触摸传感器的制造方法
【专利摘要】本文公开了一种触摸传感器，该触摸传感器包括：窗口基板；和沿所述窗口基板的外周形成的边框层，其中，所述边框层含有光致变色化合物或热致变色化合物，所述光致变色化合物或热致变色化合物至少表现两种颜色。根据本发明，所述光致变色化合物或热致变色化合物可以应用于触摸传感器的边框层，从而使得边框层根据外部刺激实现各种颜色的变化成为可能。
【专利说明】触摸传感器
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年7月26日提交的标题为"触摸传感器"的韩国专利申请 No. 10-2013-0089148的权益，该申请以整体引用的方式结合于此。
【技术领域】
[0003] 本发明涉及触摸传感器。
【背景技术】
[0004] 随着使用数字技术的计算机的增长，辅助计算机的设备也被开发出来，并且个人 计算机、便携式发射机和其他个人信息处理器通过使用例如键盘和鼠标的各种输入设备执 行对文本和图像的处理。
[0005] 随着信息化社会的快速进步，计算机的使用逐渐拓宽，仅使用键盘和鼠标作为输 入设备，很难去有效地操作产品。因此，对简单的具有最小化故障的并能够简易地输入信息 的设备的需求在逐渐增加。
[0006] 此外，针对输入设备的当前技术超越了满足通用功能的水平，因此，输入设备的相 关技术正朝着具有高的可靠性、耐久性、创新性、设计性和制造性的相关技术发展。为了这 一目的，触摸传感器作为能够输入例如文本、图像等信息的输入设备被开发了。
[0007] 触摸传感器被安装在图像显示设备（例如电子记事本（electronicorganizer)， 包括液晶显示器（LCD)、等离子显示器面板（PDP)、电致发光（EI)元件等的平板显示器，或 者阴极射线管（CRT))的显示面上，从而使用户在观看显示器时选择他们需要的信息。
[0008] 触摸传感器分为电阻型触摸传感器、电容型触摸传感器、电磁型触摸传感器、表面 声波（SAW)型触摸传感器和红外线型触摸传感器。上述这些不同类型的触摸式传感器适用 于电子产品时需考虑到信号放大问题、分辨率差异、设计和生产技术的难度水平、光特性、 电特性、机械特性、耐环境性（resistance to the environment)、输入特性、耐久性和经济 效率。尤其是电阻型触摸传感器和电容型触摸传感器已被广泛应用。
[0009] 作为触摸传感器的一个例子，其结构为使用粘合剂作为介质去粘结透明基板和传 感部分，且沿着透明基板的边缘形成的边框部分（bezel part)可以覆盖传感部分的总线 (bus line) 〇
[0010] 最近，IT设备的外部设计变得格外重要，且其显示屏的尺寸变得越来越大。在不 增加设备外形尺寸的情况下，为了制作大显示屏且实现与实物色彩接近的全彩色，对缩小 边框部分面积（与现有边框部分相比）的需求在逐渐增加。
[0011] 根据现有技术，以下的专利文件公开了一种触摸传感器的边框部分，该边框部分 包括黑色层和铟锡氧化物（ITO)。
[0012] 最近，除了尝试实现触摸传感器边框部分的多种颜色，在降低设备的厚度包括降 低触摸传感器的厚度方面也做出了很大努力。特别地，为了降低具有比较明亮的颜色的边 框部分的透光度，就要增加边框部分的厚度，这样产品就会具有较大的厚度。此外，由于边 框部分较薄，可能产生触摸面板的粘合问题，并且为了能够生产出满足相关产品的生产率 或客户品味需求的产品，由于其他边框部分要显示出美感，各种问题可能接踵而至。
[0013] [现有技术文献]
[0014] [专利文献]
[0015] 专利文献 I :KR2〇ll-〇〇53940A
【发明内容】
