(57)【要約】  タッチスクリーンパネルで使用される透明体を製作するプロセスが提供される。このプロセスは、第１の透明層スタック（１２）を透明基板（１４）の上に堆積させることであって、前記第１の透明層スタック（１２）が、第１の屈折率をもつ少なくとも第１の誘電体膜（１６）と、第１の屈折率と異なる第２の屈折率をもつ第２の誘電体膜（１８）とを含む、堆積させることと、第１の透明層スタック（１２）および構造化された透明導電膜（２２）がこの順序で基板（１４）の上に配置されるように構造化された透明導電膜（２２）を設けることであって、構造化された透明導電膜が１００オーム／スクエア以下のシート抵抗を有する、設けることと、タッチスクリーンパネルに層スタックを取り付けるように構成された透明接着剤を構造化された透明導電膜上に設けることとを含む。
2015518596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチスクリーンパネルで使用される透明体（１０）を製作する方法であって、
第１の透明層スタック（１２）を透明基板（１４）の上に堆積させることであり、前記第１の透明層スタック（１２）が、
第１の屈折率から第２の屈折率までの傾斜した屈折率をもつ第１の誘電体膜を含む層スタックと、
第１の屈折率をもつ少なくとも第１の誘電体膜（１６）と、前記第１の屈折率と異なる第２の屈折率をもつ第２の誘電体膜（１８）とを含む層スタックと
からなる群から選択される、堆積させることと、
構造化された透明導電膜（２２）を設けることであり、構造化された前記透明導電膜が１００オーム／スクエア以下のシート抵抗に対応する、設けることと、
前記タッチスクリーンパネルの隣接する構成要素に前記透明体を取り付けるように構成された透明接着剤を構造化された前記透明導電膜の上に設けることと
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の透明層スタックが構造化された前記透明導電膜の上に堆積されるか、または構造化された前記透明導電膜が前記基板上に堆積される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
構造化された前記透明導電膜を設けることが、構造化されていない堆積された透明導電膜をパターン化することを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の誘電体膜が少なくとも１．８の屈折率を有し、かつ前記第２の誘電体膜が１．５以下の屈折率を有する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記誘電体膜が、ＭＦスパッタリングによって、一般に、回転可能なターゲットからスパッタリングされ、前記透明導電膜が、ＤＣスパッタリングによって、一般に、回転可能なターゲットからスパッタリングされる、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
タッチスクリーンパネルで使用するように構成された透明体であって、
透明基板と、
前記透明基板の上に堆積された透明層スタックであり、前記透明層スタック（１２）が、
第１の屈折率から前記第１の屈折率と異なる第２の屈折率までの傾斜した屈折率をもつ第１の誘電体膜を含む層スタックと、
第１の屈折率をもつ少なくとも第１の誘電体膜（１６）、および前記第１の屈折率と異なる第２の屈折率をもつ第２の誘電体膜（１８）を含む層スタックと
からなる群から選択される、透明層スタックと、
前記透明基板の上に堆積された透明導電膜であり、構造化された前記透明導電膜が１００オーム／スクエア以下のシート抵抗に対応する、透明導電膜と、
前記透明導電膜の上に堆積された透明接着剤であり、前記タッチスクリーンパネルの隣接する構成要素に前記透明体を取り付けるように構成された、透明接着剤と
を含む、透明体。
【請求項７】
前記層スタックが取り付けられるべきである第２の透明基板をさらに含み、前記透明接着剤が前記第２の透明基板の屈折率と同様の屈折率を有する、請求項６に記載の透明体。
【請求項８】
前記透明基板が、剛体基板、フレキシブル基板、有機基板、無機基板、ガラス、プラスチックフォイル、偏光板材料基板、および四分の一波長リターダ基板からなる群から選択される、請求項６または７に記載の透明体。
【請求項９】
前記透明層スタックが屈折率整合層スタックであり、かつ／またはＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘ、ＡｌＯｘＮｙ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＭｇＦｘ、およびＮｂＯｘからなる群から選択される、請求項６ないし８のいずれか一項に記載の透明体。
【請求項１０】
前記透明導電膜が、２０ｎｍ以上、特に、５０ｎｍから１５０ｎｍの厚さを有する、請求項６ないし９のいずれか一項に記載の透明体。
【請求項１１】
前記透明導電膜がインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を含む、請求項６ないし１０のいずれか一項に記載の透明体。
【請求項１２】
前記透明接着剤が、光透過性接着剤ラミネートまたは液体光透過性接着剤である、請求項６ないし１１のいずれか一項に記載の透明体。
【請求項１３】
前記透明接着剤が１．３から１．７の屈折率を有する、請求項６ないし１２のいずれか一項に記載の透明体。
【請求項１４】
タッチスクリーンパネルで使用される透明体（１０）を製作するための堆積装置（６００）であって、前記堆積装置は、
第１の透明層スタック（１２）を基板（１４）の上に堆積させるように構成された第１の堆積アセンブリ（６２２）であり、前記第１の透明層スタック（１２）が、第１の屈折率をもつ少なくとも第１の誘電体膜（１６）、および前記第１の屈折率と異なる第２の屈折率をもつ第２の誘電体膜（１８）を含む、第１の堆積アセンブリ（６２２）と、
透明導電膜（２２）を堆積させるように構成された第２の堆積アセンブリ（６２４）と、
透明導電性接着剤を構造化された前記透明導電膜の上に設ける手段と
を含み、
前記第１の堆積アセンブリ（６２２）および前記第２の堆積アセンブリ（６２４）は、前記第１の透明層スタック（１２）および前記透明導電膜（２２）がこの順序で前記基板（１４）の上に配置されるように配列され、前記第１の堆積アセンブリ（６２２）または前記第２の堆積アセンブリのうちの少なくとも１つが、ターゲットに動作可能に結合されたスパッタリングシステムを含み、前記スパッタリングシステムが、前記ターゲットのスパッタリングによって、前記第１の誘電体膜（１６）、前記第２の誘電体膜（１８）、または前記透明導電膜（２２）のうちの少なくとも１つを堆積させるように構成される、装置。
【請求項１５】
前記第１の堆積アセンブリ（６２２２）および前記第２の堆積アセンブリ（６２４）が、前記第１の透明スタック（１２）および前記透明導電膜（２２）を、マグネトロンスパッタリング、一般に、回転可能なターゲットからのマグネトロンスパッタリングによって堆積させるように構成される、請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、タッチスクリーンパネルで使用される透明体を製作するためのプロセスおよびシステム、ならびにこれらのプロセスにより製造される透明体に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルまたはタッチスクリーンパネルは、表示区域内のタッチを検出し、位置を特定することができる特定の種類の電子視覚ディスプレイである。通例、タッチパネルは、スクリーンの上に配置され、タッチを感知するように構成された透明体を含む。そのような透明体は実質的に透明であり、その結果、スクリーンによって放出される可視スペクトルの光は透明体を通して送出されうる。少なくともいくつかの既知のタッチパネルは、基板の上に順に形成されたバリアおよび透明導体によって構成された透明体を含む。そのようなパネルの表示区域にタッチすると、通例、透明体の領域のキャパシタンスの測定可能な変化がもたらされる。キャパシタンスの変化は様々な技術を使用して測定することができ、その結果、タッチの位置を決定することができる。
【０００３】
タッチパネルで使用される透明体はいくつかの特定の要件に制約される。特に、１つの重要な要件は、透明体がスクリーンへの多数の接触および厳しい条件に耐えるために十分に安定であり、その結果、タッチスクリーンの信頼性がある期間にわたって損なわれないことである。しかし、頑健であると見なされるタッチスクリーンに含まれる少なくともいくつかの既知の透明体は、例えば透明体を形成する層の厚さ、組成物、および構造に起因して、透明体を通る光の適切な透過を妨げる。その上、例えば均一で欠陥のないバリアをもつ高品質のそのような安定な透明体を製造することは困難である。
