TW201305877A - 具有多層電極和底層之觸控感應裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種觸控感測器，其包括安置於一基板上之一或多個多層電極及一底層。該底層係安置於該等多層電極與該基板之間。該等多層電極包括由一透明或半透明介入層分離之至少兩個透明或半透明導電層。該介入層包括位於第一導電層與第二導電層之間的導電路徑，以有助於減少於併有傳導膜或電極之裝置中的特定層之間發生的界面反射。

Description

具有多層電極和底層之觸控感應裝置 對相關申請案之交叉參考
本申請案主張2011年6月9日申請之美國臨時專利申請案第61/495,209號的權利，該申請案之揭示內容以全文引用之方式併入本文中。
對相關申請案之交叉參考
本申請案與以下美國專利申請案有關：2011年6月9日申請之題為「Method of Making Touch Sensitive Device With Multilayer Electrode and Underlayer」之美國專利申請案第61/495,214號；2003年10月15日申請之題為「Patterned Conductor Touch Screen Having Improved Optics」之美國專利申請案第10/686141號；2009年8月13日申請之題為「Conducting Film or Electrode with Improved Optical and Electrical Performance for Display and Lighting Devices and Solar Cells」之美國專利申請案第12/540394號；2008年6月18日申請之題為「Conducting Film or Electrode with Improved Optical and Electrical Performance」之美國專利申請案第12/141544號；及2009年12月16日申請之題為「Touch Sensitive Device with Multilayer Electrode Having Improved Optical and Electrical Performance」之美國專利申請案第12/639363號。
觸控式螢幕常常藉由觸碰上覆顯示器之透明觸控感測器而用信號發出命令來提供一種供使用者與計算裝置互動之 簡單且直觀的方式。觸控感測器通常由由透明導電氧化物形成之單層電極建構而成。
一種與本發明一致的具有一或多個傳導多層電極之觸控感測器包括：一基板、一經圖案化底層，及複數個多層電極，每一多層電極包含由一透明或半透明介入層分離之兩個透明或半透明導電層。該底層可充當一蒸氣及/或擴散障壁層，從而限制來自該基板之釋氣或其他污染物以免負面地影響該第一導電層。該底層可充當一耦合層，該耦合層促進該基板層與該導電層之間的黏附。該底層可充當一成核層，該成核層促進該導電層之生長，且達成一改良之微結構。可藉由使用具有比該基板低之折射率的一底層減小經圖案化區域與未經圖案化區域之間的對比度。
位於兩個導電層之間的該介入層包括該兩個導電層之間的導電路徑。在一些實施例中，此電極建構有助於減少出現於併有該電極建構之裝置中的界面反射。該介入層亦改良該等導電層在撓曲及彎曲之條件下的耐久性。在該等導電層之間使用該介入層及該等導電路徑允許較薄的個別導電層。該等較薄的個別導電層比具有相同的組合導電層厚度之單一導電層更具可撓性。使單一厚導電層撓曲將在該兩個較薄導電層將保持完整之條件下造成破裂。該兩個導電層之間的該等導電路徑亦提供冗餘電路徑，以使得一導電層中之破裂將不會導致總的導電率損失。在單一厚導電層中，破裂可導致開路及過早裝置故障。可選擇該等介入 層以使導電膜之總體可撓性最佳化。
隨附圖式併入於本說明書中且構成本說明書之一部分，且連同描述一起解釋本發明之優點及原理。
本發明之實施例係關於觸控感測器，該等觸控感測器具有多層電極及安置於該等多層電極與基板之間的經圖案化底層。多層電極/經圖案化底層的組合可用於(例如)產生於層之間的反射對裝置效能有害之任何感測器或顯示器內。基板可為諸如玻璃或PET之任何合適物。多層電極/經圖案化底層的組合亦可併入於非透明觸控感測器中。可圖案化多層電極及底層以體現棒、三角形、蜂巢或任何其他合適圖案。底層之圖案可與多層電極之圖案相同、類似或不同。感測器可耦接至電子組件，該等電子組件偵測電極間或電極與接地間電容的改變，且藉此判定觸碰或幾乎觸碰之座標。
