JP2016536682A - タッチパネル用の積層体及び積層体形成方法 - Google Patents

タッチパネル用の積層体及び積層体形成方法 Download PDF

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Abstract

タッチパネル用の積層体(100;200)が記載される。積層体は、一又は複数の層を基板上に堆積させるためのポリマーを含む基板(110;210)と、透光性導電性酸化物(TCO)のエリア及びTCOのエリア間の間隙を含む、基板(110;210)上に設けられたパターン形成されたTCO層(160;260)と、パターン形成されたTCO層(160;260)の間隙に提供された第1の誘電体材料(170;270)と、TCO層(160;260)のTCOエリア上に直接堆積し、かつ第1の誘電体材料(170;270)上に直接堆積している誘電体層(180;280)とを含む。更に、積層体を含むタッチパネル及びタッチパネル用の積層体を形成するための方法が記載される。【選択図】図1

Description

[0001]本発明の実施形態は、タッチパネル用の積層体(layer stack)、及び同積層体の形成方法に関する。特に、本発明の実施形態は、TCO層を含むタッチパネル用の積層体、具体的には、積層体の中にTCOがパターン形成された積層体、及びTCO層を含む積層体の形成方法に関する。
[0002]タッチパネルやタッチスクリーンパネルは、表示エリア内部のタッチを検出し、その場所を示すことができる種類の電子視覚表示である。一般に、タッチパネルは、積層体を含み、タッチを感知するように構成される。タッチパネルの本体は、スクリーンによって放射される可視スペクトルの光がスクリーンを透過することができるように、実質的に透明にする必要がある。少なくともいくつかの既知のタッチパネルは、基板の上に形成された透光性(transparent)導体を含む。そのようなパネルの表示エリアをタッチすると、通常、導体領域の容量が変化して検知される。容量の変化は、種々の技法で検知され、検知結果から、タッチの位置を決定することができる。
[0003]導電層を含む、タッチパネル用積層体は、いくつかの要件が求められる。主要要件として積層体の安定性が挙げられる。積層体の安定性とは、スクリーン上での複数回の接触や劣悪な条件に耐えられるほど安定していて、時間が経ってもタッチスクリーンの信頼性が損なわれないことである。しかしながら、頑丈と考えられるタッチスクリーンに組み入れた従来の積層体のなかには、導電層の厚さ、構成、構造などのために、タッチスクリーンの透光性が十分とはいえないものがある。を更に、安定性に加え、バリアの均一性や無欠陥性の点などで品質を向上させた積層体を製造することは、困難である。
[0004]また、容量の変化を検知するための導電層として構造化された導電層を使用する積層体の場合には、ユーザからの見え方などの光学的特徴について、特に、考慮する必要がある。したがって、薄膜型のフラットパネルディスプレイないしタッチスクリーンにおいて、オブジェクトの透明性を実現し、導電性に対して(タッチセンサ構造のような)パターンが形成され、従来構造と比較して光学的電気的性能に優れたものを提供すること、が望まれる。
[0005]かくして、本発明の目的は、上記の従来技術の問題の少なくとも一部を克服し、所望の特性を実現する、タッチパネル用の積層体、タッチパネル、及びタッチパネル用の積層体の形成方法を提供することである。
[0006]かくして、タッチパネル用の積層体、及び独立請求項によるタッチパネル用の積層体の形成方法が提供される。本発明の更なる態様、利点及び特徴が、従属請求項、明細書及び添付の図面から明らかになる。
[0007]1つの実施形態によれば、タッチパネル用の積層体が提供される。積層体は、一又は複数の層を堆積させるためのポリマーを含む基板と、透光性導電性酸化物のエリア、及び透光性導電性酸化物のエリア間の間隙を含む、基板上方に提供された透光性導電性酸化物のパターン形成された層とを含む。第1の誘電体材料は、透光性導電性酸化物のパターン形成された層の間隙に提供される。更に、積層体は、透光性導電性酸化物の層の透光性導電性酸化物のエリア上に直接、かつ第1の誘電体材料上に直接堆積している誘電体層とを含む。
[0008]別の実施形態によれば、タッチパネル用の積層体を形成するための方法が提供される。方法は、ポリマーを含む基板上に透光性導電性酸化物の層を堆積させることと、透光性導電性酸化物のエリア間に間隙を形成するように、透光性導電性酸化物の層をパターン形成することとを含む。方法は、第1の誘電体材料で、透光性導電性酸化物のパターン形成された層の間隙を充填することと;透光性導電性酸化物のパターン形成された層の透光性誘電性酸化物のエリア上に直接堆積した第1の誘電体材料を除去することと;透光性導電性酸化物のエリア上に直接かつ第1の誘電体材料上に直接、誘電体層を提供することとを更に含む。
[0009]実施形態は、開示された方法を実行する装置も対象とし、記載されたそれぞれの方法ステップを実行する装置部分を含む。これらの方法ステップは、ハードウェア構成要素、もしくは適当なソフトウェアによってプログラムされたコンピュータを手段として、又はこれらの2つの任意の組合せによって、或いは任意の他の方式で実行することができる。更に、本発明による実施形態は、記載された装置が動作する方法も対象とする。方法は、装置のあらゆる機能を実行する方法ステップを含む。
[0010]本発明の上記の特徴を詳細に理解することができるよう、実施形態を参照することによって、上記で簡潔に概説した本発明のより詳細な説明を得ることができる。添付の図面は、本発明の実施形態に関連し、以下の記述において説明される。
本明細書に記載された実施形態によるタッチパネル用の積層体の概略図を示す。 本明細書に記載された実施形態によるタッチパネル用の例示的積層体製造の概略図を示す。 本明細書に記載された実施形態によるタッチパネル用の例示的積層体製造の概略図を示す。 本明細書に記載された実施形態によるタッチパネル用の例示的積層体製造の概略図を示す。 本明細書に記載された実施形態によるタッチパネル用の例示的積層体製造の概略図を示す。 本明細書に記載された実施形態によるタッチパネル用の例示的積層体製造の概略図を示す。 本明細書に記載された実施形態による積層体の中に提供されたパターン形成されたTCO層の概略図を示す。 本明細書に記載された実施形態による積層体を含むタッチパネルの断面図を示す。 本明細書に記載された実施形態による、もう1つの側面から図4aで示されたタッチパネルの断面概略図を示す。 本明細書に記載された実施形態による積層体の光学的挙動の概略図を示す。 本明細書に記載された実施形態による積層体の光学的挙動の概略図を示す。 本明細書に記載された実施形態によるタッチパネル用の積層体を形成する方法のフローチャートを示す。 本明細書に記載された実施形態によるタッチパネル用の積層体を形成する方法のフローチャートを示す。
