CN102314278B - 具有炫彩装饰图案的单片式电容触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有炫彩装饰图案的单片式电容触摸屏，包括透明基板、遮掩层、感测电极层和周边线路层，遮掩层和感测电极层均设于透明基板的背面，感测电极层的边缘部分和周边线路层依次设于处于遮掩层外侧，其特征是：还包括干涉层和反射层，所述遮掩层上设有装饰图案形状的镂空区域，干涉层和反射层依次设置在遮掩层的外侧并覆盖镂空区域。通过遮掩层上的镂空区域构成装饰图案的轮廓，透过镂空区域的入射光分别在第一界面和第二界面发生反射，第一界面反射光与第二界面反射光在干涉层产生干涉作用，使得操作者从不同角度观看装饰图案，其颜色不断变化，从而使得这种单片式电容触摸屏的装饰图案具有炫彩效果。

Description

具有炫彩装饰图案的单片式电容触摸屏

技术领域

本发明涉及一种电容触摸屏，尤其涉及一种具有炫彩的装饰图案的单片式电容触摸屏。

背景技术

近年来，随着信息技术、无线行动通讯和信息家电的快速发展与应用，人们对电子产品的依赖性与日俱增。为了达到更便利，体积更轻巧化以及更人性化的目的，许多电子产品已由传统的键盘或鼠标作为输入装置，转变为使用设置在显示屏幕前的触摸屏作为输入装置。现有的触摸屏大致可分为电容式、电阻式、感光式等类型。其中，电容触摸屏已经广泛应用到各类电子产品，如手机、平板电脑中。电容触摸屏的特点是透过率高且触摸施压不必用力，可以抵御恶劣的外界环境，例如：水，温度变化，潮湿，故使用寿命长，工作时还可以实现多个触摸点的同时探测，操作使用更为人性化。

传统的电容触摸屏，一般都为多片基板的贴合体，其通过设置在某一基板上的感测电极层来实现触摸感应功能，而随着电子产品的轻薄化发展，其要求所装配的电容触摸屏越来越轻薄，于是有人提出了只采用一片基板的电容触摸屏，即单片式电容触摸屏。

感测电极层一般包括多个沿着第一方向延伸的第一感测电极以及多个沿着第二方向延伸的第二感测电极，第一感测电极与第二感测电极相互交错形成感应阵列；各个第一感测电极之间互相电性不连接，各个第二感测电极之间互相电性不连接，第一感测电极与第二感测电极之间电性不连接。当使用者以手指接触触控屏时，接触点处的第一、第二感测电极的电容发生变化，通过电路检测，就可以判断触摸的发生以及接触点的坐标。为了将电容触摸屏设计为透明的，上述第一、第二感测电极往往采用透明导电膜，如氧化铟锡(ITO)制作而成。

对于单片式电容触摸屏来说，需要将第一感测电极、第二感测电极都设置在一片基板的背面，可以采用两层透明导电膜分别形成第一、第二感测电极，也可以采用同一层透明导电膜形成第一感测电极、第二感测电极，后者可以使得第一、第二感测电极具有光学一致性，由于第一感测电极、第二感测电极之间存在交叉，因此在交叉处还设计有跳线结构，使得交叉处的第一感测电极、第二感测电极可以在各自的方向上导通，并且相互之间不会发生短路。

跳线结构一般包含由绝缘层(绝缘垫块)隔开的底部连接和顶部连接，其分别用于连接被交叉点分开的第一感测电极和第二感测电极。底部连接和顶部连接的其中一个可以由透明导电膜形成，另外一个则采用第一金属膜形成，我们将这种第一金属膜形成的连接称为金属连接桥，其一般设计为一定宽度的直条形。第一金属膜可以为单质金属或合金构成的单层或多层膜，一般还用于形成触摸屏幕周边的低电阻周边线路。

为了克服降低金属连接桥的反射光问题，底部连接和顶部连接也可以由两层透明导电膜分别形成，而设置在触摸屏的低电阻周边线路，则需要通过增加一层第二金属膜来形成；同样地，采用两层透明导电膜分别形成第一、第二感测电极的结构，往往也需要通过增加一层第二金属膜来形成低电阻周边线路。

为了遮掩掉周边的线路，一般还会在单片式电容触摸屏的周边设置一层遮掩层，遮掩层一般为最靠近基板的内层，也就是说，在触摸屏的周边区域，上述感测电极层或周边线路设置在遮掩层之上。由于仅需遮掩电容触摸屏的周边区域，遮掩层一般通过一定的图形化方法形成框状的图形。

