可折疊的多點觸控表面的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2012年9月14日提交的題為"可折疊的多點觸控表面"（Foldable Multi-Touch Surface)的美國臨時專利申請No. 61/701,327的優(yōu)先權(quán)，其通過引用并入本 文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開一般涉及柔性印刷電子器件（"FPE"）。更具體來說，本公開涉及可折疊、 可卷繞且順應(yīng)性的多點觸控輸入表面，以使多點觸控傳感器表面區(qū)域可用于與電子裝置互 連。
【背景技術(shù)】
[0004] 觸摸屏技術(shù)已變成許多現(xiàn)代電子裝置例如平板電腦和蜂窩電話的重要組成部分。 通常，觸摸屏技術(shù)包含構(gòu)成顯示器的一部分的電阻式或電容式傳感器層的使用。
[0005] 電容式和電阻式觸摸屏通常是剛性（例如，玻璃）屏，其形成大多數(shù)現(xiàn)代觸摸屏裝 置的主要界面。用戶將他們的手指用作導(dǎo)體，以便與電子裝置互動，但是僅限于剛性屏的小 的工作區(qū)域。此外，屏的剛性限制了電子裝置的儲存和便攜性，同時在裝置與硬質(zhì)表面發(fā)生 強有力接觸（例如裝置落向地面）時提高了裝置損壞的風險。
[0006] 發(fā)明概述
[0007] 本公開涉及觸摸傳感器組件。在實施例中，所述觸摸傳感器組件包括可卷繞的觸 摸傳感器，其進一步包括有源觸摸傳感器區(qū)域，所述區(qū)域被配置成感測用戶在其上的觸摸 事件的位置，其中所述可卷繞的觸摸傳感器被配置成可以被卷繞和變形而不喪失導(dǎo)電性。 此外，所述觸摸傳感器組件包括耦合到所述可卷繞的觸摸傳感器的支承組件，所述支承組 件包括被配置成接收并保持電子裝置的插座。
[0008] 某些實施例涉及與電子裝置一起使用的觸摸傳感器組件。在實施例中，所述觸摸 傳感器組件包括柔性、可卷繞的觸摸傳感器，其被配置成電耦合到所述電子裝置，使得所述 觸摸傳感器上的觸摸事件充當向所述電子裝置的輸入，其中所述觸摸傳感器被配置成可以 被卷繞、彎曲和折疊，同時仍維持通過它的導(dǎo)電性。此外，所述觸摸傳感器組件包括剛性支 承組件，其耦合到所述觸摸傳感器并被配置成接收并固定所述電子裝置。
[0009] 其它實施例也涉及與電子裝置一起使用的觸摸傳感器組件。在實施例中，所述觸 摸傳感器組件包括柔性、可卷繞的觸摸傳感器，其被配置成電耦合到所述電子裝置，所述觸 摸傳感器包括有源觸摸傳感器區(qū)域，所述區(qū)域被配置成感測用戶在其上的觸摸事件的位 置，其中所述觸摸事件充當向所述電子裝置的輸入，并且其中所述觸摸傳感器被配置成維 持1毫米的最小曲率半徑，同時仍維持通過它的導(dǎo)電性。此外，所述觸摸傳感器組件包括樞 轉(zhuǎn)地耦合到所述觸摸傳感器的支承組件，所述支承組件包括被配置成接收并保持所述電子 裝置的插座。所述觸摸傳感器還包括可編程的控制器模塊，其被配置成接收并處理來自于 所述有源傳感器區(qū)域的電信號，以確定所述有源傳感器區(qū)域上的所述觸摸事件的位置。
【附圖說明】
[0010] 為了詳細描述本發(fā)明的示例性實施例，現(xiàn)在將參考隨附的圖，在所述附圖中：
[0011] 圖1是根據(jù)本文公開的原理的柔性、可卷繞的電容式觸摸傳感器膜的示意性頂視 圖；
[0012] 圖2是圖1的柔性電容式觸摸傳感器膜的透視圖；
[0013] 圖3是構(gòu)成根據(jù)本文公開的原理的柔性電阻式觸摸傳感器膜的一對襯底的示意 性頂視圖；
[0014] 圖4是包括圖3中示出的一對襯底的柔性、可卷繞的電阻式觸摸傳感器膜的透視 圖；
[0015] 圖5是圖4的柔性電阻式觸摸傳感器膜的截面?zhèn)纫晥D；
