(57)【要約】  本発明は、基板と、複数のロウ電極、複数のカラム電極、及び複数のトレースを形成する、銀含有透明導電性コーティングと、各々のロウ電極と隣接するカラム電極との間の静電容量を順次測定する信号処理部とを含む投影型静電容量タッチパネルを提供する。ロウ電極、複数のカラム電極、及び複数のトレースは、前記基板に実質的に平行な面にある。各々のロウ電極は、複数の導電性トレースのうちの１つによって信号処理部に電気的に接続される。複数のトレースは、少なくとも部分的にカラム電極に実質的に平行である。【選択図】図２ａ
2016503548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量タッチパネルにおいて、
基板と、
前記基板によって支持され、少なくとも１つの銀含有導電性層を含む多層透明導電性コーティングと、
前記多層透明導電性コーティングを構成する、複数のロウ電極、複数のカラム電極、及び複数の導電性トレースと、
前記タッチパネル上のタッチ位置検知時にロウ電極とカラム電極との間の静電容量を測定するプロセッサと、
を含み、
前記ロウ電極、前記カラム電極、及び前記導電性トレースは、前記基板に実質的に平行な共通面内に実質的に形成され、
前記ロウ電極は各々、少なくとも１つの前記導電性トレースによって前記プロセッサに電気的に接続され、
前記導電性トレースは、少なくとも部分的に前記カラム電極に実質的に平行である、静電容量タッチパネル。
【請求項２】
前記透明導電性コーティングは、前記基板から離れる方に向かって、
シリコン窒化物を含む第１誘電体層と、
金属酸化物を含む誘電体層と、
銀含有導電性層と、
前記銀含有導電性層上にあり、これに接触する上部接触層と、
シリコン窒化物を含む第２誘電体層と、
を含む、請求項１に記載の静電容量タッチパネル。
【請求項３】
前記金属酸化物を含む誘電体層は、亜鉛酸化物を含む、請求項２に記載の静電容量タッチパネル。
【請求項４】
前記金属酸化物を含む誘電体層は、ＮｉＣｒ酸化物を含む、請求項２に記載の静電容量タッチパネル。
【請求項５】
前記上部接触層は、Ｎｉ及び／又はＣｒを含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載の静電容量タッチパネル。
【請求項６】
前記透明導電性コーティングは、少なくとも前記シリコン窒化物を含む第１誘電体層と前記金属酸化物を含む誘電体層との間に位置するチタン酸化物を含む誘電体層をさらに含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の静電容量タッチパネル。
【請求項７】
前記透明導電性コーティングは、少なくとも前記シリコン窒化物を含む第１誘電体層と前記金属酸化物を含む誘電体層との間に、チタン酸化物を含む層、亜鉛酸化物を含む層、及びスズ酸化物を含む層をさらに含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の静電容量タッチパネル。
【請求項８】
前記透明導電性コーティングは、少なくとも前記シリコン窒化物を含む第１誘電体層と前記金属酸化物を含む誘電体層との間に、チタン酸化物を含む層、亜鉛酸化物を含む層、及びチタン酸化物を含む他の層をさらに含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の静電容量タッチパネル。
【請求項９】
前記コーティングは、ジルコニウム酸化物を含むオーバーコートをさらに含む、請求項２〜８のいずれか一項に記載の静電容量タッチパネル。
【請求項１０】
前記透明導電性コーティングは、前記基板から離れる方に向かって、
シリコン窒化物を含む第１誘電体層と、
Ｎｉ及び／又はＣｒを含む下部接触層と、
前記下部接触層に直接接触する銀含有導電性層と、
前記銀含有導電性層に接触するＮｉ及び／又はＣｒを含む上部接触層と、
シリコン窒化物を含む第２誘電体層と、
を含む、請求項１に記載の静電容量タッチパネル。
【請求項１１】
前記透明導電性コーティングは、シート抵抗が約１５Ω／□以下である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の静電容量タッチパネル。
【請求項１２】
前記透明導電性コーティングは、シート抵抗が約１０Ω／□以下である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の静電容量タッチパネル。
【請求項１３】
前記透明導電性コーティングは、シート抵抗が約５Ω／□以下である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の静電容量タッチパネル。
【請求項１４】
液晶パネルに結合される、請求項１〜１３のいずれか一項の静電容量タッチパネルを含み、前記液晶パネルは、一対の基板、及び前記基板の間に設けられた液晶層を含む、ディスプレイアセンブリ。
