TWM634311U - 觸控玻璃 - Google Patents

Abstract

一種觸控玻璃由下而上依序包括第一玻璃層、電致變層、隔離層、透 明導電層、及第二玻璃層。控制器分別與透明導電層、驅動器電性連接，且電致變層與驅動器電性連接；當使用者觸碰第二玻璃層時，位於第二玻璃層下方的透明導電層接受觸碰而同時產生電容訊號，控制器將電容訊號轉換成控制訊號並傳送至驅動器，驅動器將控制訊號轉換成驅動訊號並傳送至電致變層，使得電致變層由目前的第一狀態改變成第二狀態，從而使第二玻璃層同時由第一呈現狀態改變為第二呈現狀態，其中第一呈現狀態對應於第一狀態及第二呈現狀態對應第二狀態。

Description

觸控玻璃

本創作有關於一種觸控技術領域，特別是有關於一種藉由觸碰就可以改變透明或是不透明呈現狀態的觸控玻璃。

玻璃由於可以透光，安裝在室內空間中可以發揮採光明亮、協助室內綠化的作用。然而針對某些有私密度需求的場所空間，如果窗戶、門戶的玻璃能夠任意切換成不透明狀態，就能對室外的環境保有不被透視的隱密功能。為了使玻璃不透光，有提出安裝具有特定透射率的膜的方式。但是，通過現有的方式製作的玻璃對太陽光沒有能動性的調節功能，只能針對特定光波長區域具有選擇性的遮蔽能力或透射能力的手動型玻璃，仍無法滿足使用者便於使用的需求。因此，有必要製作能夠以人為方式調節玻璃的透明狀態與不透明狀態的快捷切換。

隨著多功能的薄膜、液晶材料的研究急速發展，最近研發出稱作智慧視窗(smart window)的新概念玻璃，其透射率可調變，是一種調光玻璃。智慧窗戶在沒有通電時，對光線進行阻隔；而當通電時，可使玻璃變化為透明狀態。換言之，若通電，則變得透明，從而使透過視窗照射進來的光變多；若關閉電源，則使視窗變成黑色或乳白色，從而阻隔光線。而且對入射光的透射率亦可經由材料設計而有明顯差異。最著名的材料為高分子分散液晶(Polymer-dispersed liquid crystal，以下簡稱PDLC)，主要用作住宅窗戶、客廳、陽臺、門道、浴室等住宅裝飾用、及辦公室與會議室的窗戶等商業用。當前，亦普遍應用於運輸領域、建築領域及資訊顯示領域等。並且能夠普遍應用於窗戶的遮蔽膜之類的器具或大面積顯示裝置等。並且，在使用智慧視窗作為汽車天窗等的情況下，阻隔40%的可視光線，因而能夠保護駕駛人員的皮膚和眼睛，並且，由於能夠阻隔99%以上的紫外線，因而能夠代替窗簾或百葉窗。

利用PDLC的智慧視窗能夠通過電壓的接通/關閉(on/off)來自由地調節其玻璃從透明狀態變成不透明狀態，或是從不透明狀態變成透明狀態。常見施工的方式是在大尺寸玻璃上安裝PDLC膜及電路驅動模組，常見的使用模式是用遙控器遙控智慧視窗的電路開關、或是以手動按鈕切換智慧視窗的電路開關。可見其開關不夠快速順暢，則透明狀態、不透明狀態的切換不夠快捷，則其配合電路開關所能達到的智慧效果仍存在需要進一步改良的空間。

為解決上述的問題，本創作之主要目的在於提供一種觸控玻璃，使用者只要觸碰到觸控玻璃就可立即改變觸控玻璃目前所呈現的狀態，由透明狀態轉變成不透明狀態，或是由不透明狀態轉變成透明狀態，使用者在使用上更加便利化。

另外，本創作的目的還提供一種觸控玻璃，不受限於觸控玻璃的面積的尺寸大小，使用者可以觸碰設有透明導電層的玻璃可控制觸控玻璃的不同區域呈現透明狀態或不透明狀態，並且切換自如，節省了現有技術中要切換玻璃的顯示狀態時，使用者必需要走到該面玻璃的前面來觸碰切換或是藉由遙控器 來遙控也同時解決了用開關(switch)來控制觸控玻璃會有走線的距離問題以及無法準確的控制要改變狀態的玻璃區域。

