使用底侧力地图的力感测的制作方法_4

文档序号:8269328阅读:来源:国知局
层3120被压缩,并且挠曲驱动层3110被移动到更靠近挠曲感测层3115的位置。当不再施加力时,器件叠层释放挠曲或变形,其作用在于可压缩结构3040不再具有施加于其的力。其作用在于,可压缩层3120不再被压缩,并且挠曲驱动层3110相对于挠曲感测层3115而被移动回到其早前位置。因此,在一个实施例中,可压缩层3120被设置成相对柔韧并且响应于所施加的力,以及相对柔韧并且基本上同样地响应于对该所施加的力的移除。
[0066]在一个实施例中,可压缩层或一组可压缩元件可包括设置在ITO的第一层和ITO的第二层之间的电容层。电容层可包括气隙,其作用在于通过气隙来测量电容。在一个实施例中,设置在ITO的第一层和ITO的第二层之间的电容层可包括压敏粘合剂(PSA)层,其可为基本上透明或半透明的(如果位于OLED层上方),或另选地可为不透明的或换句话讲吸光的(如果位于OLED层下方)。在任一此类情况下,电容层具有不妨碍显示器的操作的作用。
[0067]力图像结构
[0068]在一个实施例中,可压缩层或一组可压缩元件可包括设置在可压缩结构3040中的一组应变仪,诸如以下相对于图4A-4D所描述的。例如,相对于图4A-4D所描述的一组或可压缩元件可测量器件叠层挠曲或变形时的应变。在此类情况下,器件叠层挠曲或变形时的应变可分布在整个覆盖玻璃3025上,其作用在于可在覆盖玻璃3025下的每个位置处以及在覆盖玻璃3025的边缘处测量应变。
[0069]响应于在覆盖玻璃3025下的每个位置处以及在覆盖玻璃3025的边缘处的应变测量,可压缩层3120可向每个力感测元件提供相对于覆盖玻璃3025以及在覆盖玻璃3025的边缘处的所施加的力的图像。响应于所施加的力的图像,触摸I/O设备2012可确定一个或多个特定点[X,Y]的位置[X,Y],其中所施加的力相对于覆盖玻璃3025的表面而出现。
[0070]力敏结构
[0071]图4A-4D示出了力敏结构的概念图。
[0072]在一个实施例中,可压缩层3120可包括第一组力敏结构。除了或代替凝胶或液体,力敏结构可包括可压缩的物理元件。这些力敏结构可包括其自身可压缩的特征部,即便将它们嵌入其中的材料不是以其他方式可压缩的(如果存在将它们嵌入其中的材料的话)。其作用可在于,当将力施加于CG结构3020时,该力受到力敏结构的抵抗。响应于力敏结构的抵抗,触摸I/O设备可确定施加于CG结构3020的力的大小。
[0073]在一个实施例中,力敏结构包括比光波长相对更小的可压缩特征部。如本文所述,其作用可在于,那些可压缩特征部可为基本上透明的或相反当用户对设备施加力时、当移除所施加的力时,或当用户以其他方式使用设备时对用户的眼睛不是显而易见的。
[0074]在一个实施例中,可使用一组可能结构技术中的一种或多种结构技术来构造力敏结构。作为第一实例,可通过在相对实心的物质(诸如硅、凝胶粘合材料、复合材料诸如填充纳米颗粒的聚合物,或其他物质)中蚀刻孔洞来构造该结构。作为第二实例,可通过将元件钻入相对实心的物质(诸如硅、或诸如凝胶粘合材料)中来构造该结构。作为第三实例,可通过在相对实心的物质(诸如硅、或诸如凝胶粘合材料)中钻入通孔或过孔来构造该结构。作为第四实例,可通过使元件类似于钟乳石从挠曲驱动层3110向下生长,或类似于石笋从挠曲感测层3115向上生长来构造该结构。作为第五实例,可通过压印或纳米压印工艺、光致抗蚀工艺或其他方法来构造该结构。
[0075]在一个实施例中,可利用挠曲驱动层3110和挠曲感测层3115之间的基本上真空的空间来构造力敏结构,其作用在于力敏结构吸收在挠曲驱动层3110和挠曲感测层3115之间施加的力。在另选的实施例中,可利用填充有泡沫、凝胶、液体、弹性的或粘弹性的物质、具有返回其初始预变形形状的记忆效应的实心物质或其他物质的力敏结构的元件之间的空间来构造力敏结构。作为第一实例,力敏结构的元件之间的空间可填充有纳米泡沫,即具有一组纳米孔(即,设置于其中的纳米结构大小的孔)的泡沫,其作用在于纳米泡沫能够以小于约0.48的泊松比进行压缩。作为第二实例,力敏结构的元件之间的空间可填充有一组微结构或纳米结构的硅氧烷元件,其作用在于响应于所施加的力其为可压缩的,并且其作用还在于在将所施加的力移除之后返回其初始形状。
[0076]图4Α示出了一组锥体结构的概念图。
[0077]在一个实施例中,力敏结构可包括一组锥体橡胶结构或锥体硅氧烷结构(“纳米结构”)4010,其中的每一个可定位在挠曲驱动层3110和挠曲感测层3115之间。在本发明的上下文中,没有相对于纳米结构的尺寸的特定要求。在第一此类情况下,纳米结构可为基本上均匀的尺寸。在第二此类情况下,纳米结构可包括基本上为不同尺寸的纳米结构,诸如包括多于一种尺寸的纳米结构,或包括具有一系列尺寸的纳米结构。此外,在本发明的上下文中,没有相对于纳米结构的定位的特定要求。在各种可能性下,纳米结构可(A)以规则图案进行定位;(B)以随机或伪随机位置进行定位;(C)以一种规则图案定位在一些区域中,以及以不同规则图案定位在其他区域中;(D)以一种规则图案定位在一些区域中,以及以随机或伪随机位置定位在其他区域中;或(E)它们的一些组合或结合,或以其他方式。
