TWI567413B - 複合基板結構及觸控裝置 - Google Patents

Description

複合基板結構及觸控裝置

本發明是有關於一種複合基板結構及觸控裝置，特別是指一種具有抗反射、抗眩光、防汙、耐磨損特性的複合基板結構及觸控裝置。

觸控螢幕是目前智慧型手機、平板電腦、筆記電腦等各種電子產品常採用的顯示、輸入配備。在顯示功能部份，根據不同觸控螢幕的結構設計，使用者觀看螢幕時可能會因為螢幕的反光、眩光等問題，而影響使用品質。在輸入功能部分，使用者常會藉由手指或觸控筆等方式，在螢幕表面進行訊息輸入，但如此的操作方式可能會導致螢幕表面遭受汙損。

因此，本發明之其中一目的，即在提供一種解決上述問題的複合基板結構。

於是，本發明複合基板結構，包含一透明基板、一抗反射層及一抗眩光層。該抗反射層設置於該透明基 板，且包括至少一第一抗反射膜，該第一抗反射膜的折射率大於該透明基板。該抗眩光層設置於該抗反射層，並與該透明基板分別位於該抗反射層的兩相反側。該抗眩光層的折射率小於該第一抗反射膜，且具有一遠離該抗反射層的粗糙表面。

在部分實施態樣中，該複合基板結構還包含一具有疏水性且厚度小於該抗眩光層的抗汙層。該抗汙層設置於該抗眩光層的粗糙表面，並與該抗反射層分別位於該抗眩光層的兩相反側。

較佳地，該抗汙層的主要材質為有機矽氧烷或有機全氟聚醚，其厚度介於18奈米至25奈米之間，接觸角大於90度，並以噴塗技術、蒸鍍技術或濺鍍技術製作。

在部分實施態樣中，該抗反射層還包括一第二抗反射膜，該第二抗反射膜設置於該第一抗反射膜與該抗眩光層之間，其折射率小於該第一抗反射膜且不大於該抗眩光層。

在部分實施態樣中，該第一抗反射膜的數量為多層，且該抗反射層還包括至少一層第二抗反射膜；該第二抗反射膜的數量比該等第一抗反射膜的數量少一層，且該第二抗反射膜係與該等第一抗反射膜交錯層疊地夾設於該等第一抗反射膜之間；該第二抗反射膜的折射率小於該第一抗反射膜的折射率並且不大於該抗眩光層的折射率。

在部分實施態樣中，該第一抗反射膜的數量為多層，且該抗反射層還包括層數對應該等第一抗反射膜的 第二抗反射膜；該等第一抗反射膜與該等第二抗反射膜係交錯層疊，且該抗反射層是由其中一第一抗反射膜鄰接於該透明基板，並由其中一第二抗反射膜鄰接於該抗眩光層；該等第二抗反射膜的折射率小於該等第一抗反射膜的折射率並且不大於該抗眩光層的折射率。

較佳地，該第一抗反射膜的主要材質為氧化鈮、氧化鈦、氧化鉭、氮氧化矽或氮化矽，該第二抗反射膜的主要材質為氧化矽或氟化鎂。

較佳地，該第一抗反射膜的折射率大於1.8，該第二抗反射膜的折射率小於1.5。

較佳地，該第一抗反射膜的厚度介於115奈米至245奈米之間，該第二抗反射膜的厚度介於10奈米至110奈米之間。

較佳地，該第一抗反射膜與該第二抗反射膜是藉由蒸鍍技術或濺鍍技術製作。

較佳地，該抗反射層的厚度介於225奈米至255奈米之間。

較佳地，該抗眩光層的主要材質為二氧化矽，其厚度不大於100奈米，表面粗糙度不大於100奈米且該表面粗糙度的數值不大於該抗眩光層的厚度，而且該抗眩光層是藉由噴塗技術並配合蝕刻技術製作。

本發明之其中另一目的，即在提供另一種複合基板結構，該複合基板結構包含一透明基板、一抗反射層、一抗眩光層及一抗汙層。該抗反射層設置於該透明基板 ，其包括交錯疊置的至少一第一抗反射膜及至少一第二抗反射膜，並由該第一抗反射膜與該透明基板相接。該抗眩光層具有一遠離該抗反射層的粗糙表面，並與透明基板分別位於該抗反射層的兩相反側。該抗汙層具有疏水性，其設置於該抗眩光層，並與該抗反射層分別位於該抗眩光層的兩相反側。其中，該第一抗反射膜的折射率係分別大於該第二抗反射膜與該透明基板的折射率，且該第二抗反射膜的折射率不大於該抗眩光層的折射率。