根據上述目的，本創作提出的一種觸控玻璃，由下而上依序包括第一玻璃層；電致變層，設置在第一玻璃層上，且電致變層與驅動器電性連接；隔離層，設置在電致變層上用以使電致變層及透明導電層彼此電性隔離；透明導電層，設置在隔離層上，且透明導電層與控制器電性連接；以及第二玻璃層，設置在透明導電層上，其中當使用者觸碰第二玻璃層時，位於第二玻璃層下方的透明導電層接受觸碰而同時產生電容訊號，控制器將電容訊號轉換成控制訊號並傳送至驅動器，驅動器將控制訊號轉換成驅動訊號並驅動電致變層，使得電致變層由目前的第一狀態改變成第二狀態，從而使第二玻璃層同時由第一呈現狀態改變為第二呈現狀態，其中第一呈現狀態對應於第一狀態及第二呈現狀態對應第二狀態。

100、300:觸控玻璃

201:觸控表面

110、301:第一玻璃層

210、310:第二玻璃層

120、320、320a、320b、320c:透明導電層

121:ITO電極

130、330:控制器

150、350:隔離層

160、360:電致變層

180、380:驅動器

3202:虛擬控制區域

50:室內空間

502:門

Tx:控制訊號

Rx:電容訊號

Dp:驅動訊號

A、B、C:區域

10:第一區域

20:第二區域

圖1A是根據本創作所揭露的技術，表示觸控玻璃的側視示意圖；圖1B是根據本創作所揭露的技術，表示觸控玻璃以俯視圖；圖2是根據本創作所揭露的技術，表示觸控玻璃的結構配合訊號傳送之配置圖；圖3是根據本創作所揭露的技術，表示具有大尺寸面積的觸控玻璃的示意圖；圖4是根據本創作所揭露的技術，表示在大面積的室內空間操作觸控玻璃的示意圖；及 圖5是根據本創作所揭露的技術，表示觸控玻璃以百葉窗型態顯示的示意圖。

為了使本創作的目的、技術特徵及優點，能更為相關技術領域人員所瞭解，並得以實施本創作，在此配合所附的圖式、具體闡明本創作的技術特徵與實施方式，並列舉較佳實施例進步說明。以下文中所對照的圖式，為表達與本創作特徵有關的示意，並未亦不需要依據實際情形完整繪製。文中所指「一側」、「相反側」、「表面」、「之間」等等為空間位置關係的描述語，依據實施方式所記載的目標物件及圖式所繪示的笛卡兒座標系所指方向或平面而有不同的定義。

首先，請參考圖1A及圖1B，圖1A為觸控玻璃的側視示意圖及圖1B為觸控玻璃的俯視圖。如圖1A所示，觸控玻璃100由下而上依序至少包括第一玻璃層110、電致變層160、隔離層150、透明導電層120、及第二玻璃層210。其中第一玻璃層110用於接受太陽光、日光燈等光線的入射；第二玻璃層210用於提供觸控表面201來接受使用者(未在圖中表示)的觸碰。觸控玻璃100可以設置在室內空間或車子，設置於室內可作為落地窗或是室內隔板；設置於車子，則作為車窗的玻璃使用。接著請參考圖1B。圖1B進一步表示本創作觸控玻璃100的各元件的連接關係，其中，在第一玻璃層110與第二玻璃層210之間由下而上設依序設置電致變層160、隔離層150、透明導電層120，其中控制器130分別與透明導電層120及驅動器180電性連接，驅動器180與電致變層160電性連接，驅動器180與控制器130與各層之間的操作方式於後續詳述。

另外，於本創作的實施例中，為了避免透明導電層120及電致變層160之間的電場互相干擾，將隔離層150設於透明導電層120與電致變層160之間， 使電致變層160及透明導電層120彼此電性隔離。隔離層150為高分子絕緣材料，可以是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)等任何具有絕緣性的透明材料。