【請求項１５】
基板及び信号処理部を含むタッチパネルを製造する方法において、
前記基板上に銀含有透明導電性コーティングを蒸着して、複数のロウ電極、複数のカラム電極、及び複数の導電性トレースを形成するために前記銀含有透明導電性コーティングをパターニングする段階、
を含み、
前記ロウ電極、前記カラム電極、及び前記トレースは、実質的に前記基板に平行な面内にあって、前記ロウ電極は各々、少なくとも１つの前記トレースによって前記信号処理部に電気的に接続される、タッチパネルの製造方法。
【請求項１６】
前記透明導電性コーティングは、前記基板から離れる方に向かって、スパッタ蒸着された層として、
シリコン窒化物を含む第１誘電体層と、
金属酸化物を含む誘電体層と、
銀含有導電性層と、
前記銀含有導電性層上にあり、これに接触する上部接触層と、
シリコン窒化物を含む第２誘電体層と、
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記金属酸化物を含む誘電体層は、亜鉛酸化物を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記透明導電性コーティングは、少なくとも前記シリコン窒化物を含む第１誘電体層と前記金属酸化物を含む誘電体層との間に位置するチタン酸化物を含む誘電体層をさらに含む、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記透明導電性コーティングは、前記基板から離れる方に向かって、スパッタ蒸着された層として、
シリコン窒化物を含む第１誘電体層と、
Ｎｉ及び／又はＣｒを含む下部接触層と、
前記下部接触層に直接接触する銀含有導電性層と、
前記銀含有導電性層に接触するＮｉ及び／又はＣｒを含む上部接触層と、
シリコン窒化物を含む第２誘電体層と、
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記透明導電性コーティングは、シート抵抗が約１０Ω／□以下である、請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、投影型静電容量タッチパネルに関し、具体的には、銀含有透明伝導層を含む投影型静電容量タッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量タッチパネルは、導電性コーティングでコーティングされたガラスなどの絶縁体を含む。人体は、電気伝導体であるため、パネルの表面に接触すると、パネルの静電界が変化して、これは、静電容量の変化として測定することができる。透明なタッチパネルは、液晶パネルなどのディスプレイと組み合わせてタッチスクリーンを製造してもよい。投影型静電容量（ＰＲＯＣＡＰ）のタッチパネルは、指又はその他のタッチ動作を、導電性コーティングの前の保護層を介して検知することができる。このような保護層は、耐久性を向上させ、絶縁体を介したタッチ検知能力によって、ユーザは手袋を着用したままでタッチパネルを作動させることができる。
【０００３】
図１ａ〜図１ｇは、関連技術の投影型静電容量タッチパネルの一例を示すもので、例えば、米国特許第８，１３８，４２５号を参照のこと。その開示は本明細書に参照として含まれる。
【０００４】
図１ａを参照すると、基板１１、ロウのｘ軸導体１２、絶縁体１３、カラムのｙ軸導体１４、及び導電性トレース１５が提供される。基板１１は、ガラスなどの透明な物質であってもよい。ｘ軸導体１２及びｙ軸導体１４は、一般的にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電性コーティングであってもよい。絶縁体１３は、ｘ軸導体１２とｙ軸導体１４との間の導電性を抑制する、任意の絶縁体物質（例えば、シリコン窒化物）であってもよい。トレース１５は、複数の導体各々と信号処理部（図示せず）の間の電気伝導性を提供する。
【０００５】
図１ｂを参照すると、ｘ軸導体１２（例えば、ＩＴＯ）は、基板１１上に形成される。ＩＴＯは、基板１１上に連続層でコーティングされた後、ＩＴＯをｘ軸導体１２にパターニングするために第１フォトリソグラフィ工程を行う。図１ｃは、基板１１上に形成されるｘ軸導体１２を含む、図１ｂのＡ−Ａ’断面図である。図１ｄを参照すると、絶縁体１３は、基板１１上のｘ軸導体１２のｘ軸チャネルの上に形成される。図１ｅは、基板１１及びｘ軸導体１２上に形成される絶縁体１３を含む、図１ｄのＢ−Ｂ’断面図である。図１ｄ〜図１ｅに示した絶縁体アイランド１３は、基板１１上の導体１２の上に絶縁物質（例えば、シリコン窒化物）の連続層を蒸着した後、絶縁体アイランド１３に絶縁物質をパターニングするために絶縁物質に第２フォトリソグラフィ、エッチング又はその他のパターニング工程を行って形成される。図１ｆを参照すると、ｙ軸導体１４は、基板上の絶縁体アイランド１３及びｘ軸導体の上に形成される。ＩＴＯは、基板１１上の導体１２及び絶縁体アイランド１３の上にコーティングされた後、ＩＴＯをｙ軸導体１４にパターニングするために第３フォトリソグラフィ又はその他のパターニング工程を行う。大部分のｙ軸導体物質１４は、基板１１上に直接形成され、ｙ軸チャネルは、ｘ軸導体１２とｙ軸導体１４との間の導電性を抑制するために絶縁体１３上に形成される。図１ｇは、基板１１上に、例示するｘ軸導体１２の上の絶縁体アイランド１３の上に形成されるｙ軸導体１４の一部を含む、図１ｆのＣ−Ｃ’断面図である。図１ａ〜図１ｇに示した構造体の製造工程は、３つの蒸着段階及び３つのフォトリソグラフィタイプ工程を必要とするため、製造工程が複雑で、非効率的かつ高価になることが理解されよう。