本發明之其中再一目的，在提供一種觸控裝置，該觸控裝置包含一個如前述的複合基板結構及一個觸控感測單元，該觸控感測單元設置於該透明基板未設置該抗反射層與該抗眩光層的另一側。

本發明之功效在於：複合基板結構透過抗反射層、抗眩光層的設置，能提供抗反射及抗眩光的功效。而藉由抗汙層的設置，則能增進抗汙及抗磨損的效果。

1‧‧‧觸控裝置

2‧‧‧複合基板結構

21‧‧‧透明基板

22‧‧‧抗反射層

221‧‧‧第一抗反射膜

222‧‧‧第二抗反射膜

23‧‧‧抗眩光層

231‧‧‧粗糙表面

24‧‧‧抗汙層

3‧‧‧觸控感測單元

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明本發明觸控裝置的第一實施例；圖2是一示意圖，說明本發明觸控裝置的第二實施例；圖3是一示意圖，說明本發明觸控裝置的第三實施例；圖4是一示意圖，說明本發明觸控裝置的第四實施例；及圖5是一示意圖，說明本發明觸控裝置的第五實施例。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

第一實施例：

參閱圖1，為本發明觸控裝置1的第一實施例，該觸控裝置1可以應用於智慧型手機、平板電腦、筆記電腦、顯示器等電子裝置，但不以此等應用方式為限。

具體來說，本實施例的觸控裝置1係包含一複合基板結構2及一觸控感測單元3。複合基板結構2係供觸控感測單元3設置其下，並包括一透明基板21、一抗反射層22及一抗眩光層23。

透明基板21可採用玻璃製作，以作為觸控裝置1的保護玻璃(cover glass)結構。但是，在不同的實施態樣中，透明基板21還可採用乙烯對苯二甲酸酯、聚醚碸、聚丙烯酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚烯丙基、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯等硬質或軟質材料製作，而不以特定材質為限。

抗反射層22設置於透明基板21上，其包括一第一抗反射膜221，該第一抗反射膜221的折射率(index of refraction)大於透明基板21，且較佳的厚度範圍介於225奈米至255奈米之間，因此能藉由此折射率特性及厚度設定讓反射光線形成破壞性干涉，有效降低反射光線的強度，而提供抗反射之效果。

進一步來說，本實施例中第一抗反射膜221是 以氧化鈮、氧化鈦、氧化鉭、氮氧化矽或氮化矽等材質，藉由蒸鍍技術或濺鍍技術進行製作。根據此等材質的選用，第一抗反射膜221的折射率範圍係大於1.8，如此能獲得較佳的抗反射效果。然而，在不同的實施態樣中，第一抗反射膜221的材質、折射率、厚度及製作方式，都可視需要而調整，不以此處揭露的內容為限。

抗眩光層23設置於抗反射層22上，並與透明基板21分別位於抗反射層22的兩相反側，其具有一粗糙表面231，且折射率小於第一抗反射膜221，並具有不大於100奈米的厚度。

本實施例中，抗眩光層23是以氧化矽等材質，藉由噴塗技術配合蝕刻技術製作，因而形成粗糙表面231，該粗糙表面231的表面粗糙度(surface roughness)係不大於100奈米並且其數值不大於抗眩光層23的厚度。於受到光線照射時，該粗糙表面231會導致光線產生散射之效果，因此能減緩使用者觀看觸控裝置1時的眩光問題。然而，要特別說明的是，在本實施例及其他實施例中，粗糙表面231雖是以規則起伏的形狀繪製，但本發明的粗糙表面231的表面形貌不限於此，其可以是規則起伏或不規則起伏的粗糙面，而不以圖式揭露的內容為限。

此外，根據本實施例的抗眩光層23所採用的材質，其折射率係小於1.5，所以抗眩光層23的折射率係小於第一抗反射膜221的折射率。而且，本實施例中抗眩光層23的較佳厚度係不大於100奈米。所以，在如此的實施 態樣下，抗眩光層23除了具有前述抗眩光功能，還能由其折射率、厚度匹配於第一抗反射膜221的配合關係，與第一抗反射膜221共同形成複合型態的抗反射結構，而同時提供抗眩光及抗反射的效果。