底層可充當蒸氣及/或擴散障壁層，從而限制來自基板或基板上之圖案化材料之釋氣或其他污染物以免負面地影響第一導電層。底層可充當耦合層，該耦合層促進黏附至透明導電氧化物(TCO)層，諸如氧化銦錫(ITO)。底層可充當成核層，該成核層促進ITO層之生長，且達成改良之微結構。可藉由使用具有比基板低之折射率的底層減小經圖案化區域與未經圖案化區域之間的對比度。
多層電極包括具有特定折射率之兩個或兩個以上導電層，與具有不同折射率且具有導電路徑之介入導電或絕緣 層。導電層及介入層各自為透明的或半透明的。調節電極堆疊內之個別層之厚度及個別層之光學折射率，以當將此等基板併入於觸控感測器內時使不當的菲涅爾反射最小化。在一實施例中，多層電極之導電層為對稱的，此情形意謂其具有相同厚度。在其他實施例中，導電層可具有不同厚度。導電層及介入層描述於2009年12月16日申請之題為「Touch Sensitive Device with Multilayer Electrode Having Improved Optical and Electrical Performance」之美國專利申請案第12/639363號中，該專利申請案之內容以引用的方式併入本文中。
在圖1中，展示例示性觸控式裝置110。裝置110包括連接至電子電路之觸控面板112，為了簡單起見，將電子電路分組在一起成為標記為114且統稱控制器之單一示意框。為了簡單起見，將觸控面板112展示為具有行電極116a至116e及列電極118a至118e之5×5矩陣，但亦可使用其他數目個電極及其他矩陣大小，以及其他電極圖案，包括非矩陣型圖案，諸如，如用於表面電容型觸控感測器中之單一未經圖案化層。行電極及列電極為多層電極，如下文將進一步描述，且行電極及列電極安置於基板(圖1中未圖示)上，其中底層分離電極與基板。稍後在此描述中描述底層。在圖1中所展示之實施例中，底層具有對應於行(下部)電極之圖案。
與先前技術之一些實施例相比較，面板112上之感測器堆疊(亦即，基板層、底層，及多層電極)在一些實施例中 產生改良之電氣及光學性質。面板112通常為實質上透明的，以使得使用者能夠透過面板112檢視物件，物件諸如電腦、電視、手持型裝置、行動電話或其他周邊裝置之像素化顯示器。邊界120表示面板112之檢視區域，且亦較佳地表示此顯示器(若使用的話)之檢視區域。自平面圖角度看，多層電極116a至116e、118a至118e在空間上分佈於檢視區域120之上。為了便於說明，將多層電極展示為寬廣的及突出的，但實務上，多層電極可能相對較窄且不會令使用者注意。另外，多層電極可經設計而具有可變寬度，例如，在矩陣節點附近的呈菱形或其他形狀之襯墊形式的增加之寬度，以便增加電極間邊緣場且藉此增加觸碰對電極至電極電容性耦合之影響。自深度角度看，行電極可位於不同於列電極之平面中(自圖1之角度看，行多層電極116a至116e位於列多層電極118a至118e下)，以使得在行電極與列電極之間無顯著歐姆接觸，且使得給定行電極與給定列電極之間的僅有顯著電耦合為電容性耦合。多層電極矩陣通常位於防護玻璃罩、塑膠膜、硬塗層或其類似者之下，以便保護電極免於與使用者之手指或其他與觸碰有關之實施直接實體接觸。此防護玻璃罩、膜或其類似者之曝露表面可被稱作觸碰表面。使用本文中所描述之多層電極，觸控感應裝置之不同於矩陣之組態亦係可能的。舉例而言，包含安置於表面上的兩個電極之電容性按鈕在按鈕區域內足夠地彼此接近以具有電容性耦合。此等兩個電極(一者或兩者為多層電極)可能在相同平面上，形成於彼此 相同的層上。又，除矩陣(包含複數個電極)之外，諸如單一薄片型電極之其他組態亦係可能的。此等薄片型電極有時用於表面電容型感測器中，且電極為實質上覆蓋整個觸碰表面之未經圖案化塗層。大體而言，使用本文中所描述之多層電極，大多數已知電極組態係可能的。
分離基板與含電極層之底層可跨越整個基板層均勻地安置，或底層可經圖案化以僅處於基板層與行電極或列電極中之任一者或兩者之間。換言之，底層自身可具有一圖案，該圖案與含電極層之圖案有關、基於含電極層之圖案，或類似於含電極層之圖案。
