(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に配置される１つ以上の電極を備える、タッチセンス装置で使用するためのセンサであって、
前記電極のうちの少なくとも１つは、
透明又は半透明の第１の導電層と、
前記第１の導電層と同じ方向に延在する透明又は半透明の第２の導電層と、
前記第１の導電層と前記第２の導電層との間に配置された透明又は半透明の介在層と、を有し、
前記介在層は、
非導電性材料と、
該非導電材料の中に配置された導電性材料であって、前記第１の導電層と前記第２の導電層との間の電気的接触を可能とする、該第１の導電層と該第２の導電層との間の導電経路を形成する、導電性材料と、を含む、センサ。
【請求項２】
前記非導電性材料は、誘電体ポリマー又は無機誘電体材料を含む、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記導電性材料は、前記第１の導電層と前記第２の導電層との間の開口内に配置され、該開口を通って延在する前記導電経路を形成する、請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記非導電性材料は、結合剤を含み、
前記導電性材料は、前記結合剤中に懸濁されて前記第１の導電層と前記第２の導電層との間で延在する導電性粒子を含む、請求項１に記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００９年８月１３日に出願された、米国特許出願第１２／５４０３９４号、「Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｆｉｌｍ  ｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｗｉｔｈ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｆｏｒ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ａｎｄ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ」、及び２００８年６月１８日に出願された、米国特許出願第１２／１４１５４４号、「Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｆｉｌｍ  ｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｗｉｔｈ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ」に関連する。
【背景技術】
【０００２】
タッチスクリーンは、しばしば、ディスプレイ上にオーバーレイされる透明のタッチセンサに触れて指令を送ることによる、ユーザーがコンピューティング装置とやりとりする単純で直感的な方法を提供する。タッチセンサは、典型的には、透明の導電性酸化物から形成される単層電極から構成される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明と一致する１つ以上の導電性多層電極を有するタッチセンサは、基材と、多層電極のそれぞれについて、透明又は半透明の介在層によって分離される、透明又は半透明の２つの導電層と、を含む。介在層はこの電極が組み込まれた装置で生じる不要な界面反射を低減させるものであり、２つの導電層の間に導電経路を有している。介在層は、屈曲及び曲げ条件下における導電層の耐久性も改善する。導電層間に介在層及び導電経路を使用することにより、個々の導電層をより薄くすることができる。個々の導電層がより薄いと、組み合わされたのと同じ厚さの単一の導電層よりも柔軟性がある。単一の厚い導電層を屈曲させると、２つの薄い導電層が無傷で耐える条件下で亀裂が起こる。２つの導電層間の導電経路はまた、余分の電気経路を提供するため、１つの導電層で亀裂が起こっても全体的な導電性損失をもたらさない。単一の厚い導電層において、亀裂は開回路及び早期の装置故障をもたらし得る。介在層は、導電フィルムの全体的柔軟性を最適化するように選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
添付図面は本明細書の一部に組み込まれ、並びにそれを構成するものであって、本発明の利点と原則を、その記述と共に説明する。これらの図面では、
