ПРОЕКЦИОННО-ЕМКОСТНАЯ СЕНСОРНАЯ ПАНЕЛЬ С СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩИМ ПРОЗРАЧНЫМ ПРОВОДЯЩИМ СЛОЕМ(ЯМИ)
PROJECTION-CAPACITIVE TOUCH PANEL WITH SILVER-CONTAINING TRANSPARENT CONDUCTIVE LAYER(S)

[0001] Данная заявка относится к проекционно-емкостной сенсорной панели, в частности к проекционно-емкостной сенсорной панели с серебросодержащим прозрачным проводящим слоем(ями).
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ
[0002] Емкостная сенсорная панель включает в себя изолятор, такой как стекло, покрытый проводящим покрытием. Поскольку человеческое тело также представляет собой электрический проводник, касание поверхности панели приводит к искажению электростатического поля этой панели, измеряемого как изменение емкости. Прозрачная сенсорная панель может быть объединена с дисплеем, таким как жидкокристаллическая панель, с образованием сенсорного экрана. Проекционно-емкостная (PROCAP) сенсорная панель обеспечивает возможность пальцевых или других касаний, подлежащих обнаружению через защитный слой перед проводящим покрытием. Защитный слой повышает долговечность, в то время как способность к обнаружению касаний через изолятор обеспечивает пользователю возможность управлять сенсорной панелью с надетыми перчатками.
[0003] ФИГ. 1(a)-1(g) иллюстрируют пример проекционно-емкостной сенсорной панели из уровня техники, например, см. патент США № 8138425, раскрытие которого, таким образом, включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0004] Обратимся к ФИГ. 1(a), где обеспечена подложка 11, проводник 12 для рядов, расположенный по оси x, изолятор 13, проводник 14 для столбцов, расположенный по оси y, и проводящие дорожки 15. Подложка 11 может представлять собой прозрачный материал, такой как стекло. Проводники 12, расположенные по оси x, и проводники 14, расположенные по оси y, могут представлять собой прозрачное проводящее покрытие, как правило, из оксида индия-олова (ITO). Изолятор 13 может представлять собой любой изолирующий материал (например, нитрид кремния), который препятствует проводимости между проводниками 12, расположенными по оси x, и проводниками 14, расположенными по оси y. Дорожки 15 обеспечивают электропроводимость между каждым из множества проводников и процессором обработки сигналов (не показан).
[0005] Обратимся к ФИГ. 1(b), где на подложке 11 образован проводник 12, расположенный по оси x (например, ITO). ITO наносят непрерывным слоем на подложку 11, а затем подвергают воздействию первого процесса фотолитографии, чтобы сформировать рисунок из ITO в виде проводников 12, расположенных по оси x. ФИГ. 1(c) иллюстрирует поперечный разрез A-A' по ФИГ. 1(b), включающий в себя проводник 12, расположенный по оси x, образованный на подложке 11. Обратимся к ФИГ. 1(d), где на подложке 11 поверх канала(ов) проводника 12, расположенного по оси x, затем образуют изолятор 13. ФИГ. 1(e) иллюстрирует поперечный разрез B-B' по ФИГ. 1(d), включающий в себя изолятор 13, который образован на подложке 11, и проводник 12, расположенный по оси x. Островки изолятора 13, показанные на ФИГ. 1(d)-(e), образуют осаждением непрерывного слоя изолирующего материала (например, нитрида кремния) на подложке 11 поверх проводников 12, с последующим подверганием изолирующего материала воздействию второй фотолитографии, травлению или другому процессу формирования рисунка, чтобы сформировать рисунок изолирующего материала в виде островков 13. Обратимся к ФИГ. 1(f), где на подложке поверх островков изолятора 13 и проводников, расположенных по оси x, затем образуют проводники 14, расположенные по оси y. ITO наносят на подложку 11 поверх 12, 13, а затем подвергают воздействию третьей фотолитографии или другому процессу формирования рисунка, чтобы сформировать рисунок ITO в виде проводников 14, расположенных по оси y. В то время как большую часть материала проводника 14, расположенного по оси y, образуют непосредственно на подложке 11, канал, расположенный по оси y, образуют на изоляторе 13 для воспрепятствования проводимости между проводниками 12, расположенными по оси x, и проводниками 14, расположенными по оси y. ФИГ. 1(g) иллюстрирует поперечный разрез C-C по ФИГ. 1(f), включающий в себя часть проводника 14, расположенного по оси y, которую образуют на подложке 11 поверх островка изолятора 13 и поверх примерного проводника 12, расположенного по оси x. Следует учитывать, что процесс изготовления структуры, показанной на ФИГ. 1(a)-(g), требует трех этапов осаждения и трех процессов типа фотолитографии, что делает процесс изготовления трудоемким, неэффективным и дорогостоящим.