【０００４】
さらに、タッチパネル用の様々なタイプの透明体があることが考慮されるべきである。キャパシタンスの変化を測定するための導電層が構造化導電層である透明体では、光学特性、例えばユーザへの見栄えに関する特定の考慮がなされなければならない。
【０００５】
考慮すべきさらなる側面はディスプレイの着実に増加しているサイズであり、上述の光学特性以上に、さらに、電気的特性がますます注目されている。それに関して、不可視物体を備え、導電率に関してパターン化され（タッチセンサ構造体のように）、従来の構造体と比較して強化された光学および電気性能を示す薄膜ベースフラットパネルディスプレイの設計およびタッチスクリーン技術が望まれる。
【０００６】
それ故に、可視スペクトルの光の適切な透過および改善された電気特性を損なうことなしに透明体が基板の上に安定に形成されるように、タッチパネルで使用される高品質透明体を形成するプロセスおよび装置が望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
上述に照らして、独立請求項１に記載の方法、独立請求項６に記載のデバイス、および独立請求項１４に記載の装置が提供される。本発明のさらなる態様、利点、および特徴は、従属請求項、説明、および添付図面から明らかである。
【０００８】
１つの実施形態によれば、タッチスクリーンパネルまたはディスプレイパネルで使用される透明体を製作するプロセスが提供される。このプロセスは、第１の透明層スタックを透明基板の上に堆積させることであって、前記第１の透明層スタックが、第１の屈折率をもつ少なくとも第１の誘電体膜と、第１の屈折率と異なる第２の屈折率をもつ第２の誘電体膜とを含む、堆積させることと、構造化された透明導電膜を設けることであって、構造化された透明導電膜が１００オーム／スクエア以下のシート抵抗に対応する、設けることと、タッチスクリーンパネルまたはディスプレイパネルの隣接する構成要素に層スタックを取り付けるように構成された透明接着剤を構造化された透明導電膜の上に施すこととを含む。代替実施形態によれば、第１の透明層スタックは、上述の第１の透明層スタックの代わりに、第１の屈折率から第２の屈折率までの傾斜した屈折率をもつ第１の誘電体膜を含む第１の透明層スタックとすることができる。
【０００９】
別の実施形態によれば、タッチスクリーンパネルまたはディスプレイパネルで使用するように構成された透明体が提供される。透明体は、透明基板と、透明基板の上に堆積された透明層スタックであって、第１の屈折率をもつ少なくとも第１の誘電体膜、および第１の屈折率と異なる第２の屈折率をもつ第２の誘電体膜を含む透明層スタックと、透明基板の上に堆積された透明導電膜であって、構造化された透明導電膜が１００オーム／スクエア以下のシート抵抗に対応する、透明導電膜と、透明導電膜の上に堆積された透明接着剤であって、タッチスクリーンパネルまたはディスプレイの隣接する構成要素に透明体を取り付けるように構成された、透明接着剤とを含む。代替実施形態によれば、透明層スタックは、上述の透明層スタックの代わりに、第１の屈折率から第２の屈折率までの傾斜した屈折率をもつ第１の誘電体膜を含む透明層スタックとすることができる。
【００１０】
別の実施形態によれば、タッチパネルで使用される透明体を製作するための堆積装置が提供される。この装置は、第１の透明層スタックを基板の上に堆積させるように構成された第１の堆積アセンブリであって、前記第１の透明層スタックが、第１の屈折率をもつ少なくとも第１の誘電体膜、および第１の屈折率と異なる第２の屈折率をもつ第２の誘電体膜を含む、第１の堆積アセンブリと、透明導電膜を堆積させるように構成された第２の堆積アセンブリとを含み、第１の堆積アセンブリまたは第２の堆積アセンブリのうちの少なくとも１つが、ターゲットに動作可能に結合されたスパッタリングシステムを含み、前記スパッタリングシステムが、ターゲットのスパッタリングによって、第１の誘電体膜、第２の誘電体膜、または透明導電膜のうちの少なくとも１つを堆積させるように構成される。
【００１１】
驚くべきことに、タッチパネルで使用される少なくともいくつかの既知の透明体と比較して追加の誘電体膜を有し、透明接着剤と組み合わせた屈折率の特性組合せをもち、本開示の実施形態に従って堆積され、膜のうちの少なくとも１つがターゲットのスパッタリングによって堆積される誘電体膜の組合せは、光の適切な透過をもたらすだけでなくある期間にわたって安定な性能をもたらす高品質透明体の製作を促進する。さらに、タッチパネルの既存の「不可視」透明体と比較して、抵抗を減少させることができ、それは、例えば、大面積タッチパネルに有用である。
【００１２】
実施形態は、さらに、開示するプロセスを実行し、説明するプロセスステップを行うための装置部品を含む装置に関する。その上、実施形態は、さらに、説明する装置が動作する、または説明する装置が製作される方法に関する。この方法は、装置の機能を実行するか、または装置の一部を製作するための方法ステップを含むことができる。方法ステップは、ハードウェア構成要素、ファームウェア、ソフトウェア、適切なソフトウェアでプログラムされたコンピュータによって、それらの任意の組合せによって、または任意の他の方法で行うことができる。
【００１３】
当業者向けの、本発明の最良の形態を含む、完全で実施可能な開示が、添付図の参照を含めて、本明細書の残りの部分により詳細には記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本明細書の実施形態による、タッチパネルで使用される例示的な透明体の概略図である。
【図１Ｂ】本明細書の実施形態による、タッチパネルで使用される例示的な透明体の概略図である。
【図２Ａ】本明細書の実施形態による、透明体が結合されるタッチパネルおよび光電子装置で使用されるさらなる例示的な透明体の概略図である。
【図２Ｂ】本明細書の実施形態による、透明体が接合されるタッチパネルおよび光電子装置で使用されるさらなる例示的な透明体の概略図である。
【図３Ａ】、
【図３Ｂ】、
【図３Ｃ】、及び
【図３Ｄ】本明細書の実施形態による、タッチパネルで使用される例示的な透明体の製作の概略図である。
【図４】、
【図５Ａ】、及び
【図５Ｂ】本明細書の実施形態による、タッチパネルで使用されるさらなる例示的な透明体の概略図である。
【図６】本明細書の実施形態による、タッチパネルで使用される例示的な透明体を堆積させるための装置の一部の概略図である。
【図７】本明細書の実施形態による、タッチパネルで使用される透明体を製作する方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、様々な実施形態が詳細に参照され、それらの１つまたは複数の例が図に示される。各例は、説明のために提供され、本発明の限定を意味しない。１つの実施形態の要素は、有利には、さらなる詳述なしに他の実施形態で利用することができると考えられる。
【００１６】
本明細書の実施形態によれば、第１の透明層スタック１２が、図１Ａに示すように、基板１４の上に堆積される。本明細書で使用する「基板」という用語は、インフレキシブル基板、例えば、ウエハ、またはサファイアなどのような透明結晶の薄片、またはガラス板と、ウエブまたはフォイルなどのフレキシブル基板との両方を包含するものとする。本明細書で使用する「透明な」という用語は、比較的低い散乱で光を透過し、その結果、例えば、構造体を通して透過される光を実質的に明瞭に見ることができるような構造体の性能を特に含むものとする。フレキシブル基板の場合には、基板１４はその上に形成される硬化被覆２４を有することが一般的である。
【００１７】
典型的な実施形態によれば、層スタックは、積み重ねて形成された（例えば、堆積によって）いくつかの膜で構成される。特に、本明細書の実施形態は、複数の誘電体膜、すなわち、電気を実質的に伝導しない膜で構成することができる第１の透明層スタックを堆積させることを含む。特に、図１Ａに例示的に示すように、第１の透明層スタック１２は、第１の誘電体膜１６と、第２の誘電体膜１８と、第３の誘電体膜２０とを含むことができる。それによって、第１の透明層スタックは、タッチパネルで使用されるバリアを構成することができる。
【００１８】
図１Ａに示すように、構造化透明導電性酸化物（ＴＣＯ）膜２２が、透明層スタックの上に設けられる。典型的な実施形態によれば、構造化ＴＣＯ層は、構造化ＴＣＯ層を設けるために、ＴＣＯ層を堆積させ、ＴＣＯ層をパターン化することによって設けることができる。代替として、構造化ＴＣＯ層を堆積させるために、マスクおよび／またはフォトレジストを設けることができる。
