格A2、相同之主晶格A3、及由菱形構成之副晶格A4而成。
本發明之透光性導電材料所具有之單位圖形中，構成其主晶格之金屬細線上之任意兩點間之最長距離長於與連結該兩點之方向垂直之方向上之主晶格之寬度。使用圖11對該內容進行說明。圖11係用以說明主晶格之寬度之圖，係將圖4、圖6、圖10所示之主晶格43、63、A2取出圖 示者。
構成主晶格43之金屬細線上之任意兩點中，兩點間之距離成為最長者為頂點431與頂點432兩點。垂直於連結該兩點之線段431-432之線為虛線433。與連結構成主晶格之金屬細線上之任意兩點間距離成為最大的兩點之方向垂直之方向上的主晶格之寬度，成為與連結上述兩點間之直線平行且與主晶格接觸之線段中彼此距離最遠之兩個線段彼此之距離，故虛線433之方向上之主晶格43之寬度為兩個箭頭B1所示之長度。本發明中，線段431-432之長度長於兩個箭頭B1之長度。
接下來，對主晶格63進行敍述。構成主晶格63之金屬細線上之任意兩點中距離成為最長之兩點有複數個，例如頂點631與頂點632兩點。與連結該兩點之線段631-632垂直之線為虛線633。因與連結構成主晶格之金屬細線上之任意兩點間之距離成為最大的兩點的方向垂直之方向上的主晶格之寬度成為與連結上述兩點間之直線平行且與主晶格接觸之線段中相互距離最遠之兩個線段彼此之距離，故虛線633之方向上之主晶格63之寬度為兩個箭頭B2所示之長度。線段631-632之長度長於兩個箭頭B2之長度。又，連結頂點634與頂點635之線段之長度與線段631-632之長度相等，垂直於線段634-635之方向上之主晶格63之寬度與線段631-632中之關係同樣地短於線段634-635。如此，本發明中，於構成主晶格之金屬細線上之任意兩點間之距離成為最長之兩點存在複數組之情況時，具有如下關係：該所有兩點組合中兩點間距離長於與連結兩點之方向垂直之方向上之主晶格之寬度。
最後，對主晶格A2進行研究，構成主晶格A2之金屬細線上之任意兩 點中距離成為最長之兩點有複數個，例如，頂點A21與頂點A22兩點。垂直於連結該兩點之線段A21-22之線為虛線A23。因與連結構成主晶格之金屬細線上之任意兩點間距離成為最大之兩點之方向垂直之方向上的主晶格之寬度成為與連結上述兩點間之直線平行且與主晶格接觸之線段中相互距離最遠之兩個線段彼此之距離，故線段A23之方向上之主晶格之寬度為兩個箭頭B3所示之長度。線段A21-A22之距離長於兩個箭頭B3之長度。
作為構成本發明之透光性導電材料所具有之單位圖形之主晶格之形狀，只要維持構成上述主晶格之金屬細線上之任意兩點間之最長距離長於與連結該兩點之方向垂直之方向上之主晶格之寬度的關係，則可為任一形狀。又，亦可為邊由曲線構成，邊上完全不存在頂點(角)之形狀。作為主晶格之形狀，例如，可列舉：正三角形、等腰三角形、直角三角形等三角形；長方形、平行四邊形、梯形、菱形等四邊形(但正方形除外)；六邊形、八邊形(但正八邊形除外)、十二邊形(但正十二邊形除外)、二十邊形(但正二十邊形除外)等多邊形；橢圓、星形及該等之組合等，又，若能反覆排列，則亦可為不定形，進而亦可為將該等圖形組合後切取而形成之圖形，例如，如主晶格63或主晶格A2之形狀。晶格之邊之方向較佳為相對於電極之延伸方向(x方向)或電極之排列方向(y方向)為23~67°之範圍，進而較佳為25~65°之範圍。於該等中，較佳為可抑制疊紋之產生且導電性變高之菱形(正方形除外)，或藉由切取由菱形形成之圖形而構成之圖形(例如，主晶格63)。
