具体实施方式

一种防眩光虚拟感知触控屏，见图1和图2：其包括透明基体1、第一硬 化层3、ITO薄膜组件2、防眩光膜4，ITO薄膜组件2上的图案根据设定制作 而成；

透明基体1的第二表面上设置ITO薄膜组件2，ITO薄膜组件2的第二表 面覆合有第一硬化层3，第一硬化层3的第二表面设置有防炫光膜4；

第一表面具体为每层膜或组件的相对朝内布置的表面，第二表面具体为 每层膜或组件的相对朝外布置的表面，相对朝内具体为朝向窗口侧设置，相 对朝外具体为朝向人体侧设置。

具体实施时，防眩光膜4的第二表面覆盖有第二硬化层5；

透明基体1具体为光学平板玻璃、PET薄膜或PMMA。

具体实施例，透明基体1具体为PET薄膜。

文中虚拟触控屏的虚拟触觉实现

虚拟触控屏的人体触控和屏板的静电关系见图3-图5。屏板最上层和手指 是非导电的介质。屏板下的ITO薄膜层加有直流电压，当手指按下后，手指区 域和下面的屏板的手指影印区域，注意不是整个屏板，就形成了一个电容耦 合极板关系。这样接触屏板的人体手指皮肤角质和ITO层的屏板外层就形成了 一个微小的静电场。由于屏板加的电压大小是可以调节的，而手指通过人体 和大地相连。人体相当于是一个电解质，这样手指在屏板按压区的角质就被 电场极化，微小电场对手指产生一个静电力F_{electrostatic}。当手指在屏板上滑动时 手指表皮角质会与屏板表面产生一个摩擦力F_friction，静电力作用于手指，使手 指产生真实环境的触摸感觉。静电力的大小可以通过下列公式计算获得：

公式参数含义如下

Tg:空气间隙～1μm

ε0:真空介电常数

εs:手指介电常数(皮肤角质层)

εp:硬化层介电常数

Ts:手指皮肤角质厚度

Tp:硬化层厚度

V:＝V_s人体静电电压

V是供给触摸屏ITO薄膜层电极的电压，可以通过植入的程序设置大小， 从而可以设定静电力的大小。通过不同大小的静电力，可以产生不同大小的 摩擦力，使手指可以感觉到不同客观实体的触摸体验。再配合显示屏不同物 体、不同形体的视觉感知就形成了一个虚拟感知触控屏。

摩擦力和静电力的关系式见下

F_friction＝-μF_{electrostatic}

虚拟触控屏的人体触控和屏板的静电关系的电模型见图3，从手指到触摸 屏板相当于由3个电容串联组成，则总电容C_T和各部分电容之间关系满足

而电容

静电力F_{electrostatic}是

也就是静电力大小等于手指和触摸屏板间的静电压沿着屏板方向的压降。 结合电容的关系式最后可以得到以下算式

由于空气的介电常数ε₀≈1，所以上式就成为

一旦触摸屏版尺寸和材料确定后，上式V就是唯一的变量，屏板表面摩擦 系数μ也是确定的，这样可以通过调节电压V改变静电力F_{electrostatic}的大小，也同 时改变了手指和屏板表面滑动摩擦力F_friction的大小。根据力学原理，物体表面 摩擦力F_friction为

v是滑动速率向量，|ν|是滑动速率模量。μ是摩擦系数。这样就可以通过 调节电压V确定摩擦力F_friction的大小，也就是虚拟触觉感应的强烈程度。应用 中可以根据操作者的体验程度，调节摩擦力的大小，实现操作者对客观物体 触摸的虚拟体验。

一种防眩光虚拟感知触控屏的制备方法：

a、通过透明基材印刷制作虚拟触控薄膜、使得透明基材的第二表面形成 ITO薄膜组件和第一硬化层；

b、在第一硬化层的第二表面通过真空磁控溅射镀膜制作防眩光膜。

其用磁控溅射技术粗糙化基材表面形成防眩光膜，其方法操作简单，一 致性易掌控，适于规模化制作，成本可控。

c、在防眩光膜的第二表面做表面加硬处理。

具体实施例所对应的制备方法具体如下：

a1、用透明光学透过率不低于92％的PET薄膜做基材，在需要成膜的一面 做清洁和去静电处理，用静电风枪吹基材表面，然后将制作好的掩膜板置于 在PET上面。掩膜板时中间镂空的方框。掩膜板厚度决定了ITO膜层的厚度。 本实施例的掩膜板制作厚度为0.05mm。用ITO液浆在掩膜板上涂布。涂布速度 不宜过快，防止或排除底面的气体产生的气泡；