【００１９】
本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる典型的な実施形態によれば、透明導電性酸化物層は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層、ドープＩＴＯ層、不純物ドープＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、およびＣｄＯ、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３：Ｓｎ）、ＡＺＯ（ＺｎＯ：Ａｌ）、ＩＺＯ（ＺｎＯ：Ｉｎ）、ＧＺＯ（ＺｎＯ：Ｇａ）、多成分酸化物（ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、およびＳｎＯ２の組合せを含むかまたはそれらからなる）、少なくともＩＴＯ層と金属層とからの層スタック、例えば、ＩＴＯ／金属／ＩＴＯスタック、または金属／ＩＴＯ／金属スタックとすることができる。
【００２０】
タッチパネル用の従来の層スタックまたは透明体は、機能スクリーン（タッチスクリーンのような）をもたらすことができる。しかし、日光可読性の劣等と、下にあるディスプレイからの生成された画像に関するスクリーンの発色（反射率）および色変化と、機能スクリーンの構造化コア層（例えば、パターン化透明導電性酸化物、ＴＣＯ）からの可視パターンの過不足とが多くの場合に得られる。さらに、導電率が、大面積タッチパネル、例えば、７インチ以上の対角線をもつタッチパネル、特に、２０インチを超える対角線をもつタッチスクリーンで十分でないことがある。
【００２１】
透明層スタックの構造のために、透明体を通る光の最適透過を導電膜が損なわないことが促進される。特に、本明細書の実施形態による透明層スタックは、以下でさらに論じるように、導電膜、さらに構造化導電膜が反射色の中性に影響を与えないことを支援する。
【００２２】
本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる典型的な実施形態によれば、構造化ＴＣＯ層のシート抵抗は、１００オーム／スクエア以下、例えば、１０から５０オーム／スクエアである。一般に、シート抵抗はこの文脈において参照される物理量であるけれども、この値は十分に大きい面積をもつ、すなわち、小さいパターンでない層の抵抗を表す。構造化ＴＣＯパターン、例えば、ラインは、オーム単位の線抵抗に対応する。しかし、シート抵抗は、関連パラメータであり、試験区域の堆積によって決定することができ、またはパターン化構造体の抵抗および構造体形状寸法に基づいて決定もしくは計算することができる。それ故に、構造体層のシート抵抗を直接に（さらに間接的に）決定することができず、むしろ非構造化層の抵抗を参照するとしても、当業者は、構造化層の値に対応するシート抵抗にかかわることになる。
【００２３】
様々な実施形態によれば、ＴＣＯ膜、例えばＩＴＯは、比較的高い温度で、または代替としてより低い温度で堆積させることができ、後者の場合、シート抵抗などの所望の層特性を達成するために、堆積後のアニーリングステップを行うことができる。
【００２４】
それによって、例えば、２０ｎｍ以上、３０ｎｍ以上、４０ｎｍ以上、例えば５０ｎｍから１５０ｎｍのＴＣＯ層厚を利用することができる。追加としてまたは代替として、バルクＩＴＯで１３０〜４５０μΩｃｍ、すなわち、優れた電気特性である、様々なプロセス方式で生成されるＩＴＯの一般的な抵抗範囲よりも低い固有抵抗をもつが、劣った光学特性をもつ透明導電性酸化物が使用されることがある。例えば、構造化ＴＣＯ層が厚いほど容易に見える傾向があるので、シート抵抗の減少および／またはＴＣＯ層厚の増加は層スタックまたは透明体のさらなる改善への要望をもたらす。
【００２５】
本明細書で説明する実施形態によれば、そのような不可視物体、例えば、タッチセンサを製作する強化された構造体および方法が、パターン化ＴＣＯ厚およびその導電率への制限を越えるために提供される。ディスプレイなどに設けられる、本明細書で説明するような層スタックまたは透明体は、空気（屈折率１）の環境に置かれたときに不可視と見なされ、ＩＴＯ（「不可視」ＩＴＯ）などのＴＣＯ層をもつ区域とＴＣＯ層をもたない区域との間の光学的外観の差はごくわずかである。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、少なくとも物体の１つの側で隣接する媒体が１と異なる屈折率、例えば１．３から１．７を有するような方法で、例えば、ディスプレイに一体化されるかまたは装着される不可視物体のための様々なスタックおよび装着方式がある。この手段により、不可視スタックは２０オーム／スクエア以下のシート抵抗を支持することができ、それは、以前の構想と比較して光学的性能を損なうことなしに１０倍の改善である。
【００２６】
図１Ａに示すように、透明接着剤２４がＴＣＯ層２２の上に施される。典型的なオプションの実施態様によれば、透明接着剤は、１．３から１．７の屈折率、例えば、ガラス（１．４８）またはＰＭＭＡ（１．６）の屈折率に近い屈折率、したがって、さらなる例として、１．４８と１．６との間の範囲の屈折率をもつ光透過性接着剤ラミネートまたは液体光透過性接着剤とすることができる。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、透明接着剤２４は、９５％以上、９７％以上、またはさらに９９％以上の視覚透過率を有することができ、例えば、３％以下、２％以下、またはさらに１％以下の低いヘイズを有することができる。
【００２７】
本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる典型的な実施形態によれば、透明接着剤は、層スタックまたは透明体をタッチパネルまたはディスプレイパネル、例えば、透明体を利用することができる光電子装置（タッチスクリーン、タッチパネル、ディスプレイ、ディスプレイパネルなど）のいずれかの隣接する構成要素に取り付けるように構成することができる。
【００２８】
特に、より厚いＴＣＯ層をもつ層スタックまたは透明体の場合に空隙を設けていたタッチパネルディスプレイの以前の設計と比較して、本明細書で説明する実施形態は、少なくとも屈折率整合層スタック、例えば１つまたは複数の誘電体膜と、１００オーム／スクエア以下のシート抵抗を有する、屈折率整合層スタックの上のＴＣＯ層と、ＴＣＯ層上に設けられた、すなわち、ＴＣＯ層に接触する透明接着剤とを有する層スタックまたは透明体を提供する。それによって、本実施形態は、低抵抗をさらに可能にする「不可視」タッチパネル構造体を提供する。低抵抗「不可視」ＴＣＯパターンに対する解決策を得るための光接合は、ＴＣＯ層を上に有する構造体であって、この構造体がタッチスクリーンディスプレイの隣接する構成要素上に透明接着剤で結合される、例えば、光学的に結合される前の構造体を指す。透明接着剤を利用することによって、ＴＣＯパターンの最終パターン「不可視性」を達成することができる。
【００２９】
本明細書の実施形態によれば、構造化透明導電性酸化物膜２２は、図１Ｂに示すように、基板１４の上に堆積される。フレキシブル基板の場合には、基板１４はその上に形成された硬化被覆２４を有することが一般的である。典型的な実施形態によれば、構造化ＴＣＯ層は、構造化ＴＣＯ層を設けるために、ＴＣＯ層を堆積させ、ＴＣＯ層をパターン化することによって設けることができる。代替として、構造化ＴＣＯ層を堆積させるために、マスクおよび／またはフォトレジストを設けることができる。
【００３０】
本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる典型的な実施形態によれば、透明導電性酸化物層は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層、ドープＩＴＯ層、不純物ドープＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、およびＣｄＯ、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３：Ｓｎ）、ＡＺＯ（ＺｎＯ：Ａｌ）、ＩＺＯ（ＺｎＯ：Ｉｎ）、ＧＺＯ（ＺｎＯ：Ｇａ）、多成分酸化物（ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、およびＳｎＯ２の組合せを含むかまたはそれらからなる）、少なくともＩＴＯ層と金属層とからの層スタック、例えば、ＩＴＯ／金属／ＩＴＯスタック、または金属／ＩＴＯ／金属スタックとすることができる。