作為本發明之透光性導電材料所具有之副晶格之形狀，不存在如主晶格般之限制，可利用各種形狀之晶格。而且，其亦可為邊由曲線 構成，邊上完全不存在頂點(角)之形狀。作為副晶格之形狀，例如，可列舉：正三角形、等腰三角形、直角三角形等三角形；正方形、長方形、平行四邊形、梯形、菱形等四邊形；六邊形、八邊形、十二邊形、二十邊形等多邊形；橢圓、星形及該等之組合等公知之形狀，又，若能反覆排列，則亦可為不定形，進而亦可為將該等圖形組合後切取而形成之圖形。作為較佳之副晶格之形狀，與主晶格相同，但就抑制疊紋等產生之觀點而言，更佳為主晶格之相似形。
本發明之透光性導電材料所具有之單位圖形之邊(主晶格及副晶格之邊)亦可為非直線，例如，可由鋸齒狀線、波線、曲線等構成，但於使透光性最大化，提高導電性方面而言，較佳為直線。單位圖形較佳為沿著電極之排列方向(x方向)及電極之延伸方向(y方向)之各者反覆排列(每一個單位圖形選擇一處之特定位置，連結反覆排列之單位圖形之各者之特定位置之直線中存在沿x方向或y方向延伸之直線)，單位圖形反覆排列之方向與電極之排列方向及電極之延伸方向偏離時較佳為±5°以內。
本發明中，構成感測器部11及虛設部12之金屬細線圖案或構成配線部14及端子部15等之金屬圖案較佳為由金屬、尤其由金、銀、銅、鎳、鋁及該等之複合材構成。作為利用該等金屬而形成金屬細線圖案及金屬圖案(以下，亦統一簡稱為圖案)之方法，可使用如下等公知之方法：使用銀鹽感光材料之方法；對使用該方法進而所得之銀圖像實施無電解鍍敷或電解鍍敷之方法；使用網版印刷法印刷銀膏、銅膏等導電性油墨之方法；利用噴墨法印刷銀油墨或銅油墨等導電性油墨之方法；或藉由蒸鍍或濺鍍等於支承體上形成導電性層，於該導電性層之上形成抗蝕劑膜，並進 行曝光、顯影、蝕刻、去除抗蝕層而獲得之方法；貼附銅箔等金屬箔，進而於其上形成抗蝕劑膜，並進行曝光、顯影、蝕刻、去除抗蝕層而獲得之方法。其中，較佳為使用可將所獲得之圖案之厚度變薄，進而亦可容易地形成極微細之圖案之銀鹽擴散轉印法。由於存在以該等方法製作而成之圖案之厚度若過厚則後續步驟(例如，與其他構件之貼合步驟)變得困難之情況，又，若過薄，則難以確保所需之導電性之情況，因此，其厚度較佳為0.01~5μm，更佳為0.05~1μm。本發明之透光性導電材料可僅於透光性支承體之單面具有金屬細線圖案，或亦可於兩面具有金屬細線圖案。再者，關於上述銀鹽擴散轉印法，詳細地記載於例如日本專利特開2003-77350號公報、日本專利特開2005-250169號公報、及日本專利特開2007-188655號公報等。
作為本發明之透光性導電材料所具有之透光性支承體，較佳為使用塑膠、玻璃、橡膠、陶瓷等。該等透光性支承體較佳為全光線透過率為60%以上者。塑膠中，就操作性優異之方面而言，較佳為使用具有可撓性之樹脂膜。作為被用作透光性支承體之樹脂膜之具體例，可列舉由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、氟樹脂、矽氧樹脂、聚碳酸酯樹脂、二乙酸樹脂、三乙酸樹脂、聚芳酯樹脂、聚氯乙烯、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚烯烴樹脂、環狀聚烯烴樹脂等構成之厚度為50~300μm之樹脂膜。亦可於透光性支承體上設置易接著層等公知之層。
本發明之透光性導電材料除了上述透光性支承體或易接著層及金屬細線圖案以外，亦可於透光性支承體與金屬細線圖案之間、或透 光性支承體之不具有金屬細線圖案之側之面上、或者金屬細線圖案之上具有硬塗層、抗反射層、黏著層、防眩層等公知之層。又，透光性支承體與金屬細線圖案之間可具有物理顯影核層、接著劑層等公知之層。