接著，請參考圖2。圖2為觸控玻璃的結構配合訊號傳送之配置圖。 如圖2所示，當使用者觸碰第二玻璃層210時，位於第二玻璃層210下方的透明導電層120偵測到觸碰而同時產生電容訊號Rx，此電容訊號Rx傳送至與透明導電層120電性連接的控制器130，控制器130將此電容訊號Rx轉換成控制訊號Tx，並將控制訊號Tx傳送至驅動器180，驅動器180將控制訊號Tx轉換成驅動訊號Dp並驅動與驅動器180電性連接的電致變層160，基於此驅動訊號Dp對電致變層160施加電場或除去電場，以使電致變層160產生變亮或是變暗的切換。

在本創作的實施例中，透明導電層120為透明並含導電物質的薄膜，在一實施例中，該導電物質較佳為氧化銦錫，則透明導電層120即為銦錫氧化層(ITO film)。在一實施例中，透明導電層120還具有多個ITO電極121，多個ITO電極121之間保持有預定間隔，可視為多個觸碰點，用於偵測使用者的手部的觸碰而產生電容的變化，即產生電容訊號Rx，並將此電容訊號Rx傳送至控制器130。 因應不同的觸碰手勢，則驅動器180可以做出相應的不同被觸碰區域，例如由左往右滑為調整電致變層160逐漸變亮，或是由右往左滑則調整電致變層160逐漸變暗。要說明的是，在本創作中，不限定ITO電極121位於透明導電層120的位置，亦不限定透明導電層120的型態，在前述的圖1A、圖1B及圖2的實施例中，透明導電層120為整片涵蓋第二玻璃層210地設置在隔離層150與第二玻璃層210之間。在其他的實施例中，透明導電層120可以分成設在上半部的ITO電極121及設在下半部的的ITO電極121，則觸碰第二玻璃層210的上半部時，觸控玻璃100的上半部為逐漸變亮，對應的觸控玻璃100的下半部則逐漸變暗。

電致變層160具有高分子分散液晶，電致變層160是在兩塊透明的薄層材料之間將液晶以微米量級的小微滴分散在高分子基體內，經由特殊的工藝製作而成，本文所指電致變層160較佳為高分子分散液晶薄膜。由於由液晶分子構成的小微滴的光軸處於自由取向液晶材料成無序態存在，其折射率與基體的折射率不匹配，當光通過基體時背微滴強烈散射而呈不透明的乳白狀態或半透明狀態。對電致變層160施加電場可調節液晶微滴的光軸取向，將無序的液晶材料轉成有序的排列狀態，當兩者折射率相匹配時即可透光變亮，呈現透明狀態。反之，當除去電場時，液晶微滴有恢復最初的散光狀態而有霧化效果，即可呈現不透明狀態。

電致變層160可提供第二玻璃層210透視功能的開啟與關閉，當電致變層160為透明狀態時，第二玻璃層210可以透視，則呈現透明狀態；當電致變層160為不透明狀態時，第二玻璃層210不可透視，也呈現不透明狀態。在一實施例中，當有電場時，液晶分子實現有序排列，此時電致變層160的第一狀態處於透明狀態。在除去電場之後，電致變層160的第一狀態改變為第二狀態，亦即從透明狀態轉換為不透明狀態(由亮變亮暗。在另一實施例中，在沒有電場作用的情況下，液晶分子成無序態存在，電致變層160的第一狀態處於不透明狀態，當通入交流電而施加電場時，液晶分子實現有序排列，此時電致變層160從不透明狀態(第一狀態)改變為透明狀態(第二狀態)。本創作所指電致變層160的第一狀態為高分子分散液晶薄膜的初始狀態，所指第二狀態為電場切換後高分子分散液晶薄膜的改變狀態。原則上，電致變層160的第一狀態與第二狀態是相反狀態的，其第一狀態及第二狀態可以是透明狀態或是不透明狀態。

通過電場的作用，使液晶分子變亮變暗之間可快速轉換，能夠實現從不透明狀態切換成透明狀態，而從第二玻璃層210觀察得到由第一呈現狀態改變為第二呈現狀態。其中第二玻璃層210的第一呈現狀態對應於電致變層160的 第一狀態，以及第二玻璃層210的第二呈現狀態對應電致變層160的第二狀態。原則上，第二玻璃層210的第一呈現狀態與第二呈現狀態是相反狀態的，其第一呈現狀態及第二呈現狀態可以是透明狀態或是不透明狀態。

