CN103502908A - 无框致动器设备、系统和方法 - Google Patents

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CN103502908A CN201280014193.5A CN201280014193A CN103502908A CN 103502908 A CN103502908 A CN 103502908A CN 201280014193 A CN201280014193 A CN 201280014193A CN 103502908 A CN103502908 A CN 103502908A
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W.D.苏特兰
关淑文
A.奥比斯波
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Abstract

公开一种薄膜致动器。该致动器包括无框致动器薄膜。无框致动器薄膜包括设置在第一与第二电极之间的至少一个弹性介电薄膜，施加在无框致动器薄膜的一侧上的至少一个粘合剂。它还能够包括施加在无框致动器薄膜的相对侧上的第二粘合剂。公开一种制作致动器的方法。还公开一种可配置致动器元件。

Description

无框致动 器设备、系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35 USC § 119(e)要求2011年1月18日提交的标题为“FRAME-LESS DESIGN CONCEPT AND PROCESS”的美国临时专利申请号61/433640、2011年2月15日提交的标题为“FRAME-LESS DESIGN”的61/442913、2011年3月1日提交的标题为“FRAMELESS ACTUATOR, LAMINATION AND CASING”的61/447827、2011年4月21日提交的标题为“FRAMELESS APPLICATION”的61/477712以及2011年10月10日提交的标题为“AN ALTERNATIVE TO Z-MODE ACTUATORS”的61/545292的权益，通过引用将其每个的全部公开结合于此。
技术领域
在各个实施例中，本公开一般涉及用于结合薄膜电活性聚合物装置的设备、系统和方法。更具体来说，本公开涉及用于移动和/或振动装置的表面和组件的无框致动器模块。具体来说，本公开涉及一种无框触觉反馈模块，该无框触觉反馈模块能够与用于移动和/或振动装置的表面和组件的装置集成。
背景技术
一些手持装置和游戏控制器采用常规触觉反馈装置，该常规触觉反馈装置使用小振动器、通过在进行视频游戏的同时向用户提供力反馈振动来增强用户的游戏体验。支持特定振动器的游戏能够使装置或游戏控制器在选择情况中、例如在用武器射击或者受到伤害时进行振动，以便增强用户的游戏体验。虽然这类振动器足以传递大引擎和爆炸的感觉，但是它们是相当单调的，并且要求较高的最小输出阈值。相应地，常规振动器无法充分再现引起诸如按钮点击之类的特定触觉效果的出色振动或者非周期运动。除了低振动响应带宽之外，常规触觉反馈装置的附加限制包括在附连到诸如智能电话或游戏控制器之类的装置时的庞大和笨重。
为了克服常规触觉反馈装置所遭遇的这些及其它难题，本公开提供包括介电弹性体的基于电活性聚合物人工肌肉(EPAM™)的无框致动器模块，介电弹性体具有制作反应迅速并且紧凑的无框触觉装置所需的带宽和能量密度。这些无框致动器模块可在多种应用中得到应用，而并不局限于触觉反馈。这类基于EPAM™的无框触觉反馈模块包括薄片，薄片包括夹在两个电极层之间的介电弹性体薄膜。当高电压施加到电极时，两个吸合电极压缩被激励区域中的膜厚度。基于EPAM™的无框致动器装置提供一种细长低功率致动器模块，该致动器模块能够放置在活动悬架上的惯性质量(通常为电池或触摸表面)下面，以便生成能够由用户感知的触觉反馈。
发明内容
在一个实施例中，提供一种无框致动器。该无框致动器包括一种无框致动器，其中包括设置在第一与第二电极之间的至少一个弹性体介电薄膜。第一压敏粘合剂施加在无框致动器薄膜的一侧上。第二压敏粘合剂施加在无框致动器薄膜的相对侧上。
附图说明
为了进行说明而不是限制，现在将结合附图来描述本发明，其中：
图1是按照一个实施例的致动器系统的剖面图。
图2是示出操作原理的致动器系统的一个实施例的示意图。
图3示出与图1所示致动器模块相似的、包括刚性框架和分隔段的致动器的一个实施例。
图4示出本文中称作无框致动器的没有框架结构的致动器的一个实施例。
图5是与图4所示无框致动器相似的无框二层(2L)致动器的一个实施例的安装过程的流程图。
图6是二层无框致动器薄膜、例如按照图4和图5所示实施例的致动器薄膜的一个实施例的印刷和组装过程的流程图。
图7示出包括弯曲顶板、弯曲底板以及滑动地附连在它们之间的无框致动器的弯曲形状因数致动器模块。
图8是无框致动器的一个实施例的分解图。
图9A、图9B、图9C和图9D示出用于构成具有以下如图11所示的可抛弃框架的二层(2L)致动器模块的过程的一个实施例。
图10示出用于构成具有以下如图12所示的可抛弃压敏粘合剂的二层(2L)致动器模块的一个实施例的过程的一个实施例。
图11是包括可抛弃框架的无框致动器的一个实施例的侧截面图。
图12是包括作为框架的压敏粘合剂的无框致动器的一个实施例的侧截面图。
图13是包括具有可抛弃框架的多个单独无框致动器的印刷无框致动器的一个实施例的集合。
图14示出分割无框致动器的一个实施例，其中可抛弃框架仍然被附连以在分割之后保持预应变薄膜。
图15示出附连到衬底的无框致动器和可抛弃框架的切掉的一个实施例。
图16是具有在三侧围绕致动器薄膜的印刷扩展压敏粘合剂的无框致动器的一个实施例的局部分解图。
图17示出切割为限定预切割轮廓的九个独立单元的封装箔的一个实施例。
图18示出包括设计成易于接合到封装箔的另一部分的切割图案的封装箔的一个实施例。
图19示出对齐到图18所示预切割封装箔并且准备好通过真空进行层叠的四致动器薄膜层。
图20示出在致动器薄膜被切割并且与封装箔拉伸框架分离之后的图19所示致动器薄膜。
图21示出图19所示的封装箔，其中一个剩余致动器薄膜致动器留在拉伸框架中。
图22示出从图19所示封装箔拉伸框架移开的九个致动器薄膜致动器中的八个。
图23是无框致动器到顶板和底板以及此后经过压缩的一个实施例的安装过程的流程图。
图24A-24F示出安装在弯曲表面上的无框致动器的各个实施例。