如上所述，圖2係具有典型地用於雙層靜電電容方式觸控面板之金屬圖案之透光性導電材料之概略圖。感測器部11及虛設部12之區域之形狀係以假設之邊界線a表示。感測器部11係由行電極構成，該行電極係沿圖中x方向延伸之帶狀之導通區域之複數行於相對於x方向垂直之方向即圖中y方向排列而成，一個行電極之區域之形狀係一般被稱為鑽石型之形狀，且係相對於x方向及y方向傾斜45°之正方形之區域於x方向上排列且於與在x方向上相鄰之正方形區域之間其等之頂點部分相連結之形狀，藉此該感測器部11自配線部14導通至對向之配線部14。該感測器部11之行電極於y方向上排列之週期雖亦取決於所使用之控制器IC之性能或設定，但若為20英吋左右之觸控面板，則一般為5mm左右，於一個行電極之區域，y方向上寬度最窄之部分之寬度較佳為0.5~2mm。雖未圖示，但除了鑽石型以外，行電極為單純之長方形形狀之條型、或於長方形內部設置虛設部12之變形條型等圖案為眾所周知，但該等類型之感測器部11中之行電極之寬度最窄部分之寬度較佳為0.5~5mm。該等感測器部11之行電極之帶狀導通區域之寬度最窄之部分(鑽石型之正方形區域彼此之連結部分即收縮部分)中，本發明亦可有效地發揮作用，於該部分，網狀形狀之金屬細線圖案之單位圖形(主晶格與副晶格之組合)於圖2之y方向上排列至少2個、較佳為排列3個以上，不會產生因金屬細線之斷線等而造成感測器部11整體之動作不良，故而較佳。
關於將本發明用於圖2所示之雙層靜電電容方式觸控面板之情況時之優點，使用圖12進行說明。再者，圖12中，於x方向上僅排列有數行單位圖形，但其係為了方便說明。又，圖2之x方向相當於圖12之y方向。
12-1係用以比較之透光性導電材料，且係排列有長軸對角線長度為280μm、短軸對角線長度為135μm之菱形之單位圖形之公知之網狀形狀之金屬細線圖案。於金屬細線之線寬為3μm之情況時，開口率變為95.11%。例如，若為全HD(high definition，高清)規格之23英吋觸控面板顯示器，則元件之間距為265μm左右，該元件之週期與作為金屬細線圖案之y方向上之週期之菱形之長軸對角線長度只有15μm之差，因此，成為易於產生週期之疊紋之條件。另一方面，金屬細線圖案之角度若為相對於y方向傾斜25.7°，則為不產生角度之疊紋之條件。12-2係將12-1之單位圖形作為主晶格，且配置邊之長度為主晶格之一半之相似形菱形作為副晶格之本發明之透光性導電材料。12-2之開口率係與12-1相同之值，金屬細線圖案之y方向之週期成為420μm(280μm+140μm)，而成為可避免產生週期之疊紋之條件。12-3係用以比較之透光性導電材料，且係排列有長軸對角線長度為420μm、短軸對角線長度為135μm之菱形之公知之網狀形狀之金屬細線圖案。12-3中之金屬細線圖案之角度若為21.09°，則成為易於產生角度之疊紋之條件。12-4亦係用以比較之透光性導電材料，其係將與12-2所使用之主晶格及副晶格相同形狀之菱形，以與12-2之排列方式不同之另一方法排列而成之網狀形狀，由於任一尺寸之菱形所鄰接之晶格之數量均為8個而相同，從而不存在主晶格及副晶格，因此並非本發明之 透光性導電材料。12-4亦與12-2相同，金屬細線圖案之y方向上之週期若為420μm，則成為可避免產生週期之疊紋之條件，金屬細線圖案之角度相對於y方向亦超過25°，因此成為不產生角度之疊紋之條件。另一方面，若開口率為93.5%，則與12-2相比成為大幅度劣化之值。12-5亦係用以比較之透光性導電材料，且係以成為與12-1、12-2相同之開口率之方式，組合正方形之主晶格與正方形之副晶格之例。12-5之金屬細線圖案之y方向之週期成為257.2μm。例如，行電極之帶狀之導通區域之寬度最窄之部分之寬度為0.5mm的感測器部11中，若使用12-1~12-3之金細線圖案，則能夠於該部分，在圖2之y方向上排列3個單位圖形，但若為12-5之金屬細線圖案則僅能排列2個。