【図１】タッチセンス装置及び電子機器の概略図。
【図２】代表的なタッチセンス装置において使用されるタッチパネルの一部の断面。
【図３】代表的なタッチセンス装置において使用されるタッチパネルの一部の断面。
【図４】導電経路を伴う介在層を有する多層電極の図。
【図５】介在導電層を有する多層電極の図。
【図６】導電性粒子が結合剤中に分散された介在層を有する多層電極の図。
【図７】複数の介在層を有する多層電極の図。
【図８Ａ】複数の介在層を有する多層電極の図。
【図８Ｂ】複数の介在層を有するＸ軸多層電極及び複数の介在層を有するＹ軸多層電極を示す、ノードにおけるマトリックス型タッチスクリーンの断面図。
【図９Ａ】多層電極が具現され得る種々のパターン。
【図９Ｂ】多層電極が具現され得る種々のパターン。
【図９Ｃ】多層電極が具現され得る種々のパターン。
【図１０】マトリックス型タッチスクリーンの原型における多層電極パターンの平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本発明の実施形態は、改善された電気及び光学特性を伴う多層電極を有するタッチセンサに関する。本電極は、例えば、層間で起こる反射が装置性能に有害である任意のセンサ又はディスプレイ内で使用され得る。センサは、ガラス又はＰＥＴ等の任意の好適な基材上に配置され得る。多層電極は、透明でないタッチセンサの中にも組み込まれ得る。多層電極パターンは、棒状、三角形、ハニカム、又は任意の他の好適なパターンを具現し得る。センサは、電極間又は対接地静電容量の電極の変化を検出し、それによって、タッチ又はニアタッチの座標を決定する電子部品に連結され得る。
【０００６】
多層電極は、異なる屈折率及び導電経路を有する介在導電層又は絶縁層を伴う、特定の屈折率を有する２つ以上の導電層を含む。導電層及び介在層のそれぞれが透明又は半透明である。電極積層体内の、個々の層の厚さ及び個々の層の光学屈折率は、これらの基材がタッチセンサ内に組み込まれる時に、望ましくないフレネル反射を最小化するように調節される。一実施形態では、多層電極の導電層は対称的であり、つまり、それらが同一の厚さを有することを意味する。他の実施形態では、導電層は異なる厚さを有する。
【０００７】
この多層電極構造は、ディスプレイの、黒レベル、色彩度、及び故にコントラストを、著しく改善する。更に、介在層によって電極の導電層間の電気的接触が得られる。その結果、多層電極の導電率は積層体内の個々の導電層の導電率よりも高くなる。タッチセンサの寸法が電極のシート抵抗によって限定され得るため、多層電極は、より大きいタッチセンサの製作を可能にする。多層電極を用いて製作されるセンサは、単層電極を有する装置と比較して、著しく改善された電気的及び光学的性能を呈する。
【０００８】
図１では、代表的なタッチ装置１１０が示される。装置１１０は、電子回路（簡略化のために１１４と表示される１つの概略的なボックスにまとめられ、総じて制御装置と呼ばれる）に接続されたタッチパネル１１２を含む。タッチパネル１１２は、簡略化のために５×５マトリックスの列電極１１６ａ〜ｅ及び行電極１１８ａ〜ｅを有するとして示されるが、他の電極数及び他のマトリックス寸法、並びに表面型静電容量方式のタッチセンサにおいて使用されるような単一の非パターン化層等の非マトリックス型パターンを含む他の電極パターンが使用されてもよい。本明細書に記載の多層電極は、いくつかの実施形態では、低下した抵抗及び増加した信号対ノイズ比の理由から、非常に大きい静電容量に基づくマルチタッチセンサを可能にし得る。
【０００９】
パネル１１２上の多層電極は、改善された電気及び光学特性をもたらす本明細書に開示の構造を有する。パネル１１２は、ユーザーが、コンピュータの画素化ディスプレイ、テレビ、携帯型装置、携帯電話、又は他の周辺装置等の物体を、パネル１１２を通して見ることができるように、典型的には、実質的に透明である。境界１２０は、パネル１１２の表示領域、またかかるディスプレイを使用する場合は好ましくはその表示領域を表す。多層電極１１６ａ〜ｅ、１１８ａ〜ｅは、平面図の視点から、表示領域１２０上に空間的に分布される。図解を簡略化するために、多層電極は、広く突出して示されているが、実際には、比較的狭く、ユーザーの注意を引かない可能性もある。更に、電極間のフリンジフィールドを増大させて、それにより電極間の容量結合におけるタッチの影響を増大させるために、電極は、可変幅、例えば、マトリックスのノード付近でダイヤモンド又はその他の形状のパッドに拡大した幅を有するように設計され得る。