[0006] ФИГ. 1(h) иллюстрирует другой пример пересечения проводника 12, расположенного по оси x, и проводника 14, расположенного по оси y, согласно проекционно-емкостной сенсорной панели из уровня техники. Обратимся к ФИГ. 1(h), где слой ITO образуется на подложке 11 и затем может быть подвергнут формированию на нем рисунка в виде проводников 12, расположенных по оси x, и проводников 14, расположенных по оси y, в первом процессе фотолитографии. Затем, на подложке образуют изолирующий слой и формируют на нем рисунок в виде островков изолятора 13 во второй фотолитографии или в процессе травления. Затем, на подложке 11 поверх 12-14 образуют металлический проводящий слой и формируют на нем рисунок в виде проводящих мостиков 16 в третьем процессе фотолитографии. Металлический мостик 16 обеспечивает электрическую проводимость для проводника 14, расположенного по оси y, поверх проводника 12, расположенного по оси x. И в этом случае данный процесс изготовления требует трех этапов осаждения и трех различных процессов фотолитографии.
[0007] Проекционно-емкостные сенсорные панели, проиллюстрированные на ФИГ. 1(a)-l(h), могут представлять собой взаимно-емкостные устройства и собственно-емкостные устройства.
[0008] Во взаимно-емкостном устройстве на каждом пересечении между проводником 12, расположенным по оси x, и проводником 14, расположенным по оси y (или на металлический мостике 16) существует конденсатор. К проводникам 12, расположенным по оси x, прикладывают напряжение, при этом измеряют напряжение на проводниках 14, расположенных по оси y (и/или наоборот). Когда пользователь подносит палец или проводящее перо близко к поверхности устройства, изменения в локальном электростатическом поле снижают взаимную электрическую емкость. Для точного определения места касания может быть выполнено измерение электрической емкости в каждой отдельной точке на сетке.
[0009] В собственно-емкостном устройстве проводники 12, расположенные по оси x, и проводники 14, расположенные по оси y, функционируют в основном независимо. С помощью собственной электрической емкости, емкостную нагрузку пальца или подобное измеряют амперметром на каждом проводнике 12, расположенном по оси x, и на каждом проводнике 14, расположенном по оси y.
[0010] Как показано на ФИГ. 1(g) и 1(h), проекционно-емкостные сенсорные панели уровня техники требуют при выполнении сенсорно-тактильной структуры наличия по меньшей мере трех тонкопленочных слоев (например, слоя(ев) ITO, изолятора и другого слоя ITO или металлического мостика), образованных на подложке 11, и, возможно, дополнительного защитного слоя(ев) поверх них. И при этом каждый тонкопленочный слой обычно имеет свою собственную фотолитографию и/или подвергается процессу лазерного формирования рисунка, что повышает себестоимость и/или время изготовления.
[0011] Как описано выше, прозрачные проводники 12 и 14 обычно представляют собой оксид индия олова (ITO), который является дорогостоящим. Тонкие слои ITO также обладают высоким удельным поверхностным сопротивлением (по меньшей мере, примерно 100 Ом/квадрат). Для того чтобы слой ITO обладал удельным поверхностным сопротивлением менее 5 Ом/кв., слой должен быть толстым (например, более 400 нм). Толстый слой ITO является как более дорогостоящим, так и менее прозрачным. Таким образом, высокое удельное поверхностное сопротивление тонких слоев ITO ограничивает их использование в схемах размещения, требующих длинных узких дорожек на крупноформатных сенсорных панелях (например, на панелях с диагональным измерением более 5 дюймов). Следует принимать во внимание, что в уровне техники существует потребность в решении одной или более вышеозначенных проблем.
СУЩНОСТЬ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ
[0012] Эти и другие ограничения можно преодолеть с помощью проекционно-емкостной сенсорной панели с серебросодержащим прозрачным проводящим слоем(ями), где серебросодержащий слой может быть помещен между по меньшей мере первым и вторым диэлектрическими слоями.
[0013] В определенных примерных вариантах воплощения этого изобретения обеспечена проекционно-емкостная сенсорная панель, включающая в себя: подложку, поддерживаемое подложкой серебросодержащее прозрачное проводящее покрытие, которое образует матрицу из электродов рядов, множества электродов столбцов и множества дорожек, и процессор обработки сигналов, который последовательно измеряет электрическую емкость между каждым из электродов рядов и соседним электродом столбцов, причем матрица из электродов рядов, множества электродов столбцов и множества дорожек находятся на плоскости, практически параллельной подложке, причем каждый из электродов рядов электрически соединен с процессором обработки сигналов одной из множества дорожек, а множество дорожек находятся практически параллельно электродам столбцов.