图25A和图25B示出可配置致动器元件的一个实施例。
图26是如图25A、图25B所示的可配置致动器元件阵列的一个实施例。
图27是各种加框致动器以及按照本公开的无框致动器的各个实施例的惯性驱动时间响应的图形表示。
图28是各种加框致动器以及按照本公开的无框致动器的各个实施例的惯性驱动频率响应的图形表示。
图29是各种三条加框致动器以及按照本公开的三条无框致动器的各个实施例的惯性驱动时间响应的图形表示。
图30是各种三条加框致动器以及按照本公开的三条无框致动器的各个实施例的惯性驱动频率响应的图形表示。
具体实施方式
在详细说明所公开实施例之前，应当注意，所公开实施例的应用或使用并不局限于附图和描述中所示的部件的构造和布置的细节。所公开实施例可在其它实施例、变化和修改中实现或者结合，并且可按照各种方式来实施或执行。此外，除非另加说明，否则本文所采用的术语和表达为了方便读者而选择用于描述说明性实施例，而并不是为了对其进行限制。此外，应当理解，所公开实施例、实施例的表达以及示例中的任何一个或多个能够非限制性地与其它所公开实施例、实施例的表达以及示例中的任一个或多个相结合。因此，一个实施例中公开的元件与另一个实施例中公开的元件的组合被认为处于本公开和所附权利要求书的范围之内。
本公开提供基于电活性聚合物人工肌肉(EPAM™)的无框装置的各个实施例。在开始描述包括基于EPAM™的无框致动器模块的各种装置之前，本公开简要地参照图1，图1是可与手持装置(例如装置、游戏控制器、控制台等)整体结合以增强轻便小巧模块中的用户触觉反馈体验的致动器系统的剖面图。相应地，现在参照固定板类型致动器模块100来描述致动器系统的一个实施例。致动器在由高电压激励时使输出板102(例如滑动表面)相对于固定板104(例如固定表面)滑动。板102、104通过钢珠来分隔，并且具有将移动限制到预期方向、限制行进并且耐受跌落试验的特征。为了集成到装置中，顶板102可附连到惯性质量，例如电池或装置的触摸表面、屏幕或显示器。在图1所示实施例中，致动器模块100的顶板102由安装到惯性质量的滑动表面或者如箭头106所示能够双向移动的触摸表面的背面来组成。在输出板102与固定板104之间，致动器模块100包括至少一个电极108、至少一个分隔段110以及附连到滑动表面、例如顶板102的至少一个条112。刚性框架114和分隔段110附连到固定表面、例如底板104。致动器模块100可包括配置为阵列的任何数量的条112，以便放大滑动表面的运动。致动器模块100可经由挠性电缆116耦合到致动器控制器电路的驱动电子器件。
基于EPAM™的致动器模块10的优点包括向用户提供更逼真感受的力反馈感觉，该力反馈感觉能够基本上立即感受，消耗明显更少电池使用寿命，并且适合于可定制设计和性能选项。致动器模块100表示由Artificial Muscle Inc.(AMI)(Sunnyvale，CA)所研制的致动器模块。
仍然参照图1，致动器模块100的许多设计变量(例如厚度、占用面积)可根据模块集成者的需要来固定，而其它变量(例如介电层数量、工作电压)可根据成本来限制。将占用面积(相对地)分配给刚性支承结构与活动介电致动器几何结构是使致动器模块10的性能适应其中致动器模块100与装置集成的应用的适当方式。
在与此同一日期提交的标题为“FLEXURE APPARATUS, SYSTEM, AND METHOD”的共同受让和同时提交的国际PCT专利申请No.PCT/US2012/______中描述了与用于移动和/或振动装置的表面和组件的装置集成的触觉反馈模块的附加公开，通过引用将其完整公开结合于此。
图2是示出操作原理的致动器系统200的一个实施例的示意图。致动器系统200包括电耦合到致动器模块204、示为低电压直流(DC)电池的电源202。致动器模块204包括设置在(例如夹在)两个导电电极208A、208B之间的薄弹性电介质206。在一个实施例中，导电电极208A、208B是可拉伸的(例如适形的)，并且可使用任何适当技术、例如丝网印刷来印刷在弹性电介质206的顶部和底部。致动器模块204通过闭合开关212以将电池202耦合到致动器电路210来激活。致动器电路210将低DC电压VBatt转换为适合于驱动致动器模块204的高DC电压Vin。当高电压Vin施加到导电电极208A、208B时，弹性电介质206在静电压力下沿垂直方向(V)收缩以及沿水平方向(H)膨胀。弹性电介质206的收缩和膨胀能够作为运动来利用。运动或位移量与输入电压Vin成比例。运动或位移可通过致动器或者多个致动器的适当配置来放大，如与此同一日期提交的标题为“FLEXURE APPARATUS, SYSTEM, AND METHOD”的共同转让和同时提交的国际PCT专利申请No.PCT/US2012/______中所述，通过引用将其完整公开结合于此。
本公开中描述无框致动器模块的各个实施例。图3示出与图1所示致动器模块100相似的、包括刚性框架302和分隔段304的致动器300的一个实施例。致动器300是三条致动器，例如其中每个条包括耦合到刚性框架302的电极310和弹性电介质312。将会理解，致动器300根据预期的机械放大水平可包括一个或多个条。激活能量源耦合到电输入端子306A、306B。致动器300的刚性框架302结构促成致动器300的总厚度。在各个实施例中，致动器300对于二层装置可具有大约400 μm±50 μm的总厚度，并且包括安装压敏粘合剂(PSA)，总厚度对于二层装置为500 μm±50 μm，例如，其中框架302的厚度范围可从大约280 μm至大约320 μm。相应地，为了显著减小致动器300的总厚度，可去除框架302结构，因为它是致动器300的总厚度的主要促成因素。没有框架结构302的致动器的一个实施例在本文中称作无框致动器，如图4所示。对于采用压敏粘合剂的实施例，无框致动器可薄至200 μm。