[0011]これより本発明の種々の実施形態が詳細に参照されるが、その一又は複数の例が図示されている。図面に関する以下の説明の中で、同一の参照番号は、同一の構成要素を指す。一般的に、個々の実施形態に関する違いのみが説明される。各例は、本発明の説明として提供されているが、本発明を限定することを意図するものではない。更に、1つの実施形態の一部として図示又は説明される特徴を、他の実施形態で又は他の実施形態と併用して、更なる実施形態を得ることが可能である。本明細書は、かかる修正及び改変を含むことが意図されている。
[0012]図1は、本明細書に記載された実施形態による積層体100を示す。典型的な実施形態によれば、積層体は、別の膜上に形成された(例えば、堆積による)多くの膜によって構成される。概して、膜又は層は、基板110の上に堆積され得る。本明細書に記載された基板は、ポリマー基板であり得る。本明細書で用いられる用語「基板」は、フレキシブルでない基板、例えば、硬質ポリマー基板、及びウェブ又は箔などのフレキシブル基板の両方を含むものとする。1つの実施形態では、基板は、ポリマー箔、特に、PET箔である。
[0013]いくつかの実施形態によれば、本明細書に記載された積層体は、タッチパネル用の積層体、特に、タッチパネル用の反射防止積層体であり得る。タッチパネルで使用されるように、本明細書に記載された実施形態による積層体は、パターン形成されたTCO(透光性導電性酸化物)層を含み、それは、図1でTCOパターン160として見ることができる。TCO層のパターンは、TCOのエリア、及びTCOのエリア間の間隙を含み得る。図1では、TCOパターンの間隙に材料170が充填されていると理解できる。誘電体層180は、TCOエリア160上に直接、更には材料170上に直接堆積される。いくつかの実施形態では、誘電体層180は、第2の誘電体材料を含み得る。1つの例では、誘電体層は、最上層として説明され得る。
[0014]本明細書に記載された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、本明細書で言及される透光性導電性酸化物は、インジウムスズ酸化物(ITO)層(例えば、結晶性のITO)、ドープされたITO層、不純物がドープされたZnO、In、SnO及びCdo、ITO(In:Sn)、AZO(ZnO:Al)、IZO(ZnO:In)、GZO(ZnO:Ga)、又はITO、ドープされたITO、不純物がドープされたZnO、In、SnO2、及びCdO、AZO、IZO、GZOの組み合わせを含む又はその組み合わせから成る複合酸化物であり得る。
[0015]概して、起伏が多く、壊れないPET箔の基板に基づく大型の射影容量タッチパネルセンサには、低いシート抵抗のTCO層(150オーム/スクエア未満のシート抵抗を有するTCO層など)、TCOパターニング後のセンサ要素の不可視性を併用した高い光学的中間色透過が必要とされる。最適なデバイス性能について、非常に薄いITO層が、TCO層の不可視性に必要とされる。例えば、薄型層の厚さは、約25nm未満の範囲であり得る。現在の処理技術及び設計集積化スキームは、約100オーム/スクエアで限定される。低いシート抵抗は、TCOが積層体の最上部に堆積される現在の層アーキテクチャでは不可能である。
[0016]タッチパネル用の積層体を製造する標準処理フローでは、ITO層が、積層体の最上部に最後の層として堆積される。代替的な既知の層構造では、ITO層は、層システム内部に埋め込まれる。この種のものは「埋込型ITO」と呼ばれる。埋込型ITOの場合、相対的に、透光性と無色性(color neutral)が高いパターン形成ITO層の厚さを厚く形成することができるため、シート抵抗はさらに小さくなる。しかしながら、この種の「埋込型ITO」の場合、低下したシート抵抗が低下する一方でTCO層の厚さが増加していくことから、厚く構造化されたTCO層が更に見えやすくするなど、改善の余地がある。
[0017]更に、既知のシステムでは、下位のサンライトリーダビリティ、スクリーンの着色された外観(反射率)、下部のディスプレイからの作成された画像に対する色の変化、及び機能的なスクリーンの構造化されたコア層から多少なりとも見ることができるパターン(例えば、パターン形成された透光性導電性酸化物、TCO)が、しばしば得られる。また、導電性は、大面積タッチパネル、例えば、7インチ以上の対角線を有するタッチパネル、特に20インチ以上の対角線を有するタッチスクリーンには、不十分であり得る。
[0018]タッチパネルの光学的外観を改良する一方で、同時に層に低い表面抵抗を提供するために、発明者によって、反射防止積層体内部でTCO層を使用することが発見された。本明細書に記載された実施形態によれば、TCOパターン間の間隙は、第1の誘電体材料、特に、第1の透光性誘電体材料で充填される。特に、第1の誘電体材料は、TCOパターンと同一又は類似の光学的パラメータ(屈折率n又は消光係数kなど)を提供し得る。図1では、第1の誘電体材料170は、TCOパターン160の間隙に見られる。いくつかの実施形態によれば、第1の誘電体材料を伴うパターン形成されたTCO層は、パターン構造を含まない閉鎖膜のように光学的挙動を行う。この挙動により、反射防止コーティングスタック内部での適用が可能になる。いくつかの実施形態では、TCOパターンの間隙は、第2の誘電体材料が、TCOパターン上に直接かつ第1の誘電体材料上に直接堆積される前に、第1の誘電体材料で充填される。
[0019]1つの実施形態では、TCO層の間隙内に充填されている第1の誘電体材料は、TCO層と同一又は類似の光学的特性を有し得る。例えば、特性は、記載された特性の値が、類似の値から最大で約15%までずれる場合に、「類似」であると表示され得る。