深さの視点から、列電極と行電極との間に有意なオーミック接触が起こらないように、かつ所与の列電極と所与の行電極との間の有意な電気的結合のみが静電容量結合であるように、列電極は、行電極とは異なる平面にあり得る（図１の視点から、列多層電極１１６ａ〜ｅは、行多層電極１１８ａ〜ｅの下にある）。多層電極のマトリックスは、電極がユーザーの指又は他のタッチ関連器具との直接的な物理的接触から保護されるように、典型的には、カバーガラス、プラスチックフィルム等の下にある。かかるカバーガラス、フィルムなどの露出面は、タッチ面と呼ばれる場合がある。本明細書に記載の多層電極を用いてのマトリックス以外のタッチセンス装置の構成も可能である。例えば、２つの電極を備える静電容量ボタンは、静電容量結合を有するように、ボタンの領域内で相互に十分に接近するように表面上に配置される。（１つ又は両方が多層電極である）これらの２つの電極は、同一の平面上にあり、相互に同一の層内に形成され得る。また、（複数の電極からなる）マトリックスというより、単一シート型電極等の他の構成も可能である。そのようなシート型電極は、表面型静電容量方式のセンサにおいて使用されることもあり、電極は、全体のタッチ面を実質的に被覆する非パターン化コーティングである。概して、本明細書に記載の多層電極を用いて、最も既知の電極構成が可能となる。
【００１０】
代表的な実施形態では、多層電極（１１６ａ〜ｅ、１１８ａ〜ｅ）のうちのいくつか又は全ては、特定の屈折率を有する２つ以上の導電層並びに異なる屈折率及び導電経路を有する介在導電層から構成され得る。
【００１１】
所与の列電極と行電極との間の容量結合は、電極が互いに最も近接している領域内の電極の形状と主に相関する。このような領域は、電極マトリックスの「ノード」に対応し、このノードのいくつかが図１に示されている。例えば、列多層電極１１６ａと行多層電極１１８ｄとの間の静電容量結合が主にノード１２２で起こり、列多層電極１１６ｂと行多層電極１１８ｅとの静電容量結合が主にノード１２４で起こる。図１の５×５マトリックスは、２５個のそのようなノードを有し、それらのうちの何れか１つは、それぞれの列多層電極１１６ａ〜ｅを制御装置と個別に連結させる制御線１２６のうちの１つの適切な選択、及びそれぞれの行多層電極１１８ａ〜ｅを制御装置と個別に連結させる制御線１２８のうちの１つの適切な選択を介して、制御装置１１４によって対処され得る。
【００１２】
相互静電容量型システムにおいて、タッチ位置１３１で示されるように、ユーザーの指１３０又は他のタッチ用具が装置１１０のタッチ面と接触するか、あるいは接触しそうな時、指は、電極マトリックスと静電容量的に結合する。指は、マトリックス、特にタッチ位置の最も近くにある電極から電荷を引き出し、そうすることで、最も近くのノードに対応する電極間の結合静電容量を変化させる。例えば、タッチ位置１３１でのタッチは、多層電極１１６ｃ／１１８ｂに対応するノードの最も近くにある。好ましくは、制御装置は、容量の変化がある場合には、マトリックスのノードの全ての静電容量の変化を迅速に検出するように構成され、ノード間にあるタッチ位置を補間によって正確に判定するために、隣接するノードの静電容量変化の大きさを分析することが可能である。更に、制御装置１１４は、タッチ装置の異なる部分に、同時に又は重複する時間で加えられた複数の異なるタッチを検出するように有利に設計される。したがって、例えば、指１３０のタッチと同時に別の指１３２が装置１１０のタッチ面のタッチ位置１３３をタッチする場合、又は、それぞれのタッチが少なくとも時間的に重複している場合、制御装置は、好ましくは両方のかかるタッチの位置１３１、１３３を検出し、かかる位置をタッチ出力１１４ａに提供することが可能である。
【００１３】
多くの考えられる駆動及び検出ルーチンが可能であり、当該技術分野において既知である。静電容量対接地型システムは、電極間の静電容量というよりはむしろ、電極マトリックスのノード付近で起こる接地に対する静電容量の変化を測定する。
【００１４】