[0016] 本发明致力于提供一种触摸传感器，该触摸传感器的边框层（bezel layers)具有 两种或两种以上颜色的变化，随着外部的刺激、发热或任何其他外部条件的改变而使触摸 传感器表现出多种能够被感知的颜色，从而使得稳定可靠地操作触摸传感器成为可能。
[0017] 根据本发明的第一种优选实施方式，提供了一种触摸传感器，该触摸传感器包括： 窗口基板；和沿所述窗口基板的外周形成的边框层，其中，所述边框层含有光致变色化合物 或热致变色化合物，所述光致变色化合物或热致变色化合物至少表现两种颜色。
[0018] 光致变色化合物选自由三芳基甲烷、芪、氮杂芪（azastilbenes)、硝酮、俘精酸酐、 螺批喃（spiropyrans)、萘并批喃（naphthopyrans)、螺萘并恶嗪（spiro-naphthoxazine) 和螺恶嗪（spiro-oxazines)组成的组中的至少一种。
[0019] 优选地，光致变色化合物可以选自由{螺（2H-2, 3-(3H)萘并（2, Ι-b) (1，4)恶 嚷）_1，3_ _-S1-1, 3, 3-二甲基 _6' _ (1_ 脈陡基）}( {spiro (2H_2, 3_ (3H) naphtha (2，l_b) (1,4) oxaz ine) - I, 3-dihydr〇-l, 3, 3~t rime thy I-6' -(1-piperidinyl)}) > {1, 3-二 氢-1，3, 3-三甲基-6' -(2, 3-二氢-IH-吲哚-I-基）螺[2H-吲哚-2, 8' _[3H]萘并 [2, l_b] [1，4]恶嗪} ({1，3-dihydr〇-l，3, 3_trimethyl-6, - (2, 3-dihydr〇-lH-indole-l-y I) spiro[2H-indole_2, 8' _[3H]naphto[2, l_b] [1，4]oxazine})和{3, 3_ 二苯基-3H-蔡并 (2，l-b)批喃（{3,3-diphenyl-3H-naphto(2，l_b)pyran)组成的组中的至少一种。
[0020] 边框层可以由所述光致变色化合物或热致变色化合物与二氧化钛浆料混合形成。
[0021] 优选地，边框层可以含有10重量％ -70重量％的浆料形式的光致变色化合物或热 致变色化合物，以及30重量％ -90重量％的二氧化钛浆料。
[0022] 更优选地，边框层可以含有30重量％ -50重量％的浆料形式的光致变色化合物或 热致变色化合物，以及50重量％ -70重量％的二氧化钛浆料。
[0023] 光致变色化合物在接触到可见光、红外光或紫外光时会因化学结构的改变而产生 颜色变化。
[0024] 热致变色化合物受到来自外界的热量时会因化学结构的改变而产生颜色变化。
[0025] 热致变色化合物可以选自由螺内酯（spirolactones)、荧烷、螺吡喃、俘精酸酐、双 酚八、对轻基苯甲酸酯、1，2,3-三唑衍生物（1，2,3-1：1^32〇1(161'；^3丨68)和4-轻基香豆素 组成的组中的至少一种。
[0026] 热致变色化合物可以含有供电子化合物和受电子化合物。
[0027] 供电子化合物可以选自由3, 6-二甲氧基荧烷、3-环己氨基-6-氯代荧烷、3-二乙 氨基苯基突烧（3-diethylaminobenfraorane)、若丹名 B 内酯（rhodamin B lactone)、结晶 紫罗兰内酯、3-二乙氨基-7-二节氨基突烧和3-二乙氨基-6-甲基-氨基突烧组成的组 中的至少一种；以及所述受电子化合物选自由正辛醇、正癸醇、正十二烷醇、正十四烷醇、正 十六烷醇和正十八烷醇组成的组中的至少一种。
[0028] 热致变色化合物可以具有微胶囊形状，微胶囊的直径为1μπι-50μπι。
[0029] 优选地，微胶囊的直径为3 μ m-15 μ m。
[0030] 微胶囊的内部可以提供有所述供电子化合物和受电子化合物，微胶囊的外部被热 固性树脂覆盖。
