可折叠的多点触控表面的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年9月14日提交的题为"可折叠的多点触控表面"（Foldable Multi-Touch Surface)的美国临时专利申请No. 61/701,327的优先权，其通过引用并入本 文。
技术领域
[0003] 本公开一般涉及柔性印刷电子器件（"FPE"）。更具体来说，本公开涉及可折叠、 可卷绕且顺应性的多点触控输入表面，以使多点触控传感器表面区域可用于与电子装置互 连。
【背景技术】
[0004] 触摸屏技术已变成许多现代电子装置例如平板电脑和蜂窝电话的重要组成部分。 通常，触摸屏技术包含构成显示器的一部分的电阻式或电容式传感器层的使用。
[0005] 电容式和电阻式触摸屏通常是刚性（例如，玻璃）屏，其形成大多数现代触摸屏装 置的主要界面。用户将他们的手指用作导体，以便与电子装置互动，但是仅限于刚性屏的小 的工作区域。此外，屏的刚性限制了电子装置的储存和便携性，同时在装置与硬质表面发生 强有力接触（例如装置落向地面）时提高了装置损坏的风险。
[0006] 发明概述
[0007] 本公开涉及触摸传感器组件。在实施例中，所述触摸传感器组件包括可卷绕的触 摸传感器，其进一步包括有源触摸传感器区域，所述区域被配置成感测用户在其上的触摸 事件的位置，其中所述可卷绕的触摸传感器被配置成可以被卷绕和变形而不丧失导电性。 此外，所述触摸传感器组件包括耦合到所述可卷绕的触摸传感器的支承组件，所述支承组 件包括被配置成接收并保持电子装置的插座。
[0008] 某些实施例涉及与电子装置一起使用的触摸传感器组件。在实施例中，所述触摸 传感器组件包括柔性、可卷绕的触摸传感器，其被配置成电耦合到所述电子装置，使得所述 触摸传感器上的触摸事件充当向所述电子装置的输入，其中所述触摸传感器被配置成可以 被卷绕、弯曲和折叠，同时仍维持通过它的导电性。此外，所述触摸传感器组件包括刚性支 承组件，其耦合到所述触摸传感器并被配置成接收并固定所述电子装置。
[0009] 其它实施例也涉及与电子装置一起使用的触摸传感器组件。在实施例中，所述触 摸传感器组件包括柔性、可卷绕的触摸传感器，其被配置成电耦合到所述电子装置，所述触 摸传感器包括有源触摸传感器区域，所述区域被配置成感测用户在其上的触摸事件的位 置，其中所述触摸事件充当向所述电子装置的输入，并且其中所述触摸传感器被配置成维 持1毫米的最小曲率半径，同时仍维持通过它的导电性。此外，所述触摸传感器组件包括枢 转地耦合到所述触摸传感器的支承组件，所述支承组件包括被配置成接收并保持所述电子 装置的插座。所述触摸传感器还包括可编程的控制器模块，其被配置成接收并处理来自于 所述有源传感器区域的电信号，以确定所述有源传感器区域上的所述触摸事件的位置。
【附图说明】
[0010] 为了详细描述本发明的示例性实施例，现在将参考随附的图，在所述附图中：
[0011] 图1是根据本文公开的原理的柔性、可卷绕的电容式触摸传感器膜的示意性顶视 图；
[0012] 图2是图1的柔性电容式触摸传感器膜的透视图；
[0013] 图3是构成根据本文公开的原理的柔性电阻式触摸传感器膜的一对衬底的示意 性顶视图；
[0014] 图4是包括图3中示出的一对衬底的柔性、可卷绕的电阻式触摸传感器膜的透视 图；
[0015] 图5是图4的柔性电阻式触摸传感器膜的截面侧视图；
[0016] 图6是根据本文公开的原理用于制造图1的柔性电容式触摸传感器膜的系统的实 施例的示意图；
[0017] 图7A和7B是在图6的系统内使用的高精度计量系统的实施例的示意图；
[0018] 图8是根据本文公开的原理用于制造图4的柔性电阻式触摸传感器膜的系统的实 施例的示意图；
[0019] 图9A和9B是在图8的系统内使用的高精度计量系统的实施例的示意图；
[0020] 图10是根据本文公开的原理的柔性、可折叠的多点触控传感器结构的实施例的 示意性透视图；
[0021] 图11是沿着图10中的截面A-A获得的侧视图；
[0022] 图12是根据本文公开的原理的触摸传感器组件的实施例的透视图；
[0023] 图13是图12的触摸传感器组件的侧视图；
[0024] 图14是根据本文公开的原理的触摸传感器组件的另一种实施例的透视图；以及
[0025] 图15是图14的触摸传感器组件的侧视图。
【具体实施方式】
[0026] 下面的讨论针对各种示例性实施例。然而，本领域技术人员将会理解，本文公开的 实例具有广泛的应用，并且任何实施例的讨论仅仅意味着该实施例是示例性的，并且不打 算建议将本公开、包括权利要求书的范围限制到该实施例。
[0027] 在整个下面的描述和权利要求书中使用了某些术语来指称特定特点或部件。本领 域技术人员将会认识到，不同的人可能用不同名称指称相同的特点或部件。本文件不打算 在只是名称而不是功能不同的部件或特点之间进行区分。绘出的图不一定是按比例的。本 文中的某些特点和部件可能在比例上被夸张或以多少示意的形式示出，并且常规元件的某 些细节可能出于清楚和简明的目的而未被示出。