次に図２では、図１の装置１１０等のタッチ装置で使用するための多層タッチセンサ２１０の一部の概略的側面図を参照する。タッチセンサ２１０は、ガラス、ＰＥＴ、又は耐久性のあるコーティングであり得る、（ユーザーに対して最も近い層であり、その上面２１２ａがタッチセンサのタッチ領域を画定する）上層２１２を含む。上電極層２１４は、第１の一式の多層電極を備える。誘電体層２１６は、上電極層を下電極層２１８から分離し、一式の多層電極２１８ａ〜ｅも備え、一実施形態において、第１の一式の電極に直交する。他の実施形態では、上電極及び下電極は、相互に直交しない。下層２２０は、上層のように、ガラス、ＰＥＴ、又は他の材料であり得る。上層２１２の露出面２１２ａ又は下層２２０の露出面２２０ａは、タッチセンサ２１０のタッチ面であり得るか、あるいはタッチセンサ２１０のタッチ面を含む。これは、タッチセンサを構成する積層体の簡略図であり、より多い又はより少ない層及び他の介在層が可能である。
【００１５】
次に図３では、センサ積層体１０の、図１の装置１１０等のタッチ装置で使用するための多層タッチセンサ２１０の一部の概略三次元図を参照する。図３の断面は、例えば、図１のノード１２２又は１２４で見られる断面に対応し、上層２１２、電極２１４、誘電体層２１６、電極２１８、及び下層２２０を含む。電極によって反射される光は、反射２４、反射２６、反射２７、及び反射２８で表される屈折率ミスマッチの理由から、層界面のそれぞれでの平面反射及び望ましくないフレネル反射を含む。フレネル反射光は通常広帯域であり、したがってディスプレイの色飽和度を低下させる。電極によって反射される光は、散乱及び界面フレネル反射を含む。これらの反射は、内在するディスプレイの黒レベル、故にコントラスト比を低下させる。それらはまた、特にディスプレイがオフであるか、あるいはディスプレイが電極を超える領域において単色に設定される時に、センサ内の電極をユーザーの目に留まりやすくすることができる。
【００１６】
フレネル反射の大きさは、界面における屈折率の比よって決まる。垂直な入射光ではフレネル反射の大きさは下式：
【００１７】
【数１】
0005873025.tif 000002
【００１８】
（式中、ｎは屈折率がｎ２、ｎ１の２つの媒質の屈折率である）によって求められる。フレネル反射は屈折率が最も高い界面において最も強くなる。図３に示されるセンサ積層体１０の種々の層の屈折率は、以下の通りである：電極についてｎ＝２．０、及び基材についてｎ＝１．６５。したがって、センサ積層体１０において、最も高い屈折率のステップは、高い屈折率の酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）とポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材との間の界面で起こる。センサ積層体１０は、２つのＩＴＯ／ＰＥＴ界面を含む。照明に応じて、これらの界面は、入射光の有意な部分を反射し、電極をユーザーの目にかなり留まりやすくすることができる。
【００１９】
比較すると、本発明の実施形態の多層電極設計は、良好な光学的及び電気的性能の両方をもたらす。多層電極設計における介在誘電体層は、２つの導電層間の電気的接触を可能にする導電経路を有する透明又は半透明の層である。この経路は介在層の、厚さ及び成膜条件を制御することによって自然に形成され得る。隣接する層間の電気的接触を可能とするよう介在層が不連続となるように介在層の濡れ性を変化させることによって基板に最も近い第１の導電層の化学的及び物理的性質を調節することによって、こうした経路を形成することもできる。また、レーザアブレーション、イオン照射法、又はウェット／ドライエッチング法などの方法を用いて形成することもできる。
【００２０】
介在層は、スパッタリング、電子ビーム法、熱蒸発法などの蒸着方法を用いて形成することができる。介在層は、ポリマー（ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、ポリエポキシド、ポリエーテルなどのコポリマーを含む）、並びに金属酸化物、窒化物、炭化物、及びこれらの混合物などの無機材料を含むことができる。好ましい非導電性の介在層は、ポリアクリレート及びシリコン酸化物を含む。介在層は、溶液コーティングを用いて形成されてもよい。モノマーを基板上で蒸発させ、その場で硬化させるウルトラバリアフィルム法を使用することもできる。ウルトラバリアフィルムとしては、例えば何れも参照により全体が記載されているかのように本明細書に組み込まれる、米国特許第５，４４０，４４６、同第５，８７７，８９５号、及び同第６，０１０，７５１号に述べられるような、ガラス又は他の適当な基板上に２種類の無機誘電体材料を多数の層として順次、真空蒸着することによって形成される多層フィルム、又は無機材料と有機ポリマーとの交互の層が挙げられる。