驅動器180分別與控制器130、電致變層160電性連接，用於由控制器130接收控制訊號Tx，並將控制訊號Tx轉換成驅動訊號Dp來驅動電致變層160，據以對於電致變層160施加電場或除去電場。可使得整個電致變層160由目前的第一狀態改變成第二狀態，從而使第二玻璃層210同時由第一呈現狀態改變為第二呈現狀態。在此要說明的是，在本實施例中，使用者觸碰於觸控玻璃10的第二玻璃層210之後，即由下方的透明導電層120產生電容訊號Rx，不需要經過任何的座標轉換或是運算即可以得到電容訊號Rx，也就是使用者任意觸碰觸控玻璃100的任何的位置，都可以讓觸控玻璃100改變目前呈現的狀態。

接著，請參考圖3，圖3表示具有大尺寸面積的觸控玻璃的示意圖。 如圖3所示，示例的觸控玻璃300其結構與前述相同，其包括第一玻璃層301、電致變層360、隔離層350、透明導電層320及第二玻璃層310，其功能、結構與前述相同，其差異在於：在此實施例中，第一玻璃層301、電致變層360、隔離層350及第二玻璃層310的尺寸都放大，透明導電層320a、320b、320c則是以區塊的方式設置在隔離層350及第二玻璃層310之間，透明導電層320a、320b、320c所在的區域可以視為虛擬控制區域3202。另外，在本實施例中，觸控玻璃310可以區分成三個區域，分別是區域A、區域B及區域C，於實際應用時，區域A、區域B及區域C之間的虛線可以存在或是不存在。因此，在虛擬控制區域3202的透明導電層320a對觸控玻璃300的區域A、透明導電層320b對應觸控玻璃300的區域B、透明導電層320c對應觸控玻璃300的區域C，虛擬控制區域3202的透明導電層320a、320b、320c可以分別控制觸控玻璃300的區域A、區域B、區域C的變化。舉例來說，當使用者觸碰虛擬控制區域3202的透明導電層320b時，與前述相同，在對應 透明導電層透明導電層320b的ITO電極可偵測使用者的觸碰而產生電容訊號Rx，將電容訊號Rx傳送到控制器330，經由控制器330將電容訊號Rx轉換成控制訊號Tx，並將控制訊號Tx傳送至驅動器380，驅動器380將此控制訊號Tx轉換成驅動訊號Dp之後，驅動器380根據此驅動訊號Dp來驅動在區域B的電致變層360以改變目前的狀態，如圖3中所表示，觸控玻璃300中的區域B經觸控之後，其呈現狀態由透明變為不透明。據此，舉例來說，當在較大的室內空間時，如圖4所示，可以用四大片的觸控玻璃300來構成室內空間50，假設室內空間50的大小為400平方公尺(約121坪)，由於整個室內空間50的空間面積相當大，在室內空間50的門502旁的觸控玻璃300上設有虛擬控制區域3202，使用者可以站在門502旁邊的虛擬控制區域3202，觸碰在虛擬控制區域3202中對應要改變觸控玻璃300呈現透明或是不透明的透明導電層(未在圖中表示)，如圖4中所表示，門502的左右兩側靠近內側的觸控玻璃300經由觸碰之後可以由透明狀態變成不透明狀態(以斜線表示)，只要使用者站在門502旁邊觸碰虛擬控制區域3202，即可完成控制。

在其他實施例中，針對圖3、圖4的大尺寸面積的觸控玻璃300，可以設計成百葉窗型的智慧視窗。如圖5所示，可以將電致變層360分隔成多個第一區域10及多個第二區域20，第一區域10、多個第二區域20的電場配置互為相反的模式，因此當第一區域10處於第一狀態時，相反地第二區域20則處於第二狀態，反之亦然。每個第一區域10與每個第二區域20可以是交錯排列，或在其他實施例為兩三個第一區域10並列後與兩三個第二區域20並列互相相鄰配置。實際使用時觸碰第二玻璃層310表面虛擬控制區域3202所在的區域，虛擬控制區域3202內透明導電層320的ITO電極可偵測使用者的觸碰而產生電容訊號Rx，將電容訊號Rx傳送到控制器330，經由控制器330將電容訊號Rx轉換成控制訊號Tx，並將控制訊號Tx傳送至驅動器380，驅動器380將此控制訊號Tx轉換成驅動訊號Dp之後，驅動器380根據此驅動訊號Dp來驅動在區域B的電致變層360以改變目前的狀 態。當該驅動器380驅動電致變層360的多個第一區域10由目前的第一狀態改變成第二狀態時，則同步相應地驅動器380驅動電致變層360的多個第二區域由目前的第二狀態改變成第一狀態。結果呈現觸控玻璃300如百葉窗般且第二玻璃層310可以呈現交錯排列的第一呈現狀態與第二呈現狀態(即透明狀態、不透明狀態交錯呈現)。