图4是无框致动器400的一个实施例的分解图。无框致动器400包括第一防粘衬里402和第二防粘衬里404。致动器薄膜406分别通过第一印刷压敏粘合剂416和第二印刷压敏粘合剂414以粘合方式附连到第一和第二防粘衬里402、404。在各个实施例中，致动器薄膜406可包括一层或多层。非限制性地，在一个实施例中，致动器薄膜406可包括两层(2L)，以及在其它实施例中，致动器薄膜406可包括四层(4L)。在所示实施例中，致动器薄膜406包括三条，其中每个条408包括电极410、弹性电介质406和输入端子412A、412B。电极处于薄膜的两侧上，但是它可能在一侧上为公共地(无图案)。将会理解，致动器薄膜406根据预期的机械牵连水平可包括一个或多个致动器条。在一个实施例中，致动器薄膜406经过预应变。下面描述组装期间在没有使薄膜回卷的情况下保持预应变薄膜406的各种方法。防粘衬里402、404充当用于压敏材料的基础层并且服务于若干目的。在那些目的之中，防粘衬里使用压敏粘合剂的粘附力来保持预应变薄膜，以及衬里保护基础粘合层，直到致动器400准备好施加到装置。当致动器400准备好施加到装置时，防粘衬里402、404还应当易于去除。相应地，如以下更详细论述，应当平衡防粘衬里402、404和压敏粘合剂414、416的性质。
图5是与图4所示无框致动器400相似的无框二层(2L)致动器的一个实施例的安装过程的流程图500。无框二层致动器安装到包括顶板504和底板502的刚性框架，以便形成能够耦合到装置的刚性顶板和底板的致动器模块。致动器400按照三个安装阶段以参考标号400A、400B、400C示出，其中无框致动器400A最初提供有第一和第二防粘衬里402、404。图5所示无框致动器400A的实施例是包括第一防粘衬里402和第二防粘衬里404的预应变薄膜类型致动器400A。压敏粘合剂414以可释放方式将第二防粘衬里404附连到第一介电薄膜506，而压敏粘合剂416以可释放方式将第一防粘衬里402附连到第二介电薄膜508。膜间粘合剂510将第一介电薄膜506附连到第二介电薄膜508。可去除压敏粘合剂512附连到第二防粘衬里404。释放层514附连到第一介电薄膜506。在图5所示的配置中，第一与第二防粘衬里402、404之间的无框二层(2L)致动器400A的部分的厚度“d”在大约175 μm至大约215 μm的范围之内。
在一个实施例中，在过程516，从致动器400A去除第一防粘衬里402以提供致动器400B，致动器400B通过压敏粘合剂416附连、例如粘附到底板502。因此，致动器400B固定地耦合到底板502。
一旦致动器400B固定地耦合到底板502，在一个实施例中，在过程518，从致动器400B去除第二防粘衬里404以提供致动器400C，致动器400C附连、例如粘附到顶板504。要注意，可去除压敏粘合剂512在通过适当选择释放能量被去除时保持为附连到第二防粘衬里404，如下所述。致动器400C这时包括以粘合方式附连到底板502的第一介电薄膜506以及以粘合方式附连到顶板504的第二介电薄膜508。如前面所述，第一和第二介电薄膜506、508通过膜间粘合剂510以粘合方式来耦合。释放层514保持为附连到与顶板504的内壁部分相对的第二介电膜508的一侧。
将会理解，按照一个实施例，各种压敏粘合剂、可去除压敏粘合剂、第一和第二防粘衬里以及释放层的释放能量选择如下。压敏粘合剂416/第一防粘衬里402界面的释放能量小于可去除压敏粘合剂512/释放层514界面的释放能量，可去除压敏粘合剂512/释放层514界面的释放能量小于第二防粘衬里404/压敏粘合剂414界面的释放能量，第二防粘衬里404/压敏粘合剂414界面的释放能量具有与第二防粘衬里404/可去除压敏粘合剂512界面大致相同的释放能量。表1提供释放表面和粘合剂界面的各种组合的释放能量数据。表2提供衬底和粘合剂界面的各种组合的剥离力数据。
表1 释放能量数据
Figure 2012800141935100002DEST_PATH_IMAGE001
表2 剥离力数据
Figure 589535DEST_PATH_IMAGE002
图6是二层无框致动器薄膜、例如按照图4和图5所示实施例的致动器薄膜406的一个实施例的印刷和组装过程的流程图600。如图6所示，第一和第二介电薄膜层(L1)、(L4)各包括顶侧*T和底侧**B。电极/汇流条602印刷在第一介电薄膜层(L1)的顶侧*T上，以及电极/汇流条604印刷在第二介电薄膜层(L4)的顶侧*T上。电极/汇流条606印刷在第一介电薄膜层(L1)的底侧**B上，以及电极/汇流条608印刷在第二介电薄膜层(L4)的底侧**B上。在一个实施例中，第一介电薄膜层(L1)采用膜间粘合剂612层叠到第二介电薄膜层(L4)。换言之，第一介电薄膜层(L1)的顶侧*T采用膜间粘合剂612以粘合方式附连到第二介电薄膜层(L4)的顶侧*T。附加层这时层叠在第一和第二介电薄膜层(L1)、(L4)上。压敏粘合剂(L1 PSA)施加614到第一介电薄膜层(L1)的底侧**B，以及防粘衬里层叠到L1 PSA(614)。释放层(L4 R.L.)施加616到第二介电薄膜层(L4)的底侧。压敏粘合剂(L4 PSA)施加618到第二介电薄膜层(L4)的底侧**B，并且还施加到释放层(L4 R.L.)的顶部，616。防粘衬里层叠到L4 PSA，618。例如，层叠致动器薄膜结构通过冲切来分割620。在分割620层叠致动器薄膜结构的同时能够穿出至少一个通孔。致动器的质量控制(QC)能够在分割/穿通孔之后进行。
分割层叠致动器薄膜结构这时能够附连到装置。为了附连分割层叠致动器薄膜结构，底部防粘衬里被去除622并且附连624在装置顶部。顶部防粘衬里被去除626，并且能够填充至少一个通孔628。
表3提供3条无框致动器的性能数据。
表3 三条无框致动器性能数据
Figure 2012800141935100002DEST_PATH_IMAGE003
本领域的技术人员将会理解，如本文所述的无框致动器配置提供相对于加框致动器配置的多种有益效果和优点。这类优点包括致动器模块的总厚度的减小。例如，可实现二层(2L)无框致动器，其中二层厚度为大约175 μm至大约215 μm，以及对于致动器模块而言总厚度为大约500 μm。例如，可实现四层(4L)无框致动器，其中四层厚度为大约275 μm至大约315 μm，以及对于致动器模块而言总厚度为大约700 μm。通过比较，加框致动器和模块的厚度分别为大约500至600 μm以及大约0.9至1.1 mm。另外，无框致动器设计能够潜在地降低手动施加的冲切压敏粘合剂的材料和制造成本。无框致动器能够通过非接触印刷来形成，并且采用透明电极和汇流条而能够是透明的。如图7所示的无框致动器的附加优点包括弯曲形状因数致动器模块700的顺应性和灵活性。如图7所示，弯曲形状因数致动器模块700包括弯曲顶板702、弯曲底板704以及滑动地附连在它们之间的无框致动器706。结合图24A-24F来描述安装在弯曲表面上的无框致动器的附加实施例。