在例示性實施例中，多層電極(116a至116e、118a至118e)中之每一者可由具有特定折射率之兩個或兩個以上導電層及一介入導電層構成，該介入導電層具有不同折射率且具有導電路徑。在例示性實施例中，具有對應於下部多層電極陣列之圖案的圖案的經圖案化底層安置於下部多層電極陣列與基板之間。
其他實施例包括一共同基板配置，其中列多層電極係安置於基板之第一側上，且行多層電極係安置於基板之第二側上。在此實施例中，分別對應於列多層電極或行多層電極之圖案的經圖案化底層安置於基板之第一側與第二側兩者上，藉此分離任一側上之電極與基板。
給定列電極與行電極之間的電容性耦合主要依據電極最接近在一起之區中的電極之幾何形狀。此等區對應於電極矩陣之「節點」，該等「節點」中之一些「節點」標記於 圖1中。舉例而言，行多層電極116a與列多層電極118d之間的電容性耦合主要發生於節點122處，且行多層電極116b與列多層電極118e之間的電容性耦合主要發生於節點124處。圖1之5×5矩陣具有25個此等節點，該等節點中之任一者可由控制器114經由適當選擇控制線126中之一者及適當選擇控制線128中之一者來定址，其中控制線126將各別行多層電極116a至116e個別地耦接至控制器，及控制線128將各別列多層電極118a至118e個別地耦接至控制器。
在互電容型系統中，當使用者之手指130或其他觸碰實施與裝置110之觸碰表面接觸或幾近接觸時，如觸碰位置131處所展示，手指電容性地耦合至電極矩陣。手指自矩陣汲取電荷，特定言之，自最接近於觸碰位置處之彼等電極汲取電荷，且在進行此操作的過程中，手指改變對應於最接近節點之電極之間的耦合電容。舉例而言，觸碰位置131處之觸碰位於最接近對應於多層電極116c/118b之節點處。較佳地，控制器經組態以快速地偵測矩陣之所有節點之電容改變(若存在的話)，且能夠分析相鄰節點之電容改變之量值，以便藉由內插準確地判定位於節點之間的觸碰位置。此外，控制器114有利地經設計以同時或在重疊時間偵測施加至觸控式裝置之不同部分的多個相異觸碰。因此，例如，若另一手指132與手指130之觸碰同時地在觸碰位置133處觸碰裝置110之觸碰表面，或若各別觸碰至少在時間上重疊，則控制器較佳能夠偵測兩個此等觸碰之位置131、133且在觸碰輸出114a上提供此等位置。
許多可能的驅動及偵測常式為可能的且為此項技術中已知的。對地電容型系統量測出現於電極矩陣之節點附近的對地電容之改變，而不是電極之間的電容。
現轉向圖2，圖2為用於諸如圖1之裝置110之觸控式裝置中的多層觸控感測器210之一部分的示意性側視圖。觸控感測器210包括上部層212(上部層212將為最接近於使用者之層，且上部層212之上表面212a將界定觸控感測器之觸碰區域)，上部層212可為玻璃、PET或耐用塗層。上部電極層214包含多層電極之第一集合。介電層216分離上部電極層與下部電極層218，下部電極層218亦包含多層電極218a至218e之集合，在一實施例中，多層電極218a至218e之集合正交於電極之第一集合。取決於建構之特性，諸如光學上澄清之黏著劑之介電質可填充多層電極218a至218e之間的空間。在一些實施例中，上部電極及下部電極並非正交於彼此。將底層51展示為以對應於下部電極層218之圖案的方式圖案化。底層51分離電極層218之多層電極與下部層220。類似的「上覆層」可安置於上部層212與上部電極層214之電極之間，但在圖2中未加以展示。下部層220在此圖2中為基板層，且可類似上部層而為玻璃、PET或其他材料。上部層212之曝露表面212a或下部層220之曝露表面220a可為或包括觸控感測器210之觸碰表面。此圖為構成觸控感測器之堆疊之簡化圖；更多或更少個層或其他介入層係可能的。
現轉向圖3，可看見感測器堆疊10，圖3為用於諸如圖1 之裝置110之觸控式裝置中的多層觸控感測器210之一部分的示意性三維圖。圖3之截面對應於在(例如)圖1之節點122或124處所見之截面，且包括上部層212、電極層214、介電層216、電極層218、底層51及下部層220。由電極反射之光包括平面反射及在每一層界面處歸因於折射率錯配而產生之不當的菲涅爾反射，該等反射由反射24、26、27、28及29表示。菲涅爾反射通常為寬頻帶的且因此使顯示器之色飽和度降級。由電極反射之光包括散射反射及界面菲涅爾反射。此等反射使底層顯示器之黑色位準降級且因此使對比率降級。此等反射亦使得感測器內之電極更易被使用者注意到，尤其是當顯示器關閉或在大於電極之區中設定至單一色彩時。