圖12中，12-6係將12-1之單位圖形於y方向上排列1行3段之圖，12-7係將12-2之單位圖形於y方向上排列1行2段之圖，12-8係將12-3之單位圖形於y方向上排列1行2段之圖，且其等係為了計算具有本發明之金屬細線圖案之透光性導電材料之斷線產生機率而將12-1~12-3簡化之圖。將金屬細線圖案之每單位長度之斷線產生機率設為相同，並將12-7中a-b之間的斷線產生機率設為5%。於此情況時，12-6~12-8之a-c之間產生斷線，若以數學方式計算電性連接消失之機率，則12-6為0.748%，12-7為0.582%，12-8為1.37%，可知本發明之透光型導電材料之斷線產生機率與習知之方法相比較低。由以上說明，能夠較佳地理解關於將本發明用於雙層靜電電容方式觸控面板之情況時之優點。
如上所述，圖3係單層靜電電容方式觸控面板之概略圖。圖3中，感測器部11、參照感測器部32、及位於感測器部11與參照感測器部 32之間的虛設部12之形狀、尺寸根據所使用之控制器IC之性能或設定而成為各種形狀。由1組感測器部11及參照感測器部32所構成之感測單元33(圖3之3-1中，以四角包圍之部分為其中之一)之x方向、y方向之週期雖亦取決於控制器IC之性能或設定，但一般為3~10mm左右。透光性配線部31之間距34(1個配線部01之寬度與存在於與相鄰之配線部01之間的1個非配線部02之寬度的和)一般為100~300μm左右，透光性配線部31所佔之寬度成為間距34乘以配線部01之配線個數之值。
關於將本發明用於圖3所示之單層靜電電容方式觸控面板之情況時之優點，使用圖13進行說明。圖13中，圖示有1間距之圖3之透光性配線部31。又，為了進行說明，以實際不存在之假設之邊界線a圖示配線部01與非配線部02之邊界線，於邊界線a上設置有為了切斷配線部01與非配線部02之間的導通之斷線部。
13-1係用以比較之透光性導電材料，且係排列有長軸對角線長度為280μm、短軸對角線長度為135μm之菱形之單位圖形之網狀形狀而成的金屬細線圖案。於此情況時，間距34之長度成為270μm。金屬細線圖案之角度與12-1同樣地相對於y方向為25.7°，因此不會產生角度之疊紋。
13-2係本發明之透光性導電材料，其係於作為13-1之單位圖形之菱形(主晶格)之橫向(x方向)上配置有成為副晶格之邊之長度為主晶格之1/5之相似形菱形的圖。因13-2之金屬細線圖案之角度與13-1相同，故不會產生角度之疊紋。此情況時之間距34成為162μm。例如，配線部01之個數為10個之情況時，透光性配線部之寬度係13-1為2.7mm，13-2為1.62mm，相較之下本發明之寬度大幅度變窄。即可理解為能夠縮小配線部01 及非配線部02所佔之面積。
13-3係於13-2之主晶格彼此之間(y方向)配置有邊之長度為主晶格之1/2之相似形菱形的圖，從而成為本發明之透光性導電材料。於13-3之情況時，因與使用圖12說明斷線機率時同樣之理由，可期待降低斷線機率等，故其為極佳者。因13-3之金屬細線圖案之角度與13-2相同，故不會產生角度之疊紋。