【００２１】
一実施形態が、図４の積層体４０として示される。多層電極は、電極４２及び電極５０に接続するために透明の層４６中の開口４８を通って延在する導電性リンク４４を備える導電経路を有する、低屈曲率の透明又は半透明の層４６によって分離される透明の導電性酸化物（ＴＣＯ）又は半透明の導電性酸化物の２つの高屈曲率の導電層４２及び導電層５０を含む。基材５２は、電極に支持体を提供する。各層は、概念を説明するために引き離されている。各層は概念を説明するために分離して描かれている。
【００２２】
別の実施形態では、介在層は、図５の積層体５４に示されるように、何れか一方の側面上の導電層よりも低い屈折率を有する透明又は半透明の導電体である。積層体５４に含まれる多層電極において、介在導電層５８は、ＴＣＯ又は半透明の導電性酸化物の２つの隣接した導電層５６と導電層６０との間に連続した導電経路を提供し得る。基材６２は、多層電極に支持体を提供する。介在層５８は、溶液コーティング又は電着された導電性ポリマーからなるものを用いることができる。介在層５８は蒸着された透明導電層であってもよい。導電性ポリマーとしては例えば以下の材料、すなわちポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン及びＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸）が挙げられる。各導電層を合わせた厚さがシート抵抗の必要条件によって制限されるのに対して、個々の層の厚さは所望の光学的特性に対して最適化される。
【００２３】
更に別の実施形態では、介在層は、図６の積層体６４に示されるように、結合剤中に分散される導電性粒子を備える。結合剤６８中の導電性粒子７０は、ＴＣＯ又は半透明の導電性酸化物の導電層６６と導電層７２との間に導電経路を提供し、したがって、多層電極を形成する。基材７４は、積層体に支持体を提供する。結合剤は、導電性のものであっても絶縁性のものであってもよい。導電性粒子は、有機、無機、又は金属からなるものであってよい。導電性粒子はまた、金属コーティングされた粒子を含む。介在層の屈折率は、結合剤と導電性粒子との体積比率を変えることによって調節することができる。
【００２４】
多層電極のマトリックス及び埋め込まれた導電性ナノ粒子は、以下を含むことができる。マトリクスとしては、任意の透明又は半透明（導電性又は絶縁性）のポリマー（例えばアクリレート、メタクリレート、又は上記に示した導電性ポリマー）、導電性（上記に示したＴＣＯなど）又は絶縁性（ＳｉＯ２、窒化ケイ素（ＳｉｘＮｙ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、又はフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）など）のうちの何れか一方の透明又は半透明の無機材料が含まれる。導電性ナノ粒子には、上で列記されるポリマー等の導電性ポリマー、金属（例えば、銀、金、ニッケル、クロム）、又は金属被覆された粒子が含まれ得る。マトリクスが導電性のものである場合、ナノ粒子は絶縁性、特に上記に示した絶縁性材料（例えばＳｉＯ２、窒化ケイ素、酸化亜鉛、又は他の絶縁性材料）からなるナノ粒子であってよい。
【００２５】
多層電極を使用する装置の基板は、ディスプレイ又は電子装置の作製に使用する任意のタイプの基板材料を含むことができる。基板は、例えばガラス又はその他の材料を使用することによって、剛性にすることができる。また基材は、例えばプラスチック又はその他の物質を使用することによって、曲線状又は可撓性にすることもできる。基材は、以下の代表的な材料：ガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、多環式オレフィン（ＰＣＯ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、及びポリウレタン（ＰＵ）、を使用して作製され得る。
【００２６】