菲涅爾反射之量值取決於層界面處之折射率之比率。在正入射時，藉由以下等式來判定菲涅爾反射之量值： 其中n為具有折射率n2、n1之兩個介質之相對折射率。菲涅爾反射在具有最高相對折射率之界面處最強。舉例而言，當圖3中所展示之感測器堆疊10之各個層的近似折射率對於電極而言為n=2.0且對於基板而言n=1.65時，在不存在底層之情況下，將在ITO電極層與聚對苯二甲酸乙二酯(PET)基板層之間的界面處出現最高折射率步階。底層因 此分離此等兩個層，此情形可改良與感測器相關聯之光學品質。應注意，感測器堆疊10包括上部層212與電極層214之間的ITO/PET界面。本文中所描述之底層亦可用作安置於上部層212與電極層214之間的上覆層。
本發明之實施例之多層電極設計產生良好光學性能與電氣性能兩者。多層電極設計中之介入介電層為具有導電路徑之透明或半透明層，該等導電路徑允許實現兩個導電層之間的電接觸。該等路徑可藉由控制介入層之厚度及沈積條件而自然地形成。亦可藉由改變介入層之潤濕性質以使得介入層為不連續的以允許鄰近層之間的電接觸來調整最接近基板之第一導電層之化學及物理性質，以使得能夠形成此等路徑。或者，可使用諸如雷射切除、離子轟擊或濕式/乾式蝕刻之技術建立路徑。
可使用諸如濺鍍、電子束及熱蒸發之氣相沈積技術沈積介入層。介入層可包括聚合物，包括共聚物(諸如，聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚烯烴、聚環氧化物、聚醚及其類似者)，及無機材料(諸如，金屬氧化物、氮化物、碳化物及其混合物)。較佳非導電介入層包括聚丙烯酸酯及氧化矽。亦可使用溶液塗佈形成介入層。亦可使用超級障壁膜製程，其中使單體蒸發至基板上且使單體原位固化。超級障壁膜包括(例如)藉由以下操作製成之多層膜：在玻璃或其他合適基板上在多個層中順序地真空沈積兩種無機介電材料，或真空沈積無機材料及有機聚合物之交替層，如美國專利第5,440,446號；第5,877,895號；及第 6,010,751號中所描述，所有此等專利以引用之方式併入本文中，仿佛其被完全闡述一般。
將一實施例展示為圖4之堆疊40。多層電極包括藉由較低折射率透明或半透明層46分離之透明導電氧化物(TCO)或半透明導電氧化物的兩個高折射率導電層42及50，較低折射率透明或半透明層46具有包含導電鏈路44之導電路徑，導電鏈路44延伸穿過透明層46中之孔隙48以連接電極42與50。基板52為電極提供支撐。將該等層分開繪製以說明概念。
在一實施例中，底層51提供感測器堆疊之相鄰層之間的光學匹配層。可使用諸如濺鍍、電子束及熱蒸發之氣相沈積技術沈積底層51。底層可包括聚合物，包括共聚物(諸如，聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚烯烴、聚環氧化物、聚醚及其類似者)，及無機材料(諸如，金屬氧化物、氮化物、碳化物及其混合物)。較佳非導電介入層包括聚丙烯酸酯及氧化矽，且詳言之為SiAlOx或SiOx。亦可使用溶液塗佈形成底層。若底層經圖案化，則底層可為導電的。底層之理想折射率取決於基板之折射率及相鄰層之有效折射率。其他合適底層包括障壁膜及超級障壁膜。障壁膜之實例描述於美國專利第7,468,211號中，該專利以引用之方式併入本文中，仿佛其被完全闡述一般。亦可使用超級障壁膜製程，其中使單體蒸發至基板上且使單體原位固化。超級障壁膜包括(例如)藉由以下操作製成之多層膜：在玻璃或其他合適基板上在多個層中順序地真空沈積兩個 無機介電材料，或真空沈積無機材料及有機聚合物之交替層，如美國專利第5,440,446號；第5,877,895號；及第6,010,751號中所描述，所有此等專利早先以引用之方式併入本文中，仿佛其被完全闡述一般。
在一實施例中，可以若干種方式完成圖案化底層，舉例而言，可在連續地安置於基板上之底層上圖案化光阻，且隨後蝕刻底層，且接著剝離光阻，從而在歸因於光阻之存在而未接觸蝕刻劑之區域中展現底層之圖案。在另一實施例中，可將水可溶墨水用作提離遮罩，水可溶墨水諸如題為「Rapidly Removable Undercoating for Vacuum Deposition of Patterned Layers onto Substrates」之美國專利第4,714,631號中所描述之水可溶墨水，該專利之內容以全文引用的方式併入本文中。在此方法中，在底層之前，在最終無底層的基板之區域中塗覆提離遮罩。可接著使用上文所提及之技術或此項技術中已知之彼等技術跨越基板均勻地塗覆底層。可接著使用水來移除包括提離遮罩的堆疊之區域，從而在未如此移除之區域中留下經圖案化底層。亦有可能使用相同提離遮罩圖案化導電多層電極層與底層兩者，藉此針對兩個層達成相同圖案。在此製程中，如較早所提及，將底層塗覆至提離遮罩，接著將多層電極材料之連續層塗覆至底層，接著在水浴中清洗堆疊。