【００３１】
屈折率整合層スタックなどの層スタックが、ＴＣＯ膜２２の上に設けられる。典型的な実施形態によれば、層スタックは、積み重ねて形成された（例えば、堆積によって）いくつかの膜で構成される。特に、本明細書の実施形態は、複数の誘電体膜、すなわち、電気を実質的に伝導しない膜で構成することができる第１の透明層スタックを堆積させることを含む。特に、第１の透明層スタック１２は、図１Ｂに例示的に示し、図１Ａに関してより詳細に説明したように、第１の誘電体膜１６と、第１の誘電体膜１６と、第３の誘電体膜２０とを含むことができる。それによって、第１の透明層スタックは、タッチパネルで使用される構造化ＴＣＯ膜のためのパッシベーションを構成することができる。
【００３２】
図１Ｂに示すように、透明接着剤２４が透明層スタック１２の上に設けられる。典型的なオプションの実施態様によれば、透明接着剤は、１．３から１．７の屈折率、例えば、ガラス（１．４８）またはＰＭＭＡ（１．６）の屈折率に近い屈折率、したがって、さらなる例として、１．４８と１．６との間の範囲の屈折率をもつ光透過性接着剤ラミネートまたは液体光透過性接着剤とすることができる。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、透明接着剤２４は、９５％以上、９７％以上、またはさらに９９％以上の視覚透過率を有することができ、例えば、３％以下、２％以下、またはさらに１％以下の低いヘイズを有することができる。
【００３３】
さらなる実施形態によれば、構造化ＴＣＯ膜および誘電体膜を、上述の図１Ａに関して説明したのと同様に設けることができる。本明細書で説明する実施形態によれば、透明層スタックおよび構造化された透明導電膜は共に基板の上で基板と透明接着剤との間に設けられる。その上、屈折率整合スタックおよび透明導電膜の順序を入れ換えることができる。しかし、典型的な実施形態によれば、透明導電膜は、基板、または硬化被覆などで被覆された基板に、すなわち、誘電体膜なしに設けられるが、それは、そのようにすると、透明導電膜の構造化を簡単化できるからである。
【００３４】
図２Ａに示すように、透明接着剤２４は、例えば、基板１４、層スタック１２、および構造化ＴＣＯ層２２を有するタッチパネル層スタックをディスプレイに結合するために設けられる。図２Ａにおいて、ディスプレイは、色フィルタ３２およびピクセルアレイまたはディスプレイ３４によって例示的に示される。それに関して、透明体１０は、図１Ａと比較して反転して示されている。それ故に、基板１４は、例えば、タッチパネルディスプレイのカバーレンズとすることができる。カバーレンズという用語は、一般に、タッチパネルの一番上のガラスとして使用される。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、透明体１０は、色フィルタガラスに、ディスプレイ構造体の偏光板に、または液晶ディスプレイ構造体自体に透明接着剤、例えばＯＣＡ（光透過性接着剤）で結合させることができる。
【００３５】
図２Ｂに示すように、透明接着剤２４は、例えば、基板１４、構造化ＴＣＯ層２２、および層スタック１２を有するタッチパネル層スタックをディスプレイに接合させるために施される。図２Ｂにおいて、ディスプレイは、色フィルタ３２およびピクセルアレイまたはディスプレイ３４によって例示的に示される。それによって、透明体１０は、図１Ａおよび１Ｂと比較して反転して示されている。それ故に、基板１４は、例えば、タッチパネルディスプレイのカバーレンズとすることができる。カバーレンズという用語は、一般に、タッチパネルの一番上のガラスとして使用される。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、透明体１０は、色フィルタガラスに、ディスプレイ構造体の偏光板に、または液晶ディスプレイ構造体自体に透明接着剤、例えばＯＣＡ（光透過性接着剤）で接合させることができる。
【００３６】
本発明による実施形態は、基板、例えばカバーガラスと、多層のスタックとで構成され、ディスプレイの上に透過性接着剤で、すなわち、空隙なしに、装着される層スタックまたは透明体に関する。層スタックは、高い屈折率および低い屈折率をもつ透明絶縁材料（ＳｉＯｘ、ＴｉＯｘ、ＮｂＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘ、ＡｌＯｘＮｙ、ＭｇＦ２、ＴａＯｘのような）と、透明導電性酸化物、例えば、ＩＴＯのような透明導電性材料とを含む。実施態様によれば、層被覆または層堆積の方法は化学気相堆積または物理的気相堆積とすることができる。
【００３７】
様々な例によれば、層スタックまたは透明体は以下のように製作することができ、最終ＴＳＰ（タッチスクリーンパネル）／ディスプレイ製品内の改善された視覚不可視性、透過率、および耐変色性と、減少した電気抵抗とを提供することができる。基板、例えば、０．１ｍｍ以上、例えば０．５ｍｍから０．７ｍｍ、または約０．３ｍｍの厚さを有するガラスなどのカバーレンズ上に層が続いて堆積される通りに、層は番号付けされる。層１：１００〜５００ｎｍ厚のＳｉＯｘ、例えば、２９０ｎｍのＳｉＯ２。層２：５〜５０ｎｍ厚のＮｂＯｘ、例えば、７．５ｎｍ厚のＮｂ２Ｏ５。層３：１００〜６００ｎｍ厚のＳｉＯｘ、例えば、３３０ｎｍ厚のＳｉＯ２。層４：３０〜３００ｎｍ厚（パターニングの前）、例えば１４５ｎｍのＩＴＯ、ここで、中間階段が、ＩＴＯパターニングによって、例えば、ＩＴＯが完全に除去される場所をもたらすフォトリソグラフィによって設けられる。スタックは、ディスプレイの上に、例えば、色フィルタガラス、もしくはＬＣＤの色フィルタガラスの偏光板の上に、またはディスプレイの最終外側ガラスの上にラミネートされる。これは、例えば、３８０ｎｍと７８０ｎｍとの間の範囲においておよそ１．４から１．６、例えば１．４５〜１．５０の屈折率をもつ透明接着剤、例えば光透過性接着剤（ＯＣＡ）またはラミネーションフォイルを使用することによって達成される。それによって、最終タッチスクリーンディスプレイ（一緒に装着されたタッチスクリーンおよびディスプレイ）の性能は改善される。
【００３８】
別の例によれば、層スタックまたは透明体は以下のように製作することができ、最終ＴＳＰ（タッチスクリーンパネル）／ディスプレイ製品内の改善された視覚不可視性、透過率、および耐変色性と、減少した電気抵抗とを提供することができる。基板、例えば、０．１ｍｍ以上、例えば０．５ｍｍから０．７ｍｍ、または約０．３ｍｍの厚さを有するガラスなどのカバーレンズ上に層が続いて堆積される通りに、層は番号付けされる。層１：３〜１５ｎｍ厚のＮｂＯｘ、例えば、６．５ｎｍ厚のＮｂ２Ｏ５。層２：３０〜１００ｎｍ厚のＳｉＯｘ、例えば、４６ｎｍ厚のＳｉＯ２。層３：５〜２０ｎｍ厚のＮｂＯｘ、例えば、９ｎｍ厚のＮｂ２Ｏ５。層４：５０〜３００ｎｍ厚（パターニングの前）、例えば１０７ｎｍのＩＴＯ、ここで、中間階段が、ＩＴＯパターニングによって、例えば、ＩＴＯが完全に除去される場所をもたらすフォトリソグラフィによって設けられる。スタックは、ディスプレイの上に、例えば、色フィルタガラス、もしくはＬＣＤの色フィルタガラスの偏光板の上に、またはディスプレイの最終外側ガラスの上にラミネートされる。これは、例えば、３８０ｎｍと７８０ｎｍとの間の範囲においておよそ１．４から１．６、例えば１．４５〜１．５０の屈折率をもつ透明接着剤、例えば光透過性接着剤（ＯＣＡ）またはラミネーションフォイルを使用することによって達成される。それによって、最終タッチスクリーンディスプレイ（一緒に装着されたタッチスクリーンおよびディスプレイ）の性能は改善される。
【００３９】
別の例によれば、層スタックまたは透明体は以下のように製作することができ、最終ＴＳＰ（タッチスクリーンパネル）／ディスプレイ製品内の改善された視覚不可視性、透過率、および耐変色性と、減少した電気抵抗とを提供することができる。基板、例えば、０．１ｍｍ以上、例えば０．５ｍｍから０．７ｍｍ、または約０．３ｍｍの厚さを有するガラスなどのカバーレンズ上に層が続いて堆積される通りに、層は番号付けされる。層１：５０〜３００ｎｍ厚（パターニングの前）、例えば１０３ｎｍのＩＴＯ、ここで、中間階段が、ＩＴＯパターニングによって、例えば、ＩＴＯが完全に除去される場所をもたらすフォトリソグラフィによって設けられる。層２：５〜２０ｎｍ厚のＮｂＯｘ、例えば、９ｎｍ厚のＮｂ２Ｏ５。層３：３０〜１００ｎｍ厚のＳｉＯｘ、例えば、４６ｎｍ厚のＳｉＯ２。層４：３〜１５ｎｍ厚のＮｂＯｘ、例えば、６．５ｎｍ厚のＮｂ２Ｏ５。スタックは、ディスプレイの上に、例えば、色フィルタガラス、もしくはＬＣＤの色フィルタガラスの偏光板の上に、またはディスプレイの最終外側ガラスの上にラミネートされる。これは、例えば、３８０ｎｍと７８０ｎｍとの間の範囲においておよそ１．４から１．６、例えば１．４５〜１．５０の屈折率をもつ透明接着剤、例えば光透過性接着剤（ＯＣＡ）またはラミネーションフォイルを使用することによって達成される。それによって、最終タッチスクリーンディスプレイ（一緒に装着されたタッチスクリーンおよびディスプレイ）の性能は改善される。