[0078]例如,锥体硅氧烷结构4010可利用挠曲感测层3115被定位在底部位置处。在此类实例中,定位在挠曲感测层3115上方的可以是第一电路层,诸如挠曲感测层3115的感测行。在此类实例中,定位在挠曲感测层3115的感测行上方的可以是锥体硅氧烷结构4010的基部。在此类实例中,定位在锥体硅氧烷结构4010的基部上方的可以是锥体硅氧烷结构4010的顶端,其可为截短的顶端(即,截棱锥的顶部)或其可为基本上非截短的顶端。在此类实例中,定位在锥体硅氧烷结构4010的顶端上方的可以是第二电路层,诸如挠曲驱动层3110的驱动行。在此类实例中,定位在第二电路层上方的可以是挠曲驱动层3110。
[0079]在另选的实施例中,可将锥体橡胶结构或锥体硅氧烷结构4010倒置。在此类情况下,锥体结构4010的基部可位于顶部处并且可耦接至挠曲驱动层3110,而锥体结构4010的顶端可位于底部处并且可耦接至挠曲感测层3115。在其他和另外的另选实施例中,锥体橡胶结构或锥体硅氧烷结构4010中的一些可正面朝上,而其他可为倒置的。在此类情况下,锥体结构4010中的一些可在基部处耦接至挠曲驱动层3110并且在顶端处耦接至挠曲感测层3115,而其他可在基部处耦接至挠曲感测层3115并且在顶端处耦接至挠曲驱动层3110。在其他和另外的另选实施例中,锥体结构4010中的一些或全部可以与两个基部成对的方式被设置,一个耦接至挠曲驱动层3110并且一个耦接至挠曲感测层3115,其中成对的两个顶端交会于中点。
[0080]在一个实施例中,锥体橡胶结构或锥体硅氧烷结构4010可具有基本上等于值d2的刚度,其中d可为与用于锥体结构4010的物质的电容相关的参数。
[0081]图4B示出了一组细长的锥体结构的概念图。
[0082]在另选的实施例中,锥体结构4010可以细长方式来构造,其中横截面沿第一方向为锥形并且横截面沿第二方向为线性。其作用在于,当沿该第一方向查看整个结构4010的横截面时锥体结构4010具有三角形形状,并且当沿该第二方向查看整个结构4010的横截面时其具有线性形状或壁面形状。在一个实施例中,细长的锥体结构4010可具有基本上等于值d的刚度,其中d可为与用于锥体结构4010的物质的电容相关的参数。
[0083]图4C示出了一组“蛾眼”结构的概念图。
[0084]类似地,在一个实施例中,力敏结构可包括一组“蛾眼”结构4110,其中的每个“蛾眼”结构可具有基部和基本上半球状或近半球状的形状,并且每个“蛾眼”结构可包括一组复合元件4115,其类似于蛾眼的结构。尽管本专利申请主要描述具有特定形状和取向的“蛾眼”结构4110,但在本发明的上下文中,针对任何此类限制不存在特定要求。作为第一实例,“蛾眼”结构4110可包括取向成基本上垂直于基膜的复合元件4115。作为第二实例,“蛾眼”结构4110可包括具有随着与基膜的距离的增加而减小的密度的复合元件4115,即接近基膜的复合元件4115为厚的或致密的,并且随着与基膜的距离的增加该复合元件变薄或致密程度降低。
[0085]在此类实施例中,类似于锥体结构4010,在顶部处蛾眼结构4110可耦接至挠曲驱动层3110和第一电路层并且在基部处耦接至挠曲感测层3115和第二电路层。在另选的实施例中,类似于锥体结构4010,可将蛾眼结构4110倒置,并且可在基部处耦接至挠曲驱动层3110和第一电路层并且在顶部处耦接至挠曲感测层3115和第二电路层。在其他和另外的另选实施例中,类似于锥体结构4010,可使蛾眼结构4110中的一些倒置并且其他不倒置。在其他和另外的另选实施例中,类似于锥体结构4010,蛾眼结构4110可以与两个基部成对的方式进行设置,一个耦接至挠曲驱动层3110并且一个耦接至挠曲感测层3115,其中成对的两个顶端交会于中点。
[0086]图4D示出了一组柱形(cylindrical)结构的概念图。
[0087]类似地,在一个实施例中,力敏结构可包括一组柱形结构4210,每个柱形结构可具有基部和顶端,以及基本上柱形(或多边形)横截面。在此类实施例中,类似于锥体结构4010,在顶部处柱形结构4210可耦接至挠曲驱动层3110和第一电路层并且在基部处耦接至挠曲感测层3115和第二电路层。在此类实施例中,柱形结构4210可包括用于优化与值d无关的其相对刚度的元件或物质,其中d可为与用于结构的物质的电容相关的参数。例如,柱形结构可使其刚度相对于参数d而调谐,诸如使用角度、形状或辅助性结构。
[0088]另诜的实施例
[0089]在阅读本专利申请之后,本领域的技术人员应
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