[0014] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения обеспечен способ изготовления проекционно-емкостной сенсорной панели, включающей в себя подложку и процессор обработки сигналов, причем способ включает в себя осаждение серебросодержащего прозрачного проводящего покрытия на подложку с образованием матрицы из электродов рядов, множества электродов столбцов и множества дорожек, причем матрица из электродов рядов, множества электродов столбцов и множества дорожек находится на плоскости, практически параллельной подложке, причем каждый из электродов рядов электрически соединен с процессором обработки сигналов одной из множества дорожек, а множество дорожек находится практически параллельно электродам столбцов.
[0015] Серебросодержащее прозрачное проводящее покрытие может включать в себя, в порядке отдаления от подложки: первый слой на основе кремния, первый диэлектрический слой, второй диэлектрический слой, разделенный третьим диэлектрическим слоем, так что образуется первый и второй участки второго диэлектрического слоя, серебряный слой, расположенный поверх второго участка второго диэлектрического слоя и непосредственно контактирующий с ним, верхний контактный слой, содержащий оксид никеля и/или хрома, расположенный непосредственно поверх упомянутого серебряного слоя и контактирующий с ним, четвертый диэлектрический слой и второй слой на основе кремния, причем третий диэлектрический слой содержит либо оксид титана, либо оксид олова.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0016] ФИГ. 1(a)-1(h) иллюстрируют примеры проекционно-емкостных сенсорных панелей из уровня техники.
[0017] ФИГ. 2(a) иллюстрирует вид сверху или снизу компоновки проекционно-емкостной сенсорной панели согласно примерным вариантам воплощения.
[0018] ФИГ. 2(b) иллюстрирует схематическое представление схемы для проекционно-емкостной сенсорной панели по ФИГ. 2(a) и/или 3.
[0019] ФИГ. 3 иллюстрирует вид сверху или снизу компоновки проекционно-емкостной сенсорной панели согласно другому примерному варианту воплощения.
[0020] ФИГ. 4 иллюстрирует вид в поперечном сечении серебросодержащего прозрачного проводящего покрытия для сенсорной панели по ФИГ. 2-3 согласно примерным вариантам воплощения.
[0021] ФИГ. 5 иллюстрирует вид в поперечном сечении другого примерного серебросодержащего прозрачного проводящего покрытия для сенсорной панели по ФИГ. 2-3.
[0022] ФИГ. 6 иллюстрирует вид в поперечном сечении еще одного примерного серебросодержащего прозрачного проводящего покрытия для сенсорной панели по ФИГ. 2-3.
[0023] ФИГ. 7 представляет собой вид в поперечном сечении дисплея в сборе согласно примерному варианту воплощения данного изобретения, включающего в себя сенсорную панель согласно любой из ФИГ. 2-6, связанную с жидкокристаллической панелью, для использования в электронных устройствах, таких как мобильные телефоны, переносные клавишные приставки, компьютеры и/или т.д.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ
[0024] Подробное описание примерных вариантов воплощения снабжено ссылкой на прилагаемые чертежи. Одинаковые ссылочные позиции указывают на одинаковые детали по всем чертежам.
[0025] ФИГ. 2(a) иллюстрирует вид сверху/снизу компоновки проекционно-емкостной сенсорной панели согласно примерным вариантам воплощения данного изобретения.
[0026] Обратимся к ФИГ. 2(a), где обеспечена сенсорная панель 20. Сенсорная панель 20 включает в себя матрицу электродов, включающую в себя n столбцов и m рядов, обеспеченную на подложке 40. Матрицу электродов рядов/столбцов обычно обеспечивают на стороне подложки (например, стеклянной подложки 40), противоположной стороне, которой касается человек (люди) с использованием сенсорной панели. Иными словами, когда сенсорной панели касаются пальцем, пером или подобным, подложка 40 обычно располагается между пальцем и матрицей электродов рядов/столбцов. Изменение электрической емкости между соседними электродами рядов и столбцов в матрице, как результат близости пальца или подобного, обнаруживается электронной схемой, и подключенная схема может, таким образом, выявлять, где к панели прикоснулись пальцем или подобным.
0,0
1,0
2,0
n,0
0
1
2
n
n,m
[0027] Например, обратимся к ФИГ. 2(a), где ряд 0 включает в себя электроды x, x, x и т.д. до x, рядов, а столбцы 0, 1 и 2 соответственно включают в себя электроды y, y, y и т.д. до y столбцов. Необязательно, X-электроды в направлении столбцов, также могут быть сгруппированы для обнаружения столбцов. Число электродов рядов и столбцов определяется размером и разрешением сенсорной панели. В данном примере верхний правый электрод рядов обозначен как x.