可將類似技術應用於多層電極存在於共同基板之不同側上的實施例。
在較早提及的具有底層與上覆層兩者的實施例中，上覆 層可具有與本文中針對底層所闡述的建構相同的建構。在一些實施例中，底層及上覆層具有不同的建構。
在另一實施例中，介入層為具有比任一側上之導電層低的折射率的透明或半透明導體，如圖5之堆疊54中所展示。相同的底層51可見於圖5中，如關於圖4所描述。在包括於堆疊54中之多層電極中，介入導電層58可提供TCO或半透明導電氧化物的兩個鄰近的導電層56及60之間的連續導電路徑。基板62為多層電極提供支撐。介入層58可包含經溶液塗佈或電沈積之導電聚合物。介入層58亦可為氣相沈積之透明導體。傳導聚合物包括以下例示性材料：聚苯胺；聚吡咯；聚噻吩；及PEDOT/PSS(聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)/聚苯乙烯磺酸)。藉由薄片電阻要求來約束導電層之組合厚度，同時針對所要光學性質最佳化個別層之厚度。
在又一實施例中，介入層包含分散於黏合劑中之導電粒子，如圖6之堆疊64中所展示。黏合劑68中之導電粒子70提供TCO或半透明導電氧化物的導電層66及72之間的導電路徑，因此形成多層電極。如較早所描述之相同底層51存在於此實施例中。基板74為堆疊提供支撐。黏合劑可為導電的或絕緣的。導電粒子可為有機的、無機的或金屬的。導電粒子亦包括塗佈有金屬之粒子。可藉由使黏合劑及導電粒子之體積分率變化來調整介入層之折射率。
多層電極之基質及嵌入式傳導奈米粒子可包括以下各者。基質可包括任何透明或半透明(導電或絕緣)聚合物(例如，丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯，或上文所列出之傳導聚合 物)，或導電的透明或半透明無機材料(諸如，上文所列出之TCO)或絕緣的透明或半透明無機材料(SiO2、氮化矽(SixNy)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋁(Al2O3)，或氟化鎂(MgF2))。傳導奈米粒子可包括諸如上文所列出之聚合物之傳導聚合物、金屬(例如，銀、金、鎳、鉻)或塗佈有金屬之粒子。若基質為導電的，則奈米粒子可為絕緣的，詳言之，奈米粒子可為上文所列出之絕緣材料(例如，SiO2、氮化矽、氧化鋅或其他絕緣材料)之奈米粒子。
用於使用多層電極之裝置之基板層可包括用於在製造顯示器或電子裝置中使用的任何類型之基板材料。基板可為剛性的，例如藉由使用玻璃或其他材料。基板亦可為彎曲的或可撓性的，例如藉由使用塑膠或其他材料。可使用以下例示性材料製造基板：玻璃；聚對苯二甲酸乙二酯(PET)；聚萘二甲酸乙二酯(PEN)；聚碳酸酯(PC)；聚醚醚酮(PEEK)；聚醚碸(PES)；聚芳酯化合物(PAR)；聚醯亞胺(PI)；聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)；多環烯烴(PCO)；纖維素三醋酸酯(TAC)；及聚胺基甲酸酯(PU)。
用於基板之其他合適材料包括：氯三氟乙烯-偏氟乙烯共聚物(CTFE/VDF)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、氟化乙烯-丙烯共聚物(FEP)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、全氟烷基-四氟乙烯共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(TFE/HFP)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯三元共聚物(THV)、聚氯三氟乙 烯(PCTFE)、六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物(HFP/VDF)、四氟乙烯-丙烯共聚物(TFE/P)及四氟乙烯-全氟甲醚共聚物(TFE/PFMe)。