[0020]1つの実施形態において、ITOがTCOとして使用される場合、第1の誘電体材料の屈折率は、およそn=2.0からおよそn=2.35であり得る。第1の誘電体材料の屈折率は、屈折率nの値について最大で15%ほどずれることがある。第1の誘電体材料の消光係数kは、約2.11e−1であり、消光係数kの値について15%のずれを含むことがある。TCOの光学的特性と類似又は同一の第1の誘電体材料の他の光学的特性は、約0.471μm−1の色分散dn/dλ及び1.0623e+5cm−1の吸収係数αを含み得、これにより、これらの値の各々が、TCO層のそれぞれの値に類似するような約15%のずれを含み得る。
[0021]TCOパターンの間隙に充填される第1の誘電体材料は、TCO材料次第で、特に、TCO材料の光学的特徴次第で、選択され得る。いくつかの実施形態によれば、TCOパターン間の間隙を充填する第1の誘電体材料は、例えば、化学式SiNxOyを含む材料であり得る。いくつかの実施形態では、第1の誘電体材料は、Si、Ta、ZrO、ZnO、及び/又はSnOを含み得る。
[0022]記載された実施形態による積層体の構造のため、導電性膜が、本体を介した光の最適透過を損傷しないことが促進される。特に、この実施形態による積層体は、導電性膜、更には構造化された導電性膜でさえもが、光の透過に悪影響を及ぼすことなく、不所望な反射特性を回避することを促進する。
[0023]間隙充填されたTCO層の反射防止積層体の1つの実施形態が、図1に示される。上記基板110、TCOパターン160、TCOパターンの間隙の第1の誘電体材料170、第2の誘電体材料から形成されている誘電体層180に加え、積層体100は、例えば、基板上の次に続く層の接着を改善し、及び次に続く層に対するシード層、基板に対するバリア層又は同種のものとしての役割を果たす、接着層120を含み得る。接着層120は、SiOなどの酸化ケイ素を含み得る。例えば、接着層は、SiO又はSiOを含み得る。いくつかの実施形態によれば、接着層は、薄い層であり得る。薄い接着層は、約25nmの層の厚さを提供し得る。
[0024]例示的に示される積層体100は、高い屈折率及び低い屈折率を有する材料(SiOx、TiOx、NbOx、SiNx、SiOxNy、AlOx、AlOxNy、MgF、TaOxなど)を含み得る。例えば、第1の高屈折率の層130、低屈折率の層140、及び第2の高屈折率の層150が、接着層とTCO層との間に提供される。
[0025]本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせられ得る1つの実施形態では、高屈折率の層(又はまさに高屈折率の層)130又は150は、1.8を上回る屈折率を有し得る。例えば、ニオブ酸化物含有膜は、高屈折率の層として堆積され得る。高屈折率を有する膜は、例えば、NbOx、SiNx、SiOxNy、AlOxNy、TiOx、TaOx、ZrOx又は同種のものを含む膜によって、提供され得る。いくつかの実施形態によれば、膜を含むニオブ酸化物は、Nbなど、Nbのような化学式を有し得る。
[0026]いくつかの実施形態によれば、低屈折率を有する膜は、SiO、MgF、SiO、又は同種のもの、例えば、SiOなどを含む膜によって提供することができる。低屈折率の層又はまさに低屈折率の層として説明されている層は、本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせられ得る1つの実施形態では、1.6を下回る屈折率を有し得る。
[0027]本明細書に記載された、いくつかの実施形態によれば、本明細書に記載された誘電体層の第2の誘電体材料は、TCOパターンの間隙に提供されている第1の誘電体材料と異なる誘電体材料であり得る。本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせられ得る1つの実施形態では、誘電体層は、上記の低屈折率材料を含み得る。例えば、誘電体層は、SiOを含み得る。低屈折率の層である誘電体層は、その下に配置された積層体を安定化処理するだけではなく、積層体を反射防止積層体にするのに貢献し得る。いくつかの実施形態では、同一の誘電体材料が、第1及び第2の誘電体材料に使用されてもよい。
[0028]本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせられ得るいくつかの実施形態によれば、誘電体層(図1に記載された誘電体層180及び図2eに記載された以下の誘電体層280)は、「屈折率分布」層として形成され得る。屈折率分布層では、層の材料の屈折率は、第1の値から第2の値までシフトし得る。1つの実施形態では、屈折率分布層の屈折率は、連続的に又は段階的にシフトし得る。例えば、誘電体層の屈折率は、TCO層の屈折率からSiOの屈折率までの範囲、例えば、ITO層と接触する側での屈折率2.0(ITOの屈折率である)から、SiOxNy(n=1.9)、SiOxNy(n=1.8)などの屈折率を超えて、SiO(n=1.46)の屈折率までの範囲などの屈折率を有し得る。
[0029]更に、以下の明細書中で、層又は膜は、堆積する材料の量と理解され得る。特に、材料の量は、定義された厚さを有する層を形成するために基板の上又は別の層の上に堆積され得る。いくつかの実施形態によれば、層は、別の材料の上に堆積している材料の量と定義され得る。層は、材料の量の単なる堆積によって、材料の堆積及び後続の処理(エッチング、レベリング、インプリント方法若しくは同種のものなど)によって、又は定義された方法で堆積及び処理されている複数の材料の組成物によって、形成され得る。例えば、パターン形成された材料及び均一の光学的外観を有するためのパターンの間隙に充填されている材料は、一体的に層を形成し得る。特に、パターン及びパターンの間隙における充填によって形成される層は、実質的に均一な厚さを有し、1つの層として表示され得る。それでもなお、材料上の層の先ほどの説明にしたがって、間隙を充填するパターン形成された層の上に堆積され、かつパターン上に提供されている材料もまた、層として表示され得る。
[0030]図2aから図2eにおいて、図1に記載された積層体を形成する例が示される。図2aでは、積層体200は、基板210、接着層220、第1の高屈折率層230、低屈折率層240及び第2の高屈折率層250を含む。いくつかの実施形態によれば、図2aから図2eに記載された層は、図1に関して記載されたような層であり得る。例えば、図2aから図2eに記載された層の材料及び特性は、図1に関して記載されたもの(例えば、光学的特性)と同一であり得る。