0,0
n,m
0
n
0,0
1,0
2,0
0,0
1,0
2,0
0,1
0,2
0,3
n,m
0
n
[0028] Каждый электрод x-x рядов сенсорной панели 20 электрически соединен проводящей дорожкой 22 с соединительной областью 21 и с соответствующей схемой/программным обеспечением обработки. Каждый электрод y-y столбцов также электрически соединен с соединительной областью 21 и с соответствующей схемой/программным обеспечением обработки. Проводящие дорожки 22 предпочтительно образуют из того же прозрачного проводящего материала, что и электроды рядов и столбцов (например, из того же материала, что и по меньшей мере электроды x, x, x, и т.д. рядов). Таким образом, в определенных примерных вариантах воплощения матрица из электродов рядов и столбцов и соответствующих дорожек 22 может быть образована на подложке (например, на стеклянной подложке) 40 путем образования одиночного покрытия (одиночного или многослойного покрытия) на подложке и путем выполнения только одного (или максимум двух) процесса фотолитографии. В определенных примерных вариантах воплощения на подложке 40 осаждают (например, осаждают напылением) серебросодержащее покрытие (например, см. примерные покрытия по ФИГ. 4-6), а затем подвергают воздействию фотолитографии и/или лазерного структурирования для формирования рисунка серебросодержащего покрытия, с образованием дорожек 22, электродов x, x, x, x, x, x x и т.д. до x, рядов и электродов y-y столбцов.
0,0
n,m
0
n
0,0
n,m
0
n
[0029] Поскольку электроды x-x рядов, электроды y-y столбцов и дорожки 22 не перекрываются, если смотреть сверху/снизу, электроды x-x рядов, электроды y-y столбцов и дорожки 22 могут быть образованы на одной и той же плоскости, параллельной (или практически параллельной) подложке 40, на которой образованы электроды и дорожки. Значительные участки дорожек 22 также могут быть параллельны (или практически параллельно) электродам столбцов, в плоскости, параллельной (или практически параллельной) подложке 40.
[0030] Следовательно, сенсорная панель 20 может быть выполнена с помощью меньшего числа этапов фотолитографии или лазерного формирования рисунков при получении дорожек, которые достигают достаточной прозрачности и проводимости, снижая, таким образом, себестоимость и приводя к более эффективной сенсорной панели для использования в дисплея в сборе или подобного.
[0031] ФИГ. 2(b) иллюстрирует схематическое представление схемы для сенсорной панели 20, проиллюстрированной на ФИГ. 2(a), согласно примерным вариантам воплощения.
0,0
0
0
0,0
[0032] В сенсорной панели 20 между каждым электродом рядов и соседним электродом столбцов (например, между электродом x рядов и электродом y столбцов) имеется электрическая емкость. Данная электрическая емкость может быть измерена путем приложения напряжения к электроду столбцов (например, электроду y столбцов) и измерения напряжения на соседнем электроде рядов (например, на электроде x рядов). Когда пользователь приводит палец или проводящее перо близко к сенсорной панели 20, изменения в локальном электростатическом поле снижают взаимную электрическую емкость. Изменение электрической емкости на индивидуальных точках на поверхности можно измерить путем последовательного измерения каждой пары из электродов рядов и электродов столбцов.
0,0
1,0
2,0
n,0
[0033] Дорожки 22 каждого электрода рядов в одном и том же ряду (например, дорожки 22 электродов x, x, x и т.д. до x рядов 0) могут быть электрически соединены вместе (как показано на Фиг. 2(b)). Соединение сегментов первого рядов друг с другом, сегментов второго рядов друг с другом и т.д. может быть выполнено на гибкой схеме(ах), прикрепленной на периферии сенсорной панели в соединительной области, вследствие чего отпадает необходимость в каких-либо пересечениях на стекле. В этом случае, напряжение прикладывают к электроду столбцов, а напряжение каждого рядов измеряют последовательно, до повторения процесса с напряжением, приложенным к другому столбцу. В качестве альтернативы, каждая дорожка 22 может быть соединена с процессором 25 обработки сигналов, а напряжение на каждой дорожке 22 может быть измерено индивидуально.
[0034] Одна и та же электрическая емкость может быть измерена путем приложения напряжения к электроду рядов и измерения напряжения на соседнем электрод столбцов, а не путем приложения напряжения к электроду столбцов и измерения напряжения на соседнем электроде рядов.
0
n
0,0
n,m
0,0
n,m
0
n
[0035] Обработка сигналов (например, приложение и измерение напряжений, измерение электрической емкости между соседними электродами, измерение изменений в электрической емкости с течением времени, выведение сигналов в ответ на введение данных пользователем и т.д.) может быть выполнена процессором 25 обработки сигналов. Процессор 25 обработки сигналов может представлять собой один или более процессоров аппаратного обеспечения, может включать в себя энергозависимую или энергонезависимую память и может включать в себя команды, считываемые компьютером, для выполнения обработки сигналов. Процессор 25 обработки сигналов электрически соединен с электродами y-y столбцов и электрически соединен с электродами x-xрядов посредством дорожек 22. Процессор 25 обработки сигналов может располагаться или может не располагаться на той же плоскости, как электроды x-x рядов, электроды y-y столбцов и дорожки 22 (например, в соединительной области 21 по ФИГ. 2(a)).