[0031] 热固性树脂可以选自由聚酯树脂、聚氨酯树脂（polyurethane resins)、三聚氰胺 树脂、环氧树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂和乙烯酯树脂（vinylester resins)组成的组中 的至少一种。
[0032] 触摸传感器进一步包括：电极图形，该电极图形形成于所述边框层之间，且形成于 窗口基板之上，以便识别用户的触摸坐标；和电极导线，该电极导线形成于所述边框层之 上，以便电连至电极图形。
【专利附图】
【附图说明】
[0033] 根据下列的详细描述并结合附图将更清晰地理解本发明的以上以及其他目的、特 征和优势，其中：
[0034] 图1是根据本发明的一种优选实施方式的包括边框层的窗口基板的剖视图；
[0035] 图2是根据本发明的一种优选实施方式的触摸传感器的剖视图；
[0036] 图3是根据本发明的另一种优选实施方式的触摸传感器的剖视图；
[0037] 图4是根据本发明的另一种优选实施方式的触摸传感器的剖视图；
[0038] 图5和6是热致变色化合物由于受到外部的热量而发生颜色变化的机理示意图；
[0039] 图7是L*a*b*色彩空间；
[0040] 图8是根据本发明的一种优选实施方式的边框层颜色变化前的照片；以及
[0041] 图9是根据本发明的一种优选实施方式的边框层颜色变化后的照片。
【具体实施方式】
[0042] 根据下列的对优选实施方式的详细描述并结合附图将更清晰地理解本发明的目 的、特征和优势。在整个附图中，相同的附图标记用于指示相同或者相似的部件，并且其冗 余描述被省略。进一步地，在下列描述中，术语"第一"、"第二"、"一面"、"另一面"等用于将 某部件与其他部件区分开，但这些部件的配置不应该被诠释为受限于这些术语。进一步地， 在对本发明的描述中，当对相关技术的详细描述被认为将模糊本发明的主旨时，该描述将 被省略。
[0043] 下文中，参考附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。
[0044] 图1是根据本发明的一种优选实施方式的包括边框层20的窗口基板的剖视图；图 2是根据本发明的一种优选实施方式的触摸传感器的剖视图；图3是根据本发明的另一种 优选实施方式的触摸传感器的剖视图；图4是根据本发明的另一种优选实施方式的触摸传 感器的剖视图。
[0045] 根据本发明的一种优选实施方式的触摸传感器包括窗口基板10 ;以及沿着窗口 基板10的外周形成的边框层20,其中，边框层20含有至少能表现两种颜色的光致变色化合 物或热致变色化合物。
[0046] 本发明的触摸传感器可以由包括窗口基板10的多种结构来实施，并不限定于任 何特定的触摸传感器，只要不背离本发明的本质和范围可以对其结构采取各种变形。
[0047] 例如，如图2所示，电极图形30可以直接形成于窗口基板10之上，该窗口基板10 通常指的是窗口集成模型。边框层20可以沿着窗口基板10上的外周形成，且电极图形30 形成于边框层20内的窗口基板10之上。在这里，电极图形30可以是单层的电极图形30， 且如图4所示,可以是电容式（intercapacitive)触摸传感器,包括分布于分离的基底基板 IOa中的第一电极图形31和第二电极图形32。
[0048] 此外，如图3所示，在触摸传感器中，第一电极图形31和第二电极图形32形成于 基体基板IOa的两个表面，并且形成有电连至每个电极图形30的第一电极线31a和第二电 极线32a。为了保护暴露在基底基板IOa上的第一电极图形31，并使第一电极线31a和第 二电极线32a可见，可以将具有打印的边框层（printed bezel layer)20的窗口基板10通 过透明黏附层40粘合到基底基板IOa上。