【０００６】
図１ｈは、関連技術の投影型静電容量タッチパネルに係るｘ軸導体１２とｙ軸導体１４との交点の追加例である。図１ｈを参照すると、ＩＴＯ層は、基板１１上に形成されて、第１フォトリソグラフィ工程でｘ軸導体１２及びｙ軸導体１４にパターニングされてもよい。その次に、絶縁層が基板上に形成されて、第２フォトリソグラフィ又はエッチング工程で絶縁体アイランド１３にパターニングされる。その次に、金属導電性層が基板１１上の導体１２、絶縁体アイランド１３、及びｙ軸導体１４の上に形成されて、第３フォトリソグラフィ工程で導電性ブリッジ１６にパターニングされる。金属ブリッジ１６は、ｘ軸導体１２の上のｙ軸導体１４に電気伝導性を提供する。また、この製造工程は、３つの蒸着段階及び３つの異なるフォトリソグラフィ工程が必要である。
【０００７】
図１ａ〜１ｈで示された投影型静電容量タッチパネルは、相互静電容量装置及び自己静電容量装置であってもよい。
【０００８】
相互静電容量装置内には、ｘ軸導体１２とｙ軸導体１４（又は金属ブリッジ１６）との間の全ての交点にキャパシタが存在する。ｘ軸導体１２に電圧が印加されながら、ｙ軸導体１４の電圧が測定される（及び／又はその反対）。ユーザが指又は導電性スタイラスを装置の表面に近づけると、局所静電界が変化して相互静電容量が減少する。グリッド上の全ての個々の点における静電容量変化は、正確なタッチ位置を決定するために測定することができる。
【０００９】
自己静電容量装置において、ｘ軸導体１２及びｙ軸導体１４は、本質的に独立的に作動する。自己静電容量において、指などの静電容量負荷は、各ｘ軸導体１２及びｙ軸導体１４上で電流計によって測定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１ｇ及び図１ｈに示すように、関連技術の投影型静電容量タッチパネルは、タッチ検知構造体製造時基板１１上に形成される少なくとも３つの薄膜層（例えば、ＩＴＯ層、絶縁体、及び他のＩＴＯ層又は金属ブリッジ）及び場合によってそれらの上の他の保護層が必要である。各薄膜層には、一般的にフォトリソグラフィ及び／又はレーザパターニング工程が含まれるため、製造費用及び／又は時間が増加する。
【００１１】
上記のように、透明な導体１２，１４は、一般的に高価なインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）である。ＩＴＯ薄膜層もまた、高いシート抵抗（少なくとも約１００Ω／□）を有する。ＩＴＯ層のシート抵抗を５Ω／□未満にするためには、層が厚い必要がある（例えば、４００ｎｍ超）。ＩＴＯ層が厚くなれば、費用が増加し、あまり透明でなくなる。したがって、ＩＴＯ薄膜層の高いシート抵抗は、大型フォーマットタッチパネル（例えば、対角線の寸法が５インチを超過するパネル）上に、細長いトレースを必要とするレイアウトにおける使用が制限される。上述した１つ以上の問題に対処できる技術の必要性が存在することが理解されるであろう。
【００１２】
これら及びその他の制限は、少なくとも第１誘電体層と第２誘電体層との間に介在してもよい銀含有透明導電性層を含む投影型静電容量タッチパネルによって克服され得る。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の特定の例示的な実施形態において、基板と、基板によって支持されて、ロウ電極のマトリックス、複数のカラム電極、及び複数のトレースを形成する、銀含有透明導電性コーティングと、各々のロウ電極と隣接するカラム電極との間の静電容量を順次測定する信号処理部とを含み、ロウ電極のマトリックス、複数のカラム電極、及び複数のトレースは、前記基板に実質的に平行な面上にあり、各々のロウ電極は、複数のトレースのうちの１つによって信号処理部に電気的に接続され、複数のトレースは、カラム電極に実質的に平行である、投影型静電容量タッチパネルが提供される。
【００１４】