[0036] ФИГ. 3 иллюстрирует компоновку проекционно-емкостной сенсорной панели согласно другим примерным вариантам воплощения.
0,0
1,0
2,0
n,0
0
1
2
n
0
n
0
n
[0037] Обратимся к ФИГ. 3, где сенсорная панель 30 аналогична сенсорной панели 20 по ФИГ. 2(a), за исключением того, что сенсорная панель 30 разделена на верхнюю секцию 31 и нижнюю секцию 32, каждая из которых включает в себя матрицу из электродов, включающую в себя n столбцов и m рядов. Например, ряд 0 верхней секции 31 включает в себя электроды x, x, x и т.д. до x рядов. Верхняя секция 31 также включает в себя электроды y, y, y и т.д. до y столбцов. Аналогично, нижняя секция 32 также может включать в себя электроды рядов и электроды y-y столбцов, которые могут быть электрически отделены от электродов y-y столбцов верхней секции 31.
[0038] Таким образом, нижняя секция 32 также включает в себя матрицу из электродов рядов и n электродов столбцов, включающую в себя n столбцов и m рядов. Нижняя секция 32 в различных примерных вариантах воплощения может иметь больше или меньше рядов, чем верхняя секция 31.
[0039] Число электродов рядов и электродов столбцов сенсорной панели 30 определяют по размеру и разрешению сенсорной панели.
[0040] Каждый электрод столбцов верхней секции 31 электрически соединен с соединительной областью 21, и каждый электрод рядов верхней секции 31 электрически соединен с соединительной областью 21 дорожкой 22. Как и в случае варианта воплощения по ФИГ. 2, дорожки могут быть или могут не быть использованы для соединения электродов столбцов верхней секции 31 с соединительной областью. Каждый электрод столбцов нижней секции 32 электрически соединен с соединительной областью 21', и каждый электрод рядов нижней секции 32 электрически соединен с соединительной областью 21' дорожкой 22. Опять же, дорожки могут быть или могут не быть использованы для соединения электродов столбцов нижней секции 32 с соединительной областью 21'.
[0041] Снова обратимся к ФИГ. 3, где сенсорная панель 30 аналогична сенсорной панели 20 в том, что между каждым электродом рядов и соседним электродом столбцов имеется электрическая емкость, которая может быть измерена приложением напряжения к электроду столбцов и измерения напряжения на соседнем электроде рядов (или, в качестве альтернативы, приложением напряжения к электроду рядов и измерения напряжения на соседнем электроде столбцов). Когда пользователь приводит палец или проводящее перо близко к сенсорной панели 30, изменения в локальном электростатическом поле снижают взаимную электрическую емкость. Изменение электрической емкости на индивидуальных точках на поверхности может быть измерено путем последовательного измерения взаимной электрической емкости каждой пары электродов рядов и электродов столбцов.
[0042] Поскольку электроды рядов и электроды столбцов, проиллюстрированные на ФИГ. 3, не перекрываются, электроды рядов и электроды столбцов, могут быть образованы на одной и той же плоскости способом, разъясненным выше в связи с ФИГ. 2. Следовательно, электродная структура для сенсорной панели 30 может быть тонкой по природе и на нее можно нанести рисунок с помощью одного процесса (например, одного процесса фотолитографии или одного процесса лазерного формирования рисунка), что снижает стоимость изготовления проекционно-емкостной сенсорной панели.
[0043] Как должно быть понятно обычному специалисту в данной области техники, описанные сенсорные панели 20 и 30 не ограничены ориентацией, описанной выше и показанной на ФИГ. 2-3. Иными словами, термины «ряд», «столбец», «ось x» и «ось y», которые использованы в данной заявке, не означают, что они подразумевают конкретное направление. Сенсорную панель 20 по ФИГ. 2(a), например, можно модифицировать или поворачивать так, чтобы соединительная область 21 располагалась в любой части сенсорной панели 20.
[0044] Как было проиллюстрировано на ФИГ. 2(a) и 3, узкие прозрачные проводящие дорожки 22 прокладывают межсоединения для электрического соединения электродов с соединительной областью 21 (и соединительной областью 21'). Из-за большого сопротивления узких дорожек ITO, узкие дорожки ITO могут быть использованы лишь в небольших сенсорных панелях, таких как для смартфонов. Для использования одной из компоновок, проиллюстрированных на ФИГ. 2(a) и 3 на более крупных сенсорных панелях (например, измеряемых более 10 дюймами по диагонали), должно быть использовано прозрачное проводящее покрытие с низким удельным поверхностным сопротивлением. Серебросодержащие покрытия, показанные на ФИГ. 4-6, для использования в образовании электродов рядов/столбцов и дорожек 22 являются выгодными в этом отношении, поскольку они обладают намного более низким удельным поверхностным сопротивлением, чем типичные традиционные дорожки ITO.