[0016] 圖6是根據(jù)本文公開的原理用于制造圖1的柔性電容式觸摸傳感器膜的系統(tǒng)的實 施例的示意圖；
[0017] 圖7A和7B是在圖6的系統(tǒng)內(nèi)使用的高精度計量系統(tǒng)的實施例的示意圖；
[0018] 圖8是根據(jù)本文公開的原理用于制造圖4的柔性電阻式觸摸傳感器膜的系統(tǒng)的實 施例的示意圖；
[0019] 圖9A和9B是在圖8的系統(tǒng)內(nèi)使用的高精度計量系統(tǒng)的實施例的示意圖；
[0020] 圖10是根據(jù)本文公開的原理的柔性、可折疊的多點觸控傳感器結(jié)構(gòu)的實施例的 示意性透視圖；
[0021] 圖11是沿著圖10中的截面A-A獲得的側(cè)視圖；
[0022] 圖12是根據(jù)本文公開的原理的觸摸傳感器組件的實施例的透視圖；
[0023] 圖13是圖12的觸摸傳感器組件的側(cè)視圖；
[0024] 圖14是根據(jù)本文公開的原理的觸摸傳感器組件的另一種實施例的透視圖；以及
[0025] 圖15是圖14的觸摸傳感器組件的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面的討論針對各種示例性實施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，本文公開的 實例具有廣泛的應(yīng)用，并且任何實施例的討論僅僅意味著該實施例是示例性的，并且不打 算建議將本公開、包括權(quán)利要求書的范圍限制到該實施例。
[0027] 在整個下面的描述和權(quán)利要求書中使用了某些術(shù)語來指稱特定特點或部件。本領(lǐng) 域技術(shù)人員將會認識到，不同的人可能用不同名稱指稱相同的特點或部件。本文件不打算 在只是名稱而不是功能不同的部件或特點之間進行區(qū)分。繪出的圖不一定是按比例的。本 文中的某些特點和部件可能在比例上被夸張或以多少示意的形式示出，并且常規(guī)元件的某 些細節(jié)可能出于清楚和簡明的目的而未被示出。
[0028] 在下面的討論和權(quán)利要求書中，術(shù)語"包括"和"包含"以開放的方式使用，因此應(yīng) 該被解釋為是指"包括但不限于……"。此外，術(shù)語"耦合"打算是指間接或直接連接。因 此，如果第一裝置耦合到第二裝置，則該連接可能通過直接連接或通過經(jīng)其它裝置、部件和 連接的間接連接。此外，當在本文中使用時，術(shù)語"軸向"和"軸向地"一般是指沿著或平行 于中心軸（例如物體或端口的中心軸），而術(shù)語"徑向"和"徑向地" 一般是指垂直于中心 軸。例如，軸向距離是指沿著或平行于中心軸測量的距離，并且徑向距離意味著垂直于中心 軸測量的距離。
[0029] 當在本文中使用時，詞語"約"意味著"加或減10%"。當在本文中使用時，短語"電 子裝置"是指能夠接收、發(fā)送和處理電子信號的任何適合的裝置，例如移動計算裝置、智能 電話、膝上型計算機、平板電腦、桌面計算機、一體機電腦、個人數(shù)字助理（PDA)、電視機、音 樂播放器（例如mp3播放器）、游戲裝置、遙控裝置或它們之間的某些組合。
[0030] 現(xiàn)在參考圖1，示出了根據(jù)本文公開的原理的可折疊的電容式觸摸傳感器膜100 的示意性頂視圖。膜100總的來說包括薄的、柔性的、可卷繞的透明介電襯底110、水平軸 103、豎直軸101、透明導(dǎo)電的電容柵格102和透明導(dǎo)電的尾部104。襯底110可以包括可以 多次卷繞、彎曲和/或變形而不斷裂或撕裂的任何適合的柔性材料。例如，在某些實施例 中，襯底110可以包括聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)膜、聚碳酸酯、紙、聚合物或它們之間的 某些組合。在某些特定實例中，襯底110包括DuPont/Teijin Melinex 454和/或Dupont/ Teijin Melinex ST505,后者是為涉及熱處理的過程特別設(shè)計的熱穩(wěn)定化的膜。