另一方面，觸控感測單元3係設置於透明基板21未設置抗反射層22、抗眩光層23的另一側，其內含未圖示的遮蔽層(black mask)、觸控感應電極、訊號傳輸線路等結構，用於提供觸控感應功能。

因此，根據上述實施態樣，觸控裝置1能藉由抗反射層22及抗眩光層23的設置，有效減緩光線照射於觸控裝置1表面時產生的反光、眩光問題，而增進使用者的使用品質。

第二實施例：

參閱圖2，為本發明觸控裝置1的第二實施例。相較於第一實施例，本實施例的觸控裝置1還包含一抗汙層24。該抗汙層24具有疏水性且厚度小於抗眩光層23，其設置於抗眩光層23的粗糙表面231，並與抗反射層22分別位於抗眩光層23的兩相反側，而能在使用者藉由手指、觸控筆等方式在其表面滑擦時，減緩觸控裝置1表面受汙或受損的程度。

本實施例中，抗汙層24主要是以有機矽氧烷或有機全氟聚醚為材質，並藉由噴塗技術、蒸鍍技術或濺鍍技術製作，此等材質具有疏水及抗磨損特性，且接觸角大於90度，因能減少髒汙物質附著，提供防汙之功能。

此外，本實施例中，抗汙層24的較佳厚度範圍係介於18奈米至25奈米之間，此厚度能確保抗汙層24具有良好的光穿透性，不影響影像畫面的品質。而且，由於抗眩光層23的粗糙表面231呈現高低起伏的表面形貌，若以200奈米的表面粗糙度為例，抗汙層24的厚度相較於粗糙表面231的高、低落差的比例，僅佔不到10%，也就是說抗汙層24相較於抗眩光層23屬於非常薄的薄膜結構。因此，即使本實施例將抗汙層24覆蓋於抗眩光層23的粗糙表面231，也不會填滿粗糙表面231的凹陷部分，如此會導致抗汙層24本身隨粗糙表面231的表面形貌而同樣形成高低起伏的粗糙面，因而不影響粗糙表面231所帶來的抗眩光效果。

另一方面，物體表面的親疏水性會受到材質本身的特性及其表面粗糙度影響。本實施例中，由於抗汙層24選用的有機矽氧烷、有機全氟聚醚均為具有疏水特性的材質，而且抗汙層24又製作在粗糙表面231上而同樣形成粗糙面，所以藉由此等材質特性及粗糙表面結構的配合，能增進抗汙層24的疏水、防汙特性，又不會影響抗反射層22及抗眩光層23所帶來的抗反射、抗眩光效果，而讓本實施例的觸控裝置1藉由抗反射層22、抗眩光層23、抗汙層24的設置，提供抗反射、抗眩光、防汙、耐磨損的功效。而且，由於本實施例的抗汙層24是製作於粗糙表面上而非製作在平整表面上，使得抗汙層24與抗眩光層23之間具有較佳的附著性，而讓抗汙層24不易受到使用者的觸碰滑 擦而脫落、剝離。

要特別說明的是，關於抗汙層24的實施方式，本發明雖只在本第二實施例說明，但此抗汙層24結構也可以直接無歧異地應用於其他實施例之中，而不以本實施例揭露的實施態樣為限。

第三實施例：

參閱圖3，為本發明觸控裝置1的第三實施例。相較於第一實施例，本實施例的觸控裝置1還包含一第二抗反射膜222，該第二抗反射膜222設置於第一抗反射膜221與抗眩光層23之間，其折射率小於第一抗反射膜221且不大於抗眩光層23，而與第一抗反射膜221配合形成多層膜型態的抗反射層22。

具體來說，本實施例中第二抗反射膜222主要是以氧化矽或氟化鎂為材質，藉由蒸鍍技術或濺鍍技術製作，其折射率係小於1.5，而且較佳的厚度範圍介於10奈米至15奈米之間。所以，在此實施態樣下，第二抗反射膜222、透明基板21的反射率各小於第一抗反射膜221的折射率，而且第二抗反射膜222、第一抗反射膜221兩者能在折射率、厚度匹配的關係下，有效減緩透明基板21的反光問題。