【００４０】
さらなる別の例によれば、層スタックまたは透明体は以下のように製作することができ、最終ＴＳＰ（タッチスクリーンパネル）／ディスプレイ製品内の改善された視覚不可視性、透過率、および耐変色性と、減少した電気抵抗とを提供することができる。基板、例えば、０．１ｍｍ以上、例えば０．５ｍｍから０．７ｍｍ、または約０．３ｍｍの厚さを有するガラスなどのカバーレンズ上に層が続いて堆積される通りに、層は番号付けされる。層１：３〜１５ｎｍ厚のＮｂＯｘ、例えば、６ｎｍ厚のＮｂ２Ｏ５。層２：３０〜１００ｎｍ厚のＳｉＯｘ、例えば、４６ｎｍ厚のＳｉＯ２。層３：５〜２０ｎｍ厚のＮｂＯｘ、例えば、９ｎｍ厚のＮｂ２Ｏ５。層４：５０〜３００ｎｍ厚（パターニングの前）、例えば１０１ｎｍのＩＴＯ、ここで、中間階段が、ＩＴＯパターニングによって、例えば、ＩＴＯが完全に除去される場所をもたらすフォトリソグラフィによって設けられる。層５：１５０〜３００ｎｍ厚のＳｉＯｘ、例えば、１７０ｎｍのＳｉＯ２。スタックは、ディスプレイの上に、例えば、色フィルタガラス、もしくはＬＣＤの色フィルタガラスの偏光板の上に、またはディスプレイの最終外側ガラスの上にラミネートされる。これは、例えば、３８０ｎｍと７８０ｎｍとの間の範囲においておよそ１．４から１．６、例えば１．４５〜１．５０の屈折率をもつ透明接着剤、例えば光透過性接着剤（ＯＣＡ）またはラミネーションフォイルを使用することによって達成される。それによって、最終タッチスクリーンディスプレイ（一緒に装着されたタッチスクリーンおよびディスプレイ）の性能は改善される。
【００４１】
例えば、タッチセンサで使用されるＩＴＯ厚は、２０オーム／スクエア以下、またはさらに１５オーム／スクエアの非常に低いシート抵抗を可能にする。そのように装着されたタッチスクリーンディスプレイの典型的な視覚反射率は、ｙ＊＜６％、またはさらにｙ＊＜５．５％で記述することができ、ＩＴＯのない区域と１４５ｎｍＩＴＯをもつ区域との差は、０．２％未満、またはさらに０．１％未満である。このシステムの色値は、絶対値としてほぼ１．０以下、またはさらに０．３以下であるａ＊、ｂ＊とすることができ、ＩＴＯのない区域と１４５ｎｍＩＴＯをもつ区域との間の差は０．３未満である。タッチスクリーンの背後のディスプレイから生じる光が視聴者に達する透過率値も非常に良好な値を示し、｜ａ＊｜および｜ｂ＊｜＜０．５（ＩＴＯをもつ区域とＩＴＯのない区域との間の色差が＜０．５であるａ＊、ｂ＊）を示し、視覚透過率は、Ｙ＊＞９３％、またはさらにＹ＊＞９５％とすることができ、ＩＴＯをもつ区域とＩＴＯのない区域との間のＹ＊差は＜３％である。一般に、厚いパターン化ＩＴＯ、誘電体層、および透過性接着剤をもつこれらのスタックは、スタックおよび一体化設計により、さらに、１４０°の観視範囲（垂直の通常観視方向に対して±７０°）までのＩＴＯパターン不可視性が可能になるとともに、この範囲内で視覚反射率が常に３％未満であるようにすることができる。ＩＴＯをもつ区域とＩＴＯのない区域との間の色差は、ａ＊およびｂ＊値が負で、｜ａ＊｜および｜ｂ＊｜が依然として２未満である場合に６０°までの観視範囲で視覚的に無視できる。
【００４２】
本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる典型的な実施形態によれば、基板に堆積される第１の誘電体膜は、一般に、例えば少なくとも１．８の屈折率をもつ高屈折率層でありうる。例えば、ニオブ酸化物含有膜は、第１の誘電体膜として基板に堆積させることができる。
【００４３】
本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、１４５ｎｍ未満、例えば、７５ｎｍなどの３０ｎｍから１３０ｎｍのＴＣＯ厚は、上述の値のようにさらにより良好な光学的性能および不可視性特性をもたらすことになる。
【００４４】
さらなる典型的な実施形態によれば、誘電体膜１６、１８、および２０は、酸化物、窒化物、または酸窒化物を含む層とすることができ、それぞれの酸化物、窒化物、または酸窒化物は、少なくとも７０重量％、一般的には少なくとも９０重量％のそれぞれの酸化物化合物、窒化物化合物、または酸窒化物化合物を含む。それによって、以下で説明するように、高い透明度の層構造体または改善された透過特性をもつ層構造体のいずれかを提供することができる。
【００４５】
より具体的には、本明細書の実施形態によれば、第１の、オプションとして、第３の誘電体膜、またはさらなる誘電体膜は、Ｎｂ２Ｏ５、Ｓｉ３Ｎ４などからなる第２の誘電体膜よりも低い屈折率を有する、例えばＳｉＯ２からなる膜とすることができる。しかし、低い屈折率膜からの開始は、いくつかの特定の場合にのみ有益なオプションとなりうる。上述のように、一般に、基板上に設けられる第１の誘電体層は高い屈折率を有する。本明細書の実施形態に従って製作された透明体の第１の透明層スタック、例えば３層タイプスタックは、タッチパネルで使用される少なくともいくつかの既知の透明体と比較しての追加の誘電体膜と、異なる屈折率をもつ膜の独特な組合せとを考慮して、透明体を通る光の適切な透過を容易にするバリアを提供する。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる典型的な実施形態によれば、例えば１．５０よりも低い、またはより具体的には１．４７よりも低い、またはさらにより具体的には１．４５よりも低いより低い屈折率をもつ誘電体膜と、例えば、少なくとも１．８０、またはより具体的には少なくとも２．１０、またはさらにより具体的には少なくとも２．４０のより高い屈折率をもつ誘電体膜とが、交互に設けられる。それに関して、より低い屈折率を有する膜は、ＳｉＯｘ、ＭｇＦｘ、ＳｉＯｘＮｙなどを含む膜によって設けることができる。例えば、より高い屈折率を有する膜は、ＮｂＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘ、ＡｌＯｘＮｙ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘなどを含む膜によって設けることができる。
【００４６】
本明細書で説明する実施形態によれば、透明体１０は、限定はしないが、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、特に、結晶性ＩＴＯまたは１００オーム／スクエア以下のシート抵抗をもつＩＴＯなどの透明導電膜２２を含む。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる様々な実施形態によれば、一般に、結晶性ＩＴＯでは組成物９７％Ｉｎ２Ｏ３および３％ＳｎＯ２をもつＩＴＯ、および／または非結晶性ＩＴＯでは組成物９０％Ｉｎ２Ｏ３および１０％ＳｎＯ２をもつＩＴＯを使用することができる。
【００４７】
図３は、例えば、タッチパネルディスプレイで使用することができる透明層スタックまたは透明体の製作を示す。図３Ａに示すように、層スタック１２が透明基板１４の上に設けられる。様々な実施形態によれば、透明基板は、フレキシブル基板もしくは剛体基板、有機基板または無機基板とすることができ、ガラスまたはフォイルとすることができ、直線または円偏光、四分の一波長リターダ（ｌａｍｂｄａ  ｑｕａｒｔｅｒ  ｒｅｔａｒｄｅｒ）、または非偏光であるような他の特性を有することができる。一般に、透明基板は、３８０ｎｍから７８０ｎｍの可視範囲で高度の透明度を有することができる。
【００４８】
さらなる例によれば、透明基板１４は、ガラス（フレキシブルまたは剛体）およびプラスチック（フレキシブルまたは剛体）を含むことができ、それらはさらに、薄膜層、硬化被覆もしくはラッカー、直線もしくは円偏光板材料、または四分の一波長リターダで既に覆っていてもよい。特に、ガラス基板では、ガラス基板への堆積プロセスおよび製作方法は、プラスチック基板と比較してより高い温度で行うことができる。例えば、１５０℃以上の温度、またはさらに３００℃などの２００℃以上の温度を、ガラス基板上にタッチパネルディスプレイ用透明体を製作するのに利用することができる。
【００４９】