[0028] 在下面的讨论和权利要求书中，术语"包括"和"包含"以开放的方式使用，因此应 该被解释为是指"包括但不限于……"。此外，术语"耦合"打算是指间接或直接连接。因 此，如果第一装置耦合到第二装置，则该连接可能通过直接连接或通过经其它装置、部件和 连接的间接连接。此外，当在本文中使用时，术语"轴向"和"轴向地"一般是指沿着或平行 于中心轴（例如物体或端口的中心轴），而术语"径向"和"径向地" 一般是指垂直于中心 轴。例如，轴向距离是指沿着或平行于中心轴测量的距离，并且径向距离意味着垂直于中心 轴测量的距离。
[0029] 当在本文中使用时，词语"约"意味着"加或减10%"。当在本文中使用时，短语"电 子装置"是指能够接收、发送和处理电子信号的任何适合的装置，例如移动计算装置、智能 电话、膝上型计算机、平板电脑、桌面计算机、一体机电脑、个人数字助理（PDA)、电视机、音 乐播放器（例如mp3播放器）、游戏装置、遥控装置或它们之间的某些组合。
[0030] 现在参考图1，示出了根据本文公开的原理的可折叠的电容式触摸传感器膜100 的示意性顶视图。膜100总的来说包括薄的、柔性的、可卷绕的透明介电衬底110、水平轴 103、竖直轴101、透明导电的电容栅格102和透明导电的尾部104。衬底110可以包括可以 多次卷绕、弯曲和/或变形而不断裂或撕裂的任何适合的柔性材料。例如，在某些实施例 中，衬底110可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)膜、聚碳酸酯、纸、聚合物或它们之间的 某些组合。在某些特定实例中，衬底110包括DuPont/Teijin Melinex 454和/或Dupont/ Teijin Melinex ST505,后者是为涉及热处理的过程特别设计的热稳定化的膜。
[0031] 参考图1和2,栅格102包括在平行于水平轴103的方向上延伸并在介电衬底110 的一个侧面上的第一组多条导电线108,以及在平行于竖直轴101的方向上延伸并在介电 衬底110的相反侧面上的第二组多条导电线112 (注意：在图1中第二组多条导电线112用 隐藏线示出）。第一组多条导电线108和第二组多条导电线112通过介电衬底110绝缘并 形成栅格102,其进而能够识别用户与膜100互动的点。导电电容栅格102的实例可以包括 9 X 16或更多的导电线阵列，其表面积在约2. 5X2. 5mm至2. 1X2. Im的范围内。在某些实 施例中，导电线108、112两者的电阻率可以在每平方约0. 005微欧姆至约500欧姆的范围 内，同时栅格102的响应时间可以为数纳秒至数皮秒不等。
[0032] 正如在图2中最好地示出的，第一组多条导电线108和第二组多条导电线112中 的每条导电线具有宽度W ltltl和高度Hltltl。此外，第一组多条导电线108和第二组多条导电线 112中的每条导电线相隔间距D ltltl。此外，介电衬底110具有在衬底110的侧面之间测量的 厚度Tltltl。在某些实施例中，导电线的宽度W ltltl可以在150至300微米之间，在+/-10 %的 公差范围内变化。此外，导电线之间的间距Diqq可以在约Imm至5mm之间变化，而高度H 1QQ 可以在约150纳米至约6微米之间变化。此外，介电衬底110可以表现出5至500微米之 间的厚度Tltltl，其中优选的厚度在100至200微米之间，并且优选的表面能为约20D/cm至约 90D/cm〇
[0033] 再次参考图1，尾部104包括配置在介电衬底110的一个侧面上的电引线115和电 连接器116,以及配置在介电衬底110的相反侧面上的电引线114和电连接器117(注意： 在图1中引线115用隐藏线示出）。每个引线115和连接器116电耦合到第一组多条导电 线108,并且每个引线114和连接器117电耦合到第二组多条导电线112。在运行期间，电 信号分别通过引线115、114和连接器116、117被传到导电线108和从导电线112传来，以 便在膜I 00与某些其它电子装置之间建立通信。
[0034] 在某些实施例中，膜100的每个导电线108、112、引线115、114和连接器116、117 可以包括任何适合的导电材料，同时仍根据本文公开的原理。例如，在某些实施例中，每个 导电线108、112、引线115、114和连接器116、117包括铜、银、金、镍、锡、钯、导电聚合物或它 们之间的某些组合。此外，在某些实施例中，导电线1〇8、112仅仅镀有导电材料，同时仍根 据本文公开的原理。
[0035] 再次参考图1，在运行期间，栅格102可以在互电容原理下运行，由此栅格102在每 条第一组多条导电线108与每条第二组多条导电线112的每个交点处形成电容器。例如， 9乘16的阵列将具有144个独立的电容器（即9X16 = 144)。可以向第一组多条导电线 108和第二组多条导