[0031]図2aに示される実施形態では、TCO層260は、第2の高屈折率層250上に堆積される。TCO層260は、典型的には、約25nmから約90nmまでの厚さ、より典型的には、約30nmから約70nmまでの厚さ、更により典型的には、約40nmから約60nmまでの厚さを有し得る。1つの例では、TCO層の厚さは、約50nmであり得る。
[0032]明確に示されていないが、図2aに示された積層体200は、本明細書に記載された他の実施形態と組み合わされ得るいくつかの実施形態において、TCO層上に堆積されたコンタクト層を更に含み得る。コンタクト層は、銅などの金属を含み得る。例えば、コンタクト層は、タッチパネル配置において本明細書に記載された実施形態により形成された積層体を使用することができるように提供され得る。コンタクト層は、以下に詳しく記載されるように、TCO層、又はパターン形成されたTCO層へのコンタクトを提供するために形成及び使用され得る。代替的には、Agペーストが、TCO層へのコンタクトのためにタッチパネルに提供され得る。
[0033]図2bは、図2aに示された積層体200であるが、パターン形成されたTCO層260を含む積層体200を示す。パターンは、TCO材料のエリア261、及びTCO材料のエリア261の間の間隙262を含み得る。いくつかの実施形態によれば、TCOエリア261の間の間隙262は、TCO材料を実質的に含まない。TCOパターンを形成するために、TCO層260は、例えば、所望パターンの悪影響(negative)を提供するマスクを使用するなどの類似処理によって、エッチング又は処理され得る。いくつかの実施形態によれば、コンタクト層はまた、パターン形成され得、又はコンタクト層の一部は、タッチパネル用の所望の積層体及び/又はタッチパネル用のコンタクトラインを形成するために除去され得る。
[0034]いくつかの実施形態によれば、TCO層260のパターン形成は、インプリント方法によって、特にマルチレベルのインプリント方法によって(例えば、銅もまたエッチングされるであろう場合に)、実行され得る。例えば、マルチレベルインプリント方法は、ポリマーコーティングによってパターン形成される層(本実施形態では、層260など)をコーティングすることと、ポリマーコーティングをエンボス加工することと、エンボス加工されたポリマーコーティングをUV光の使用によるなどして硬化させることと、エンボス加工構造を解除することによってエンボス加工されたポリマーコーティングを露出することと、マスクとしてポリマーコートを使用することによってパターンをエッチングすることとを含み得る。これにより、TCOのエリア及びTCOエリア間の間隙を含む上記のパターンが形成され得る。
[0035]いくつかの実施形態によれば、TCO層は、約150オーム/スクエア以下の表面抵抗を有し得る。1つの実施形態では、TCO層の表面抵抗は、典型的には、約100オーム/スクエア未満であり、より典型的には、約80オーム/スクエア未満であり、更により典型的には、約70オーム/スクエア未満である。1つの例では、TCO層は、約50オーム/スクエアの表面抵抗を提供する。
[0036]概して、構造化されたTCOパターン、例えば、TCOのラインは、オームでのライン抵抗に対応する。しかしながら、シート抵抗は、関連のあるパラメータであり、テストエリアの堆積によって決定することができる、又はパターン形成された構造の抵抗及び構造の形状寸法に基づき、決定又は計算することができる。したがって、構造層のシート抵抗は、直接的に(更に間接的に)決定できず、むしろ非構造化層の抵抗を指すとしても、当業者であれば、構造化された層の値に対応するシート抵抗を関係付けるだろう。
[0037]図2aから図2eが、TCOのエリアとしてストライプ又はスクエアラの単純なパターンを示すのに対して、図3は、TCOパターンを含む層の更なる例を示す。TCO層300は、TCOエリア320、及びTCOエリア320間の間隙330を有する。図3から分かるように、TCOのパターンは、1つの方向にTCOエリア320を結合し、別の方向へのTCOエリア320間の結合を実質的に提供し得ない。例えば、TCOエリア320の列310が、TCOエリア320を結合することによって形成される一方で、列310の間は、実質的に結合されない。図3に示された例では、TCOパターンは、ひし形のようなTCOエリアを含む;しかし、本明細書に記載されたTCOパターンは、図示されたパターンに限定されず、ストライプ形状、長方形形状、二次形状、三角形形状、多角形形状、又はタッチパネルでTCO層に使用するのに適した任意の形状を有するTCOエリアなど、異なる形状のTCOエリアを提供し得る。いくつかの実施形態によれば、TCOエリアは、典型的には、約1mmから約7mmまで、より典型的には、約2mmから約6mmまで、更により典型的には、約3mmから約5mmまでの直径を有し得る。1つの実施形態では、TCOエリアの直径(図3の参照番号325により示される)は、3mmであり得る。用語「直径」は、TCOエリアの形状により決まり、また1つの方向でのTCOエリアの寸法によって画定され得ると理解すべきである。いくつかの実施形態によれば、既に先ほど説明されたように、TCOエリアは、経路(経路326など)によって結合され得る。1つの実施形態では、列310を形成するために1つの方向にTCOエリア320を結合する経路326は、約1mmの幅327を有し得る。
[0038]図3は、TCOパターンと接触している銅線340を更に示す。いくつかの実施形態によれば、銅線340は、TCOパターンをコントローラ350と結合する。例えば、コントローラ350は、TCOパターン及び銅線を通過し、タッチスクリーンに触れることによって誘導される電流の差を検出し得る。
[0039]図2aから図2eを再び参照すると、パターン形成されたTCO層260は、図2cの第1の誘電体材料270によって覆われる。第1の誘電体材料270は、TCO層260と類似又は同一の光学的特性を有するなど、図1に記載された第1の誘電体材料と同一の特性を有し得る。第1の誘電体層270の堆積は、TCOパターンの間隙262を充填する。