a2、涂布完成后做固化处理。送烘烤炉80℃烘烤10分钟，让ITO液浆稀 释剂充分挥发；

a3、在固化的ITO表面做一层硬化保护、形成第一硬化层，具体为涂布 一层HardCoatting加硬剂。厚度用掩膜板控制，取厚度为0.05mm；

a4然后用紫外光照射固化，目标硬度不低于6H，足够的硬度是保证后续 AG膜(防眩光膜)的制作；

步骤b中，具体操作如下，采用真空磁控溅射镀膜技术，制作防眩光结 构薄膜，将有ITO薄膜组件和第一硬化层的透明基体送入真空环境，在真空 状态下，采用真空轰击法粗糙化第一硬化层的第二表面，生成防眩光膜，防 眩光膜在真空环境下一次完成；具体操作如下，作业时在环境真空度高于5E-6 Torr的时候，先打开电源，然后向阳极腔内提供氩气。阳极腔内布置有强磁 极对，且磁场方向和电极方向在空间上相互垂直。阳极在电场力的作用下会 从阴极板向阳极板发射电子。由于阳极腔内布置有强磁场，电子射出后会在垂直的电场力的作用下，做螺旋前进运动。这样电子会反复地高速撞击充入 腔内的氩气原子，使无极性的氩原子畸变成有极性的氩原子偶极子等离子体。 这个时候氩原子的质心和其电极中心不再像中性状态的那样重合。变成了一 个有极性的等离子体粒子。偶极子等离子体具有偶极矩，在电场力的作用下 会自动地选择电极矩的方向。由于阳极板上开有多个小孔，腔内与腔外存在 压力差，同时也是由于腔内电场力和磁场力的共同作用，使氩原子等离子体 获得能量而飞出腔外。一般情况下，会将基板构造成一个低电位的环境，就 是将基片托架与零电位连接。但是本系统构造了一个双电源的环境。在基片 的背面配置了一个负偏压电极板，氩原子等离子体在偶极矩的作用下，自动 地将正极选向负偏压极板方向。由于存在高电压的电场力作用，等离子体将 获得极大的动能，加速向基片表面高速轰击，轰击基片表面的等离子粒子量 级尺度的材料。基片的硬化层面朝向被轰击方向。结果是PET基材的被轰击 区域微观上产生了堆垛结构。因为在作用基材前面构造了一个带有狭缝窗口 的掩膜板，而基材在轰击过程中，是在系统的控制下匀速的向前移动的。这 样就保证了如上的整个的轰击过程是均匀、连续的一次性完成。由此也就保 证了基片制作的防眩光粗糙化表面的堆垛结构分布的均匀性和完整性。轰击 深度可以通过膜厚仪通过线下来确定，方案目标是1/4个λ波长。以550nm 波长光源为基准。方案的目标深度为137.5nm。取137nm±15nm；

步骤b的制作设备采用磁控真空连续镀膜机；

步骤b中真空轰击系统的结构参见中国专利ZL 201920939508.6、专利 名称为“制备防炫光玻璃的蚀刻系统”，其由平面阳离子蚀刻电极、掩膜板 mask、负偏压电极保护板、负偏压电极板、2个直流电源和1个氩气供气系统 组成。通入的氩气纯度不得低于99.999％。氩气流量要有质量流量控制器MFC 可进行调节。直流电源可提供的直流工作电压不得低于400Vdc，通过实验以 400-600Vdc为宜，具体数值需根据系统大小、轰击距离长短和基材的材料而 定。轰击功率可根据轰击区的大小而定，但要保证功率密度不低于150W/cm2。 掩膜板在轰击电极的正前方位置开一个长方形的窗口。长度要略长于基片高度，宽度取0.9倍阳极板的宽度，作为提供轰击的通道。

c1对防眩光膜的表面用静电枪做一次表面清理，除去表面附着颗粒，之 后在防眩光膜的第二表面面涂一层硬化剂形成基膜；厚度用掩膜板控制，取 厚度为0.05mm；

c2、将涂有硬化剂的基膜做紫外线硬化。

步骤a1中ITO薄膜组件的印刷形成有透明基体的金手指区域，最后将外部 FPC的电级粘附到金手指区域；

在进行步骤a2、b、c2之前，预留出电极接线区。

虚拟触控屏表面静电感知力，根据检索PET材料介电常数εp＝理论值 3.44-3.68(实验值2.9-3.2)，取εp＝3。人体介电常数εs＝肌肉/脂肪 (56.0-66.2/11.2-12.7)，取εs＝43。根据实施例，Ts＝0.01mm，Tp＝0.05 ，Tg＝0.001mm。取极板施加电压V＝5Vdc。手指接触面积0.5cm²带入公式。计算 出静电力F_{electrostatic}，

摩擦系数μ＝0.01，计算得到手指在屏板表面滑动摩擦力F_friction， F_friction＝-μF_{electrostatic}＝-0.01*0.375＝-3.75*10^-3N

采用本发明后，触控电极部分(ITO薄膜组件)和防眩光膜是在一块透明 基体上，其保证了整个触屏的结构紧凑；且整个虚拟触控屏的结构简单，制 程操作步骤少，制程过程工艺也容易控制，适合量化生产；其将防眩光的薄 膜置ITO膜层的相对外表面，即兼顾了防眩光膜结构的特性，又兼具虚拟感 知触控屏的偶极作用，其通过虚拟技术产生一种实体触控屏，其适用于智能 和虚拟技术发展的需求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实 现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且 是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨 在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实 施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起 见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也 可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。