此外，在其它实施例中，提供没有框架的致动器模块以减小总厚度。致动器模块包括完全可抛弃的框架(或衬里)。例如，如果粘合剂在致动器薄膜的一侧上按照输出条的图案以及在致动器薄膜的另一侧上按照框架的图案来印刷，则薄膜可附连到装置中的固定衬底的表面、例如背光的背面和单元的壳体，并且最后切去可抛弃框架。在一个实施例中，该方法包括：对致动器薄膜进行预拉伸或者预应变；在抗撕拉布中印刷窗口或者将致动器薄膜接合到有足够强度来支承分割之后的预应变的暂时“框架”材料；印刷电极和汇流条；印刷如上所述的粘合剂；添加防粘衬里；以及分割致动器。
对于单层装置，致动器薄膜的周身可完全粘附到衬底的刚性表面之一。对于多层，可需要印刷更强的膜间粘合剂，以便更好地支承负荷。作为一种变化，可抛弃框架可以仅印刷到致动器薄膜的一侧上。这可以是例如具有输出条的一侧，因为那里具有来自衬底的刚性表面的较小支承来支承预应变。这类技术减小致动器模块的总厚度。附加技术包括使用膜间粘合剂，制作通孔/互连，有选择地固化粘合剂区域以使其更刚硬以便创建固有框架，在适当位置渗入反应材料并且然后将其固化。
图8是无框致动器800的一个实施例的分解图。无框致动器800包括第一防粘衬里802和第二防粘衬里804。致动器薄膜806分别通过第一印刷压敏粘合剂816和第二印刷压敏粘合剂814以粘合方式附连到第一和第二防粘衬里802、804。可抛弃框架818围绕致动器薄膜806来形成。备选地，在一个实施例中，可抛弃框架818可采用压敏粘合剂来替代，以便执行与可抛弃框架818相同的功能。在各个实施例中，致动器薄膜806可包括一层或多层。非限制性地，在一个实施例中，致动器薄膜806可包括两层(2L)，以及在其它实施例中，致动器薄膜806可包括四层(4L)。在所示实施例中，致动器薄膜806包括三条，其中每个条808包括电极810、弹性电介质806和输入端子812A、812B。将会理解，致动器薄膜806根据预期的机械性能水平可包括一个或多个致动器条。在一个实施例中，致动器薄膜806经过预应变。下面描述组装期间在没有使薄膜回卷的情况下保持预应变薄膜806的各种方法。防粘衬里802、804充当用于压敏材料的基础层并且服务于若干目的。在那些目的之中，防粘衬里使用压敏粘合剂的粘附力来保持预应变薄膜，以及衬里保护基础粘合层，直到致动器800准备好施加到装置。当致动器800准备好施加到装置时，防粘衬里802、804还应当易于去除。相应地，如以下更详细论述，应当平衡防粘衬里802、804和压敏粘合剂814、816的性质。
可抛弃框架818可用于在预拉伸致动器薄膜806附连到刚性衬底之前来保持或支承致动器薄膜806。在一个实施例中，致动器薄膜806区域外部的可抛弃框架818材料是可抛弃的。相应地，在无框致动器800附连到预期模块之后，可抛弃框架818能够被切掉并且丢弃。在一个实施例中，可要求可抛弃框架818层来保持致动器薄膜806。可抛弃框架818能够作为抗撕拉布来印刷，以及一个或多个框架818可在致动器薄膜806的相对侧上形成。如果要求附加硬度，则对于特定应用，可期望采用框架材料来替代粘合层816。
冲切聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料可用作可抛弃框架818。在一个实施例中，可以仅在输出条侧需要可抛弃框架818。可抛弃框架818图案侧的相对侧(底侧)能够首先附连在衬底上，并且然后能够切掉可抛弃框架818。在一个实施例中，压敏粘合剂可扩展印刷在致动器薄膜806周围，以便执行可抛弃框架818的相同功能。在一个实施例中，压敏粘合剂能够扩展印刷在输出条可抛弃区域以支承预应变薄膜，以便形成可抛弃框架。防粘衬里802、804能够附连在致动器800的两侧并且经过冲切供分割。在顶输出条侧上形成的印刷扩展压敏粘合剂可抛弃框架818区域能够在去除底侧上的防粘衬里802之后支承分割致动器800模块的预应变薄膜。在将致动器800的底侧附连到衬底之后，能够切掉可抛弃压敏粘合剂可抛弃框架818。在一个实施例中，硅酮压敏粘合剂可抛弃框架818适合于对长期循环来保持预应变致动器薄膜806衬底。初步测试表明，硅酮压敏粘合剂在65℃/85%测试之后对框架图案压敏粘合剂应用具有良好粘附力。比硅酮更强的压敏粘合剂、例如丙烯酸类型压敏粘合剂可用于印刷输出条图案。因为丙烯酸没有对硅酮薄膜的良好粘附力，所以输出条的框架材料的一次印刷能够用作中间粘结层。
图9A、图9B、图9C和图9D示出用于构成具有如图11所示的可抛弃框架的二层(2L)致动器模块1100的一个实施例的过程900的一个实施例。图9A、图9B、图9C和图9D仅示出二层(2L)致动器模块的L4层。图9A中，提供第一介电薄膜的一个实施例，其中第一介电薄膜具有顶侧*T和底侧**B。第一抗撕拉织物框架施加902到介电薄膜的顶侧*T。将会理解，抗撕拉织物是能够使用加固技术由尼龙制成的编织物，从而使织物耐受撕拉。电极/汇流条印刷904在介电薄膜的顶侧*T上。电极/汇流条印刷在介电薄膜的底侧**B上。第二抗撕拉框架施加908到介电薄膜的底侧**B，以及输出条印刷910在介电薄膜的底侧**B上。压敏粘合剂印刷在介电薄膜的底侧**B上。粘合层施加914在介电薄膜的顶侧**T上，并且与另一个介电薄膜层叠。
图9B中，另一个抗撕拉框架施加916到第一介电薄膜的顶侧*T。电极/汇流条印刷918在第一介电薄膜的顶侧*T上。电极/汇流条印刷920在第一介电薄膜的第二侧**B上。另一个抗撕拉框架被提供，并且施加922到第一介电薄膜的顶侧*T。输出条印刷924在第一介电薄膜的顶侧*T上。压敏粘合剂印刷926在介电薄膜的顶侧*T上。粘合层施加928到第一介电薄膜的底侧**B。
图9C中，提供介电薄膜，其中介电薄膜具有顶侧*T和底侧**B。电极/汇流条印刷930在介电薄膜层的顶侧*T上。电极/汇流条则印刷932在介电薄膜层的底侧**B上。输出条则印刷934在介电薄膜层的底侧空间**B上。压敏粘合剂则印刷936在第二介电薄膜层的底侧**B上。抗撕拉框架施加938在介电薄膜层的顶侧空间*T上。另一个抗撕拉框架施加940在前一抗撕拉框架顶部。粘合层施加942到介电薄膜层的顶侧*T。
图9D中，电极/汇流条印刷944在介电薄膜层的顶侧*T上。电极/汇流条印刷946在介电薄膜层的底侧**B上。抗撕拉框架施加948到介电薄膜层的底侧，以及另一个抗撕拉框架施加950在前一抗撕拉框架上方。输出条则印刷952在介电薄膜层的底侧**B上。压敏粘合剂施加950在介电薄膜层的底侧**B上。粘合层则施加956到介电薄膜层的顶侧*T。