基材に好適な他の材料には、クロロトリフルオロエチレン−フッ化ビニリデンコポリマー（ＣＴＦＥ／ＶＤＦ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、フッ素化エチレン−プロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ペルフルオロアルキル−テトラフルオロエチレンコポリマー（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ポリビニル（ＰＶＦ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー（ＴＦＥ／ＨＦＰ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデンターポリマー（ＴＨＶ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデンコポリマー（ＨＦＰ／ＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン−プロピレンコポリマー（ＴＦＥ／Ｐ）及びテトラフルオロエチレン−ペルフルオロメチルエーテルコポリマー（ＴＦＥ／ＰＦＭｅ）が含まれる。
【００２７】
その他の好適な基板には、バリアフィルム及びウルトラバリアフィルムが挙げられる。バリアフィルムの例が、米国特許第７，４６８，２１１号に記載されており、これは参照により全体が記載されているかのように本明細書に組み込まれる。ウルトラバリアフィルムとしては、例えば何れも参照により全体が記載されているかのように本明細書に組み込まれる、米国特許第５，４４０，４４６、同第５，８７７，８９５号、及び同第６，０１０，７５１号に述べられるような、ガラス又は他の適当な基板上に２種類の無機誘電体材料を多数の層として順次、真空蒸着することによって形成される多層フィルム、又は無機材料と有機ポリマーとの交互の層が挙げられる。
【００２８】
多層電極のＴＣＯには、以下の代表的な材料が挙げられる：ＩＴＯ；酸化スズ；酸化カドミウム（ＣｄＳｎ２Ｏ４、ＣｄＧａ２Ｏ４、ＣｄＩｎ２Ｏ４、ＣｄＳｂ２Ｏ６、ＣｄＧｅＯ４）；酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３、Ｇａ、ＧａＩｎＯ３（Ｓｎ、Ｇｅ）、（ＧａＩｎ）２Ｏ３）；酸化亜鉛（ＺｎＯ（Ａｌ）、ＺｎＯ（Ｇａ）、ＺｎＳｎＯ３、Ｚｎ２ＳｎＯ４、Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５、Ｚｎ３Ｉｎ２Ｏ６）；及び酸化マグネシウム（ＭｇＩｎ２Ｏ４、ＭｇＩｎ２Ｏ４−−Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５）。
【００２９】
上記に述べた各実施形態は介在層によって分離された２つの透明又は半透明の導電層を有するものであるが、図７及び８Ａに示されるように、所望の光学的及び電気的特性に応じて更なる透明又は半透明の導電層及び介在層を追加することができる。図７及び図８Ａに示される積層体７６及び積層体９０は、基材８８並びに単一電極として機能する以下の層：複数の透明又は半透明の導電層７８、導電層８２、及び導電層８６、導電層間の透明又は半透明の介在層８０及び介在層８４を含む。特定の装置に対して最適化又は調整された任意の数の層を電極が有するように導電層及び介在層の更なる層を追加することもできる。センサをディスプレイ積層体上に組み込むことも可能であり、ディスプレイ積層体に接触する層は、図７に示される導電層７８又は図８Ａに示される絶縁層９２（光学的に透明の接着剤等）に関して示されるように、必要に応じて、導電性又は絶縁性であり得る。更に、多層電極は、所望の最終用途のために、異なる光学特性に「調節」され得る。例えば、介在層の材料及び層の厚さは、ディスプレイがオフ状態での反射の減少等の所望の用途又は特性のために変えられ得る。
【００３０】
図７及び図８Ａが３つの導電層（及び２つの介在層）を有する多層電極を示す一方で、図８Ｂは、Ｘ電極及びＹ電極を有するマトリックス型タッチスクリーン上のノードの断面からの積層体９１を示し、電極のそれぞれは、３つの導電層積層体を有する。介在層８０及び介在層８４と連結する導電層７８、導電層８２、及び導電層８６は、例えば、Ｘ軸電極を備える。好適な光学的に透明の接着剤であり得る絶縁層９２又はＰＥＴの層は、Ｘ軸電極をＹ軸電極から分離し、それは、介在層８０ｂ及び介在層８４ｂと連結する導電層７８ｂ、導電層８２ｂ、及び導電層８６ｂからなる。この構造が１つの電極につき３つの導電層である一方で、所与の電極には３つの導電層、及び別の電極には３つより多い又は３つ未満の導電層等の他の配置が可能である。
【００３１】
