CN105814528A - 包括具有改善的弯曲强度的多层叠堆的触摸传感器 - Google Patents

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CN105814528A CN201480068009.4A CN201480068009A CN105814528A CN 105814528 A CN105814528 A CN 105814528A CN 201480068009 A CN201480068009 A CN 201480068009A CN 105814528 A CN105814528 A CN 105814528A
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丹耶·斯坦利
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Abstract

本发明提供了一种在触摸传感器中使用的多层叠堆，该多层叠堆包括：底部基板，该底部基板覆盖该多层叠堆的查看区域和边界区域；和光学不透明的边界层，该光学不透明的边界层限定邻近查看区域的周边并且沿查看区域的周边延伸的台阶。该多层叠堆还包括设置在底部基板和边界层上并且覆盖该多层叠堆的查看区域和边界区域的光学透明的粘合剂层。该多层叠堆还包括：多个分立的间隔开的光学透明的电极，该电极设置在粘合剂层上，每个电极跨台阶延伸；和多个分立的间隔开的导电垫，该导电垫设置在该多层叠堆的边界区域而非查看区域中，每个垫设置在接触区域上的不同的对应电极上并且与对应电极物理接触。

Description

包括具有改善的弯曲强度的多层叠堆的触摸传感器
技术领域
本发明整体涉及触摸传感器。具体地，本发明涉及包括具有改善的弯曲强度的多层叠堆的触摸传感器。
发明背景
触敏装置可以被实现为例如通过提供通常由用于用户友好的交互和参与的显示器中的视觉提示的显示输入，容许用户与电子系统进行交互并方便地进行显示。在一些情况下，显示输入补充其它输入工具诸如机械按钮、小键盘和键盘。在其它情况下，显示输入用作减少或消除对机械按钮、小键盘、键盘和指向装置的需要的独立工具。例如，用户可以通过仅在由图标标识的位置处触摸显示触摸屏，或者通过结合另一个用户输入来触摸显示图标，来执行一系列复杂的指令。
存在若干类型的用于实现触敏装置的技术，包括例如电阻、红外、电容、表面声波、电磁、近场成像等方式等，以及这些技术的组合。人们已经发现使用电容式触敏装置的触敏装置在大量应用中有很好的效果。在许多触敏装置中，当传感器内的导电物体电容耦合到导电性触摸工具(诸如用户的手指)时，可以感测输入。在一些情况下，当两个导电构件彼此贴近但未实际接触时，这两者之间便会形成电容。就电容式触敏装置而言，诸如手指之类的物体接近触敏表面时，该物体与靠近该物体的感测点之间会形成微小的电容。通过检测每个感测点处电容的变化并记录感测点的位置，感测电路就能识别多个物体并确定当物体在整个触摸表面上移动时物体的特性。
基于此类电容的变化，已使用不同的技术来测量触摸。一种技术测量对地电容的变化，由此基于在触摸改变信号之前施加到电极的信号的电容条件来了解该电极的状态。靠近电极的触摸导致信号电流从电极经过诸如手指或触摸触笔之类的物体流到电接地。通过检测电极处以及触摸屏上各个其它点处的电容变化，感测电路可记录各点的位置，从而识别屏幕上发生触摸的位置。另外，根据感测电路和相关处理的复杂性，可以针对如下的其它目的来评价触摸的各种特性：诸如确定触摸是否为多次触摸中的一个，以及触摸是否正在移动和/或是否满足某些类型的用户输入的预期特性。
另一种已知技术通过将信号施加到信号驱动电极来监测触摸相关的电容变化，该信号驱动电极通过电场与信号接收(或“感测”)电极电容耦合。如这些术语所表示，在信号接收电极返回来自信号驱动电极的预期信号的同时，这两个电极之间的预期信号(电容电荷)耦合可以用来指示与这两个电极相关联的位置的触摸相关状态。根据或响应于该位置处/该位置附近的实际的或感知的触摸，信号耦合的状态改变，并且这种改变体现在电容耦合的减小。