[0049] 窗口基板10或基底基板IOa可以由彼此相同的材料构成。但考虑到窗口基板10 作为保护层，优选地，窗口基板由增强玻璃（reinforcing glass)等构成，并且对构成基底 基板IOa的材料没有特别的限定，只要具有预定的强度即可，但可以包括聚对苯二甲酸乙 二醇酯（PET)、聚碳酸酯（PC)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚醚 砜（PES)、环烯烃共聚物（COC)、三醋酸纤维素（TAC)薄膜、聚乙烯醇（PVA)薄膜、聚酰亚胺 (PI)薄膜、聚苯乙烯（PS)、双向拉伸聚苯乙烯（B0PS;含K树脂）、玻璃或钢化玻璃等，并且 可以采用底涂处理等方式以便与电极图形30进行粘附。此外，可以在一定范围内选择各种 材料，只要不阻碍触摸传感器的可见性即可，例如基底基板IOa可以形成为绝缘层。
[0050] 通过触摸输入方式，电极图形30可以产生信号，以允许控制者（图中未示出）去 识别触摸坐标。电极图形30可以通过使用铜（Cu)、铝（Al)、金（Au)、银（Ag)、钛（Ti)、钯 (Pd)、铬（Cr)、镍（Ni)或它们的组合以及将一个或多个堆叠来形成。除了以上所描述的金 属，电极图形30也可以由金属氧化物制成，如通过暴露/显影银盐乳胶层所形成的金属银、 氧化铟锡（ΙΤ0)，或使用柔性且容易被涂层的导电聚合物如聚（3, 4-乙烯二氧噻吩）-聚苯 乙烯磺酸（PED0T/PSS)。显而易见地，对于本领域技术人员而言，能够选择和应用各种既不 影响电极图形30的可见性又能表现出其导电性的材料。
[0051] 在本发明中，形成于窗口基板10之上的边框层20含有能够产生两种或者两种以 上颜色变化的光致变色化合物或热致变色化合物。特别地，通过预先确定的加热或光照范 围，边框层20产生了颜色变化，从而具有了提供多功能性的技术特征。
[0052] 特别地，对于通过紫外光、紫外线曝光指数等方式而发生颜色改变的光致变色化 合物被应用于许多便携式设备（包括触摸传感器）中的情况，由于紫外线对人体会构成伤 害，因而颜色变化能够提供给用户警示功能，同时使边框层20实现各种各样的颜色，从而 既增加了其功能特性又有效地体现了美学特征。此外，对于通过转变温度范围等方式来发 生颜色改变的热致变色化合物的情况，在高温区域或低温区域内可以实现各种颜色，从而 可以及时检测设备包括触摸传感器的最佳使用环境，并可以检测设备本身的生热性，从而 使预先防范产品的损坏和爆炸等成为可能。
[0053] 进一步，匹配通过操作触摸传感器而使电极图形30产生热量或由于户内外温度 的变化所伴随的颜色变化，提供了功能优势，边框层20颜色的实现适合于周围环境，这就 提商了广品的价值。
[0054] 在下文中，增加了光致变色化合物和热致变色化合物的种类，以及描述了每种材 料所产生的效果，将每种材料应用到触摸传感器上，在不限制触摸传感器的操作性能或功 能的情况下，为了有效的执行边框层20的功能，描述了其制备方法。
[0055] 首先，光致变色化合物在曝露于可见光、红外线或紫外线时会发生化学结构的改 变，由此产生颜色改变。尤其是，通过紫外光照射的方式使光致变色化合物发生颜色的改 变，以致提供与用户外界环境相关的警报功能，并且无论是否曝露于光线，边框层20都可 以自然地实现颜色改变，从而更有效地改变边框层20的颜色来提供美感。特别地，通过将 设备包括触摸传感器的控制者与紫外线曝露风险相互关联，从而使用户识别作为警示或其 他振动功能的颜色改变。
[0056] 光致变色化合物可以选自由三芳基甲烷、芪、氮杂芪、硝酮、俘精酸酐、螺吡喃、萘 并吡喃、螺萘并恶嗪和螺恶嗪组成的组中的至少一种。