本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、層スタック１２は、一般に、少なくとも第１および第２の誘電体膜を有する屈折率整合層スタックであり、第１の屈折率は第１の誘電体膜によって与えられ、第２の屈折率は第２の誘電体膜によって与えられ、第２の屈折率は第１の屈折率とは異なる。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる例示的な実施態様によれば、屈折率の連続的変化、または準連続的（例えば、小さい階段をもつ階段様）変化を透明層スタック１２に発生させることができるように、第１の誘電体膜、第２の誘電体膜、および複数のさらなる誘電体膜を堆積させることができる。これは、屈折率が傾斜した１つの誘電体層と呼ばれることもある。典型的な実施態様によれば、誘電体膜は、化学気相堆積または物理的気相堆積、例えば、スパッタリングもしくは蒸発によって製作することができる。代表例は、高い屈折率および低い屈折率をもつ絶縁材料、例えば、ＳｉＯｘ、ＴｉＯｘ、ＮｂＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘ、ＡｌＯｘＮｙ、ＴａＯｘ、およびそれらの組合せとすることができる。
【００５０】
図３Ａに示すように、透明導電性酸化物層３２２が層スタック１２の上に堆積される。本明細書で説明する実施形態によれば、透明導電層スタックは、層厚の増加または層材料の固有抵抗の減少を行うことによって増加した導電率を有する。それによって、例えば、４０ｎｍ以上、例えば５０ｎｍから１５０ｎｍのＴＣＯ層厚を利用することができる。
【００５１】
本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、透明導電性酸化物層は、１つまたは複数の透明導電性酸化物膜を有する透明導電性酸化物層スタックとして設けることもできる。製作の間、透明導電性酸化物膜または透明導電膜スタックは、堆積の間または後、例えば、熱加熱によって、またはＲＴＰフラッシュライトによって加熱することができる。一般に、透明導電性酸化物は、８０℃以上の温度に加熱することができる。透明導電性酸化物膜の製作は、化学気相堆積または物理的気相堆積、例えばスパッタリングもしくは蒸発で行うことができる。製作の高い歩留を与えるために、例えば、回転可能なターゲットからの透明導電性酸化物層のＤＣスパッタリングを行うことができる。透明導電性酸化物または透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層スタックの代表例は、ＩＴＯ、ドープＩＴＯ、不純物ドープＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、およびＣｄＯ、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３：Ｓｎ）、ＡＺＯ（ＺｎＯ：Ａｌ）、ＩＺＯ（ＺｎＯ：Ｉｎ）、ＧＺＯ（ＺｎＯ：Ｇａ）、多成分酸化物（ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、およびＳｎＯ２の組合せを含むかまたはそれらからなる）、少なくともＩＴＯ層と金属層とからの層スタック、例えば、ＩＴＯ／金属／ＩＴＯスタック、または金属／ＩＴＯ／金属スタックとすることができる。
【００５２】
図３Ｂに示すように、透明導電性酸化物層３２２（図３Ａを参照）を構造化して、構造化透明導電性酸化物層２２を設ける。構造化ＴＣＯ層は、構造化ＴＣＯ層を設けるためにＴＣＯ層を堆積させ、ＴＣＯ層をパターン化することによって設けることができる。さらに、構造化ＴＣＯ層を堆積させるために、マスクおよび／またはフォトレジストを設けることができる。
【００５３】
図３Ｃおよび３Ｄは、透明体がディスプレイ３４に接合されたときに透明層スタック１２とともに構造化透明導電性酸化物層２２の不可視性を実現するための光透過性接着剤などの透明接着剤２４を示す。様々な実施形態によれば、透明接着剤は、第２の基板または偏光板、すなわち、ディスプレイ３４の基板または偏光板に近い屈折率をもつ光透過性接着剤ラミネートまたは液体光透過性接着剤とすることができる。例えば、屈折率は、例えば１．４８と１．６との間の範囲のガラスの屈折率（１．４８）またはＰＭＭＡの屈折率（１．６）に近くすることができる。さらなる実施形態によれば、透明接着剤は、９５％以上、９７％以上、またはさらに９９％以上の視覚透過率および／または３％以下、２％以下、またはさらに１％以下の低いヘイズを有することができる。
【００５４】
本明細書で説明する実施形態によれば、構造化ＴＣＯ層、例えばＩＴＯ層と、屈折率整合層と、ディスプレイ、色フィルタ、電気−光学装置などに接合させるように構成された透明接着剤とは、屈折率整合層と透明接着剤とがＴＣＯの構造体の不可視性を本質的に実現するように設けられる。したがって、層スタックまたは透明体、例えばタッチパネル層スタックは、改善された視覚および電気特性を伴ってディスプレイ装置に接合するかまたは一体化することができる。
【００５５】
図４は、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態を示す。図４に示すように、例えばタッチパネルで使用することができる透明体の基板が提供される。基板は、例えば、透明タッチ本体がディスプレイなどのような電気−光学装置に結合された後、カバーレンズとすることができる。図４に関して説明する実施形態は、透明層スタックを形成する４つの誘電体層１６、１８、２０、および４１６を含む。透明層スタックの上に、構造化された透明導電膜２２が設けられる。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる典型的な実施形態によれば、透明導電性酸化物膜は、ＤＣスパッタリングによって回転可能なターゲットから堆積されるＴＣＯ層とすることができる。しかし、他の堆積技法を適用することもできる。回転可能なターゲットからのスパッタリングは、例えば、大面積デバイスの製作に有用である。
【００５６】
いくつかの実施形態によれば、大面積基板またはそれぞれのキャリア（キャリアは複数の基板を有する）は、少なくとも０．１７４ｍ２のサイズを有することができる。一般に、サイズは、約０．６７ｍ２（０．７３×０．９２ｍ−Ｇｅｎ  ４．５）から約８ｍ２まで、より一般には、約２ｍ２から約９ｍ２まで、またはさらに１２ｍ２までとすることができる。一般に、本明細書で説明する実施形態による構造体、カソードアセンブリなどの装置、および方法があてがわれる基板またはキャリアは、本明細書で説明するような大面積基板である。例えば、大面積基板またはキャリアは、約０．６７ｍ２基板（０．７３×０．９２ｍ）に対応するＧＥＮ  ４．５、約１．４ｍ２基板（１．１ｍ×１．３ｍ）に対応するＧＥＮ  ５、約４．２９ｍ２基板（１．９５ｍ×２．２ｍ）に対応するＧＥＮ  ７．５、約５．７ｍ２基板（２．２ｍ×２．５ｍ）に対応するＧＥＮ  ８．５、またはさらに約８．７ｍ２基板（２．８５ｍ×３．０５ｍ）に対応するＧＥＮ  １０とすることができる。ＧＥＮ  １１およびＧＥＮ  １２などのさらに大きい世代および対応する基板面積を同様に実施することができる。
【００５７】
屈折率整合層スタック１２は、図４に示すように、透明体をディスプレイなどに接合させるための透明接着剤２４とともに、光学特性の改善をもたらす。ＴＣＯ層の構造は、透明層スタックおよび透明接着剤のおかげでそのような装置のユーザには本質的に不可視である。本明細書で説明する実施形態によれば、これは、１００オーム／スクエア以下のシート抵抗を有する透明導電膜、例えば、４０ｎｍ以上またはさらに１００ｎｍ以上の透明導電性酸化物層を可能にすることができる。
【００５８】
本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる様々な実施形態によれば、２つ以上の誘電体層を透明層スタック１２に設けることができる。
【００５９】
さらなる実施形態によれば、２つ以上の層は、例えば、層スタックの屈折率の勾配が設けられるような複数の誘電体層または膜とすることができる。例えば、第１の誘電体膜は第１の屈折率で設けることができ、屈折率は透明層スタックのさらなる堆積の間に変化させることができる。この変化は、連続的または階段様とすることができる。それ故に、屈折率を透明層スタック中で得ることができるさらなる誘電体膜（１６〜２０、４１６）を設けることができる。それに関して、例えば、ＳｉＯｘＮｙを堆積させることができ、酸素および窒素の量は、ｙ＝１からｙ＝０まで、およびｘ＝０からｘ＝２まで、または逆も同様に連続的にまたは階段的に変えられる。
【００６０】