图10示出用于构成具有如图12所示的可抛弃压敏粘合剂的二层(2L)致动器模块1200的一个实施例的过程1000的一个实施例。图10仅示出二层(2L)致动器模块的L4层。图10中，提供介电薄膜，其中第一介电薄膜具有顶侧*T和底侧**B。电极/汇流条印刷1002在介电薄膜的顶侧空间*T上。电极/汇流条印刷1004在介电薄膜的底侧**B上。输出条则印刷1006在介电薄膜的底侧**B上。压敏粘合剂则印刷1008在介电薄膜的底侧**B上。粘合层则施加1010到介电薄膜层的顶侧*T。
图11是包括可抛弃框架1112的无框致动器1100的一个实施例的侧截面图。第一和第二介电薄膜1102、1104使用膜间粘合剂1110来层叠。第一压敏粘合剂1106印刷在第一介电薄膜1102的底侧上，以及第二压敏粘合剂1108印刷在第二介电薄膜1104的顶侧上。无框致动器1100结构由围绕无框致动器1100结构的可抛弃框架1112以预拉伸配置来支承。无框致动器1100结构的厚度“d1”为大约177 μm，其中压敏粘合层1106、1108为大约50 μm厚，第一和第二介电薄膜1102、1104各为大约25 μm厚，以及膜间粘合剂1110为大约27 μm厚。可抛弃框架的厚度“d2”为大约140 μm。无框致动器1100结构从可抛弃框架1112切掉、分割，通过标记为“在此处切掉”的箭头所示。
图12是包括作为框架的压敏粘合剂的无框致动器1200的一个实施例的侧截面图。第一和第二介电薄膜1202、1204使用膜间粘合剂1210来层叠。第一压敏粘合剂1206印刷在第一介电薄膜1202的底侧上，以及第二压敏粘合剂1208印刷在第二介电薄膜1204的顶侧上。无框致动器1200结构由围绕无框致动器1200结构的压敏粘合剂框架1212以预拉伸配置来支承。将会理解，压敏粘合剂框架1212由压敏粘合剂1208来形成。无框致动器1200结构的厚度“d”为大约177 μm，其中压敏粘合层1206、1208为大约50 μm厚，第一和第二介电薄膜1202、1204各为大约25 μm厚，以及膜间粘合剂1210为大约27 μm厚。无框致动器1200结构从压敏粘合剂框架1112切掉、分割，通过标记为“在此处切掉”的箭头所示。
图13是包括具有可抛弃框架1304的多个单独无框致动器1302的印刷无框致动器1300的一个实施例。无框致动器1302与先前结合图8和图11所述相似，并且使用结合图9A-D所述的过程来制造。虽然图13中示出九个致动器1302，但是可根据实际情况印刷任何适当数量的致动器1302。例如，一个或多个致动器1302能够使用结合图9A-D所述的过程来印刷。
图14示出分割无框致动器1302的一个实施例，其中可抛弃框架1304仍然被附连以在分割之后保持预应变薄膜。在一个实施例中，宽度“w”为至少5 mm的可抛弃框架1304足以在分割之后保持预应变薄膜。
图15示出附连到衬底1500的无框致动器1302和可抛弃框架1304的切掉的一个实施例。
在组装无框致动器期间，介电薄膜在施加压力之后趋向于上升并且粘附或粘住底板，这使得难以升高输出条。当顶板首先被施加并且然后底部框架部分施加到衬底时，具有突出输出条的顶板有用。夹具可用于对于多条设计(例如三条设计)推出围绕输出条的薄膜。也可采用隔离片。可通过制作孔，在介电薄膜的厚度填充通孔材料，并且在没有使通孔材料变形的情况下去除防粘衬里，来形成通孔互连。在一个实施例中，通孔可采用打孔机或穿孔机来制作，并且填充有热溶性粘合剂。打孔机或穿孔机制作通过薄膜的孔，并且热溶性粘合剂将沉积到通孔中。打孔机或穿孔机应当具有底部夹具，其中具有底部防粘衬里的厚度，使得它刚好将热溶性粘合剂沉积到介电薄膜的厚度。各向异性导电粘合剂可用于制作从通孔到挠性电路的电连接。
将会理解，可进行备选过程、材料和设计修改，而没有背离按照本公开的无框致动器的范围。例如，在一个实施例中，更刚硬材料可用作粘合剂，从而使无框致动器更易于组装。在另一个实施例中，更强底部压敏粘合剂可用于输出条而无需环氧树脂。在制造过程的又一个实施例中，层叠过程可在印刷压敏粘合剂之前进行，以便避免顶部压敏粘合剂的过度固化。在一个实施例中，顶部压敏粘合剂是可热固化的，并且底部压敏粘合剂是可紫外线(UV)固化的。在又一个实施例中，某种颜色可用于顶部压敏粘合剂，以使得易于识别顶侧与底侧。通过其中压敏粘合剂用作围绕致动器薄膜的框架的扩展压敏粘合剂设计，如果需要挠性电路，则不印刷挠性电路区域上的扩展压敏粘合剂，使得无框致动器附连到挠性电路和扩展压敏粘合剂的切掉不会造成任何问题。
图16是具有在三侧围绕致动器薄膜1602的印刷扩展压敏粘合剂1604的无框致动器1600的一个实施例的局部分解图。三侧上的扩展压敏粘合剂1604仍然帮助将致动器薄膜1602保持到防粘衬里，其中压敏粘合剂1606和1608印刷在致动器薄膜1602的两侧上。
如前面所述，为了使基于EPAM的致动器模块与装置结合，给出对致动器模块的总厚度的考虑因素。例如，二层三条致动器可厚达500 μm。致动器模块的总厚度的减小包括框架厚度的减小或者从设计中消除框架，有利于如本文所述的无框致动器。但是，基于柔性无框层叠薄膜的致动器放置到衬底上更为棘手，因为层叠薄膜拉伸高达30%。
图17-21用于描述一种用于采用分割将层叠EPAM无框致动器薄膜放入封装箔的方法。该方法还包括将层叠、分割和封装组合在一个过程中。质量控制能够在封装级进行。在一个一般方面，按照该方法，将所有薄膜层层叠到封装箔、例如不锈钢箔或铝箔上。预印刷粘合剂可施加到薄膜上，以便将各薄膜层组合在一起，以及还将底部薄膜层接合到封装。封装能够在膜与拉伸框架分离之后保持各无框致动器模块。
提供用于执行分割过程的两种方法。在一个实施例中，整个封装箔按照与拉伸框架相似的尺寸来制备，以及封装箔按照最终无框致动器的尺寸预切割为多个单元。封装箔组件可通过摩擦或具有隔离剂涂层的聚合物薄膜在原始位置上保持在一起。图17示出切割为限定预切割轮廓1704的九个独立单元1702的封装箔1700的一个实施例。在一个实施例中，各单元的尺寸可以为大约36 mm×大约42 mm。封装箔1700这时为层叠过程作好准备，如以下所述。在层叠过程之后，机械冲压、金刚石锯或刀片、激光器或者水射流切割能够用于分割各单元1702上形成的单独薄膜。
在另一个实施例中，封装箔的整个尺寸能够用于层叠，其尺寸与拉伸框架相似。按照这种方法，封装没有切割为单独致动器单元，直到层叠过程完成。在层叠过程完成之后，类似切割方法能够用于分割单独单元，以便将层叠薄膜切割为无框致动器的独立单元，其中金属封装箔同时被切割。切割方法包括机械冲压、金刚石锯或刀片、激光器或者水射流切割。虽然这个实施例提供更简单的过程，但是它也取决于选择与致动器薄膜组件相容的切割方法，以便防止在过程中损坏它们。例如，过程期间所生成的机械力、碎片和热量不应当破坏或损害无框致动器组件。