[0040]いくつかの実施形態によれば、第1の誘電体材料は、図2cに示されるようにTCO層を覆って堆積し、更なるステップ(図2dに示される)で、TCOパターン260上方にある(又はTCOパターンの画定された厚さ上方にある)第1の誘電体材料が除去される。いくつかの実施形態によれば、TCO層260最上部の第1の誘電体材料270は、エッチングステップによって除去される。
[0041]図面に示される図が、寸法の正しい縮尺を示していないと理解すべきである。例えば、第1の誘電体材料の層270は、TCO層と実質的に同じ厚さであり、TCOパターン上方に提供される層270の一部又は粒子を除去する前に、堆積処理のためTCOパターン上に第1の誘電体材料の粒子を提供し得る。図2dで実行される処理ステップの後に、即ち、TCOパターンから第1の誘電体材料を除去した後に、第1の誘電体材料270の層は、約50nmの厚さなど、TCO層260と実質的に同一の厚さを有し得る。いくつかの実施形態によれば、TCOパターン260及び第1の誘電体材料270は、実質的に均一な厚さを有する層265を形成し得る。
[0042]図2eでは、誘電体層280が、TCOエリア上に直接、かつ第1の誘電体材料270上に直接堆積する。いくつかの実施形態によれば、誘電体層280は、第1の誘電体材料と異なり得る、又は先ほど記載されたように低屈折率の材料であり得る、第2の誘電体材料を含み得る。例えば、誘電体層は、SiOなどのSiOを含み得る。
[0043]「層が材料の上に直接堆積する」、又は「層が別の層の上に直接堆積する」という表現は、互いに直接堆積している層又は材料の間に、更なる層が実質的に堆積しない状況を指すと理解すべきである。しかしながら、1つの層を他の層の上に直接提供することを妨げることなく、2つの層の間にあり得る層上に以前に提供された他の材料の汚染物、粒子又は残骸が存在し得る。いくつかの実施形態によれば、互いの上に直接提供される2つの層の間の汚染物は、互いの上に直接提供される層の表面積の15%までを占め得る。1つの実施形態では、第1の材料を第2の材料の上に直接提供することは、第2の材料の少なくとも約85%が第1の材料と直接、接触することを意味し得る。例えば、本明細書に記載されたTCOのエリア上に直接堆積する誘電体層は、TCOエリアの表面の85%以上が誘電体層によって直接覆われていることを意味し得る。いくつかの実施形態によれば、TCOパターンで存在するすべてのTCOエリアは、第2の誘電体材料によって直接覆われている。同一のものがTCO間隙の第1の誘電体材料に関する具体的な例の中で適用され、これにより本明細書に記載された誘電体層には、第1の誘電体材料が提供又は直接堆積(又は接触)される。
[0044]いくつかの実施形態によれば、特にコンタクト層を含む実施形態によれば、誘電体層280は、コンタクト層の覆いを外すためにインプリントステップ(先ほど記載されたようなインプリント方法など)、又は導電性構造と接触することができるコンタクトパターンにさらされ得る。
[0045]図4aは、本明細書に記載された実施形態によるタッチパネルの層構造の例の断面図を示す。タッチパネル用の層構造400は、フレキシブル基板410、接着層420、第1の高屈折率層430、第1の低屈折率層440、及び第2の高屈折率層450を含み得る。タッチパネルの層構造400は、TCOのエリア及びTCOのエリア間の間隙を有するTCOパターン460を更に含む。TCOのエリア間の間隙は、第1の誘電体材料470で充填される。いくつかの実施形態によれば、層の材料は、図1及び図2aから図2eの積層体の前述の層の中の材料に対応し得る。例えば、TCO層のパターンは、先ほど記載されたようにインプリント方法によって形成され得る。1つの実施形態では、コンタクト層(銅層など)はまた、TCO層と接触するためにスタックの中にも形成され得る。代替的には、バスバーを提供するために、Agペーストが提供され得る。
[0046]図4aに示されたタッチパネルの断面図はまた、TCOパターンの間隙の中の第1の誘電体材料470上に直接、かつTCOパターン460のTCOエリア上に直接提供される第2の誘電体材料を含む層480を含む。層480は、分離層として表示され得る。1つの実施形態では、層480は、SiOを含む。
[0047]いくつかの実施形態によれば、タッチパネル400は、層461及び層481を含む。層461は、実質的には層460のように提供され得る。例えば、層461は、第2のTCO層であり、層481は、第2の誘電体層であり得る。これは例えば、層461が、TCOのエリアと、Si、Ta、ZrO、ZnO、SnO又は化学式SiNを有する材料を含み得る、前述の第1の誘電体材料などの誘電体材料で充填されるTCOのエリア間の間隙とを含むTCOパターンを含み得ることを意味している。いくつかの実施形態によれば、図4aのTCOパターン460が、実質的にx方向に向かうTCOのラインによって提供されるのに対し、層461のTCOパターンは、図4aの左側の座標系に示されるように、実質的にy方向に向かうラインを含む。
[0048]図4bでは、タッチパネル400の断面図が、図4a及び図4bのそばに示された座標系から分かるように、90度回転後の観点から示されている。図4bでは、TCOエリア462及びTCOエリア462の間の間隙を有するTCOパターンを含む層461の構造を見ることができる。本明細書に記載された実施形態によれば、TCOエリア462の間の間隙は、前述の第1の誘電体材料などの誘電体材料463で充填される。
[0049]図4a及び図4bに示される構造により、容量性のタッチパネルが提供され得る。タッチパネルは、図4a及び図4bの2つの層460と461との間の容量性変動の感知を使用し得る。いくつかの実施形態によれば、層460及び461はまた、導電層としても表示され得る。2つの導電層は、互いに平行に配置され、分離層(層480など)によって間隔が空けられてもよい。電流が印加されると(例えば、例示的には銅から形成される前述のコンタクトラインによって)、蓄積された電子の場(field)が導電層の間で実現される。フィンガ又は適するスティックがタッチパネルに触れ、又はパネルに極めて接近すると、2つの導電層間の容量の値が影響を受け、変動するだろう。この変動(例えば、コントローラによる)を感知することによって、触れた位置をリンクされたコントローラ専用アルゴリズムなどによって示すことができる。