用於多層電極之TCO包括以下例示性材料：ITO；氧化錫；氧化鎘(CdSn2O4、CdGa2O4、CdIn2O4、CdSb2O6、CdGeO4)；氧化銦(In2O3、Ga、GaInO3(Sn,Ge)、(GaIn)2O3)；氧化鋅(ZnO(Al)、ZnO(Ga)、ZnSnO3、Zn2SnO4、Zn2In2O5、Zn3In2O6)；及氧化鎂(MgIn2O4、MgIn2O4--Zn2In2O5)。另外，TCO不需要為此等氧化物之化合物及混合物，例如In2O3及ZnO；SnO2及ZnO；具有或不具有摻雜劑。
雖然上文所描述之實施例包括藉由介入層分離之兩個透明或半透明導電層，但可取決於所要光學性質及電性質而添加額外透明或半透明導電層及介入層，如圖7及圖8A中所展示。圖7及圖8A中所展示之堆疊76及90包括基板88及底層51及充當單一電極之以下各層：多個透明或半透明導電層78、82及86；該等導電層之間的介入之透明或半透明層80及84。亦可添加導電層及介入層之額外層，以使得電極具有針對特定裝置最佳化或調節之任何數目個層。亦有可能將感測器併入至顯示器堆疊上，其中與顯示器堆疊接觸之層可視需要而為導電的或絕緣的，如關於圖7中所展示之導電層78或圖8A中所展示之絕緣層92(諸如，光學上澄清之黏著劑)所展示。此外，可將多層電極「調節」至用於所要終端用途之不同光學性質。舉例而言，可針對所 要用途或性質(諸如，當顯示器處於關閉狀態下時減少反射)使用於介入層之材料及各層之厚度變化。
儘管圖7及圖8A展示具有底層51及具3個導電層(及2個介入層)之多層電極的感測器堆疊，但圖8B自具有X電極及Y電極的矩陣型觸控式螢幕上之節點之截面展示堆疊91，每一電極具有3個導電層之堆疊。結合介入層80及84的導電層78、82及86組成(例如)X軸電極。絕緣層92(其可為合適的光學上澄清之黏著劑或PET層)分離X軸電極與Y軸電極，Y軸電極包含結合介入層80b及84b之傳導層78b、82b及86b。雖然此建構為每一電極3個導電層，但其他配置係可能的，諸如用於給定電極之3個導電層，及用於另一電極之大於3個或少於3個導電層。儘管圖8B中未展示，但底層(或更準確而言，上覆層)亦可存在於絕緣層92B與導電層78B之間。
圖9a至圖9c展示與底層組合之多層電極之各個組態。圖9a展示薄片型、未經圖案化多層電極901，其中佈線引線900連接至每一轉角。圖9b展示組態為棒之多層電極902；圖9c展示組態為重複菱形形狀之多層電極903。用於此等實施例中之每一者的底層51可以圖9a及圖9b中所展示之形狀加以圖案化，或其可以不同方式進行圖案化。圖10為具有列多層電極906及行多層電極905之感測器之圖。底層可僅安置於電極906及905與基板(圖10中未展示)之間的區域中，或底層可為連續的。另外，可以類似於電極906及905中之兩者或任一者之方式圖案化底層。
自光學性質之觀點看，底層有兩個主要目標。第一目標係以實務方式使來自界面之反射儘可能地低。第二目標係使來自經圖案化多層電極(例如，圖10中之905及906)與基板區域(圖10中未展示)之反射匹配，以使對於使用者或檢視者而言的電極之可見性最小化。
對於先前所論述的底層為單一層之實施例，對於第一目標而言，低折射率底塗層較佳。理想地，若鄰近於底塗層之介質為空氣，則底層51之折射率等於基板折射率之平方根，以便使在圖案化時被移除了多層電極之區域最佳地抗反射。當無法藉由合適材料獲得此低折射率時，可使用低於基板折射率之較高折射率(光學效能常常減少)。若鄰近於底層之介質並非空氣(諸如，合適的光學上澄清之黏著劑，或PET層)，則理想的底層折射率為此介質之折射率與基板折射率之間的中間值。底層之厚度可能非常薄，小於最佳四分之一波長光學厚度，或可能非常厚，亦即，比四分之一波長厚得多，且仍提供光學益處。在底層處於多層電極下之區域中，可調整堆疊中之厚度以適應底塗層，如熟習此項技術者已知的。
對於第二目標，為了使光學對比度最小化，亦即，使具有多層電極之區域與不具有多層電極之區域之間的反射率差最小化，底層之折射率應理想地等於堆疊之有效折射率。為了此目標，底層折射率可與基板折射率一般高。因此，可將底層之折射率(及厚度)選擇為兩個目標之間的折衷。