上述のように、本明細書で説明するいくつかの実施形態によれば、屈折率整合層スタックとして働く透明層スタックの膜と透明導電性接着剤とは、それぞれ、構造化ＴＣＯ層またはＴＣＯ層を含む構造化層スタックのパターニングが光電子装置、例えばタッチパネルのユーザには本質的に不可視と見えるような屈折率を備える。しかし、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、透明接着剤の屈折率整合機能は、さらに、透明導電膜と透明接着剤との間に設けられるさらなる誘電体膜で実現することができる。本発明の典型的な実施態様によれば、透明導電膜上に設けられる、例えば透明導電膜に接触するさらなる誘電体層は、低い屈折率をもつ誘電体膜とすることができる。例えば、屈折率は１．５以下とすることができる。そのような実施形態のさらなるオプションの変形によれば、１つまたは複数のさらなる誘電体膜を透明導電膜の上に堆積させることができる。一般に、１つまたは複数の誘電体膜は、ＳｉＯｘ、ＴｉＯｘ、ＮｂＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘ、ＡｌＯｘＮｙ、ＴａＯｘ、およびそれらの組合せからなる群から選択することができる。したがって、本明細書で説明するプロセスは、そのような層の１つまたは複数のさらなる堆積ステップを含むことができ、製作するための装置は、そのような層を堆積させるための１つまたは複数のさらなる堆積アセンブリを含むことができる。
【００６１】
本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、透明層スタック１２および透明導電膜の組合せは、２回、３回、またはさらに４回繰り返すことができる。透明導電膜の各々について、パターン構造および／またはパターン方向は、別の構造化ＴＣＯ層と比較して異なることができる。さらに、非パターン化または非構造化ＴＣＯ層を屈折率整合目的などのために利用することができる。図５Ａは、基板１４の上に堆積された透明層スタック１２を示す。構造化された透明導電膜２２が、透明層スタック１２上に設けられる。その後、さらなる透明層スタック５１２、例えば１つ、２つ、またはそれを超える誘電体膜を含む屈折率整合層スタックが堆積される。そこで、異なる屈折率が、隣接する膜に対して与えられる。第２の透明導電膜５２２が、第２の透明層スタック５１２の上に設けられる。図５Ａに示す断面は、第２の透明導電膜５２２の構造化を示していない。しかし、構造化は、紙の面と異なる方向に適用することができる。透明接着剤２４が、透明導電膜５２２上に与えられ、ディスプレイなどのような電気−光学装置に透明体を接合させるように構成される。
【００６２】
本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、透明層スタック１２と透明導電膜との組合せは、別の誘電体層５２によってさらに支援される。さらに、非パターン化または非構造化ＴＣＯ層を屈折率整合目的などのために利用することができる。図５Ｂは、基板１４の上に堆積された透明層スタック１２を示す。構造化された透明導電膜２２が、透明層スタック１２上に設けられる。その後、さらなる誘電体層５２、例えば屈折率整合層が堆積される。そこで、異なる屈折率が、隣接する膜に対して与えられる。それによって、屈折率整合のためには必要でないか、または屈折率整合にそれほど関連しない透明接着剤を使用することが可能となり、その結果、接着剤の選択の数を増やすことができる。
【００６３】
いくつかの実施形態によれば、第１の透明層スタック、透明導電膜、および透明接着剤は、製作された透明体のａ＊およびｂ＊値が１．５、または特に１、またはより具体的には０．７、またはさらに具体的には０．２未満であるように堆積される。特に、本明細書の実施形態によれば、第１の透明層スタック、透明導電膜、および透明接着剤によってのみ形成され、実質的に透明な基板の上に置かれた構造体のａ＊およびｂ＊値は、これらの値を採用することができる。
【００６４】
図６は堆積装置６００を示す。例示的に、層を中で堆積させるための１つの真空チャンバ６０２が示される。図６に示すように、さらなるチャンバをチャンバ６０２に隣接して設けることができる。真空チャンバ６０２は、バルブハウジング６０４およびバルブユニット６０５を有するバルブによって隣接するチャンバから分離することができる。それによって、基板１４が上にあるキャリア６１４が、矢印１で示すように、真空チャンバ６０２に挿入された後、バルブユニット６０５は閉じることができる。それ故に、真空チャンバの雰囲気は、例えばチャンバ６０２に接続された真空ポンプを用いて工業的真空（ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｖａｃｕｕｍ）を発生させることによって、および／またはチャンバの堆積領域にプロセスガスを挿入することによって個別に制御することができる。
【００６５】
典型的な実施形態によれば、プロセスガスは、アルゴンなどの不活性ガス、および／または酸素、窒素、水素（Ｈ２）およびアンモニア（ＮＨ３）などの反応性ガス、オゾン（Ｏ３）、活性ガスなどを含むことができる。チャンバ６０２の内部に、基板１４を上に有するキャリア６１４をチャンバ６０２におよびチャンバ６０２から移送するためにローラ６１０が設けられる。
【００６６】
チャンバ６０２の内部に、図６では、２つの異なる群の堆積源６２２および６２４が示される。以下でより詳細に説明するように、堆積源の群は、一般に、異なる堆積プロセスが堆積源の群によって行われる場合、異なるチャンバに設けることができる。
【００６７】
堆積源は、例えば、基板に堆積されるべき材料のターゲットを有する回転可能なカソードとすることができる。一般に、カソードは、マグネトロンを中にもつ回転可能なカソードとすることができる。それによって、層を堆積させるためにマグネトロンスパッタリングを実施することができる。カソード６２２は、カソードを交互にバイアスすることができるようにＡＣ電源６２３に接続される。
【００６８】
本明細書で使用する「マグネトロンスパッタリング」は、磁石アセンブリ、すなわち、磁場を発生させることができるユニットを使用して行われるスパッタリングを指す。一般に、そのような磁石アセンブリは永久磁石からなる。この永久磁石は、一般に、回転可能なターゲット表面の下方に発生される発生磁場の内部に自由電子がトラップされるように回転可能なターゲットの内部に配列されるかまたは平面ターゲットに結合される。そのような磁石アセンブリを平面カソードに配列して結合させることもできる。
【００６９】
それに関して、マグネトロンスパッタリングは、限定はしないが、ＴｗｉｎＭａｇ（商標）カソードアセンブリなどのダブルマグネトロンカソード、すなわち、カソード６２２によって実現することができる。特に、シリコンターゲットからのＭＦスパッタリングでは、ダブルカソードを含むターゲットアセンブリを適用することができる。典型的な実施形態によれば、堆積チャンバ内のカソードは交換可能とすることができる。それ故に、シリコンが消耗された後、ターゲットは交換される。
【００７０】
典型的な実施形態によれば、誘電体層は、ＡＣ電源を有する回転可能なカソードのスパッタリング、例えば、マグネトロンスパッタリングによって堆積させることができる。一般に、ＭＦスパッタリングは、誘電体層を堆積させるために適用することができる。それによって、典型的な実施形態によれば、シリコンターゲット、例えば、溶射シリコンターゲットからのスパッタリングが、中間周波数スパッタリングであるＭＦスパッタリングによって実施される。本明細書の実施形態によれば、中間周波数は、５ｋＨｚから１００ｋＨｚ、例えば、１０ｋＨｚから５０ｋＨｚの範囲の周波数である。
【００７１】
透明導電性酸化物膜用のターゲットからのスパッタリングは、一般に、ＤＣスパッタリングとして実施される。カソード６２４は、スパッタリング中に電子を収集するアノード６２５と一緒にＤＣ電源６２６に接続される。したがって、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、透明導電性酸化物層、例えばＩＴＯの層は、ＤＣスパッタリング、すなわち、カソード６２４を有するアセンブリでスパッタリングすることができる。
【００７２】
簡単にするために、上の方のカソード６２２およびカソード６２４は１つの真空チャンバ６０２に設けられるように示されている。一般に、下の方のカソード６２２によって例示的に示されるように、異なる層を堆積させるためのカソードは、異なる真空チャンバに、例えば、チャンバ６０２と、真空チャンバ６０２に隣接する真空チャンバとに設けられる。これは、酸化物層、窒化物層、または酸窒化物層とすることができる本明細書で説明する誘電体層は、ターゲット材料がターゲットから解放された後、ターゲット材料は酸素および／または窒素と反応する反応性堆積プロセスで堆積させることができるので特に適正である。カソードの群を異なるチャンバに設けることによって、適切な処理ガスおよび／または適切な程度の工業的真空による雰囲気を、各堆積区域に提供することができる。