[0050]図5は、本明細書に記載された実施形態による積層体の光学的挙動の概略図を示す。図5に光学的挙動が示される積層体は、約50nmの厚さを有するパターン形成されたTCO層を含む。横座標の軸には、約380nmから約780nmまでの範囲の波長が示される。縦座標の軸は、入射光の百分率で積層体の透過挙動を示す。当業者は、図5から、約430nmから約780nmまでの波長での透過が90%を上回り、約540nmから約740nmまでの波長での透過が95%を上回ることを認識するだろう。したがって、本明細書に記載された実施形態による積層体は、既知のシステムと比較して向上した光学的透過率を提供する。また、本明細書に記載された実施形態による積層体は、例えば、積層体の中に比較的厚いTCO層を提供することによって、約50オーム/スクエアの低い表面抵抗を提供する。
[0051]図6は、本明細書に記載された実施形態による積層体の光学的挙動の概略図を示す。図6に光学的挙動が示される積層体は、約50nmの厚さを有するパターン形成されたTCO層を含む。横座標の軸には、約400nmから約800nmまでの範囲の波長が示される。縦座標の軸は、入射光の百分率で積層体の反射挙動を示す。当業者は、図6から、約440nmから約660nmまでの波長での反射が0.5%を下回り、約440nmから約600nmまでの波長での反射が0.2%を下回ることを認識するだろう。したがって、本明細書に記載された実施形態による積層体が、タッチパネルの反射防止積層体として作用するのに対し、同時に、画定された表面抵抗を有する信頼できる導電層を提供し得る。
[0052]図7は、本明細書に記載された実施形態によるタッチパネル用の積層体を形成する方法のフローチャートを示す。方法700は、ボックス710において、基板上にTCO層を堆積させることを含む。例えば、基板は、ポリマーを含み得る。本明細書に記載された、いくつかの実施形態によれば、基板は、ウェブ、箔、又はフレキシブル基板であり得る。1つの実施形態では、コーティングされる基板は、PET基板、特に、PET箔である。ボックス720では、基板上に堆積したTCO層は、パターン形成される。パターン形成することは、エッチングステップ、マルチレベルインプリント方法又は同種のものによって実行され得る。本明細書に記載された実施形態によれば、パターン形成されたTCO層のパターンは、TCOのエリア、及びTCOのエリア間の間隙を含む。
[0053]本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせ得る、本明細書に記載された、いくつかの実施形態によれば、コーティングされる基板は、ウェブであり得るが、また大面積基板も含み得る。いくつかの実施形態では、基板は、約0.67mの基板(0.73×0.92m)に相当するGEN4.5、約1.4mの基板(1.1m×1.3m)に相当するGEN5、約4.29mの基板(1.95m×2.2m)に相当するGEN7.5、約5.7mの基板(2.2m×2.5m)に相当するGEN8.5、又は約8.7mの基板(2.85m×3.05m)に相当するGEN10でさえあり得る。GEN11及びGEN12などの更に大きな世代並びにこれらに相当する基板面積が、同様に実現され得る。
[0054]いくつかの実施形態によれば、方法700は、ボックス730を更に含み、ボックス730では、パターン形成されたTCO層の間隙が第1の誘電体材料で充填される。第1の誘電体材料は、TCO層と同一又は少なくとも類似の光学的特性を有し得る。例えば、第1の誘電体材料は、図1及び図2aから図2eを参照して先ほど記載されたように、第1の誘電体材料であり得る;特に、第1の誘電体層は、TCOパターンで使用されるTCOと同一若しくは類似の消光係数k及び/又は同一若しくは類似の屈折率nを有し得る。
[0055]ボックス740では、タッチパネル用の積層体を形成するための方法700は、パターン形成されたTCO層のTCOエリア上に直接堆積する誘電体材料を除去することを含む。1つの実施形態では、TCOのエリア間の間隙の充填が、図2c及び図2dに記載されるように、即ち、TCO層の間及びTCO層の上方に第1の誘電体材料を提供することによって、実行される。続いて、TCOエリア上方に提供される第1の誘電体材料は、第1の誘電体材料が、TCOエリアの上方ではなく、TCOエリア間の間隙だけに存在するように、除去され得る。いくつかの実施形態によれば、したがって、第1の誘電体材料は、TCO層の厚さに対応する厚さで形成される。TCO層及び第1の誘電体材料の厚さは、典型的には、約25nmから約90nmまで、より典型的には、約30nmから約70nmまで、更により典型的には、約40nmから約60nmまでであり得る。1つの例では、TCO層の厚さは、約50nmであり得る。
[0056]本明細書に記載された実施形態によれば、方法700のボックス750は、TCOエリア上に直接、かつ第1の誘電体材料上に直接誘電体層を提供することを含む。1つの層を別の層へ直接堆積させることが、先ほど記載及び定義されたように実行され得る。例えば、第1の材料を第2の材料の上に直接提供することは、第2の材料の約85%が第1の材料と直接、接触することを意味し得る。例えば、本明細書に記載されたTCOのエリア上に直接堆積する誘電体層は、TCOエリアの表面の85%以上が誘電体層によって直接覆われていることを意味し得る。同一のものがTCO間隙の第1の誘電体材料に関する具体的な例の中で適用され、これにより本明細書に記載された誘電体層には、第1の誘電体材料が提供又は直接堆積(又は接触)される。
[0057]いくつかの実施形態によれば、ポリマー基板上への材料の堆積は、典型的には約150℃未満、より典型的には約120℃未満、更により典型的には100℃未満の温度で起こり得る。1つの実施形態では、本明細書に記載された層堆積、とりわけTCO材料の層堆積は、特にPET箔が基板として使用される場合に、約80℃の温度で起こり得る。本明細書に記載された層の堆積は、スパッタ処理、例えば、ターゲット又は回転ターゲットを使用したスパッタ処理によって実行され得る。