图18示出包括设计成易于接合到封装箔1800的另一部分的切割图案1802的封装箔1800的一个实施例。图18所示的封装箔1800能够与上述分割过程的任一个实施例配合使用。在所示实施例中，封装箔1800包括框架1804，以便支承限定预切割轮廓1810的切割图案1802。切割图案包括具有易于与封装箔1800的框架1804部分相接合的形状和几何结构的阳突出构件1806。例如，阳突出构件1806配置成与封装箔1800的框架1804中形成的对应阴构件1808互锁。
现在将描述用于制造和分割单独无框致动器薄膜致动器的方法的一个实施例。首先，在一个实施例中，制备板箔1700(或者另一个实施例中的1800)，切割为多个单元。如所示，板箔1700被切割为单元1702，例如，其中各单元具有大约36 mm×大约42 mm的尺寸，并且限定预切割轮廓1704。可以非限制性地选择其它数量的单元和尺寸。其次，可使用多层致动器薄膜(例如结合图8所述的二层[2L]或四层[4L]致动器薄膜806)。在本实施例中，选择四层(4L)致动器薄膜，并且粘合剂(例如压敏粘合剂)印刷在致动器薄膜的四个独立层上。第三，层叠无框致动器薄膜。对齐四层无框致动器薄膜。L4层最初对齐到封装箔，之后接着L3层、L2层和L1层的依次对齐。图19示出对齐到图18所示预切割封装箔1700并且准备好通过真空进行层叠的四致动器薄膜层1900。一旦对齐四层L4-L1，通过孔口1902来施加真空以供可靠层叠。第四，分割可使用刀片或者上述其它技术来实现，以便沿单独单元1702的预切割轮廓1704来切割层叠致动器薄膜。图20示出在致动器薄膜被切割并且与封装箔1700拉伸框架分离之后的图19所示致动器薄膜。图21示出图19所示的封装箔1700，其中一个剩余致动器薄膜致动器2100留在拉伸框架中。图22示出从图19所示封装箔拉伸框架移开的九个致动器薄膜致动器2200中的八个。
描述了按照本公开的用于制造和分割单独无框致动器薄膜致动器的各种方法。总之，示出了两种分割技术。第一方法包括制备与拉伸框架相似尺寸的封装箔，层叠致动器薄膜，并且通过切割致动器薄膜和封装箔进行分割。第二方法包括制备封装箔，将封装箔切割为大致具有致动器薄膜尺寸的多个单元，使用摩擦或塑料薄膜将组件保持在一起，层叠致动器薄膜，并且通过采用刀片或者上述其它技术进行切割来分割致动器薄膜。
用于制造和分割单独无框致动器薄膜致动器的所述方法提供若干优点。例如，这类方法将层叠和封装箔组合为一个步骤。封装箔即使在从拉伸支架被去除时也能够支承无框薄膜致动器。方法与无框薄膜致动器相容，以便使厚度为最小。薄膜致动器的分割能够连同封装一起进行。相应地，方法在一个步骤中提供简化层叠、封装和分割。所述方法在没有牺牲产率和效率的情况下实现无框薄膜致动器的生产。该过程与质量控制方法相容。
图23是无框致动器2320到顶板2316和底板2314以及此后经过压缩的一个实施例的安装过程的流程图2300。无框致动器2320的实施例包括通过膜间粘合剂2306以粘合方式附连(例如层叠)的第一和第二介电薄膜2302、2304。无框致动器2320还包括在膨胀状态施加到第一介电薄膜2302一侧的刚性可膨胀粘合剂2308以及在膨胀状态施加到第二介电薄膜2304一侧的刚性可膨胀粘合剂2310。在一个实施例中，刚性可膨胀粘合剂2308和2310具有相同可膨胀但刚性剂型，它能够在压力下塌陷和接合。在一个实施例中，刚性可膨胀粘合剂2308、2310是适当刚性的，以便当处于膨胀状态时保持预应变。在一个实施例中，可膨胀粘合剂2308、2310在室温下可能是发粘的，并且要求防粘衬里。否则，在各个实施例中，可膨胀粘合剂2308、2310可选择成使得它在室温下不是发粘的，并且因此不要求防粘衬里。在一个实施例中，可膨胀粘合剂2308、2310在压力下塌陷并且接合到衬底、例如顶板2316和底板2314。在另一个实施例中，可在压缩过程之前、期间或之后添加热量。
相应地，在过程2312，无框致动器2320放置在顶板2316与底板2314(例如衬底)之间，并且然后经过压缩以便在塌陷状态所示使可膨胀粘合剂2308’、2310’塌陷和接合。在一个实施例中，可在压缩过程期间或者在压缩过程之后添加热量，以便将可膨胀粘合剂2308’、2310’接合到顶板2316和底板2314。
在一个实施例中，结合图23所示流程图2300所述的过程可以能够减少印刷步骤的数量以及对防粘衬里的需要，但是仍然保持无框致动器中的较细剖面。在各个实施例中，聚氨酯或聚烯烃材料可用于这种应用。在其它实施例中，封装粘合剂可结合到可膨胀粘合剂2308、2310中以帮助接合。
图24A-24F示出安装在弯曲表面上的无框致动器的各个实施例。如前面所述，柔性无框致动器能够配置成安装在弯曲表面上。使用两个并行表面上的导轨允许致动器安装在小直径表面上。图24A是致动器模块2400，其中包括各具有弓形或弯曲表面的顶板2402和底板2404。如前面所述，无框致动器2406位于弯曲顶板2402和弯曲底板2404之间。包括至少一个导轨2408和滚珠轴承2410的旁轨机构提供能够如图24B、图24C、图24D和图24F所示线性移动的致动器。导轨2408和滚珠轴承2410能够按照如下方式来放置：使得它们适应顶板2402和底板2404的曲率，致动器模块2400如图24E所示能够提供旋转移动。
图25A和图25B示出可配置致动器元件2500的一个实施例。在一个实施例中，可配置致动器元件2500是按钮。在另一个实施例中，可配置致动器元件2500是显示元件。图25A是未加电状态的可配置致动器元件2500的顶视图2502和侧视图2504。图25B是加电状态的可配置致动器元件2500的顶视图2502和侧视图2540。可配置按钮致动器2500包括由介电弹性薄膜2506和多个可膨胀泡沫结构2514所支承的电极2508。在无源状态，当电极2508未加电时，可膨胀泡沫(或凝胶)结构2514的高度2512由拉伸介电弹性薄膜2506极大地压缩，例如从大约2 mm的高度向下压缩到大约1 mm。装置总高度能够小至大约1 mm。在有源状态，当电极2508’加电时，可膨胀泡沫(或凝胶)结构2514’的高度2510返回到其原始高度。在有源状态，加电电极2508’的区域膨胀，并且实际上具有较低模量。不再受到限制，可膨胀泡沫(或凝胶)结构2514’自由膨胀到其原始高度2510。其中电极2508’被加电的有源区域实际上更软，并且能够拉伸以适应可膨胀泡沫结构2514’的膨胀。在膨胀可膨胀泡沫结构2514’上方的区域中，介电弹性薄膜2516膨胀。呈现其中可膨胀泡沫结构2514’上推到介电弹性薄膜2516上的升高部分的区域在电场施加到电极2508’时能够用作指示器。