[0045] Примеры серебросодержащих прозрачных проводящих покрытий (TCC) с низким удельным поверхностным сопротивлением для образования электродов рядов, электродов столбцов и дорожек 22 проиллюстрированы на ФИГ. 4-6 согласно примерным вариантам воплощения. В каждом из ФИГ. 4-6 низкое удельное поверхностное сопротивление и высокая прозрачность TCC обеспечивает возможность TCC образовывать длинные узкие дорожки 22 сенсорных панелей, проиллюстрированных на ФИГ. 2(a) и 3, а также электроды рядов и электроды столбцов.
3
4
2
[0046] Обратимся к ФИГ. 4, где покрытие (или система слоев) 41 обеспечено либо непосредственно, либо опосредовано на подложке 40. Подложка 40 может представлять собой, например, стекло. Покрытие 41 может включать в себя, например, нижний диэлектрический слой 42 на основе и/или включающий в себя нитрид кремния, который может представлять собой SiN (который может быть или может не быть легирован другим материалом(ами), такими как алюминий, в определенных примерных случаях), или из богатого Si типа для снижения помутнения, или из любого другого нитрид кремния с подходящей стехиометрией в различных вариантах воплощения данного изобретения; диэлектрический слой 43 с высоким показателем преломления или включающий в себя такой материал, как оксид титана или оксид ниобия, который может включать в себя оксид титана (например, TiO или другой подходящей стехиометрии); и первый и второй диэлектрический слои, состоящие из или включающие в себя оксид цинка 44a и 44b, которые могут быть разделены диэлектрическим «клеевым» слоем 45, состоящим из или включающим в себя оксид олова; проводящий слой 46 на основе серебра; верхний контактный слой, включающий в себя никель и/или хром 47, который может быть оксидным и/или нитридным; второй слой, состоящий из или включающий в себя оксид олова 48; и самый внешний защитный слой 49, состоящий из или включающий в себя нитрид кремния. Диэлектрический слой 43 с высоким показателем преломления в различных примерных вариантах воплощения может быть полностью оксидированным или субстехиометрическим. Затравочный слой 44b, содержащий оксид цинка, и верхний контактный слой, состоящий из или включающий в себя никель и/или хром 47, непосредственно контактирует с проводящим слоем 46 на основе серебра.
[0047] Тогда как в различных вариантах воплощения данного изобретения в слоях могут быть использованы различные толщины и материалы, примерные толщины и материалы для соответствующих слоев покрытия 41, осажденных напылением на стеклянную подложку 40 по варианту воплощения по ФИГ. 4, являются следующими, от стеклянной подложки наружу:
Таблица 1
Ссылка
Материал
Предпочти-тельная толщина (Å)
Более предпочти-тельная толщина (Å)
Примерная толщина 1 (Å)
Примерная толщина 2 (Å)
42
Si<sub>x</sub>N<sub>y</sub>
1-500
100-300
160
160
43
TiO<sub>x</sub>
75-125
85-115
100
100
44a
ZnO
33-75
40-70
60
50
45
SnO
35-200
50-135
100
70
44b
ZnO
30-200
40-130
60
100
46
Ag
60-110
70-100
85
85
47
NiCrOx
20-40
23-37
30
30
48
SnO
150-275
170-255
220
200
49
Si<sub>x</sub>N<sub>y</sub>
1-1000
100-500
220
250
[0048] В определенных примерных вариантах воплощения слои 44a и 44b могут иметь совпадающие или практически совпадающие толщины. Например, в определенных примерных случаях толщины этих слоев могут различаться не более чем на 15%, в других примерных случаях не более чем на 10% и не более чем на 3-5% - в еще одних примерных случаях. Это является случаем в Примере 1, приведенном выше, но не является случаем в Примере 2, приведенном выше.
2
2
[0049] Обратимся к ФИГ. 5, где другое примерное прозрачное проводящее покрытие (или система слоев) 51 обеспечено либо непосредственно, либо опосредовано на подложке 40. Подложка 40 может быть, например, стеклянной. Как и в варианте воплощения по ФИГ. 4, ФИГ. 5 включает в себя, например, нижний диэлектрический слой 42 на основе и/или включающий в себя нитрид кремния, и диэлектрический слой 43а с высоким показателем преломления, который может представлять собой или включать в себя оксид титана или оксид ниобия (например, TiO или другой подходящей стехиометрии). Однако, как показано на ФИГ. 5, первый и второй диэлектрический слои, содержащие оксид цинка 44a и 44b (который может быть легирован Al или подобным) разделены слоем, состоящим из или включающим в себя оксид титана (например, TiO или другой подходящей стехиометрии) 43b. Другой образ мышление об этом состоит в том, чтобы нижний диэлектрический слой с высоким показателем преломления, содержащий оксид титана 43, разделялся на два подслоя (43a и 43b) первым слоем, состоящим из или включающим в себя оксид цинка 44a. Верхний контактный слой, включающий в себя никель и/или хром 47, который может быть оксидным и/или нитридным, слой, состоящий из или включающий в себя оксид олова 48, диэлектрический слой, состоящий из или включающий в себя оксид цинка 44c, и другой диэлектрический слой 49 на основе нитрида кремния могут быть обеспечены поверх проводящего слоя 46 на основе серебра. Третий слой 44c, содержащий оксид цинка, может быть помещен между слоем, содержащим оксид олова 48, и слоем 49 на основе нитрида кремния. Необязательное верхнее покрытие 50, содержащее оксид циркония, показано как самый внешний слой (и, таким образом, расположенный поверх слоя 49 на основе нитрида кремния) на ФИГ. 5. Данное верхнее покрытие 50, содержащее оксид циркония, может обеспечить дополнительные улучшения долговечности.