许多电容触摸屏中的导体是由氧化铟锡(ITO)或类似材料的薄的、刚性的且易碎的膜构造而成。这种图案化的薄膜使用物理气相沉积设备沉积到柔性基板，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上。呈膜或液体形式的光学清晰的粘合剂(OCA)层通常用来例如通过玻璃基板将柔性基板的非导电侧附接到显示装置。z轴导电粘合剂和柔性印刷电路用来将柔性基板的导电侧附接到电子装置。尽管此类构造具有许多光学益处和低成本益处，这些层的材料特性失配可在柔性印刷电路附接工艺步骤期间导致高的制造产量损失。在压缩或嵌入z轴粘合剂所需要的压缩应力下，OCA一般由于蠕变而永久性地塑性变形并且用于固化z轴粘合剂所需要的温度使这种变形的严重程度增加。因为薄膜导体是刚性的且易碎的，所以它通常不能够在维持期望的材料特性和电特性的同时匹配变形。因此，如果达到屈服应力薄膜导体断裂，并且除了在过高的电阻下不能够导电。
上述问题是对触敏显示器的有效设计提出挑战的示例。
发明内容
在第一方面，本发明提供一种用于在触摸传感器中使用并且具有围绕查看区域的边界区域的多层叠堆，该查看区域被构造成面向查看者并且为触摸敏感的。该多层叠堆包括：覆盖该多层叠堆的查看区域和边界区域的底部基板；和光学不透明的边界层，该光学不透明的边界层设置在该多层叠堆的边界区域而非查看区域中并且覆盖边界区域而非查看区域。边界层限定台阶，该台阶邻近查看区域的周边且沿查看区域的周边延伸并且具有至少5微米的台阶高度。该多层叠堆还包括设置在底部基板和边界层上并且覆盖该多层叠堆的查看区域和边界区域的光学透明的粘合剂层。光学透明的粘合剂层的远离查看区域的主表面在对应于台阶的区域中的最大高度变化小于台阶高度。该多层叠堆还包括：多个分立的间隔开的光学透明的电极，这些电极设置在粘合剂层上，每个电极跨台阶延伸台阶；和多个分立的间隔开的导电垫，这些导电垫设置在该多层叠堆的边界区域而非查看区域中，每个垫设置在接触区域上的不同的对应电极上并且与对应电极物理接触。
在第二方面，本发明提供一种用于在触摸传感器中使用并且具有围绕查看区域的边界区域的多层叠堆，该查看区域被构造成面向查看者并且为触摸敏感的。该多层叠堆包括：覆盖该多层叠堆的查看区域和边界区域的底部基板；光学不透明的边界层，该光学不透明的边界层设置在该多层叠堆的边界区域而非查看区域中并且覆盖边界区域而非查看区域，该边界层限定台阶，该台阶邻近查看区域的周边且沿查看区域的周边延伸并且具有至少5微米的台阶高度；以及光学透明的粘合剂层，该光学透明的粘合剂层设置在底部基板和边界层上并且覆盖该多层叠堆的查看区域和边界区域。该多层叠堆还包括：多个分立的间隔开的光学透明的电极，这些电极设置在粘合剂层上，每个电极跨台阶延伸；以及多个分立的间隔开的导电垫，这些导电垫设置在该多层叠堆的边界区域而非查看区域中，每个垫设置在接触区域上的不同的对应电极上并且与对应电极物理接触。在台阶处形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的任何空隙或气泡基本上是查看该多层叠堆的人眼在正常的查看距离处无法分辨的。
在第三方面，本发明提供一种触摸传感器，该触摸传感器具有：由边界区域围绕的触摸敏感区域；将边界区域与触摸敏感区域分开并且沿触摸敏感区域的周边延伸的竖直台阶，该台阶具有至少5微米的台阶高度。该触摸传感器还包括：光学透明的粘合剂层，该光学透明的粘合剂层设置在触摸敏感区域和边界区域上且覆盖触摸敏感区域和边界区域并且具有至少30微米的最小厚度；光学透明的电极，该光学透明的电极设置在边界区域中的光学透明的粘合剂层上并且跨竖直台阶延伸；和导电垫，该导电垫设置在边界区域中的电极上。
在第四方面，本发明提供一种用于制造在触摸传感器中使用并且具有围绕查看区域的边界区域的多层叠堆的方法，该查看区域被构造成面向查看者并且为触摸敏感的。该方法包括：利用底部基板覆盖多层叠堆的查看区域和边界区域；以及将光学不透明的边界层设置在多层叠堆的边界区域而非查看区域中并且覆盖边界区域而非查看区域，该边界层限定台阶，该台阶邻近查看区域的周边且沿查看区域的周边延伸并且具有至少5微米的台阶高度。该方法还包括：将光学透明的粘合剂层设置在底部基板和边界层上并且覆盖多层叠堆的查看区域和边界区域，该光学透明的粘合剂层的远离查看区域的主表面在对应于台阶的区域中的最大高度变化小于台阶高度；将多个分立的间隔开的光学透明的电极设置在粘合剂层上，每个电极跨台阶延伸；以及将多个分立的间隔开的导电垫设置在多层叠堆的边界区域而非查看区域中。每个垫设置在接触区域上的不同的对应电极上并且与对应电极物理接触。
