可折叠的多点触控表面的制作方法_2

文档序号:8449162阅读:来源:国知局
电线112施加电压,使得将手指或导电笔移动到膜100的表面附近改变 局部电场,这降低了互电容。可以通过测量水平轴103和竖直轴101两者上的电压来测量 栅格102上每个单个点处的电容变化,以准确确定触摸位置。结果,这样的互电容运行可以 允许多点触控操作,其中可以跨膜100同时地准确追踪多个手指、手掌或导电笔。
[0036] 至少部分由于膜100的衬底110如前所述是柔性的这一事实,膜100也是柔性、可 折叠和可卷绕的。具体来说,至少在某些实施例中,膜100可以被变形或操作,使得它可以 维持1毫米的最小曲率半径而不丧失电连通性。
[0037] 现在参考图3,示出了构成柔性、可折叠、可卷绕的电阻式触摸传感器膜200的两 个衬底209、210的示意性顶视图。总的来说,膜200包括薄的、柔性、透明的第一介电衬底 209和薄的、柔性、透明的第二介电衬底210。正如前面对膜100的衬底110所描述的,每个 第一衬底209和第二衬底210都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。因此,至少在某些实施例中,衬底209、210可以包括上面为衬底 110列出的任何和所有相同的材料,同时仍符合本文公开的原理。
[0038] 仍参考图3,第一衬底209和第二衬底210各自包括竖直轴201和水平轴203。此 外,第一衬底209包括配置在衬底209的一个侧面上并平行于竖直轴201取向的第一组 多条导电线208。同样地,第二衬底210包括印刷在衬底210的一个侧面上并平行于水平 轴203取向的第二组多条导电线212。每条导电线208、212与前面对膜100所描述的导电 线108、112基本上相似,区别在于导电线208、212被配置在两个分开的衬底(即衬底209、 210)上而不是配置在单个衬底(例如衬底110)的相反侧面上。第一衬底209和第二衬底 210两者还分别包括尾部204、205。尾部204包括电引线214和电连接器216。电引线214 在第一衬底209上将第一组多条导电线208电耦合到电连接器216。尾部205包括电引线 215和电连接器217。电引线215在第二衬底210上将第二组多条导电线212电耦合到电 连接器217。除了连接器216、217和引线214、215被分别配置在分开的衬底209、210上这 一事实之外,连接器216、217和引线214、215与前面描述的连接器114、115和引线116、117 基本上相同。因此,正如前面对连接器114、115和引线116、117所描述的,在运行期间,每 个连接器216、217和引线214、215分别将电信号传到导电线208和从导电线212传出,以 便在膜200与某些其它电子装置之间建立通信,所述电子装置可以包括上面描述的任何实 例。
[0039] 现在参考图4和5,其中分别示出了膜200的透视图和截面侧视图。在膜200的组 装期间,将第一和第二衬底209、210取向成使第一组多条导电线208与第二组多条导电线 212相对。在这种实施例中,第一衬底209包括多个微结构绝缘突起206。然而,应该认识 到在其它实施例中,可以将隔点206配置在第二衬底210上。微结构绝缘突起206也可以 被称为隔点、间隔微结构或间隔物,并被耦合到第一衬底209。在这种实施例中,膜200还包 括粘附促进剂207,其将第一衬底209粘合或耦合到第二衬底210。在某些实施例中,所述 粘附促进剂包括促进衬底209、210之间的粘附的任何适合的材料,例如环氧树脂、尿烷、硅 烷、极性丙烯酸类分子、聚合物或它们之间的某些组合。因此,正如在图5中最好地示出的, 在膜200的组装期间,导电线208与导电线212之间的间距基本上由每个隔点206和粘附 促进剂207维持。
[0040] 现在参考图5,每条第一组多条导电线208和每条第二组多条导电线212都具有宽 度W 2tltl、高度H2tltl,并且每条导电线相隔间距D2tltl。此外,第一和第二衬底209、210各自具有厚 度T 2tltl,并且粘附促进剂207具有厚度t2(KI,其在某些实施例中也定义了隔点206的高度。在 某些实施例中,宽度W 2tltl可以在5至10微米之间变化,具有+/-10 %的公差。此外,间距D 2QQ 可以在约18微米至5mm之间变化。还应该指出,至少在某些实施例中,间距D2tltl和宽度W 2Μ 是膜200的所需尺寸和分辨率的函数。此外,在某些实施例中,高度H2c?可以在约150纳米 至约6微米的范围内。此外,取决于第一和第二组多条导电线208、212的高度H 2tltl,粘附促 进剂207的厚度t2QQ以及因此隔点206的高度可以在500纳米至5mm的范围内。最后,第一 衬底209和第二衬底210的厚度T 2tltl可以在1微米至1毫米的范围内,其中优选的表面能 为20达因/cm至90达因/cm。应该认识到,尽管这个实施例的衬底209、210具有相同的厚 度T 2tltl,但在其它实施例中,衬底209、210可能具有不同厚度,同时仍根据本文公开的原理。