在电容触摸屏的周边区域，一般还设置有作为商标等用途的装饰图案，为了使得装饰图案更加美观，还可以将装饰图案设计为炫彩的，也就是说，其颜色会随着观看角度的变化而变化，按照当前的技术，这种炫彩的装饰图案，一般采用炫彩油墨印刷而成，其材料成本比较高，而且也需要通过专门的印刷工序进行印刷，造成了电容触摸屏总体成本的提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有炫彩装饰图案的单片式电容触摸屏，这种具有炫彩装饰图案的单片式电容触摸屏，其图案无需采用炫彩油墨进行印刷，无需专门的印刷工序，具有成本较低的优点。采用的技术方案如下：

一种具有炫彩装饰图案的单片式电容触摸屏，包括透明基板、遮掩层、感测电极层和周边线路层，遮掩层和感测电极层均设于透明基板的背面，感测电极层的边缘部分和周边线路层依次设于处于遮掩层外侧，其特征是：还包括干涉层和反射层，所述遮掩层上设有装饰图案形状的镂空区域，干涉层和反射层依次设置在遮掩层的外侧并覆盖镂空区域。

靠近透明基板的一侧为内侧，远离透明基板的一侧为外侧。

通过遮掩层上的镂空区域构成装饰图案的轮廓，透明基板与干涉层之间的界面构成第一界面，干涉层与反射层之间的界面构成第二界面，透过镂空区域的入射光分别在第一界面和第二界面发生反射，第一界面反射光与第二界面反射光在干涉层产生干涉作用，使得操作者从不同角度观看装饰图案，其颜色不断变化，从而使得这种单片式电容触摸屏的装饰图案具有炫彩效果。

作为本发明的优选方案，其特征是：所述反射层由金属膜构成。金属膜可以是由单独设置的第三金属膜构成，或者是由感测电极层的第一金属膜或周边线路层的第二金属膜构成。由第一金属膜或第二金属膜构成反射层，简化制造流程，节约制造成本。

作为本发明进一步的优选方案，其特征是：所述干涉层由至少一层均匀的透明介质层构成，介质层的折射率与透明基板的折射率不相等。介质层的厚薄均匀，并且介质层的折射率不同于透明基板的折射率，依据等倾干涉原理，反射光的颜色随着观看角度变化，从而产生炫彩效果。

作为本发明更进一步的优选方案，其特征是：所述干涉层由感测电极层中的绝缘层或透明导电层构成。将感测电极层中的绝缘层或透明导电层设为干涉层，简化制造流程，节约制造成本。

作为本发明更进一步的优选方案，其特征是：所述干涉层由感测电极层中的绝缘层和透明导电层构成。将感测电极层中的绝缘层和透明导电层设为干涉层，简化制造流程，节约制造成本。

作为本发明再更进一步的优选方案，其特征是：所述干涉层包括多条相互平行并紧密排列的柱状透镜，柱状透镜由感测电极层中的绝缘层或透明导电层构成。在等倾干涉的基础上，进一步将干涉层设置为包括多条相互平行并紧密排列的柱状透镜，进行光栅干涉，使得色彩更加丰富。

作为本发明再更进一步的优选方案，其特征是：所述干涉层包括多条相互平行并按第一方向紧密排列的第一柱状透镜，以及多条相互平行并按第二方向紧密排列的第二柱状透镜；第一柱状透镜由感测电极层中的透明导电膜构成，第二柱状透镜由感测电极层中的绝缘层构成。在干涉层由感测电极层中的绝缘层和透明导电层构成的情况下，分别将绝缘层和透明导电膜设为包括按不同方向排列的第一柱状透镜和第二柱状透镜，构成二维干涉条纹，使得颜色能够在两个方向上进行变化，获得颜色变化更加丰富的炫彩效果。

本发明与现有技术相比具有如下优点：其图案无需采用炫彩油墨进行印刷，无需专门的印刷工序，具有成本较低的优点。

附图说明

图1是本发明各实施例的整体结构示意图，各个实施例的整体结构示意图都一样；

图2是本发明实施例一的层状结构示意图；

图3是本发明实施例二的层状结构示意图；

图4是本发明实施例三的层状结构示意图；

图5是本发明实施例四的层状结构示意图；

图6是本发明实施例五的层状结构示意图；

图7是本发明实施例六中干涉层设有柱状透镜的示意图；

图8是图7沿A-A的剖面图；

图9是本发明实施例七中干涉层设有二维柱状透镜的示意图；

图10是图9沿B-B的剖面图；

图11是图9沿C-C的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

实施例一

如图1和图2所示，这种具有炫彩装饰图案的单片式电容触摸屏，包括透明基板1、遮掩层2、感测电极层3、周边线路层4、干涉层5和反射层6，遮掩层2和感测电极层3均设于透明基板1的背面，感测电极层3的边缘部分和周边线路层4依次设于处于遮掩层2的外侧，遮掩层2上设有装饰图案形状的镂空区域7，干涉层5和反射层6依次设置在遮掩层2的外侧并覆盖镂空区域7。