圖11為包含複數個子層之底層的圖。當兩個或兩個以上子層(圖11)用於底層時，兩個目標之間的折衷有時可比單一層的情況下更好地得到滿足。舉例而言，若具兩子層之底層包括高折射率子層(大於基板之折射率)、繼之以低折射率子層(小於或至多等於基板之折射率)，則此具兩子層之底層在一些實施例中可達成在較寬廣波長範圍內的較低反射率(與(例如)SiO2或SiAlOx之實用低折射率單一底層的情況相比較而言)。此情形接著允許在具有多層電極堆疊之區域中亦使用較低反射率，而不會造成具有多層電極與不具有多層電極之此等區域之間的不合需要的較高對比度。高折射率層可為TCO或可為諸如SixNy、AlNz之介電質或用於透明光學塗層之許多高折射率介電質，諸如金屬氧化物(氧化鈦、氧化鋯、氧化鈮)或金屬氮氧化物，如熟習此項技術者已知的。
除非另外指示，否則應將在本說明書及申請專利範圍中使用的表示量、性質量測等等之所有數目理解為由術語「約」修飾。因此，除非有相反指示，否則在本說明書及申請專利範圍中闡述之數值參數為可取決於熟習此項技術者利用本申請案之教示設法獲得之所要性質而變化的近似值。並非試圖限制申請專利範圍之範疇之等效物的原則之應用，每一數值參數應至少按照所報告之有效數位之數目且藉由應用一般捨入技術來加以解釋。儘管闡述本發明之廣泛範疇之數值範圍及參數為近似值，但在任何數值闡述於本文中所描述之特定實例中之情況下，其被儘可能地精 確地報告。然而，任何數值完全可能含有與測試或量測限制相關聯之誤差。
在不脫離本發明之精神及範疇之情況下，熟習此項技術者而言將顯而易見本發明之各種修改及更改，且應理解，本發明並不限於本文中所闡述之說明性實施例。舉例而言，除非另外指示，否則閱讀者應假定一個所揭示之實施例之特徵亦可應用於所有其他所揭示之實施例。亦應理解，本文中所提及之所有美國專利、專利申請公開案及其他專利及非專利文件在其不與前述揭示內容相抵觸之情況下以引用之方式併入本文中。
10‧‧‧感測器堆疊
24‧‧‧反射
26‧‧‧反射
27‧‧‧反射
28‧‧‧反射
29‧‧‧反射
40‧‧‧堆疊
42‧‧‧高折射率透明導電氧化物(TCO)或半透明導電氧化物導電層
44‧‧‧導電鏈路
46‧‧‧較低折射率透明或半透明層
48‧‧‧孔隙
50‧‧‧高折射率透明導電氧化物(TCO)或半透明導電氧化物導電層
51‧‧‧底層
52‧‧‧基板
54‧‧‧堆疊
56‧‧‧透明導電氧化物(TCO)或半透明導電氧化物導電層
58‧‧‧介入導電層
60‧‧‧透明導電氧化物(TCO)或半透明導電氧化物導電層
62‧‧‧基板
64‧‧‧堆疊
66‧‧‧透明導電氧化物(TCO)或半透明導電氧化物導電層
68‧‧‧黏合劑
70‧‧‧導電粒子
72‧‧‧透明導電氧化物(TCO)或半透明導電氧化物導電層
74‧‧‧基板
76‧‧‧堆疊
78‧‧‧透明或半透明導電層
78b‧‧‧傳導層
78B‧‧‧導電層
80‧‧‧介入之透明或半透明層
80b‧‧‧介入層
82‧‧‧透明或半透明導電層
82b‧‧‧傳導層
84‧‧‧介入之透明或半透明層
84b‧‧‧介入層
86‧‧‧透明或半透明導電層
86b‧‧‧傳導層
88‧‧‧基板
90‧‧‧堆疊
91‧‧‧堆疊
92‧‧‧絕緣層
92B‧‧‧絕緣層
110‧‧‧觸控式裝置
112‧‧‧觸控面板
114‧‧‧示意框/控制器
114a‧‧‧觸碰輸出
116a‧‧‧行電極
116b‧‧‧行電極
116c‧‧‧行電極
116d‧‧‧行電極
116e‧‧‧行電極
118a‧‧‧列電極
118b‧‧‧列電極
118c‧‧‧列電極
118d‧‧‧列電極
118e‧‧‧列電極
120‧‧‧邊界/檢視區域
122‧‧‧節點
124‧‧‧節點
126‧‧‧控制線
128‧‧‧控制線
130‧‧‧手指
131‧‧‧觸碰位置
132‧‧‧手指
133‧‧‧觸碰位置
210‧‧‧多層觸控感測器
212‧‧‧上部層
212a‧‧‧上表面
214‧‧‧上部電極層
216‧‧‧介電層
218‧‧‧下部電極層
218a‧‧‧多層電極
218b‧‧‧多層電極
218c‧‧‧多層電極
218d‧‧‧多層電極
218e‧‧‧多層電極
220‧‧‧下部層
220a‧‧‧曝露表面
900‧‧‧佈線引線
901‧‧‧薄片型、未經圖案化多層電極
902‧‧‧多層電極
903‧‧‧多層電極