多層電極は、電気泳動装置（Ｂｒｉｄｇｅｓｔｏｎｅのパウダーの使用を含む）、ポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）装置、並びに無機電界発光（ＩＥＬ）ディスプレイ及び照明装置等の、他のディスプレイ装置と共に使用され得る。電気泳動装置、ＰＤＬＣ装置、及びＩＥＬ装置の例は、それぞれ米国特許第７，３６５，９００号、同第５，６２９，７８３号、及び同第７，５３８，４８３号に記載されており、これらは何れも参照により全体が記載されているかのように本明細書に組み込まれる。Ｂｒｉｄｇｅｓｔｏｎｅのパウダーは、Ｂｒｉｄｇｅｓｔｏｎｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの「Ｑｕｉｃｋ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ−Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｓｐｌａｙ（ＱＲ−ＬＰＤ）」と題された公表文献及び更に米国特許第７，４９５，８２０号に記載されており、これらは参照により全体が記載されているかのように本明細書に組み込まれる。
【００３２】
図９ａ〜９ｃは、多層電極の種々の構成を示す。図９ａは、配線リード９００が角部のそれぞれに接続された状態のシート型の非パターン化多層電極９０１を示す。図９ｂは、棒状として構成される多層電極９０２を示し、図９ｃは、繰り返しのダイヤモンド形として構成される多層電極９０３を示す。
【実施例】
【００３３】
（実施例１）
図４に示される３層電極設計を有する電極基材を、図９ｃに示されるような複数の平行ダイヤモンド形の電極で製作した。３層電極は、１ロールの０．００５インチ（１２５マイクロメートル）の厚さのＰＥＴ上でスパッタリングしたＩＴＯ（２０ｎｍ）／ＳｉＡｌＯｘ（４２ｎｍ）／ＩＴＯ（２０ｎｍ）で構成された。
【００３４】
これらの試料のシート抵抗を測定して、約１２３オーム／スクエアにした。ＡＣ抵抗測定を以下の手順に従って測定した。水平及び垂直距離を、以下の表１に示されるように、水平に起動する１０個のセンサバー及び垂直に起動する１０個のセンサバー上で測定した。次に、以下の表２に示されるように、垂直のセンサシートの下部で、非パターン化ＩＴＯの矩形について測定した。電極基材上の測定を、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｇａｇｉｎｇ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｉｎｃ．ｏｆ  Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＵＳＡのＡｖａｎｔ  ６００  ＺＩＰを用いて行った。Ｆｌｕｋｅ  ７７  Ｓｅｒｉｅｓ  ＩＩ  Ｍｕｌｔｉ−Ｍｅｔｅｒ（Ｆｌｕｋｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｅｖｅｒｅｔｔ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＵＳＡ）を用いて、ＩＴＯバー及びＩＴＯ面積の抵抗測定を行った。ＩＴＯの抵抗を正確に測定するために、一切れの銅テープを両方の末端に接続させた。この一切れの銅テープは、ＩＴＯ面積の全幅を被覆し、高抵抗ＩＴＯに低抵抗経路を提供する。オーム／スクエアを求めるために、抵抗値を、幅で、又はダイヤモンドパターンの場合は平均幅で割った。７００オーム測定は、銅テープに接続するｚ軸接着剤の抵抗、並びにプローブの接続点が小さいことから、保守的な測定である。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
【表２】
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【００３７】
対角１９インチ（４８．３ｃｍ）のコンピュータモニタディスプレイの正面上での使用に好適なタッチセンサを、以下のように製作した：電極基材の２つの区分をロールから切断し、登録時、光学的に透明の接着剤（ＯＣＡ）を用いてガラス基材上で相互の上に直角に積層し、Ｘ軸多層電極９０６及びＹ軸多層電極９０５を示す図１０に示される形態のマトリックス電極センサを形成した。次に、センサ構造層は、以下：（典型的には、タッチ面としての役割を果たし、内在するディスプレイから最も遠い）ガラス、ＯＣＡ、ＰＥＴ電極基材、ＯＣＡ、及び交差したＰＥＴ電極基材である。電気的試験の大部分を、ガラスから外方に向くＰＥＴ表面上にＩＴＯ電極を有する原型上で行い、最も外側のＩＴＯ電極を保護するために、交差した電極基材の上にＯＣＡ及び未修正のＰＥＴの別の層を必要とした。ＩＴＯ電極をガラスから外方に向かせることで、原型試験において、電極層へのより容易な接続が可能になった。