本发明的上述发明内容并非意图描述本发明的每一个公开的实施例或本发明的每种实施方式。以下附图和具体实施方式更具体地说明示例性实施例。
附图说明
图1示出了触摸装置的示意图；
图2示出了触摸传感器的多层叠堆的示意性剖视图。
图3示出了用于评估导电材料的触摸传感器的多层叠堆的示意性剖视图。
图4为在ITO迹线的一部分上的四个喷墨图案的示意性俯视图。
图5为喷墨导电垫的图片。
图6为ITO迹线的包括喷墨导电垫的一部分的示意性俯视图。
图7为通过喷墨碳导电垫的存在而对线性电阻产生的作用的图。
图8为通过喷墨银导电垫的存在而对线性电阻产生的作用的图。
图9为包括碳导电垫的电极的平均电阻的等高线绘图的图。
图10为包括银导电垫的电极的平均电阻的等高线绘图的图。
具体实施方式
在下列优选实施例的详细描述中，参考了作为本文一部分的附图。附图以举例说明的方式示出了可实施本发明的具体实施例。应当理解，在不脱离本发明范围的前提下，可以利用其他实施例，并且可以进行结构性或逻辑性的修改。因此，下列详细描述不应从限制的意义上去理解，并且本发明的范围仅由所附权利要求书限定。
本公开的各方面被认为适用于许多不同类型的触敏显示器系统、装置和方法，包括涉及多层叠堆的那些。
根据某些实施例，本公开涉及包括触摸表面电路的触敏设备的类型，该触摸表面电路被配置成有助于耦合电容响应于电容改变触摸的变化。该设备包括感测电路，该感测电路提供具有瞬变部分的响应信号，这些瞬变部分用于表征向着更高信号电平变换的正向变换和向着更低信号电平变换的反向变换。放大电路然后用于响应于时变输入参数而放大和处理这些信号。放大电路相对于响应信号的在瞬变部分之间的部分的增益来调节瞬变部分的增益，并且从而抑制诸如呈奇次和/或偶次谐波形式的RF干扰，以提供噪声滤除的输出以便确定触摸表面上电容改变触摸的位置。
在一个方面，本发明提供一种用于在触摸传感器中使用并且具有围绕查看区域的边界区域的多层叠堆，该查看区域被构造成面向查看者并且为触摸敏感的。该多层叠堆包括：覆盖该多层叠堆的查看区域和边界区域的底部基板；和光学不透明的边界层，该光学不透明的边界层设置在该多层叠堆的边界区域而非查看区域中并且覆盖边界区域而非查看区域。边界层限定邻近查看区域的周边且沿查看区域的周边延伸并且具有至少5微米的台阶高度的台阶。该多层叠堆还包括设置在底部基板和边界层上并且覆盖该多层叠堆的查看区域和边界区域的光学透明的粘合剂层。光学透明的粘合剂层的远离查看区域的主表面在对应于台阶的区域中的最大高度变化小于台阶高度。该多层叠堆还包括：多个分立的间隔开的光学透明的电极，这些电极设置在粘合剂层上，每个电极跨台阶延伸；和多个分立的间隔开的导电垫，这些导电垫设置在该多层叠堆的边界区域而非查看区域中，每个垫设置在接触区域上的不同的对应电极上并且与对应电极物理接触。
在另一方面，本发明提供一种用于在触摸传感器中使用并且具有围绕查看区域的边界区域的多层叠堆，该查看区域被构造成面向查看者并且为触摸敏感的。该多层叠堆包括：覆盖该多层叠堆的查看区域和边界区域的底部基板；光学不透明的边界层，该光学不透明的边界层设置在该多层叠堆的边界区域而非查看区域中并且覆盖边界区域而非查看区域，该边界层限定台阶，该台阶邻近查看区域的周边且沿查看区域的周边延伸并且具有至少5微米的台阶高度；以及光学透明的粘合剂层，该光学透明的粘合剂层设置在底部基板和边界层上并且覆盖该多层叠堆的查看区域和边界区域。该多层叠堆还包括：多个分立的间隔开的光学透明的电极，这些电极设置在粘合剂层上，每个电极跨台阶延伸；和多个分立的间隔开的导电垫，这些导电垫设置在该多层叠堆的边界区域而非查看区域中，每个垫设置在接触区域上的不同的对应电极上并且与对应电极物理接触。在台阶处形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的任何空隙或气泡基本上是查看该多层叠堆的人眼在正常的查看距离处无法分辨的。