[0057] 特别地，光致变色化合物可以选自由{螺（2H-2, 3_(3H)萘并（2, Ι-b) (1，4)恶 嗪）-1，3-二氢-1，3, 3-三甲基-6' -(1-哌啶基）}、{1，3-二氢-1，3, 3-三甲基-6' -(2, 3-二 氢-IH-吲哚-1-基）螺[2H-吲哚-2, 8' -[3H]萘并[2, Ι-b] [1，4]恶嗪}和{3, 3-二苯 基-3H-萘并（2, Ι-b)吡喃}组成的组中的至少一种。
[0058] 例如，光致变色化合物（CAS号114747-45-4)是光致变色紫，其一般化学产品名 为：{螺（2H-2, 3_(3H)萘并（2, l_b) (1，4)恶嗪）_1，3-二氢-1，3, 3-二甲基-6' -(1-哌陡 基）}，在受到太阳能辐射时变为紫色。
[0059] -般化学广品名称为{1，3_二氧_1，3, 3_二甲基_6' - (2, 3_二氧-IH- 口引 哚-1-基）螺[2H-吲哚-2, 8' -[3H]萘并[2, Ι-b] [1，4]恶嗪}的光致变色蓝（photochrome blue)，作为光致变色化合物的例子，在受到太阳能辐射时变为蓝色。
[0060] 一般化学产品名称为{3, 3-二苯基-3H-萘并（2, ι-b)吡喃} (CAS号4222-20-2) 的光致变色黄，作为光致变色化合物的例子，在受到太阳能辐射时变为黄色。
[0061] 确定的是，其他颜色，即红色、粉色、橙色等都表现出受光影响的颜色变化。
[0062] 热致变色化合物是根据一系列外部温度的变化能够实现各种颜色变化的化合物。 当热致变色化合物受到了超出其转变温度的热能时，其分子结构发生改变，且供电子化合 物和受电子化合物相互发生反应形成散射区（scattering domain)。因此，入射的电磁福射 在色散区（dispersion region)被反射，以在特定的波段表现出反射性能，因此发生颜色的 改变。在分子结构被上述反应形成之前，电磁波被透过，因而表现为无色；然而，在色散区形 成之后，通过以上所述反射作用表现出颜色。
[0063] 如图5所示，供电子化合物（A)和受电子化合物（B)彼此分开并分别独立存在，当 对其加热时，供电子化合物和受电子化合物彼此耦合，改变成具有新结构的化合物（C)，并 因而形成用以表现颜色的色散区。如图6所示，在反应发生之前，化合物具有能够直接透过 光线的透明区域；然而，在反应发生之后，化合物具有能够反射和分散光线的区域，从而实 现各种颜色。
[0064] 所述热致变色化合物可以为选自由螺内酯、荧烷、螺吡喃、俘精酸酐、双酚A、对羟 基苯甲酸酯、1，2, 3-三唑衍生物和4-羟基香豆素组成的组中的至少一种。
[0065] 特别地，热致变色化合物可以由供电子化合物和受电子化合物组成，其中，所述供 电子化合物选自由3, 6-二甲氧基荧烷、3-环己氨基-6-氯代荧烷、3-二乙氨基苯荧烷、若 丹名B内酯、结晶紫罗兰内酯、3-二乙氨基-7-二苄氨基荧烷和3-二乙氨基-6-甲基-氨基 荧烷组成的组中的至少一种，以及受电子化合物可以选自由正辛醇、正癸醇、正十二烷醇、 正十四烷醇、正十六烷醇和正十八烷醇中的一种或多种。
[0066] 表 1
【权利要求】
1. 一种触摸传感器，该触摸传感器包括： 窗口基板；和 边框层，所述边框层沿着所述窗口基板的外周形成； 其中，所述边框层含有光致变色化合物或热致变色化合物，所述光致变色化合物或热 致变色化合物至少表现两种颜色。
2. 根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述光致变色化合物为选自由H芳基甲 焼、茂、氮杂茂、硝丽、俘精酸酢、螺化喃、蔡并化喃、螺蔡并恶嗦和螺恶嗦组成的组中的至少 一种。