[0058]1つの実施形態では、タッチパネル用の積層体を形成するための方法は、TCO層の堆積前に基板上に直接、接着層を堆積させることを含む。接着層は、基板上に続いて形成される層の接着を向上させる働きをするが、分離層だけではなくバリア層の特性も提供し得る。1つの実施形態では、接着層は、SiOなどのSiOを含む材料を含み得る。接着層は、約25nm以下の厚さを有する薄い層であり得る。接着層の堆積後に、第1の高屈折率の層が、接着層上に形成され得る。第1の高屈折率の層は、1.8より高い高屈折率を有する材料を含み得る。例えば、高屈折率を有する材料は、NbなどのNbを含み得る。第1の高屈折率の層上に、第1の低屈折率の層が堆積され得る。1つの実施形態では、低屈折率の層は、1.6より低い屈折率を有する材料を含み得る。例えば、第1の低屈折率の層は、SiOなどの材料を含み得る。1つの実施形態では、低屈折率の層上に、第2の高屈折率の層が形成され得る。第2の高屈折率の層は、第1の低屈折率の層に類似した層であり得、例えば、第1の高屈折率の層の材料と比較して、同一の材料及び/又は同一若しくは類似の材料特性を提供する。いくつかの実施形態によれば、前述のTCO層の堆積は、第2の高屈折率の層上で実行され得る。
[0059]図8は、タッチパネル用の積層体を形成する方法の実施形態のフローチャート800を示す。概して、ボックス810、820、830、840、及び850は、方法700のボックス710、720、730、740、及び750にそれぞれ対応し得る。方法800は、ボックス810におけるポリマーを含む基板上へのTCO層堆積後に、ボックス815において、TCO層上にコンタクト層を堆積させることを更に含む。コンタクト層は、ボックス820において、TCO層のパターン形成前に堆積され得る。1つの実施形態では、コンタクト層は、銅層を含み得る。
[0060]ボックス820の後に実行され得るボックス825において、コンタクト層は、第1の誘電体材料でパターン形成されたTCO層の間隙を充填する前に、パターン形成され得る。いくつかの実施形態によれば、コンタクト層及びTCO層のパターン形成は、同時に実行され得る。コンタクト層のパターン形成後、ボックス830において、第1の誘電体材料がTCOエリア間の間隙に充填され得、ボックス840において、TCOパターン及び誘電体材料の充填を含む均一の層を有するように、パターン形成されたTCO層のTCOエリア上に直接堆積する誘電体材料が、TCOエリアから除去され得る。ボックス850は、先ほど記載されたように、TCOエリア上に直接、かつ第1の誘電体材料上に直接誘電体層を提供することを含み得る。
[0061]銅がコンタクトの可能性として使用され、TCO層上に堆積されるいくつかの実施形態によれば、タッチパネル用の積層体を形成する方法は、TCO層及びコンタクト層をパターン形成するための2つのレベルのインプリント方法又は他のリソグラフィ方法を含み得る。2つのレベルのインプリント方法の後に、コンタクト層は、エッチングされる(パターンを形成するために)。1つの実施形態では、TCOは、TCOパターン形成のためにコンタクト層がエッチングされた後に、エッチングされる。先述のように、エッチングされたパターンは、TCOエリア、及びTCOエリア間の間隙を含み得る。続いて、第1の誘電体材料が、TCOエリア間の間隙に充填され、特に、第1の誘電体材料は、TCO(例えば、化学式SiNを有する材料)と同じ屈折率及び/又は同じ消光係数を有する。第1の誘電体材料の堆積後、第2のインプリント方法又は対応するリソグラフィ方法が使用される。続いて、特に、TCOエリア上にある第1の誘電体材料を除去するために、更には、TCOパターン及び均一の光学的外観を有する第1の誘電体材料を含む閉鎖層を形成するために、堆積した第1の誘電体材料がエッチングされる。第1の誘電体材料のエッチングの後に、SiOを含み得る、誘電体層などの低屈折率の層が、TCOパターン及び第1の誘電体材料を含む閉鎖層上に堆積され、第3のインプリント方法又は対応するリソグラフィ方法によって処理され、エッチングされ得る。例えば、コンタクト層又はコンタクトパターン(結合ラインとして提供され得る)を露出するために、特に、コンタクトパターンを露出して、コントローラに結合され得る(図3に示された例ついては)コンタクトラインを介してTCO層と接触することができるように、誘電体層がエッチングされ得る。
[0062]本明細書に記載される実施形態によれば、第1の誘電体材料を伴うパターン形成されたTCO層は、パターン構造を含まない閉鎖膜のように光学的挙動を行う。TCOのエリア及び間隙に充填される誘電体材料は、光学的に均一な層を形成する。特に、TCOエリア及びTCOエリア間の誘電体充填によって形成される膜は、典型的には、約25nmから約90nmまでの厚さ、より典型的には、約30nmから約70nmまでの厚さ、更により典型的には、約40nmから約60nmまでの厚さを有し得る。1つの例では、TCOエリア及び誘電体充填を含む層の厚さは、約50nmであり得る。厚さの値は、単なるTCO層の厚さの値に対応する。TCOエリア間で堆積した第1誘電体材料は、TCOエリアの上方には実質的には提供されない。しかしながら、例外は、先述の除去ステップから残った汚染物又は粒子であり得る。実質的には、パターン形成されたTCO層及び第1の誘電体材料は、均一の光学的外観、特に先ほど言及された厚さを有する層を形成する。
[0063]本明細書に記載された実施形態による積層体、本明細書に記載された実施形態による積層体を含むタッチパネル、及び本明細書に記載された実施形態による積層体を形成するための方法は、高い透過率、及び同時に低い表面抵抗を提供する。TCOパターンは、反射防止積層体の中で、ほとんど又は完全に目に見えない。したがって、本明細書に記載された積層体を含むタッチパネルが、改善された光学的外観を有しているのに対し、導電層は、ポリマー基板上に提供され、いくつかの実施形態では、限定された温度での層堆積だけを可能にする。
[0064]本明細書は、最良の形態を含む本発明を開示し、かつ任意の当業者が本発明を実施し、利用できるようにするために複数の例を用いる。本発明は種々の具体的な実施形態に関して説明されてきたが、特許請求の範囲の精神及び範囲内で、変更を加えて本発明を実施できることが当業者には認識されよう。特に、上記の実施形態及び変更形態の複数の例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。
[0065]上記の記述は本発明の実施形態を対象としているが、本発明のその他の実施形態及び更なる実施形態が、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく、考案され、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定められる。