[0050] Тогда как в слоях в различных вариантах воплощения данного изобретения могут быть использованы различные толщины и материалы, примерные толщины и материалы для соответствующих слоев 40, осажденных напылением на подложку по варианту воплощения по ФИГ. 5, являются следующими, от подложки 40 наружу:
Таблица 2
Ссылка
Материал
Предпоч-тительная толщина (Å)
Более предпоч-тительная толщина (Å)
Примерная толщина 1 (Å)
Примерная толщина 2 (Å)
42
Si<sub>x</sub>N<sub>y</sub>
1-500
10-300
156
156
43c
TiO<sub>x</sub>
15-50
30-40
33
35
44a
ZnO
70-200
95-125
114
110
43b
TiO<sub>x</sub>
15-50
30-40
33
35
44b
ZnO
70-200
95-125
114
110
46
Ag
70-120
80-100
90
90
47
NiCrOx
1-100
10-50
30
30
48
SnO
110-150
115-145
130
130
44c
ZnO
70-200
95-125
109
109
49
Si<sub>x</sub>N<sub>y</sub>
115-185
125-155
140
140
50
ZrO<sub>x</sub>
1-200
10-80
40
40
[0051] ФИГ. 6 иллюстрирует другое примерное прозрачное проводящее покрытие, которое может быть использовано для образования электродов рядов и столбцов и дорожек 22 по ФИГ. 2-3. Покрытие по ФИГ. 6 включает в себя от стеклянной подложки 40 наружу: диэлектрический слой, состоящий из или включающий в себя нитрид кремния, нижний контактный слой 75, состоящий из или включающий в себя NiCr, NiCrOx, NiCrNx или подобное, проводящий слой 46, состоящий из или включающий в себя серебро, верхний контактный слой 47, состоящий из или включающий в себя NiCr, NiCrOx, NiCrNx или подобное, диэлектрический слой 49, состоящий из или включающий в себя нитрид кремния, и необязательное внешнее покрытие 50 из такого материала, как оксид циркония.
0,0
n,m
0
n
[0052] Проекционно-емкостная сенсорная панель может быть образована путем использования в компоновке серебросодержащего TCC (например, покрытия 41 по ФИГ. 4, покрытия 51 по ФИГ. 5 или покрытия 61 по ФИГ. 6), сформированного в виде рисунка на подложке 40 (например, стекле), с образованием электродов x-x рядов, электродов y-y столбцов и дорожек 22 сенсорных панелей 20 или 30, проиллюстрированных на ФИГ. 2-3. Поскольку серебросодержащее TCC может быть сформировано в виде рисунка с помощью одного процесса фотолитографии и/или процесса лазерного формирования рисунка, общая стоимость проекционно-емкостной панели снижается.
[0053] Серебросодержащие TCC 41, 51, 61 являются недорогими, обладают низким удельным поверхностным сопротивлением (предпочтительно, менее 15 Ом/квадрат, более предпочтительно, менее примерно 10 или 5 Ом/квадрат, в примере составляя приблизительно 4 Ом на квадрат) и поддерживают высокий коэффициент пропускания (предпочтительно, более 70%, более предпочтительно, более примерно 80 процентов). TCC (41, 51 или 61) могут быть осаждены на основную поверхность подложки 40, противоположную от пользователя, так чтобы снизить коррозионное воздействие атмосферы или контакта с пальцем или пером. Например, примерный дисплей в сборе, показанный на ФИГ. 7, включает в себя сенсорную панель (20 или 30), установленную на панели жидкокристаллического дисплея. Электроды рядов, электроды столбцов и дорожки сформированы на позициях 41, 51, 61 на ФИГ. 7 на поверхности стеклянной подложки 40, противоположной пальцу, а сенсорная панель (20, 30) может быть приклеена к панели ЖКД (жидкокристаллического дисплея) посредством слоя 85 адгезива с совпадающим показателем преломления. Слой ЖКД включает в себя первую и вторую подложки (например, стеклянные подложки) 100, 200 с обеспеченным между ними жидкокристаллическим слоем 300. Для образования сенсорного экрана сенсорная панель 20, 30 может быть установлена на панель ЖКД с небольшим воздушным зазором (не показан) или связана с дисплеем адгезивом 85 с совпадающим показателем преломления.