感测电极层3包括透明导电膜8、绝缘层9和第一金属膜10；透明导电膜8图形化为多个第一方向电极11、多个第二方向电极12和底部连接13，底部连接13用于连接第二方向电极12上相邻两个第二电极块；第一金属膜10图形化为顶部连接14，顶部连接14用于连接第一方向电极11上相邻两个第一电极块；绝缘层9图形化为底部连接13与顶部连接14之间的绝缘垫块15；底部连接13、绝缘垫块15和顶部连接14构成感测电极层3上的跳线结构。

干涉层5由绝缘层9形成，反射层6由第一金属膜10形成。

干涉层5(绝缘层9)与透明基板1之间的界面构成了第一界面，其产生了第一界面反射光，干涉层5(绝缘层9)与反射层6(第一金属膜10)的界面为第二界面，产生了第二界面反射光，优选干涉层5(绝缘层9)的厚度在6μm以下，使得第一界面反射光与第二界面反射光具有足够的空间相干性，由此第一界面反射光可以与第二界面反射光产生等倾干涉作用，其叠加使得最终反射出来的光呈现颜色随着观察视角变化的色散光，产生了炫彩效果。

上述第二界面反射光是由第一金属膜10反射出来的，因此，具有很高的反射率，炫彩效果主要取决于第一界面反射光的强度，其强度越强，则可以产生颜色更加鲜艳的反射光，第一界面反射光的强度决定绝缘层9与透明基板1折射率的差别，因此，在透明基板1为玻璃材料(折射率≈1.5)的情况下，优选干涉层5(绝缘层9)为折射率＜1.45的有机树脂材料制作而成。

在其它具体方案中，上述的干涉层5也可以由感测电极层3的透明导电膜形成，提高了第一界面反射光与第二界面反射光的相干性，一般来说，透明导电膜的厚度小于100nm，具有很高的空间相干性。干涉层5还可以由单独设置的透明导电膜形成。优选透明导电膜为折射率约等于1.7的氧化铟锡，其与透明基板(透明基板折射率≈1.5)之间可以产生极强烈的第一界面反射光，并且在很高的空间相干性的条件下，可以产生极其鲜艳的炫彩效果。

实施例二

如图1和图3所示，在其它情况与实施例一相同的情况下，其区别在于：干涉层5由透明导电膜8和绝缘层9形成，能够获得更大的折射率差，根据其制造工艺流程，透明导电膜8处于绝缘层9的内侧，并优选其为折射率约等于1.7的氧化铟锡，因此，其第一界面反射光产生于绝缘层9与透明导电膜8之间，其反光强度更大，其与第二界面反射光具有更大的干涉作用，因此可以产生更加鲜艳的干涉色。

实施例三

如图1和图4所示，另一种具有炫彩装饰图案的单片式电容触摸屏，在其它情况与实施例一相同的情况下，其区别在于：

感测电极层3包括第一透明导电膜16、绝缘层9和第二透明导电膜17；第一透明导电膜16图形化为底部连接13，绝缘层9图形化为覆盖在底部连接内侧上的绝缘垫块15，第二透明导电膜17形化为第一方向电极11、第二方向电极12和顶部连接14，底部连接13用于连接第一方向电极11上相邻两个第一电极块，顶部连接14用于连接第二方向电极12上相邻两个第二电极块；底部连接13、绝缘垫块15和顶部连接14构成感测电极层3上的跳线结构。在这种情况下，需另设第二金属膜18作为周边线路层4，第二金属膜18设置在第一透明导电膜16与绝缘层9之间。

干涉层5由第一透明导电膜16形成，反射层6由第二金属膜18形成。

这样在镂空区域及其周边的遮掩层2形成第一导电膜16、第二金属膜18依次设置在遮掩层2内侧的结构。

进一步将绝缘层、第二透明导电层或绝缘层与第二透明导电膜的组合设为保护层，保护反射层不容易受到外界的破坏(腐蚀、磨损)。当选择绝缘层与第二透明导电膜的组合作为保护层时，按照单片式电容触摸屏的制造工序，在镂空区域及其周边的遮掩层上，第二透明导电膜处于绝缘层的外侧。