【００３８】
（多層電極を有する）我々の原型センサ及び同様に設計された業者供給センサ（部品番号９８−０００３−３３６７−８、３Ｍ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｍｅｔｈｕｅｎ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ，ＵＳＡから入手可能）の光透過率は、両方とも９０％であった（８９．８〜９０．１％光透過（％Ｔ）の測定）。これらを、白色光を用いて明所視測定を提供するＢＹＫ  Ｇａｒｄｎｅｒ  ｈａｚｅ−ｇａｒｄ  ｐｌｕｓ  ｍａｃｈｉｎｅｓ（カタログ番号４７２５、ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ  ＵＳＡ，Ｃｏｌｕｍｂｉａ，Ｍａｒｙｌａｎｄ，ＵＳＡから入手可能）上で測定し、全体の可視的な波長を平均化した。反射率（％Ｒ）も測定した。結果を表３に示す。
【００３９】
【表３−１】
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【００４０】
【表３−２】
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【００４１】
【表３−３】
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【００４２】
３層電極設計は、良好な光学的性能と連結して、低いシート抵抗を可能にする。低屈折率の介在層のそれぞれが、隣接する透明の導電層間の電気的接触を可能とする。その結果、多層電極の導電率は全ての導電層を合わせた厚さによって決定される。上述の対角１９インチ（４８．３ｃｍ）のタッチセンサは、業者調達の４００オーム／スクエア以下のＩＴＯ電極と本質的に同一の（９０％以下）透過を有したが、例示的なセンサは、１２５オーム／スクエア以下のみのシート抵抗を有し、優れたセンサ信号の均一性を可能にした。
【００４３】
上述のセンサを、２００９年１１月１６日に出願された、同一出願人による及び同時係属特許出願米国第１２／６１８８７４号、Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｕｓｉｎｇ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｉｇｎａｌに記載されるように、２組の直交電極を、タッチセンサ制御装置及び信号処理電子機器に取り付けることによって試験した。タッチセンサを、ガラス側を上にしてフォームパッド上に設置した。ガラス上で少なくとも１０回の同時に起こる指タッチを、センサで正確に位置付けし、関連電子機器で表示した。
【００４４】
（実施例２）
２組の直交多層ＩＴＯ／ＳｉＡｌＯｘ／ＩＴＯ積層体で作製される１９インチ（４８．３ｃｍ）（対角）タッチセンサを、実施例１で用いた方法と同一の方法でＰＥＴフィルム上に製作した。センサを、２００９年５月２９日に出願された、同一出願人による及び同時係属特許出願米国第６１／１８２３６６号、Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  Ｍｕｌｔｉ−ｔｏｕｃｈ  Ｔｏｕｃｈ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｔｈｅｒｅｆｏｒに記載されるように、２組の直交電極を、タッチセンサ制御装置及び信号処理電子機器に取り付けることによって試験した。ガラス上で少なくとも１０回の同時に起こる指タッチを、センサで正確に位置付けし、関連電子機器で表示した。
【００４５】
原型センサが、上記の実施例１における光学測定によって示される光透過率と同一の光透過率を維持しながら、増加した導電率及び改善された信号対ノイズを提供することができることが見出された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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