3. 根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述光致变色化合物为选自由螺 {(2H-2, 3-(3H)蔡并（2, 1-b) (1，4)恶嗦）-1，3-二氨-1，3, 3-H 甲基-6'- (1-脈巧基）}、 (1，3-二氨-1，3, 3- H甲基-6' -化3-二氨-1H-日引巧-1-基）螺巧H-日引巧-2, 8' -巧田蔡 并巧，1-b] [1，句恶嗦}和化3-二苯基-3H-蔡并化1-b)化喃组成的组中的至少一种。
4. 根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述边框层由所述光致变色化合物或热 致变色化合物与二氧化铁浆料混合形成。
5. 根据权利要求3所述的触摸传感器，其中，所述边框层含有10重量％ -70重量％的 光致变色化合物或热致变色化合物，W及30重量％ -90重量％的二氧化铁浆料。
6. 根据权利要求4所述的触摸传感器，其中，所述边框层含有30重量％ -50重量％的 浆料形式的光致变色化合物或热致变色化合物，W及50重量％ -70重量％的二氧化铁浆 料。
7. 根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述光致变色化合物在曝露于可见光、红 外光或紫外光时会由于化学结构的改变而产生颜色变化。
8. 根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述致热变色化合物受到来自外界的热 量时会由于化学结构的改变而产生颜色变化。
9. 根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述热致变色化合物为选自由螺内醋、英 焼、螺化喃、俘精酸酢、双酷A、对轻基苯甲酸醋、1，2, 3-H哇衍生物和4-轻基香豆素组成的 组中的至少一种。
10. 根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述热致变色化合物含有供电子化合物 和受电子化合物。
11. 根据权利要求10所述的触摸传感器，其中，所述供电子化合物选自由3, 6-二甲氧 基英焼、3-环己氨基-6-氯代英焼、3-二己氨基苯基英焼、若丹名B内醋、结晶紫罗兰内醋、 3-二己氨基-7-二予氨基英焼和3-二己氨基-6-甲基-氨基英焼组成的组中的至少一种， W及 所述受电子化合物选自由正辛醇、正癸醇、正十二焼醇、正十四焼醇、正十六焼醇和正 十八焼醇组成的组中的至少一种。
12. 根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述热致变色化合物具有微胶囊形状， 所述微胶囊的直径为1 y m-50 y m。
13. 根据权利要求12所述的触摸传感器，其中，所述微胶囊的直径为3 y m-15 y m。
14. 根据权利要求10所述的触摸传感器，其中，所述微胶囊的内部提供有所述供电子 化合物和受电子化合物，所述微胶囊的外部被热固性树脂覆盖。
15. 根据权利要求14所述的触摸传感器，其中，所述热固性树脂选自由聚醋树脂、聚氨 醋树脂、H聚氯胺树脂、环氧树脂、邻苯二甲酸二帰丙醋树脂和己帰醋树脂组成的组中的至 少一种。
16. 根据权利要求1所述的触摸传感器，该触摸传感器进一步包括： 电极图形，该电极图形形成于所述边框层之间，且形成于窗口基板之上，W便识别用户 的触摸坐标；和 电极导线，该电极导线形成于所述边框层之上，W便电连至电极图形。
【文档编号】G06F3/041GK104345968SQ201410280182
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】李泰京, 吴范奭, 李昊周, 吴德锡 申请人:三星电机株式会社