[0041] 再次参考图4和5,在如上所述一旦将膜200完全组装后,第一和第二组多条导电 线208、212形成X-Y栅格,其能够识别用户与膜200互动的点。这个栅格可以具有16X9 或更多导电线,以及均匀隔开的5mmX5mm平方的栅格尺寸。然而,栅格尺寸和导电线的数 目可以极大变化,同时仍根据本文公开的原理。正如在图5中最好地示出的,当向衬底209 或衬底210施加力时,施加力的位置附近的隔点406受到挤压,从而允许在该位置处导电线 208、212之间的电接触。导电线208、212之间的接触允许将电子装置耦合到膜200 (例如通 过连接器216、217)以记录触摸事件,这随后可以通过本领域中已知的任何适合的方法跨 膜200的表面进行追踪。在不存在施加的压力的情况下,隔点406的高度(通常由厚度t 2(KI 定义)足以防止在第一与第二组多条导电线208、212之间发生接触。因此,至少在某些实 施例中,取决于高度H2tltl,可挤压隔点406的直径尺寸可以在18微米至100微米之间的范围 内。
[0042] 至少部分由于构成膜200的衬底209、210如前所述是柔性的这一事实,膜200也 是柔性、可折叠和可卷绕的。具体来说,至少在某些实施例中,膜200可以被变形或操作,以 使它可以维持1毫米的最小曲率半径而不丧失电连通性。
[0043] 根据本文公开的原理的电容式触摸传感器(例如膜100)以及电阻式触摸传感器 (例如膜200)两者的构造,可以在任何适合的卷对卷制程上完成,其中将导电线(例如导电 线108、112、208、212)印刷在相关衬底的表面上。现在将在下面更详细地描述用于构造触 摸传感器膜100、200的示例性方法。
[0044] 现在参考图6,其中示出了用于制造图1和2中示出的柔性、可折叠、可卷绕的电容 式触摸传感器膜100的系统500的实施例。按照所述方法,将衬底110放置在展开辊筒504 上。衬底110的厚度(例如厚度T 1J应该优选地足够小,以避免弯曲触摸传感器膜100期 间的过量应力,并且在某些实施例中提高透光率。然而,过薄的介电衬底可能在制造过程中 危及该层或其材料性质的连续性。在某些实施例中,1微米至1毫米之间的厚度可能是足够 的。可以通过任何已知的卷对卷操作方法,将薄的介电衬底110从展开辊筒504转移到第 一清洁站506 (例如网清洁器)。当卷对卷制程(process)涉及柔性衬底(例如衬底110) 时,衬底110与柔版印刷母版512(在下面讨论)之间的对齐可能多少具有挑战性。如果在 印刷过程中维持正确的对齐,则导电线(例如导电线1〇8、112)的印刷可能更容易进行。在 实施例中,使用定位缆线508来维持这两个零件的正确对齐,在其它实施例中可以将其它 手段用于此目的。在某些实施例中,第一清洁站506包括高电场臭氧发生器。可产生的臭 氧然后可用于从介电衬底110去除杂质,例如油或脂。
[0045] 然后可以将介电衬底110通过第二清洁系统510。在某些实施例中,第二清洁站 510包括网清洁器。第一和第二清洁系统可以是相同或不同类型的系统。在这些清洁阶段 后,介电衬底110可以经过第一印刷过程,其中将第一组多条导电线108印刷在衬底110的 一个侧面上。为了实现导电线108在衬底110上的印刷,使用例如UV可固化油墨通过第一 母版512压印微观图案,所述油墨可以具有200至2000cps之间的粘度,但不限于这个粘度 范围。正如将在下面更详细描述的,在某些实施例中,从第一母版512转移到介电衬底502 的油墨的量通过高精度计量系统来调控,并取决于过程的速度、油墨组成和导电线108的 布线图案、形状和维度。在实施例中,机器的速度可以在低于20英尺每分钟(fpm)至750fpm 之间变化,并且在某些实施例中,它可以在50fpm至200fpm之间变化。此外,在实施例中,油 墨可以含有镀层催化剂。此外,在实施例中,第一印刷站后可以跟随有固化站515。固化站 515可以包括例如紫外光固化模块514,其具有从约0. 5mW/cm2至约50mW/cm2的靶强度和从 约280nm至约480nm的波长。在其它实施例中,固化站515可以包括烤箱加热模块516,其 在约20°C至约125°C的温度范围内施加热量。应该认识到,在某些实施例中,除了模块514 和516之外或作为它们的替选方案,也可以使用其它固化站和/或模块。作为在固化站515 中进行的固化过程的结果,在介电衬底110的一个侧面上形成第一组多条导电线108。
[0046] 仍参考图6,在某些实施例中,一旦将第一组多条导电线108印刷在衬底110的一 个侧面上,随后可以将衬底100的相反侧面经过第二印刷站,其中将第二组多条导电线112 印刷在其上。为了实现导电线112在衬底110上的印刷,可以使用与前面描述的用于印刷 导电线108的油墨相似的UV可固化油墨,通过第二母版518压印微观图案。正如将在下面 更详细描述的,从第二母版518转移到衬底100的油墨的量可以通过高精度计量系统,以与 上面对第一母版512提到的基本上相同的方式来调控。第二印刷站后可以跟随有固化站 521。固化站521可以包括例如紫外光固化模块520,其具有从约0. 5mW/cm2至50mW/cm2的 靶强度和从约280nm至约580nm的波长。此外或可替选地,
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