在其它具体方案中，感测电极层在同样包括第一透明导电膜、绝缘层和第二透明导电膜的情况下，第一透明导电膜在透明基板上图形化为第一方向电极；绝缘层覆盖在第一透明导电膜的外侧；第二透明导电膜覆盖在绝缘层的外侧，并图形化为第二方向电极。

实施例四

如图1和图5所示，在其它情况与实施例三相同的情况下，其区别在于：第二金属膜18设置在绝缘层9与第二透明导电膜17之间；干涉层5由第一透明导电膜16和绝缘层9形成，按照现时单片式电容触摸屏的制造工序，绝缘层9处于第一透明导电膜16的外侧。

进一步将第二透明导电膜设为保护层，保护反射层不容易受到外界的破坏(腐蚀、磨损)。

在其它具体方案中，干涉层5单独由第一透明导电膜或绝缘层形成。

实施例五

如图1和图6所示，在其它情况与实施例二相同的情况下，其区别在于：第二金属膜18设置在第二透明导电膜17的外侧；干涉层5由第一透明导电膜17、绝缘层9和第二透明导电膜17三者形成，第一透明导电膜16、绝缘层9、第二透明导电膜17依次设于遮掩层2的外侧，并覆盖镂空区域7。

在其它具体方案中，干涉层5可以由第一透明导电膜16、绝缘层9或第二透明导电膜17单独形成；干涉层5也可以由第一透明导电膜16与绝缘层9的组合形成，绝缘层9处于第一透明导电膜16的外侧；干涉层5也可以由第一透明导电膜16与第二透明导电膜17的组合形成，第二透明导电膜17处于第一透明导电膜16的外侧；干涉层5也可以由绝缘层9与第二透明导电膜17的组合形成，第二透明导电膜17处于绝缘层9的外侧。

实施例六

如图7所示，在其它情况均与实施例一、二、三、四或五均相同的情况下，其区别在于：将其中的干涉层5设置为包括多条相互平行并紧密排列的柱状透镜19。如图8所示，在干涉层5由单独绝缘层9构成，或由干涉层5由透明导电膜8(第一透明导电膜16)和绝缘层9构成的情况下，即是干涉层5与反射层6相接触的部分由绝缘层9构成的情况下，进一步将柱状透镜19的横截面设置为具有一段圆弧曲线。

实施例七

如图9、图10和图11所示，在其它情况均与实施例二、四或五均相同的情况下，其区别在于：将干涉层5的最内层(透明导电膜8或第一透明导电膜16)设置为包括多条相互平行并按第一方向紧密排列的第一柱状透镜20，将干涉层的外层(绝缘层9)设置为包括多条相互平行并按第二方向紧密排列的第二柱状透镜21，并将第二柱状透镜21的横截面设置为具有一段圆弧曲线。

Claims (2)

1.一种具有炫彩装饰图案的单片式电容触摸屏，包括透明基板、遮掩层、感测电极层和周边线路层，遮掩层和感测电极层均设于透明基板的背面，感测电极层的边缘部分和周边线路层依次设于遮掩层外侧，其特征是：还包括干涉层和反射层，所述遮掩层上设有装饰图案形状的镂空区域，干涉层和反射层依次设置在遮掩层的外侧并覆盖镂空区域；反射层由感测电极层的第一金属膜或周边线路层的第二金属膜构成；干涉层包括多条相互平行并紧密排列的柱状透镜，柱状透镜由感测电极层中的绝缘层或透明导电层构成。

2.一种具有炫彩装饰图案的单片式电容触摸屏，包括透明基板、遮掩层、感测电极层和周边线路层，遮掩层和感测电极层均设于透明基板的背面，感测电极层的边缘部分和周边线路层依次设于遮掩层外侧，其特征是：还包括干涉层和反射层，所述遮掩层上设有装饰图案形状的镂空区域，干涉层和反射层依次设置在遮掩层的外侧并覆盖镂空区域；反射层由感测电极层的第一金属膜或周边线路层的第二金属膜构成；干涉层包括多条相互平行并按第一方向紧密排列的第一柱状透镜，以及多条相互平行并按第二方向紧密排列的第二柱状透镜；第一柱状透镜由感测电极层中的透明导电膜构成，第二柱状透镜由感测电极层中的绝缘层构成。

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