本発明の特定の例示的な実施形態において、基板及び信号処理部を含む投影型静電容量タッチパネルの製造方法であって、前記方法は、ロウ電極のマトリックス、複数のカラム電極、及び複数のトレースを形成するために基板上に銀含有透明導電性コーティングを蒸着する段階を含み、前記ロウ電極のマトリックス、前記複数のカラム電極、及び前記複数のトレースは、前記基板に実質的に平行な面上にあり、前記ロウ電極は各々、複数のトレースのうちの１つによって前記信号処理部に電気的に接続され、複数のトレースは、カラム電極に実質的に平行である、投影型静電容量タッチパネルの製造方法を提供する。
【００１５】
銀含有透明導電性コーティングは、前記基板から離れる順に、第１シリコン系層、第１誘電体層、第２誘電体層の第１及び第２部分を形成するために第３誘電体層によって分離する第２誘電体層、第２誘電体層の第２部分上にあり、これに直接接触する銀層、銀層のすぐ上にあり、これに接触するニッケル及び／又はクロムの酸化物を含む上部接触層、第４誘電体層、及び第２シリコン系層を含んでもよく、第３誘電体層は、チタン酸化物又はスズ酸化物を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１ａ】関連技術の投影型静電容量タッチパネルの一例である。
【図１ｂ】関連技術の投影型静電容量タッチパネルの一例である。
【図１ｃ】関連技術の投影型静電容量タッチパネルの一例である。
【図１ｄ】関連技術の投影型静電容量タッチパネルの一例である。
【図１ｅ】関連技術の投影型静電容量タッチパネルの一例である。
【図１ｆ】関連技術の投影型静電容量タッチパネルの一例である。
【図１ｇ】関連技術の投影型静電容量タッチパネルの一例である。
【図１ｈ】関連技術の投影型静電容量タッチパネルの一例である。
【図２ａ】例示的な実施形態に係る投影型静電容量タッチパネルの上部又は下部の平面レイアウトである。
【図２ｂ】図２ａ及び／又は図３の投影型静電容量タッチパネルに対する概略回路図である。
【図３】別の例示的な実施形態に係る投影型静電容量タッチパネルの上部又は下部の平面レイアウトである。
【図４】例示的な実施形態に係る図２〜図３のタッチパネルの銀含有透明導電性コーティングの断面図である。
【図５】図２〜図３のタッチパネルに対する別の例の銀含有透明導電性コーティングの断面図である。
【図６】図２〜図３のタッチパネルに対するさらに別の例の銀含有透明導電性コーティングの断面図である。
【図７】携帯電話、携帯用パッド、コンピュータ、などのような電子装置に用いるために液晶パネルに結合された図２〜図６のうちのいずれか１つに係るタッチパネルを含む、本発明の例示的な実施形態に係るディスプレイアセンブリの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
例示的な実施形態の詳細な説明は、添付する図面を参照しながら提供する。図面内の同一の参照符号は、同一の部分を示す。
【００１８】
図２ａは、本発明の例示的な実施形態に係る投影型静電容量タッチパネルの上部／下部の平面レイアウトである。
【００１９】
図２ａを参照すると、タッチパネル２０が提供される。タッチパネル２０は、ｎ個のカラム及びｍ個のロウを含む電極のマトリックスを含み、これは、基板４０上に提供される。ロウ／カラム電極のマトリックスは、一般的に人がタッチパネルを用いてタッチする側と反対の基板（例えば、ガラス基板４０）側に提供される。すなわち、タッチパネルに指、スタイラス、などをタッチする場合、基板４０は、一般的に指とロウ／カラム電極のマトリックスとの間に位置する。指などの接近によるマトリックス内に隣接するロウ電極とカラム電極との間の静電容量の変化は、電子回路によって検知され、接続回路は、指などでパネルにタッチした位置を検知することができる。
【００２０】
例えば、図２ａを参照すると、ロウ０は、ロウ電極ｘ０，０、ｘ１，０、ｘ２，０など乃至ｘｎ，０を含み、カラム０，１及び２は、各々のカラム電極ｙ０、ｙ１、ｙ２など乃至ｙｎを含む。任意にカラム方向のｘ電極は、カラム検知のためにグループ化してもよい。ロウ電極及びカラム電極の数は、タッチパネルの大きさ及び解像度によって決定される。この実施形態において、右上のロウ電極は、ｘｎ，ｍである。
【００２１】
タッチパネル２０の各々のロウ電極ｘ０，０〜ｘｎ，ｍは、導電性トレース２２によって相互接続領域２１及び対応する処理回路／ソフトウェアに電気的に接続される。各々のカラム電極ｙ０〜ｙｎもまた、相互接続領域２１及び対応する処理回路／ソフトウェアに電気的に接続される。導電性トレース２２は、ロウ電極及びカラム電極と同一の透明導電性物質（例えば、少なくともロウ電極ｘ０，０、ｘ１，０、ｘ２，０などと同一の物質）で好ましくは形成される。したがって、特定の例示的な実施形態において、ロウ電極及びカラム電極のマトリックスと、対応するトレース２２は、単一のコーティング（単層又は多層コーティング）を基板に形成し、１つ（又は最大２つ）のフォトリソグラフィ工程だけ行って基板（例えば、ガラス基板）４０上に形成されてもよい。特定の例示的な実施形態において、銀含有コーティング（例えば、図４〜図６の例示のコーティング参照）は、基板４０上に蒸着（例えば、スパッタ蒸着）された後に、フォトリソグラフィ及び／又はレーザパターニングを行って銀含有コーティングをトレース２２、ロウ電極ｘ０，０、ｘ１，０、ｘ２，０、ｘ０，１、ｘ，０，２、ｘ０，３など乃至ｘｎ，ｍ、及びカラム電極ｙ０〜ｙｎへパターニングする。