[0031] 參考圖1和2,柵格102包括在平行于水平軸103的方向上延伸并在介電襯底110 的一個側(cè)面上的第一組多條導(dǎo)電線108,以及在平行于豎直軸101的方向上延伸并在介電 襯底110的相反側(cè)面上的第二組多條導(dǎo)電線112 (注意：在圖1中第二組多條導(dǎo)電線112用 隱藏線示出）。第一組多條導(dǎo)電線108和第二組多條導(dǎo)電線112通過介電襯底110絕緣并 形成柵格102,其進而能夠識別用戶與膜100互動的點。導(dǎo)電電容柵格102的實例可以包括 9 X 16或更多的導(dǎo)電線陣列，其表面積在約2. 5X2. 5mm至2. 1X2. Im的范圍內(nèi)。在某些實 施例中，導(dǎo)電線108、112兩者的電阻率可以在每平方約0. 005微歐姆至約500歐姆的范圍 內(nèi)，同時柵格102的響應(yīng)時間可以為數(shù)納秒至數(shù)皮秒不等。
[0032] 正如在圖2中最好地示出的，第一組多條導(dǎo)電線108和第二組多條導(dǎo)電線112中 的每條導(dǎo)電線具有寬度W ltltl和高度Hltltl。此外，第一組多條導(dǎo)電線108和第二組多條導(dǎo)電線 112中的每條導(dǎo)電線相隔間距D ltltl。此外，介電襯底110具有在襯底110的側(cè)面之間測量的 厚度Tltltl。在某些實施例中，導(dǎo)電線的寬度W ltltl可以在150至300微米之間，在+/-10 %的 公差范圍內(nèi)變化。此外，導(dǎo)電線之間的間距Diqq可以在約Imm至5mm之間變化，而高度H 1QQ 可以在約150納米至約6微米之間變化。此外，介電襯底110可以表現(xiàn)出5至500微米之 間的厚度Tltltl，其中優(yōu)選的厚度在100至200微米之間，并且優(yōu)選的表面能為約20D/cm至約 90D/cm〇
[0033] 再次參考圖1，尾部104包括配置在介電襯底110的一個側(cè)面上的電引線115和電 連接器116,以及配置在介電襯底110的相反側(cè)面上的電引線114和電連接器117(注意： 在圖1中引線115用隱藏線示出）。每個引線115和連接器116電耦合到第一組多條導(dǎo)電 線108,并且每個引線114和連接器117電耦合到第二組多條導(dǎo)電線112。在運行期間，電 信號分別通過引線115、114和連接器116、117被傳到導(dǎo)電線108和從導(dǎo)電線112傳來，以 便在膜I 00與某些其它電子裝置之間建立通信。
[0034] 在某些實施例中，膜100的每個導(dǎo)電線108、112、引線115、114和連接器116、117 可以包括任何適合的導(dǎo)電材料，同時仍根據(jù)本文公開的原理。例如，在某些實施例中，每個 導(dǎo)電線108、112、引線115、114和連接器116、117包括銅、銀、金、鎳、錫、鈀、導(dǎo)電聚合物或它 們之間的某些組合。此外，在某些實施例中，導(dǎo)電線1〇8、112僅僅鍍有導(dǎo)電材料，同時仍根 據(jù)本文公開的原理。
[0035] 再次參考圖1，在運行期間，柵格102可以在互電容原理下運行，由此柵格102在每 條第一組多條導(dǎo)電線108與每條第二組多條導(dǎo)電線112的每個交點處形成電容器。例如， 9乘16的陣列將具有144個獨立的電容器（即9X16 = 144)?？梢韵虻谝唤M多條導(dǎo)電線 108和第二組多條導(dǎo)