图26是使用图25A、图25B所示的可配置致动器元件所制造的可配置特征2600的矩阵的一个实施例。如图26所示，可配置特征2600的矩阵包括多个电极段。控制器能够配置成驱动可配置特征2600的矩阵以处理特定段，以便膨胀被激励区域。这些段能够以任何适当配置来激励。例如，第一组段2602能够被激励以限定第一升高特征2608。第二组段2604被激励以限定第二升高特征2610。第三组段2606被激励以限定第三升高特征2612。第四升高特征2614能够在被激励区域重叠时形成。未激励段2616没有膨胀对应区域2618。将会理解，可配置特征2600的矩阵的各个段能够按照任何适当方式来激励，以便完成升高特征的预期配置。通过不同的激励电压，特征能够升高到不同高度。
图27是各种加框致动器以及按照本公开的无框致动器的各个实施例的惯性驱动时间响应的图形表示2700。比较加框和无框致动器。行程(mm)沿垂直轴示出，以及时间(s)沿水平轴示出。加框致动器POR-2460和POR-2688以及无框致动器2和3在75 Hz以1 kV脉冲来激励。在75 kHz的加框致动器的脉冲响应为大约0.105 mm。在75 kHz的无框致动器的脉冲响应为大约0.108 mm。如所示，两种类型的致动器产生基本上相同的脉冲响应。
图28是各种加框致动器以及按照本公开的无框致动器的各个实施例的惯性驱动频率响应的图形表示2800。比较加框和无框致动器。行程(mm)沿垂直轴示出，以及频率(Hz)沿水平轴示出。加框致动器POR-2460和POR-2688以及无框致动器2和3在从1至250 Hz的范围的扫频中以1 kV电场来激励。加框和无框致动器在1 Hz的行程为大约0.058 mm。谐振的行程对于加框致动器为大约0.183 mm以及对无框致动器为大约0.162 mm。加框致动器的谐振频率为大约82 Hz，以及无框致动器的谐振频率为大约85 Hz。
图29是各种加框致动器以及按照本公开的无框致动器的各个实施例的3条致动器时间响应的图形表示2900。比较加框和无框致动器。行程(mm)沿垂直轴示出，以及时间(s)沿水平轴示出。加框致动器POR-248303和POR-248105以及无框致动器1、2和4在75 Hz以1 kV脉冲来激励。加框致动器的脉冲响应为大约0.117 mm。无框致动器的脉冲响应为大约0.114 mm。如所示，两种类型的致动器产生基本上相同的脉冲响应。
图30是各种加框致动器以及按照本公开的无框致动器的各个实施例的3条致动器频率响应的图形表示3000。比较加框和无框致动器。行程(mm)沿垂直轴示出，以及频率(Hz)沿水平轴示出。加框致动器POR-248303和POR-248105以及无框致动器1、2和4在从1至250 Hz的扫频中以1 kV电场来激励。加框致动器在1 Hz的行程为大约0.056 mm，以及对于无框致动器，在1 Hz的行程为大约0.057 mm。谐振的行程对于加框致动器为大约0.206 mm以及对无框致动器为大约0.193 mm。加框致动器的谐振频率为大约81 Hz，以及无框致动器的谐振频率为大约84 Hz。
描述了无框致动器的各个实施例，将会理解，多种技术和材料可用于制造这类装置。相应地，在各个实施例中，极硬或者极强粘附的粘合剂可用于在粘附到刚性衬底、例如装置的那些衬底的同时支承预应变薄膜的粘合剂。在一个实施例中，粘合剂的模量或者粘附强度可大于可用于无框致动器装置中的预应变薄膜的压缩力。对于多层无框致动器装置，膜间粘合剂具有较小问题，因为硬的或者强粘附力的相同粘合剂能够用作膜间粘合剂。粘合剂并不局限于压敏和可膨胀粘合剂，而是能够从包括热溶性粘合剂、b级粘合剂和可UV固化粘合剂的大量材料来选择。后一类材料的刚性或高模量形式可提供不粘表面的优点，这不要求使用防粘衬里。
前面所述装置的广义分类包括例如个人通信装置、手持装置和移动电话。在各个方面，装置可表示手持便携装置、计算机、移动电话、智能电话、平板个人计算机(PC)、膝上型计算机等或者它们的任何组合。智能电话的示例包括基于移动计算平台的任何高端移动电话，其中具有比当代特征电话更高级的计算能力和连通性。一些智能电话主要组合个人数字助理(PDA)和移动电话或照相电话的功能。其它更高级的智能电话还用于组合便携媒体播放器、低端小型数码相机、袖珍摄像机和全球定位系统(GPS)导航单元的功能。现代智能电话通常还包括高分辨率触摸屏(例如触摸表面)、能够访问并且适当显示标准网页而不只是移动优化站点的万维网浏览器以及经由Wi-Fi和移动宽带的高速数据访问。由现代智能电话所使用的一些常见移动操作系统(OS)包括Apple的IOS、Google的ANDROID、Microsoft的WINDOWS MOBILE和WINDOWS PHONE、Nokia的Symbian、RIM的BlackBerry OS以及嵌入式Linux分布、例如MAEMO和MEEGO。这类操作系统能够安装在许多不同的电话型号上，并且各装置通常能够对于其使用期限接收多个OS软件更新。装置还可包括例如装置(IOS、ANDROID、WINDOWS PHONES、3DS)的游戏情况、诸如XBOX控制台和PC控制器之类的游戏控制器或游戏控制台、平板计算机(IPAD、GALAXY、XOOM)的游戏情况、集成便携/移动游戏装置、触觉键盘和鼠标按钮、可控阻力/力、变形表面、变形结构/形状等等。
要理解，本文所述的实施例示出示例实现，并且功能元件、逻辑块、程序模块和电路元件可按照与所述实施例一致的各种其它方式来实现。此外，由这类功能元件、逻辑块、程序模块和电路元件所执行的操作对于给定实现可进行组合和/或分离，并且可由更多数量或者更少数量的组件或程序模块来执行。本领域的技术人员通过阅读本公开将会清楚地知道，本文所述和所示的单独实施例的每个具有分立组件和特征，它们可易于与其它若干实施例的任一个的特征分离或者相结合，而没有背离本公开的范围。任何所述方法能够按照所述事件的顺序或者按照逻辑上可能的任何其它顺序来执行。
值得注意的是，提到“一个实施例”或“实施例”表示结合该实施例所述的特定特征、结构或特性包含在至少一个实施例中。词语“在一个实施例中”或者“在一个方面”在本说明书中的出现不一定都表示同一实施例。