【００２２】
ロウ電極ｘ０，０〜ｘｎ，ｍ、カラム電極ｙ０〜ｙｎ、トレース２２は、上部／下部から見た時に互いに重ならないので、ロウ電極ｘ０，０〜ｘｎ，ｍ、カラム電極ｙ０〜ｙｎ、トレース２２が基板４０に平行（又は実質的に平行）な同一面上に形成され、その上に電極及びトレースが形成されてもよい。トレース２２のかなりの部分は、基板４０に平行（又は実質的に平行）な面内のカラム電極に平行（又は実質的に平行）であってもよい。
【００２３】
したがって、タッチパネル２０を少ない数のフォトリソグラフィ又はレーザパターニング段階で十分な透明性と導電性を有するトレースを実現するように製造することによって、製造費用を削減し、ディスプレイアセンブリなどに用いるより効率的なタッチパネルを得ることができる。
【００２４】
図２ｂは、例示的な実施形態に係る図２ａに示したタッチパネル２０の概略回路図である。
【００２５】
タッチパネル２０内において、各々のロウ電極と隣接するカラム電極との間（例えば、ロウ電極ｘ０，０とカラム電極ｙ０との間）の静電容量が存在する。この静電容量は、カラム電極（例えば、カラム電極ｙ０）に電圧を印加し、隣接するロウ電極（例えば、ロウ電極ｘ０，０）の電圧を測定することによって測定することができる。ユーザが指又は導電性スタイラスをタッチパネル２０の近くにもって行けば、局所静電界が変化して相互静電容量が減少する。表面上の個々の点での静電容量の変化は、ロウ電極及びカラム電極の各々の対を順次測定することによって測定することができる。
【００２６】
同一のロウ内の各々のロウ電極のトレース２２（例えば、ロウ０のロウ電極ｘ０，０、ｘ１，０、ｘ２，０など乃至ｘｎ，０のトレース２２）は、互いに電気的に接続されてもよい（図２ｂに図示）。第１ロウセグメントの相互接続、第２ロウセグメントの相互接続などは、相互接続領域内のタッチパネルの周辺に取付けた柔軟な回路上で行われてもよく、ガラス上における交差（ｃｒｏｓｓ‐ｏｖｅｒｓ）を必要としない。このような例において、カラム電極に電圧を印加し、各々のロウの電圧を順次測定した後で、他のカラムに電圧を印加してこの工程を繰り返す。また、各トレース２２は、信号処理部２５に接続されてもよく、各々のトレース２２の電圧は、個別的に測定されてもよい。
【００２７】
同一の静電容量は、ロウ電極に電圧を印加し、カラム電極に電圧を印加せずに隣接するカラム電極の電圧を測定して隣接するロウ電極の電圧を測定することによって測定することができる。
【００２８】
信号処理（例えば、電圧を印加及び測定、隣接する電極の間の静電容量測定、時間経過による静電容量変化測定、ユーザ入力に応じた信号出力など）は、信号処理部２５によって行うことができる。信号処理部２５は、１つ以上のハードウェアプロセッサであってもよく、揮発性又は非揮発性メモリを含んでもよく、信号処理を行うためにコンピュータ読み出し可能な指針を含んでもよい。信号処理部２５は、カラム電極ｙ０〜ｙｎに電気的に接続されてトレース２２を介してロウ電極ｘ０，０〜ｘｎ，ｍに電気的に接続される。信号処理部２５は、ロウ電極ｘ０，０〜ｘｎ，ｍ、カラム電極ｙ０〜ｙｎ、及びトレース２２と同じ面の上（例えば、図２ａの相互接続領域２１内）に位置してもよく、位置しなくてもよい。
【００２９】
図３は、他の例示的な実施形態に係る投影型静電容量タッチパネルのレイアウトである。
【００３０】
図３を参照すると、タッチパネル３０は、上部セクション３１及び下部セクション３２に分かれて、各々ｎ個のカラム及びｍ個のロウを含む電極のマトリックスを含むことを除き、図２ａのタッチパネル２０と同様である。例えば、上部セクション３１のロウ０は、ロウ電極ｘ０，０、ｘ１，０、ｘ２，０など乃至ｘｎ，０を含む。上部セクション３１はまた、カラム電極ｙ０、ｙ１、ｙ２など乃至ｙｎを含む。同様に、下部セクション３２は、ロウ電極ｘ´０，０、ｘ´１，０、ｘ´２，０など乃至ｘ´ｎ，０、及びカラム電極ｙ´０〜ｙ´ｎを含み、下部セクションのカラム電極ｙ´０〜ｙ´ｎは、上部セクション３１のカラム電極ｙ０〜ｙｎと電気的に分離してもよい。
【００３１】
したがって、下部セクション３２は、ｎ個のカラム及びｍ個のロウを含むロウ電極のマトリックス、及びｎ個のカラム電極を含む。下部セクション３２は、異なる例示的な実施形態で上部セクション３１より少ないか、又は多くのロウを有してもよい。
【００３２】
タッチパネル３０のロウ電極及びカラム電極の数は、タッチパネルの大きさ及び解像度によって決定される。
【００３３】