Claims (15)

  1. タッチパネル用の積層体(100;200)を形成する方法(700;800)であって、
    ポリマーを含む基板(110;210)上に透光性導電性酸化物の層を堆積させること(710;810)と、
    透光性導電性酸化物のエリア間に間隙が形成されるようにして、前記透光性導電性酸化物の層(160;260)をパターン形成すること(720;820)と、
    前記透光性導電性酸化物のパターン形成された層(160;260)における前記間隙を第1の誘電体材料(170;270)で充填すること(730;830)と、
    前記透光性導電性酸化物のパターン形成された層(160;260)の前記透光性誘電性酸化物のエリア上に直接堆積した前記第1の誘電体材料(170;270)を除去すること(740;840)と、
    前記透光性導電性酸化物のエリア上に直接かつ前記第1の誘電体材料(170;270)上に直接、誘電体層(180;280)を設けること(750;850)と
    を含む方法。
  2. 前記第1の誘電体材料で前記間隙を充填すること(730;830)が、前記透光性導電性酸化物の層(160;260)と実質的に同一の屈折率、及び前記透光性導電性酸化物の層(160;260)と実質的に同一の消光係数のうちの少なくとも1つを有する誘電体材料を選択することを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記基板(110;210)上に前記透光性導電性酸化物の層(160;260)を堆積させることが、フレキシブル基板、熱可塑性基板、箔、及びPET箔のうちの少なくとも1つを含む前記基板上に前記透光性導電性酸化物の層を堆積させることを含む、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 更に、前記透光性導電性酸化物の層(160;260)を堆積させる(710;810)前に、
    前記基板(110;210)上に直接、接着層(120;220)を堆積させることと、
    前記接着層(120;220)上に第1の高屈折率の層(130;230)を堆積させることと、
    前記第1の高屈折率の層(130;230)上に第1の低屈折率の層(140;240)を堆積させることと、
    前記第1の低屈折率の層(140;250)上に第2の高屈折率の層(150;250)を堆積させることと
    を含む、請求項1から3の何れか一項に記載の方法。
  5. 更に、前記透光性導電性酸化物の層をパターン形成する前に、前記透光性導電性酸化物の層(160;260)上にコンタクト層、特に銅層を堆積させること(815)と、;
    前記第1の誘電体材料(170;270)で前記透光性導電性酸化物のパターン形成された層の前記間隙を充填する(830)前に、前記透光性導電性酸化物の層(160;260)及び前記コンタクト層をパターン形成すること(825)と
    を含む、請求項1から4の何れか一項に記載の方法。
  6. 特に請求項1から5の何れか一項に記載の方法によって製造された、タッチパネル用の積層体(100;200)であって、
    一又は複数の層を堆積させるためのポリマーを含む基板(110;210)と、
    透光性導電性酸化物のエリア、及び前記透光性導電性酸化物のエリア間の間隙を含む、前記基板(110;210)上方に提供された透光性導電性酸化物のパターン形成された層(160;260)と、
    前記透光性導電性酸化物のパターン形成された層(160;260)の前記間隙に提供された第1の誘電体材料(170;270)と、
    前記透光性導電性酸化物の層(160;260)の前記透光性導電性酸化物のエリア上に直接堆積し、かつ前記第1の誘電体材料(170;270)上に直接堆積している誘電体層(180;280)と
    を含む積層体。
  7. 前記基板(110;210)が、熱可塑性基板、フレキシブル基板、箔、及びPET箔のうちの少なくとも1つであり得る、請求項6に記載の積層体。
  8. 前記積層体(110;210)が、反射防止積層体である、請求項6又は7に記載の積層体。
  9. 前記第1の誘電体材料(170;270)が、前記透光性導電性酸化物の層(160;260)と実質的に同一の屈折率、及び前記透光性導電性酸化物の層(160;260)と実質的に同一の消光係数のうちの少なくとも1つを有する、請求項6から8の何れか一項に記載の積層体。
  10. 前記透光性導電性酸化物のパターン形成された層(160;260)及び前記第1の誘電体材料(170;270)が、均一な光学的外観を有する層を形成する、請求項6から9の何れか一項に記載の積層体。
  11. 前記第1の誘電体材料(170;270)が、Si、Ta、ZrO、ZnO、及びSnOのうちの少なくとも1つを含み、及び/又は前記誘電体層(180;280)が、SiOを含む第2の誘電体材料を含む、請求項6から10の何れか一項に記載の積層体。
  12. 更に、前記積層体(100;200)が、前記基板(110;210)と前記透光性導電性酸化物のパターン形成された層(260;260)との間に、
    前記基板(110;210)上に直接形成された接着層(120;220)と、
    前記接着層(120;220)上に形成された第1の高屈折率の層(130;230)と、
    前記高屈折率の層(130;230)上に形成された第1の低屈折率の層(140;240)と、
    前記低屈折率の層(140;240)上に形成された第2の高屈折率の層(150;250)と
    を含む、請求項6から11の何れか一項に記載の積層体。
  13. 前記層の前記材料が、前記高屈折率の層(130;230;150;250)に対するNb、前記低屈折率の層(140;240)に対するSiO、及び前記接着層(120;220)に対するSiOxのうちの少なくとも1つを含む、請求項12に記載の積層体。
  14. 前記透光性導電性酸化物の層(160;260)が、約30nmから約70nmまでの厚さ、特に約50nmの厚さを有する、請求項6から13の何れか一項に記載の積層体。
  15. 請求項6から14の何れか一項に記載の前記積層体(100;200)を含むタッチパネル(400)。
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