[0054] Шаг пикселя для проекционно-емкостных сенсорных панелей может находиться в диапазоне, например, от примерно 6 до 7 мм. Место прикосновения может быть определено более точно, примерно до 1 мм, путем обработки сигналов и интерполяцией. Если ширина/зазор линий для дорожки 22 составляет приблизительно 10 мкм - 20 мкм, можно рассчитать, что проекционно-емкостная сенсорная панель по меньшей мере 20 дюймов (измеренная по диагонали), возможна для TCC с удельным поверхностным сопротивлением примерно 4 Ом/квадрат. Дополнительная оптимизация проведения соединений, обработки сигналов и/или подавления шума делает возможным производство даже более крупных сенсорных панелей (например, до 40 или 50 дюймов по диагонали).
[0055] В определенных примерных вариантах воплощения стеклянная подложка 40 с покрытием 41, 51, 61 на ней может быть подвергнута термообработке (например, термически закалена), например, после нанесения покрытия, или химическому упрочнена перед нанесением покрытия.
[0056] В определенных примерных вариантах воплощения данного изобретения обеспечена емкостная сенсорная панель, содержащая: подложку; многослойное прозрачное проводящее покрытие, включающее в себя по меньшей мере один содержащий серебро проводящий слой, который поддерживается подложкой, множество электродов рядов, множество электродов столбцов и множество проводящих дорожек, при этом электроды рядов, электроды столбцов и проводящие дорожки содержат многослойное прозрачное проводящее покрытие; процессор, который измеряет электрическую емкость между электродами рядов и столбцов при обнаружении места прикосновения на сенсорной панели, причем электроды рядов, электроды столбцов и проводящие дорожки образованы практически в общей плоскости, практически параллельной подложке, причем каждый из электродов рядов электрически соединен с процессором посредством по меньшей мере одной из проводящих дорожек, и причем упомянутые проводящие дорожки по меньшей мере частично практически параллельны электродам столбцов.
[0057] В емкостной сенсорной панели из непосредственно предыдущего абзаца прозрачное проводящее покрытие может содержать, отдаляясь от подложки: первый диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния; диэлектрический слой, содержащий оксид металла(ов); проводящий слой, содержащий серебро; верхний контактный слой, расположенный поверх слоя, содержащего серебро, и контактирующий с ним; и второй диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния. Диэлектрический слой, содержащий оксид металла(ов), может содержать, например, оксид цинка или оксид NiCr. Верхний контактный слой может содержать Ni и/или Cr. Прозрачное проводящее покрытие может дополнительно содержать диэлектрический слой, содержащий оксид титана, расположенный между по меньшей мере первым диэлектрическим слоем, содержащим нитрид кремния, и диэлектрическим слоем, содержащим оксид металла(ов). Прозрачное проводящее покрытие может содержать между по меньшей мере первым диэлектрическим слоем, содержащим нитрид кремния, и диэлектрическим слоем, содержащим оксид металла(ов), слой, содержащий оксид титана, слой, содержащий оксид цинка, и слой, содержащий оксид олова. Прозрачное проводящее покрытие может содержать между по меньшей мере первым диэлектрическим слоем, содержащим нитрид кремния, и диэлектрическим слоем, содержащим оксид металла(ов), слой, содержащий оксид титана, слой, содержащий оксид цинка, и другой слой, содержащий оксид титана. Покрытие может дополнительно содержать внешнее покрытие, содержащее оксид циркония. Прозрачное проводящее покрытие может содержать, отдаляясь от подложки: первый диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния; нижний контактный слой, содержащий Ni и/или Cr; проводящий слой, содержащий серебро, непосредственно контактирующий с нижним контактным слоем; верхний контактный слой, содержащий Ni и/или Cr, контактирующий с проводящим слоем, содержащим серебро; и второй диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния.
[0058] В емкостной сенсорной панели по любому из предыдущих двух абзацев прозрачное проводящее покрытие может обладать удельным поверхностным сопротивлением, меньшим или равным примерно 15 Ом/квадрат, более предпочтительно, меньше или равным примерно 10 или 5 Ом/квадрат.
[0059] Дисплей в сборе может содержать емкостную сенсорную панель по любому из предыдущих трех абзацев, связанную с жидкокристаллической панелью, причем жидкокристаллическая панель включает в себя пару подложек с жидкокристаллическим слоем, обеспеченным между ними.
[0060] Вышеприведенные примерные варианты воплощения предназначены для обеспечения понимания раскрытия одному из обычных специалистов в данной области техники. Вышеприведенное описание не предназначено для ограничения изобретательской концепции, описанной в данной заявке, объем которой определен в следующей формуле изобретения.