上部セクション３１の各々のカラム電極は、相互接続領域２１に電気的に接続され、上部セクション３１の各々のロウ電極は、トレース２２によって相互接続領域２１に電気的に接続される。図２の実施形態と同様に、トレースは、上部セクション３１のカラム電極を相互接続領域に接続するために使用されてもよく、使用されなくてもよい。下部セクション３２の各々のカラム電極は、相互接続領域２１’に電気的に接続され、下部セクション３２の各々のロウ電極は、トレース２２によって相互接続領域２１’に電気的に接続される。また、トレースは、相互接続領域２１’に下部セクション３２のカラム電極を接続するために使用されてもよく、使用されなくてもよい。
【００３４】
図３を参照すると、タッチパネル３０は、カラム電極に電圧を印加して隣接するロウ電極の電圧を測定（又はロウ電極に電圧を印加して隣接するカラム電極の電圧を測定）することによって測定することができる、各々のロウ電極と隣接するカラム電極との間の静電容量が存在するという点でタッチパネル２０と同様である。ユーザが指又は導電性スタイラスをタッチパネル３０の近くにもって行けば、局所静電界が変化して相互静電容量が減少する。表面上の個々の点での静電容量変化は、ロウ電極及びカラム電極の各々の対の相互静電容量を順次測定することによって測定することができる。
【００３５】
図３に示した、ロウ電極及びカラム電極は、互いに重ならないために、ロウ電極及びカラム電極は、図２に対して上述したように同一面上で形成されてもよい。したがって、タッチパネル３０の電極構造は、実際に薄くてもよく、１つの工程（例えば、１つのフォトリソグラフィ工程又は１つのレーザパターニング工程）でパターニングされてもよく、投影型静電容量タッチパネルの製造費用を減らすことができる。
【００３６】
当業者が認知できるように、上述したタッチパネル２０，３０は、図２〜図３に示して述べた方向に制限されることはない。すなわち、本出願明細書で用いられる「ロウ」、「カラム」、「ｘ軸」及び「ｙ軸」は、特定の方向を意味するものではない。図２ａのタッチパネル２０は、例えば、相互接続領域２１がタッチパネル２０の任意の部分に位置するように修正又は回転してもよい。
【００３７】
図２ａ及び図３に示すように、狭くて透明な導電性トレース２２は、相互接続領域２１（及び相互接続領域２１’）に電極を電気的に接続するためにルーティングされる。狭いＩＴＯトレースは、抵抗が大きいため、単にスマートフォンなどの小さいタッチパネルにだけ用いてもよい。図２ａ及び図３に示したレイアウトのうちの１つを大きいタッチパネル（例えば、対角線測定寸法１０インチ超）に用いるためには、低シート抵抗を有する透明導電性コーティングを使用しなければならない。ロウ／カラム電極及びトレース２２の形成時に使用される図４〜図６に示した銀含有コーティングは、一般的な従来のＩＴＯトレースよりはるかに小さいシート抵抗を有するため、このような点で有利である。
【００３８】
ロウ電極、カラム電極、及びトレース２２を形成するための、低シート抵抗を有する銀含有透明導電性コーティング（ＴＣＣ）の例は、例示的な実施形態に係る図４〜図６に示されている。図４〜図６において、ＴＣＣは、低シート抵抗及び高い透明性のために、ロウ電極及びカラム電極だけでなく図２ａ及び図３に示したタッチパネルの細長いトレース２２を形成してもよい。
【００３９】
図４を参照すると、コーティング（又は層システム）４１は、基板４０上に直接又は間接的に提供される。基板４０は、例えば、ガラスであってもよい。コーティング４１は、例えば、Ｓｉ３Ｎ４（特定の例において、アルミニウムなどのその他の物質でドープしてもよく、ドープしなくてもよい）又はヘイズ減少用Ｓｉリッチ型Ｓｉ３Ｎ４又は本発明の異なる実施形態で任意の異なる適切な化学量論のシリコン窒化物のＳｉ３Ｎ４であり得る下部誘電体シリコン窒化物ベース及び／又は含有層４２と、チタン酸化物（例えば、ＴｉＯ２又はその他の適切な化学量論）を含んでもよく、チタン酸化物又はニオブ酸化物のような物質又はそれを含む高インデックス誘電体層４３と、スズ酸化物又はそれを含む誘電体「グルー」層４５によって分離してもよく、亜鉛酸化物又はそれを含む第１誘電体層４４ａ及び第２誘電体層４４ｂと、銀系導電性層４６と、酸化又は／及び窒化され得るニッケル及び／又はクロムを含む上部接触層４７と、スズ酸化物又はそれを含む第２層４８と、シリコン窒化物又はこれを含む最も外側の保護層４９とを含んでもよい。高インデックス誘電体層４３は、異なる実施形態で十分に酸化されたり、亜化学量論（ｓｕｂ−ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃ）であってもよい。亜鉛酸化物を含むシード層４４ｂ及びニッケル及び／又はクロム又はこれを含む上部接触層４７は、銀系導電性層４６に直接接触する。
【００４０】
様々な厚さ及び物質は、本発明の異なる実施形態の層で使用され得るが、図４の実施形態において、ガラス基板４０上のコーティング４１の各々のスパッタ蒸着された層の例示の厚さ及び物質は、ガラス基板から外側に、次のとおりである。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