另一方面，若本實施例以氧化矽製作第二抗反射膜222，則第二抗反射膜222與抗眩光層23係為相同材質。就製作順序來說，第二抗反射膜222會先於抗眩光層23製作。由於第二抗反射膜222是以蒸鍍、濺鍍等真空鍍 膜方式製作，即使其與第一抗反射膜221為不同材質，兩者之間仍能保持良好的附著強度。隨後，以噴塗技術在第二抗反射膜222上製作抗眩光層23時，由於第二抗反射膜222、抗眩光層23為相同材質，因此兩者之間能保持良好的附著強度。所以，若本實施例中的第二抗反射膜222與抗眩光層23均採用氧化矽製作，於製作時第二抗反射膜222可採用如前述介於10奈米至15奈米之間的較薄的厚度，並與材質相同但厚度較厚的抗眩光層23相互配合，而能與第一抗反射膜221配合形成多層膜型態的抗反射結構。在此實施態樣中，第二抗反射膜222除了作為提供抗反射功能的光學膜，還能進一步作為第一抗反射膜221與抗眩光層23之間的接著層(adhesive layer)。

第四實施例：

參閱圖4，為本發明觸控裝置1的第四實施例。相較於第三實施例，本實施例的第一抗反射膜221係為雙層，且第一抗反射膜221、第二抗反射膜222係交錯層疊，並由兩層第一抗反射膜221將第二抗反射膜222夾設於中。根據此實施態樣，兩層第一抗反射膜221可以分別設定為不同的厚度，因此能控制不同波長的入射光的穿透率，使得抗反射層22能對不同波長範圍的入射光線提供相對應的抗反射效果。

上述第一抗反射膜221、第二抗反射膜222除了以本實施例舉例的兩層、單層之外，還可以更多層的方式實施，只要保持第一抗反射膜221的數量為多層、第二抗 反射膜222的數量比第一抗反射膜221少一層的關係，即可讓第一抗反射膜221、第二抗反射膜222構成交錯疊置且由第一抗反射膜221將第二抗反射膜222夾設其中的實施態樣，而提供更有彈性的抗反射層22的實施方式。

第五實施例：

參閱圖5，為本發明觸控裝置1的第五實施例。相較於第四實施例，本實施例的第二抗反射膜222係為兩層，且第一抗反射膜221、第二抗反射膜222係交錯層疊，並由第一抗反射膜221相接於透明基板21、第二抗反射膜222相接於抗眩光層23，如此能保持抗眩光層23、第一抗反射膜221、第二抗反射膜222、透明基板21之間的折射率匹配關係，再配合此等結構之間的厚度設置，即能讓抗反射層22實現不同於前述實施例的抗反射結構。

類似地，本實施例的第一抗反射膜221、第二抗反射膜222的數量不以此處揭露的兩層為限，只要讓第一抗反射膜221、第二抗反射膜222的層數相互對應，且由第一抗反射膜221鄰接於透明基板21、第二抗反射膜222鄰接於抗眩光層23即可。

此外，類似於第三實施例，當第二抗反射膜222採用氧化矽製作時，鄰接抗眩光層23的第二抗反射膜222的較佳厚度範圍係配置為介於10奈米至15奈米之間，如此能讓相同材質且相互鄰接的抗眩光層23、第二抗反射膜222共同配合作為抗反射結構，並能由該第二抗反射膜222作為抗眩光層23與第一抗反射膜221的接著層。

綜合前述五個實施例，本發明藉由多種抗反射層22、抗眩光層23、抗汙層24的配合方式，提出多種複合基板結構2的實施態樣，而能提供觸控裝置1抗反射、抗眩光、防汙、抗磨損的功效，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧觸控裝置

2‧‧‧複合基板結構

21‧‧‧透明基板

22‧‧‧抗反射層

221‧‧‧第一抗反射膜

23‧‧‧抗眩光層

231‧‧‧粗糙表面

24‧‧‧抗汙層

3‧‧‧觸控感測單元

Claims (20)