值得注意的是，一些实施例可使用表达“耦合”和“连接”及其派生来描述。这些术语不是要作为彼此的同义词。例如，一些实施例可使用术语“连接”和/或“耦合”来描述，以便指示两个或更多元件相互直接物理或电气接触。但是，术语“耦合”还可表示两个或更多元件不是相互直接接触，但仍然相互配合或交互。
将会理解，虽然本文中没有明确描述或示出，但是本领域的技术人员将能够设计各种布置，这些布置体现本公开的原理，并且包含在其范围之内。此外，本文所述的所有示例和条件语言主要意在帮助读者了解本公开中所述的原理和有助于促进现有技术的概念，并且将被理解为不是对这类具体所述示例和条件的限制。此外，本文中描述原理的所有陈述、实施例及其具体示例意在包含其结构和功能等效方面。另外，预计这类等效方面包括当前已知的等效方面以及将来开发的等效方面，即，所开发的执行相同功能的任何元件，而与结构无关。因此，本公开的范围不是要局限于示范实施例和本文所示和所述的实施例。相反，本公开的范围由所附权利要求书来体现。
在本公开的上下文中(特别是在以下权利要求书的上下文中)使用的术语“一”、“一个”、“该”以及类似提法将被理解为涵盖单数和复数，除非本文另加说明或者上下文明显矛盾。本文中的值的范围的叙述只是意在用作单独表示落入该范围之内的每个独立值的简写方法。除非本文中另加说明，否则每个单独值结合到本说明书中，好像本文中单独叙述一样。本文所述的所有方法能够按照任何适当顺序来执行，除非本文中另加说明或者上下文明显矛盾。本文所提供的随便什么示例或示范语言(例如，“诸如”、“在情况下”、“作为举例”)的使用意在只是更好地阐释本发明，而不是对要求保护的本发明的范围施加限制。本说明书中的语言不应当被理解为将任何未要求保护元件表示为对本发明的实施是必要的。还要注意，权利要求书可能起草为排除任何可选元件。因此，这种陈述意在用作结合要求保护元素的叙述的诸如只、仅等的这类排他术语的使用或者否定限制的使用的前置基础。
本文所公开的备选元素或实施例的编组不是要被理解为限制。各编组成员可单独或者与该编组的其它成员或者本文中存在的其它元素的任何组合来表示和要求保护。预计编组的一个或多个成员为了方便和/或专利性的原因而可包含在编组中或从其中删除。
虽然如以上所述示出实施例的某些特征，但本领域的技术人员现在会想到多种修改、替换、变更以及等效形式。因此要理解，所附权利要求书意在涵盖落入所公开实施例和所附权利要求书的范围之内的所有这类修改和变更。

Claims (25)

1. 一种无框薄膜致动器，包括：
无框致动器薄膜，包括至少部分设置在第一与第二电极之间的至少一个弹性介电薄膜；
粘合剂，施加在所述无框致动器薄膜一侧的至少一部分上。
2. 如权利要求1所述的无框薄膜致动器，还包括：
第二粘合剂，施加在所述无框致动器薄膜相对侧的至少一部分上。
3. 如权利要求1和2中的任一项所述的无框薄膜致动器，其中，所述粘合剂从由压敏粘合剂、可膨胀粘合剂、热溶性粘合剂、b级粘合剂和可UV固化粘合剂所组成的组中选取。
4. 如权利要求1至3中的任一项所述的无框薄膜致动器，还包括：
施加到所述粘合剂的防粘衬里。
5. 如权利要求2所述的无框薄膜致动器，还包括：
施加到所述第一粘合剂的第一防粘衬里；以及
施加到所述第二粘合剂的第二防粘衬里。
6. 如权利要求1至5中的任一项所述的无框薄膜致动器，还包括耦合到所述致动器薄膜以在预拉伸致动器薄膜附连到刚性衬底之前支承所述预拉伸致动器薄膜的可抛弃框架。
7. 如权利要求6所述的无框薄膜致动器，其中，所述可抛弃框架由压敏粘合剂来形成。
8. 如权利要求1至7中的任一项所述的无框薄膜致动器，其中，所述无框致动器薄膜包括两层或更多层弹性介电薄膜。
9. 如权利要求8所述的无框薄膜致动器，其中，所述致动器薄膜包括四层弹性介电薄膜。
10. 如权利要求8所述的无框薄膜致动器，其中，所述两层或更多层弹性介电薄膜采用膜间粘合剂来层叠。
11. 如权利要求4所述的无框薄膜致动器，还包括施加到所述防粘衬里的至少一部分的可去除粘合剂。
12. 如权利要求4所述的无框薄膜致动器，还包括施加到所述弹性介电薄膜中的一层或多层的至少一部分的释放层。
13. 如权利要求1至12中的任一项所述的无框薄膜致动器，包括基本上平坦刚性顶板表面和基本上平坦刚性底板表面，其中所述无框致动器薄膜滑动地设置在顶板与底板之间。
14. 如权利要求1至12中的任一项所述的无框薄膜致动器，包括弯曲刚性顶板表面和弯曲刚性底板表面，其中所述无框致动器薄膜滑动地设置在顶板与底板之间。
15. 一种制造无框薄膜致动器的方法，所述方法包括：
预拉伸弹性介电薄膜，所述预拉伸弹性介电薄膜具有顶侧和底侧；
将所述预拉伸弹性介电薄膜接合到临时框架材料，其中所述框架材料有足够强度来支承所述预拉伸弹性介电薄膜的预应变；
将电极和汇流条施加到所述预拉伸弹性介电薄膜的至少一侧；以及
将粘合剂施加到所述预拉伸弹性介电薄膜的至少一侧。
16. 如权利要求15所述的方法，其中，一个或多个窗口在所述框架材料中形成。
17. 如权利要求15和16中的任一项所述的方法，其中，所述框架材料是抗撕拉材料。
18. 如权利要求15至17中的任一项所述的方法，还包括将至少一个防粘衬里施加到所述粘合剂。
19. 如权利要求15至18中的任一项所述的方法，其中，所述框架配置成支承多个无框薄膜致动器并且分割所述致动器。
20. 如权利要求15至19中的任一项所述的方法，其中，所述框架和粘合剂材料中的至少一个是刚性可膨胀材料，以及所述刚性可膨胀材料在顶与底衬底之间经过压缩。
21. 如权利要求20所述的方法，还包括在所述压缩过程之前、期间或之后将热量施加到所述可膨胀粘合剂。
22. 一种可配置致动器元件，包括：
介电弹性薄膜；
由所述介电弹性薄膜所支承的电极；
多个可膨胀泡沫结构，相对于所述介电弹性薄膜和所述电极来定位，其中所述多个可膨胀泡沫结构相对于所述介电弹性薄膜来定位，并且所述电极在所述电极没有被激励时呈现第一高度以及在所述电极被激励时呈现第二高度。
23. 如权利要求22所述的可配置致动器元件，其中，当所述电极没有被激励时，所述介电弹性薄膜平面地拉伸，以及所述多个可膨胀泡沫结构由所述拉伸介电弹性薄膜压缩到所述第一高度。
24. 如权利要求23所述的可配置致动器元件，其中，当所述电极被激励时，所述多个可膨胀泡沫结构膨胀并且推压所述介电弹性薄膜以将所述介电弹性薄膜从所述第一高度升高到所述第二高度。
25. 一种如权利要求22所述的可配置致动器元件的阵列，其中，所述元件能够单独被激励，以便使弹性薄膜的不同部分能够升高到不同高度。
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