特定の例示的な実施形態において、層４４ａ，４４ｂは、マッチングしたり実質的にマッチングする厚さを有してもよい。例えば、このような層の厚さは、特定の例において、１５％以下、その他の例の場合、１０％以下、他の例の場合、約３〜５％以下異なることもある。これは、上記の実施形態２の場合ではなく、上記の実施形態１の場合である。
【００４３】
図５を参照すると、別の例の透明導電性コーティング（又は層システム）５１は、基板４０上に直接又は間接的に提供される。基板４０は、例えば、ガラスであってもよい。図４の実施形態と同様に、図５は、例えば、下部誘電体シリコン窒化物ベース及び／又は含有層４２、及びチタン酸化物又はニオブ酸化物（例えば、ＴｉＯ２又はその他の適切な化学量論）であったり、これを含んでもよい高インデックス誘電体層４３ａを含む。しかし、図５に示すように、（Ａｌなどをドープしてもよい）亜鉛酸化物を含む第１誘電体層４４ａ及び第２誘電体層４４ｂは、チタン酸化物（例えば、ＴｉＯ２又はその他の適切な化学量論）又はそれを含む層４３ｂによって分離する。これに関する他の考え方は、チタン酸化物を含む高インデックスの下部誘電体層４３は、亜鉛酸化物又はそれを含む第１層４４ａによって２つの下位層（４３ａ，４３ｂ）で分離するというものである。酸化又は／及び窒化され得る、ニッケル及び／又はクロムを含む上部接触層４７、スズ酸化物又はそれを含む層４８、亜鉛酸化物又はそれを含む誘電体層４４ｃ及び他のシリコン窒化物ベース誘電体層４９は、導電性銀系層４６の上に提供されてもよい。第３亜鉛酸化物含有層４４ｃは、スズ酸化物含有層４８とシリコン窒化物系層４９との間に配置されてもよい。選択的ジルコニウム酸化物含有上部コート５０は、図５に最も外側の層として（ゆえに、シリコン窒化物系層４９の上に）示されている。ジルコニウム酸化物含有上部コート５０は、耐久性がさらに改善され得る。
【００４４】
本発明の異なる実施形態の層で様々な厚さ及び物質が使用され得るが、図５の実施形態における基板４０上の各スパッタ蒸着層の例示の厚さ及び物質は、基板４０から外部に、次のとおりである。
【００４５】
【表２】
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【００４６】
図６は、図２〜図３でロウ電極及びカラム電極及びトレース２２を形成するために用いることができる他の例示的な透明導電性コーティングである。図６のコーティングは、ガラス基板４０から外部へ、シリコン窒化物又はそれを含む誘電体層、ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＯx、ＮｉＣｒＮxなど又はそれを含む下部接触層７５、銀であるか又は銀を含む導電性層４６、ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＯx、ＮｉＣｒＮxなど又はそれを含む上部接触層４７、シリコン窒化物又はそれを含む誘電体層４９、及びこのようなジルコニウム酸化物のような物質の任意のオーバーコート５０を含む。
【００４７】
投影型静電容量タッチパネルは、図２〜図３に示したタッチパネル２０又は３０のロウ電極ｘ０，０〜ｘｎ，ｍ、カラム電極ｙ０〜ｙｎ、及びトレース２２を形成するためのレイアウト内に基板４０（例えば、ガラス）上にパターニングされた銀含有ＴＣＣ（例えば、図４のコーティング４１、図５のコーティング５１、又は、図６のコーティング６１）を用いて形成されてもよい。銀含有ＴＣＣは、１つのフォトリソグラフィ工程及び／又はレーザパターニング工程によってパターニングされるために、投影型静電容量パネルの全体費用が減少する。
【００４８】
銀含有ＴＣＣ４１，５１，６１は、安価で、低シート抵抗（好ましくは１５Ω／□未満、さらに好ましくは約１０又は５Ω／□未満、一例として約４Ω／□）を有し、高透過率（好ましくは、７０％超、好ましくは約８０％超）を保持する。ＴＣＣ（４１，５１又は６１）は、指又はスタイラスとの接触や、大気への腐食性の露出を減らすためにユーザから遠い基板４０の主要面上に蒸着してもよい。例えば、図７に示した例示的なディスプレイアセンブリは、液晶ディスプレイパネル上に装着されたタッチパネル（２０又は３０）を含む。ロウ電極、カラム電極、及びトレースは、指と反対側のガラス基板４０の表面のＴＣＣ４１，５１，６１内に形成され（図７）、タッチパネル（２０，３０）は、屈折率整合接着剤層８５を介してＬＣＤパネルに取付けることができる。ＬＣＤパネルは、第１及び第２基板（例えば、ガラス基板）１００，２００を含み、その間に液晶層３００が提供される。タッチスクリーンを形成するために、タッチパネル２０，３０は、小さい空気間隙（図示せず）が含まれたＬＣＤパネル上に装着されたり屈折率整合接着剤８５でディスプレイに接合されてもよい。
【００４９】