1. 一種複合基板結構，包含：一透明基板；一抗反射層，設置於該透明基板，且包括至少一第一抗反射膜，該第一抗反射膜的折射率大於該透明基板；及一抗眩光層，設置於該抗反射層，並與該透明基板分別位於該抗反射層的兩相反側，該抗眩光層的折射率小於該第一抗反射膜，且具有一遠離該抗反射層的粗糙表面。
2. 如請求項1所述的複合基板結構，還包含一具有疏水性且厚度小於該抗眩光層的抗汙層，該抗汙層設置於該抗眩光層的粗糙表面，並與該抗反射層分別位於該抗眩光層的兩相反側。
3. 如請求項2所述的複合基板結構，其中，該抗汙層的主要材質為有機矽氧烷或有機全氟聚醚。
4. 如請求項2所述的複合基板結構，其中，該抗汙層的厚度介於18奈米至25奈米之間。
5. 如請求項2所述的複合基板結構，其中，該抗汙層的接觸角大於90度。
6. 如請求項2所述的複合基板結構，其中，該抗汙層是以噴塗技術、蒸鍍技術或濺鍍技術製作。
7. 如請求項1所述的複合基板結構，其中，該抗反射層還包括一第二抗反射膜，該第二抗反射膜設置於該第一抗 反射膜與該抗眩光層之間，其折射率小於該第一抗反射膜且不大於該抗眩光層。
8. 如請求項1所述的複合基板結構，其中，該第一抗反射膜的數量為多層，且該抗反射層還包括至少一層第二抗反射膜；該第二抗反射膜的數量比該等第一抗反射膜的數量少一層，且該第二抗反射膜係與該等第一抗反射膜交錯層疊地夾設於該等第一抗反射膜之間；該第二抗反射膜的折射率小於該第一抗反射膜的折射率，並且不大於該抗眩光層的折射率。
9. 如請求項1所述的複合基板結構，其中，該第一抗反射膜的數量為多層，且該抗反射層還包括層數對應該等第一抗反射膜的第二抗反射膜；該等第一抗反射膜與該等第二抗反射膜係交錯層疊，且該抗反射層是由其中一第一抗反射膜鄰接於該透明基板，並由其中一第二抗反射膜鄰接於該抗眩光層；該等第二抗反射膜的折射率小於該等第一抗反射膜的折射率，並且不大於該抗眩光層的折射率。
10. 如請求項7至9中任一項所述的複合基板結構，其中，該第一抗反射膜的主要材質為氧化鈮、氧化鈦、氧化鉭、氮氧化矽或氮化矽，該第二抗反射膜的主要材質為氧化矽或氟化鎂。
11. 如請求項7至9中任一項所述的複合基板結構，其中，該第一抗反射膜的折射率大於1.8，該第二抗反射膜的折射率小於1.5。
12. 如請求項7至9中任一項所述的複合基板結構，其中，該第一抗反射膜的厚度介於115奈米至245奈米之間，該第二抗反射膜的厚度介於10奈米至110奈米之間。
13. 如請求項7至9中任一項所述的複合基板結構，其中，該第一抗反射膜與該第二抗反射膜是藉由蒸鍍技術或濺鍍技術製作。
14. 如請求項1所述的複合基板結構，其中，該抗反射層的厚度介於225奈米至255奈米之間。
15. 如請求項1所述的複合基板結構，其中，該抗眩光層的主要材質為二氧化矽。
16. 如請求項1所述的複合基板結構，其中，該抗眩光層的厚度不大於100奈米。
17. 如請求項1所述的複合基板結構，其中，該抗眩光層之粗糙表面的表面粗糙度不大於100奈米且該表面粗糙度的數值不大於該抗眩光層的厚度。
18. 如請求項1所述的複合基板結構，其中，該抗眩光層是藉由噴塗技術並配合蝕刻技術製作。
19. 一種複合基板結構，包含：一透明基板；一抗反射層，設置於該透明基板，其包括交錯疊置的至少一第一抗反射膜及至少一第二抗反射膜，並由該第一抗反射膜與該透明基板相接；一抗眩光層，具有一遠離該抗反射層的粗糙表面，並與該透明基板分別位於該抗反射層的兩相反側；及 一抗汙層，具有疏水性，其設置於該抗眩光層，並與該抗反射層分別位於該抗眩光層的兩相反側，其中，該第一抗反射膜的折射率係分別大於該第二抗反射膜與該透明基板的折射率，且該第二抗反射膜的折射率不大於該抗眩光層的折射率。
20. 一種觸控裝置，包含：一如請求項1或19所述的複合基板結構；及一觸控感測單元，設置於該透明基板未設置該抗反射層與該抗眩光層的另一側。