905‧‧‧行多層電極
906‧‧‧列多層電極
圖1展示觸控感應裝置及電子器件之示意圖；圖2展示用於例示性觸控感應裝置中之觸控面板之一部分的截面；圖3展示用於例示性觸控感應裝置中之觸控面板之一部分的截面；圖4為具有具導電路徑之介入層之多層電極及底層的圖；圖5為具有介入導電層之多層電極及底層的圖；圖6為具有具分散於黏合劑中之導電粒子之介入層的多層電極及底層的圖；圖7為具有多個介入層之多層電極及底層的圖；圖8A為具有多個介入層之多層電極及底層的圖；圖8B為節點處之矩陣型觸控式螢幕之截面的圖，該圖展 示具有多個介入層之X軸多層電極及底層，及具有多個介入層之Y軸多層電極及底層；圖9A至圖9C展示多層電極及底層可體現之各種圖案；及圖10展示用於矩陣型觸控式螢幕原型之多層電極及底層圖案的平面圖。
圖11為包含複數個子層之底層的圖。
10‧‧‧感測器堆疊
24‧‧‧反射
26‧‧‧反射
27‧‧‧反射
28‧‧‧反射
29‧‧‧反射
51‧‧‧底層
212‧‧‧上部層
214‧‧‧上部電極層
216‧‧‧介電層
218‧‧‧下部電極層
220‧‧‧下部層

Claims (21)

  1. 一種用於近接感測裝置中之感測器，其包含：一基板層；一第一電極層，其具有複數個電極；一第二電極層，其具有複數個電極；及一介電層，其分離該第一電極層與該第二電極層；一經圖案化底層，其安置於該基板層與該第一電極層之間；其中該第一層及該第二層相對於彼此定位以便形成一電極矩陣，且其中該第一電極層或該第二電極層中的該等電極中之至少一些電極包含：一第一透明或半透明導電層；一第二透明或半透明導電層；及一透明或半透明介入層，其位於該第一導電層與該第二導電層之間，該介入層包括該第一導電層與該第二導電層之間的導電路徑。
  2. 如請求項1之感測器，其中該底層係安置於該基板層上。
  3. 如請求項1之感測器，其中該基板層為實質上透明的。
  4. 如請求項3之感測器，其中該基板層包含聚對苯二甲酸乙二酯。
  5. 如請求項1之感測器，其中該底層包含複數個子層。
  6. 如請求項5之感測器，其中該底層具有不同於該基板層之折射率。
  7. 如請求項6之感測器，其中該底層具有不同於該第一電極層之折射率。
  8. 如請求項5之感測器，其中該等子層包含具有第一折射率之第一子層，及具有第二折射率之第二子層，且其中該第一折射率與該第二折射率不相同。
  9. 如請求項1之感測器，其中該底層係處於在該第一電極層或該第二電極層之該等電極下的區域中。
  10. 如請求項1之感測器，其中該底層為不連續的。
  11. 如請求項1之感測器，其中該底層係以一蜂巢圖案圖案化。
  12. 如請求項11之感測器，其中該第一電極層及該第二電極層之電極係以一蜂巢圖案圖案化。
  13. 如請求項1之感測器，其中該第一電極層及該第二電極層之該複數個電極為經圖案化電極，且該底層係基於該第一電極層或該第二電極層中之任一者或兩者之該圖案而圖案化。
  14. 如請求項1之感測器，其中該第一導電層及該第二導電層各自包含一透明或半透明導電氧化物。
  15. 如請求項14之感測器，其中該第一或第二介入層包含介電聚合物或無機介電材料或含有矽石奈米粒子之介電聚合物。
  16. 如請求項15之感測器，其中該第一或第二介入層包含具有不同於該第一導電層及該第二導電層之該等折射率之折射率的層。
  17. 如請求項14之感測器，其中該等導電路徑包含延伸穿過該第一導電層與該第二導電層之間的孔隙的導電鏈路。
  18. 如請求項14之感測器，其中該第二介入層包含黏合劑，且其中該等導電路徑包含懸浮於該黏合劑中且在該第一導電層與該第二導電層之間延伸的導電粒子。
  19. 如請求項1之感測器，其進一步包含：電子器件，其通信耦接至該感測器之該等電極且經組態以接收來自該等電極中之至少一些電極之信號，且基於此等信號，判定該觸控感測器上之一觸碰或幾近觸碰的座標。
  20. 如請求項1之感測器，其進一步包含一上部層，該上部層包含聚對苯二甲酸乙二酯或玻璃。
  21. 如請求項19之感測器，其進一步包含一可電子定址之顯示器，且其中該感測器係安置於該顯示器上，以使得可透過該感測器看見顯現於該可電子定址之顯示器之一檢視區域上的元素。
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