投影型静電容量タッチパネルに対するピクセルピッチは、例えば、約６〜７ｍｍの範囲内であってもよい。タッチ位置は、信号処理及び内挿によって約１ｍｍまで正確に決定することができる。トレース２２に対するライン幅／間隔が約１０μｍから２０μｍであれば、少なくとも２０インチ（対角線寸法）の投影型静電容量タッチパネルのＴＣＣシート抵抗が約４Ω／□になれるように算出することができる。ルーティング、信号処理及び／又はノイズ抑制のさらなる最適化によって、さらにより大きいタッチパネル（例えば、対角線寸法４０又は５０インチ以下）の生産が可能である。
【００５０】
特定の例示的な実施形態において、コーティング４１，５１，６１を含むガラス基板４０は、例えばコーティング後に、熱処理（例えば、熱強化）されたり、コーティング前に化学的に強化されてもよい。
【００５１】
本発明の特定の例示的な実施形態において、基板と、前記基板によって支持され、少なくとも１つの銀含有導電性層を含む多層透明導電性コーティングと、前記多層透明導電性コーティングを構成する、複数のロウ電極、複数のカラム電極、及び複数の導電性トレースと、前記タッチパネル上のタッチ位置検知時にロウ電極とカラム電極との間の静電容量を測定するプロセッサと、を含み、前記ロウ電極、前記カラム電極、及び前記導電性トレースは、前記基板に実質的に平行な共通面内に実質的に形成され、前記ロウ電極は各々、少なくとも１つの前記導電性トレースによって前記プロセッサに電気的に接続され、前記導電性トレースは、少なくとも部分的に前記カラム電極に実質的に平行である、静電容量タッチパネルが提供される。
【００５２】
直前の段落の静電容量タッチパネルにおいて、前記透明導電性コーティングは、前記基板から離れる方に向かって、シリコン窒化物を含む第１誘電体層と、金属酸化物を含む誘電体層と、銀含有導電性層と、前記銀含有導電性層上にあり、これに接触する上部接触層と、シリコン窒化物を含む第２誘電体層と、を含んでもよい。前記金属酸化物を含む誘電体層は、例えば、亜鉛酸化物又はＮｉＣｒ酸化物を含んでもよい。前記上部接触層は、Ｎｉ及び／又はＣｒを含んでもよい。前記透明導電性コーティングは、少なくとも前記シリコン窒化物を含む第１誘電体層と前記金属酸化物を含む誘電体層との間に位置する前記チタン酸化物を含む誘電体層をさらに含んでもよい。前記透明導電性コーティングは、少なくとも前記シリコン窒化物を含む第１誘電体層と前記金属酸化物を含む誘電体層との間に、チタン酸化物を含む層、亜鉛酸化物を含む層、及びスズ酸化物を含む層を含んでもよい。前記透明導電性コーティングは、少なくとも前記シリコン窒化物を含む第１誘電体層と前記金属酸化物を含む誘電体層との間に、チタン酸化物を含む層、亜鉛酸化物を含む層、及びチタン酸化物を含む他の層を含んでもよい。前記コーティングは、ジルコニウム酸化物を含むオーバーコートをさらに含んでもよい。前記透明導電性コーティングは、前記基板から離れる方に向かって、シリコン窒化物を含む第１誘電体層と、Ｎｉ及び／又はＣｒを含む下部接触層と、前記下部接触層に直接接触する銀含有導電性層と、前記銀含有導電性層に接触するＮｉ及び／又はＣｒを含む上部接触層と、シリコン窒化物を含む第２誘電体層と、を含んでもよい。
【００５３】
前記２つの段落のうちいずれか１つの静電容量タッチパネルにおいて、前記透明導電性コーティングは、シート抵抗が約１５Ω／□以下で、好ましくは約１０Ω／□以下、又は約５Ω／□以下であってもよい。
【００５４】
ディスプレイアセンブリは、液晶パネルに結合される前記３つの段落のうちいずれか１つの静電容量タッチパネルを含んでよく、前記液晶パネルは、一対の基板、及び前記基板の間に設けられた液晶層を含んでもよい。
【００５５】
前記例示的な実施形態は、当業者に本開示の内容を理解させる意図のために提供される。前記説明は、本出願明細書内に記載された発明の概念を制限することは意図しておらず、その範囲は、次の請求の範囲で定義される。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図１ｆ】
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【図１ｇ】
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【図１ｈ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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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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【国際調査報告】
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