因此本創作解決了使用者要以遙控器(未在圖中表示)來控制四面的觸控玻璃300，須要將遙控器對準每一片觸控玻璃300的感應端(未在圖中表示)來進行控制，若是在會議的中途要改變某一面的觸控玻璃的呈現態樣，可能必須橫跨整個會議室才能走到該面的觸控玻璃300前進行控制，非常耗費時間和人力。還解決利用開關(switch)的方式來控制觸控玻璃300，又必須確認每一面的觸控玻璃300所對應的開關位置的技術問題。此外，本創作的觸控玻璃100、300在透明狀態時可以作為一般的玻璃或是落地窗；當觸控玻璃100、300由透明狀態改變為不透明狀態時，除了可以作為隔間的隔板、遮光之外，亦可以作為玻璃白板供使用者寫字來使用，因此本創作的觸控玻璃100、300增加了使用者在生活上的便利性。

本說明書所述內容僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本創作之精神與範疇，對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

100:觸控玻璃

201:觸控表面

110:第一玻璃層

120:透明導電層

150:隔離層

160:電致變層

210:第二玻璃層

Claims (10)

1. 一種觸控玻璃，由下而上依序包括：一第一玻璃層；一電致變層，設置在該第一玻璃層上，且該電致變層與一驅動器電性連接；一隔離層，設置在該電致變層上用以使該電致變層及該透明導電層彼此電性隔離；一透明導電層，設置在該隔離層上，且該透明導電層與一控制器電性連接；以及一第二玻璃層，設置在該透明導電層上，其中當一使用者觸碰該第二玻璃層時，位於該第二玻璃層下方的該透明導電層接受該觸碰而同時產生一電容訊號傳送至該控制器，該控制器將該電容訊號轉換成一控制訊號並傳送至該驅動器，該驅動器將該控制訊號轉換成一驅動訊號並驅動該電致變層，使得該電致變層由目前的一第一狀態改變成一第二狀態，從而使該第二玻璃層同時由一第一呈現狀態改變為一第二呈現狀態，其中該第一呈現狀態對應於該第一狀態及該第二呈現狀態對應該第二狀態。
2. 如請求項1所述的觸控玻璃，其中該電致變層為高分子分散液晶薄膜。
3. 如請求項1所述的觸控玻璃，其中透明導電層為銦錫氧化層。
4. 如請求項1或3所述的觸控玻璃，其中該透明導電層為整片的設置在該隔離層與該第二玻璃層之間。
5. 如請求項1或3所述的觸控玻璃，其中該透明導電層設置於該第二玻璃層下方的部分區塊。
6. 如請求項5所述的觸控玻璃，其中該第二玻璃層具有多個區域，在該第二玻璃層下方的該部分區塊的該透明導電層可以單獨控制各該區域的該第二玻璃層由該第一呈現狀態改變為該第二呈現狀態或是由該第二呈現狀態改變為該第一呈現狀態。
7. 如請求項6所述的觸控玻璃，其中該第二玻璃層的各該區域可以同時或是不同時為該第一呈現狀態或是該第二呈現狀態。
8. 如請求項1所述的觸控玻璃，其中該第一呈現狀態及該第二呈現狀態可以是一透明狀態或是一不透明狀態，且該第一呈現狀態與該第二呈現狀態是一相反狀態。
9. 如請求項1或3所述的觸控玻璃，其中該電致變層具有多個第一區域及多個第二區域，各該第一區域與各該第二區域交錯排列，當該驅動器驅動該電致變層的該些第一區域由目前的該第一狀態改變成該第二狀態時，則同步相應地該驅動器驅動該電致變層的該些第二區域由目前的該第二狀態改變成該第一狀態。
10. 如請求項1所述的觸控玻璃，其中該電致變層的該第一狀態、該第二狀態互為不同的一透明狀態及一不透明狀態。

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