13-4係用以比較之透光性導電材料，其係配置有與13-2中所使用之主晶格、副晶格相同之菱形者，且使全部之菱形所鄰接之晶格之數量相同。該圖形之開口率變低一事雖已於圖12中進行了說明，但此外，具有該形狀之透光性導電材料之透光性配線部之每單位長度之配線電阻變得與13-1~13-3完全相同，亦無導電性上之優點。
13-5係用以比較之透光性導電材料，其係組合配置有一邊為66.57μm之正方形與正八邊形之圖，開口率與13-2相同，為95.11%。13-5之間距34為227.28μm，相當大，而且，具有相對於x方向或y方向為0°之角度之邊，故會產生角度之疊紋。
13-6係於13-3之副晶格之內，將邊之長度為主晶格之1/2之相似形菱形置換為邊之長度為主晶格之1.04倍之相似形菱形者，從而成為本發明之透光性導電材料。藉由在13-6中對斷線部之形狀進行研究，能夠使間距34成為與13-3相同之162μm。因此，因與13-2同樣之理由而不會產生角度之疊紋，因與13-3同樣之理由而可期待降低斷線機率，故而極佳。由上述說明，亦可較佳地理解關於將本發明用於單層靜電電容方式觸控面板之情況時之優點。
3、4、5‧‧‧菱形
6‧‧‧金屬細線圖案
01、311、312‧‧‧配線部
02‧‧‧非配線部
31‧‧‧透光性配線部
35‧‧‧單位圖形之x方向之週期
36‧‧‧虛設部之x方向之寬度
37‧‧‧配線部之x方向之寬度
a‧‧‧假設之邊界線

Claims (8)

  1. 一種透光性導電材料，其係於透光性支承體上具有單位圖形反覆而成之金屬細線圖案者，其特徵在於：該單位圖形由主晶格、副晶格之組合構成，與主晶格共有邊及/或頂點且與主晶格相鄰之晶格之數量多於與副晶格共有邊及/或頂點且與副晶格相鄰之晶格之數量，構成主晶格之金屬細線上之任意兩點間之最長距離長於與連結該兩點之方向垂直之方向上之主晶格的寬度。
  2. 如申請專利範圍第1項之透光性導電材料，其中上述主晶格及上述副晶格係若自構成圖形之邊上之任意1點沿著該圖形之邊前進，則最終能夠返回至原來之點之封閉圖形，若進行進一步分割則成為非封閉圖形之圖形。
  3. 如申請專利範圍第1項之透光性導電材料，其中與上述主晶格共有邊及/或頂點且與上述主晶格相鄰之晶格、及與上述副晶格共有邊及/或頂點且與上述副晶格相鄰之晶格係若自構成圖形之邊上之任意1點沿著該圖形之邊前進，則最終能夠返回至原來之點之封閉圖形，若進行進一步分割則成為非封閉圖形之圖形。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之透光性導電材料，其中金屬細線圖案中具有成為感測器部之區域，上述感測器部係由向一個方向延伸之帶狀之導通區域在垂直於該方向之方向上排列複數行而成之行電極構成，構成上述感測器部之金屬細線圖案之單位圖形沿著行電極延伸之方向及行電極排列之方向之各者反覆排列。
  5. 如申請專利範圍第4項之透光性導電材料，其中於上述感測器部之行 電極排列之方向上的行電極之帶狀導通區域之寬度最窄之部分，在感測器部之行電極之排列方向上反覆排列有3個以上之單位圖形。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之透光性導電材料，其中上述主晶格之形狀為菱形。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之透光性導電材料，其係用於單層靜電電容方式觸控面板之透光性導電材料。
  8. 如申請專利範圍第7項之透光性導電材料，其中上述金屬細線圖案係用於透光性配線部之金屬細線圖案。
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