【００７３】
さらなる実施形態によれば、基板１４に堆積される誘電体層の数に応じて、２つ以上の群のカソード６２２を堆積装置６００に設けることができる。
【００７４】
典型的な実施形態によれば、堆積は、１つまたは複数の回転可能なターゲットのスパッタリングによって行われる。より具体的には、本明細書の実施形態によれば、上述で参照した膜のうちの少なくとも１つは回転可能なターゲットのスパッタリングで堆積され、その結果、安定な透明体を高品質で形成することが促進される。例えば、本明細書の実施形態によれば、より高い均一性を有し、低い密度の欠陥および汚染粒子をもつ膜を堆積させることができる。それによって、それは、光の適切な透過をもたらすだけでなくある期間にわたって安定な性能をもたらす高品質透明体の製作を促進する。その上、１つまたは複数の回転可能なターゲットのスパッタリングを含む製作プロセスは、他の堆積方法と比較してより高い製作レートとより少ない数の汚染物質粒子の生成とをさらに促進することができる。
【００７５】
図７００は、本明細書で説明するような透明体を製作するためのプロセスを示す流れ図７００を示す。ステップ７０２において、第１の透明層スタック（例えば、層スタック１２）が透明基板の上に堆積される。それによって、層スタックは少なくとも２つの誘電体膜を含み、誘電体膜の屈折率は互いに異なり、より高い屈折率をもつ膜とより低い屈折率をもつ膜とを交互に堆積させることができる。ステップ７０４において、構造化された透明導電膜、例えば構造化ＩＴＯ層が、透明層スタック１２の上に堆積される。本明細書で説明する他の実施態様と組み合わせることができる様々な実施態様によれば、構造化された透明導電膜は、導電膜のスタックとすることもできる。例えば、ＴＣＯ／金属／ＴＣＯスタック、例えば、ＩＴＯ／金属／ＩＴＯスタックをステップ７０４において設けることができる。
【００７６】
本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができる典型的な実施形態によれば、構造化手順は、（１）レーザスクライビング、（２）フォトリソグラフィ、（３）印刷吸着バリアパターン（例えば、油状物）と、その後に続くＴＣＯ堆積、（４）リフトオフプロセス（基板上へのフォトレジストパターンの形成と、その後に続くＴＣＯ堆積およびフォトレジスト溶媒によるリフトオフ）、（５）シャドウマスクを使用する膜堆積、またはそれらの組合せからなる群から選択することができる。
【００７７】
いくつかの実施形態によれば、チャンバのうちの１つまたはいくつかは、マグネトロンアセンブリなしでスパッタリングを行うように構成することができる。１つまたはいくつかのチャンバ、例えば追加のチャンバは、限定はしないが、化学気相堆積またはパルスレーザ堆積などの他の方法で堆積を行うように構成することができる。
【００７８】
不可視ＩＴＯ解決策は、光学的性質（透過および反射での色値）の光学的均一性に対して非常に高い要求を有する。これは、技術的には、膜厚に関する均一膜の堆積と光分散の性質とに対応する。それ故に、本明細書で説明するような堆積装置は、第１の層スタックまたは透明導電膜のうちの少なくとも１つに関する部分を形成する膜のうちの少なくとも１つに関する光学的性質を堆積の間測定するように構成された測定システム６３８をさらに含むことができる。
【００７９】
さらに、上述のように、誘電体膜は、一般に、反応的にスパッタリングすることができる。それ故に、第１の堆積アセンブリ（６２２）は、反応性スパッタリングで誘電体膜を堆積させるように構成することができる。典型的な実施形態によれば、Ｓｉ含有層は反応的にスパッタリングすることができ、かつ／またはＮｂ含有層またはＩＴＯ含有層は、セラミックターゲットからスパッタリングすることができる。
【００８０】
いくつかの実施形態によれば、例示的なプロセス７００は、堆積の前に基板のガス抜きのための基板の加熱処置をさらに含むことができる。例えば、基板は、基板速度に応じて６０℃と３００℃との間の温度で加熱することができる。いくつかの実施形態によれば、例示的なプロセス７００は、１ｋＷと３ｋＷとの間の電力で基板のＤＣおよび／または中波（ＭＦ）前処置を行うことを含むことができる。さらに、例示的なプロセス７００は、例えば酸素リッチ前処置などのアルゴンおよび／または酸素雰囲気での基板の前処置を行うことを含むことができる。本明細書の実施形態によれば、中波は、５ｋＨｚから１００ｋＨｚ、例えば、３０ｋＨｚから５０ｋＨｚの範囲の周波数である。
【００８１】
例示的な堆積装置または本明細書の実施形態による装置のスパッタ被覆源は、平面または回転可能なターゲット（限定はしないが、セラミックＩＴＯなど）をもつＤＣカソード、および平面または回転可能なターゲット（ＳｉＯ２、またはＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯｘＮｙを堆積させるためのドープシリコンターゲット、特に、溶射Ｓｉターゲット）、または本明細書で開示する他の誘電体層のうちの１つを堆積させるための材料を含むターゲットとすることができる。
【００８２】
本明細書で説明するように、透明導電膜は１００オーム／スクエア以下のシート抵抗を有する。これは、比較的厚い透明導電層を提供する、かつ／または低い比抵抗（ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）をもつＴＣＯ材料を利用することによって実現することができる。これは、パターン不可視性、色中性、および高い透過率レベルなどの必要とされる高い光学的性能を達成するためにより複雑な屈折率整合状況を招く。それ故に、ステップ７０６において、ディスプレイ、モバイル電話のディスプレイ、タッチパネルテレビのディスプレイ、タッチパネルコンピュータのディスプレイなどのような電気−光学装置に透明体を結合させるために、透明接着剤、例えば、光透過性接着剤が提供される。したがって、タッチパネル機能を有する本体を備える透明体を空隙を伴って装置に接合させることと比較して、透明導電膜のパターニングの不可視性のための改善された屈折率整合を行うことができる。
【００８３】
上述のように、本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、透明体、すなわち、薄膜スタックは、回転ターゲットからのマグネトロンスパッタリングを関与させることにより生成される。不可視ＩＴＯ解決策は、光学的性質（透過および反射での色値）の光学的均一性に対して非常に高い要求を有しているので、それは、技術的には、膜厚に関する非常に均一な膜の堆積と光分散の性質とに対応する。それ故に、目標とするスパッタリング高さよりも長いターゲットを利用することがある。それによって、回転ターゲットからのスパッタリングは、歩留、材料利用、機械稼働時間、および最終的に生成コストに関して利点を提供するが、一方、平面ターゲットは再堆積ゾーンを有し、堆積ゾーンは増強されたアーク放電および粒子発生に関与し、したがって、粒子のない均一な膜を可能にするために回転ターゲットよりも非常に長いものである必要がある。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるさらなる実施形態によれば、垂直膜均一性（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｆｉｌｍ  ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）、すなわち、膜の光学的厚さは、例えば、セグメント化されたガス導入または対応する方策によって支援することができる。
【００８４】
本明細書は、最良の形態を含む本発明を開示し、当業者が本発明を行い使用できるようにするために例を使用している。本発明が様々な特定の実施形態に関して説明されているが、当業者は、特許請求の範囲の趣旨および範囲内の変形を用いて本発明を実践することができることを認識するであろう。特に、上述の実施形態の例および実施形態またはその変形の互いに非排他的な特徴は、互いに組み合わせることができる。
【００８５】
前述は本発明の実施形態に関するが、本発明の他のおよびさらなる実施形態を本発明の基本範囲から逸脱することなく考案することができ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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