在另一方面，本发明提供一种触摸传感器，该触摸传感器具有：由边界区域围绕的触摸敏感区域；将边界区域与触摸敏感区域分开并且沿触摸敏感区域的周边延伸的竖直台阶，该台阶具有至少5微米的台阶高度。该触摸传感器还包括：光学透明的粘合剂层，该光学透明的粘合剂层设置在触摸敏感区域和边界区域上且覆盖触摸敏感区域和边界区域并且具有至少30微米的最小厚度；光学透明的电极，该光学透明的电极设置在边界区域中的光学透明的粘合剂层上并且跨竖直台阶延伸；和导电垫，该导电垫设置在边界区域中的电极上。
在另一方面，本发明提供一种用于制造在触摸传感器中使用并且具有围绕查看区域的边界区域的多层叠堆的方法，该查看区域被构造成面向查看者并且为触摸敏感的。该方法包括：利用底部基板覆盖多层叠堆的查看区域和边界区域；以及将光学不透明的边界层设置在多层叠堆的边界区域而非查看区域中并且覆盖边界区域而非查看区域，该边界层限定台阶，该台阶邻近查看区域的周边且沿查看区域的周边延伸并且具有至少5微米的台阶高度。该方法还包括：将光学透明的粘合剂层设置在底部基板和边界层上并且覆盖多层叠堆的查看区域和边界区域，该光学透明的粘合剂层的远离查看区域的主表面在对应于台阶的区域中的最大高度变化小于台阶高度；将多个分立的间隔开的光学透明的电极设置在粘合剂层上，每个电极跨台阶延伸；以及将多个分立的间隔开的导电垫设置在多层叠堆的边界区域而非查看区域中。每个垫设置在接触区域上的不同的对应电极上并且与对应电极物理接触。
现在参考附图，图1示出了示例性触摸装置(例如，触摸传感器)110。装置110包括连接到电子电路的触控面板112，为了简便，电子电路组合在一起形成114标记的单个示意性框，并且统称为控制器，该控制器被实现为诸如包括模拟信号接口电路、微型计算机、处理器和/或可编程逻辑阵列的(控制)逻辑电路。
所示的触控面板112具有列电极116a-e和行电极118a-e的5×5矩阵，但也可使用其它数量的电极和其它矩阵尺寸。对许多应用而言，触控面板112被例示为透明的或半透明的，从而容许用户透过触控面板查看物体。此类应用包括，例如用于计算机、手持式装置、移动电话、或其它外围装置的像素化显示器的物体。边界120表示触控面板112的查看区域，并且还优选地表示此显示器的查看区域。边界121表示触控面板112的边界区域，该边界区域围绕触控面板112的查看区域的边界120。边界区域121通常至少是一定程度地不透明的，以便隐藏电子部件以免被看到。
从平面图的视角看，电极116a-e,118a-e在边界120上方作空间分布。为了便于例证，这些电极被示出为较宽且显眼，但在实施过程中电极可较窄且用户不易察觉。此外，这些电极可设计为在矩阵的节点附近处具有可变的宽度，如以菱形垫或其他形状的垫形式增加的宽度，以便增大电极之间的边缘场，从而增强触摸对于电极间电容式耦合的效果。在示例性实施例中，电极可由氧化铟锡(ITO)或其它合适的导电材料构成。从深度的角度看，列电极可与行电极位于不同的平面内(从图1的透视角度看，列电极116a-e位于行电极118a-e的下面)，使得列电极与行电极之间没有显著的欧姆接触，并且使得给定列电极与给定行电极之间的唯一显著的电耦合为电容耦合。
电极矩阵通常位于覆盖玻璃、塑料膜等的下面，使得电极受到保护而不与用户的手指或其它触摸相关工具发生直接物理接触。此类覆盖玻璃、薄膜等的暴露表面可被称为触摸表面和/或底部基板。另外，在显示型应用中，背屏蔽件(作为选择)可放置在显示器和触控面板112之间。此背屏蔽件通常由玻璃或膜上的导电ITO涂层组成，并且可接地或由波形来驱动，该波形降低从外部电干扰源到触控面板112中的信号耦合。其它背屏蔽方法在本领域中是已知的。一般来讲，背屏蔽件减少由触控面板112感测的噪声，这在一些实施例中可提供改善的触摸灵敏度(例如，能够感测较轻的触摸)和更快的响应时间。当来自(例如)LCD显示器的噪声强度随距离而快速降低时，有时结合其它噪声降低方法(包括使触控面板112与显示器隔开)来使用背屏蔽件。
在给定的行电极和列电极之间的电容耦合主要取决于电极彼此最靠近的区域中的电极的几何形状。此类区域对应于电极矩阵的“节点”，图1中标记了其中的一些节点。例如，在列电极116a和行电极118d之间的电容耦合主要发生在节点122处，而在列电极116b和行电极118e之间的电容耦合主要发生在节点124处。图1的5×5矩阵具有此类节点，这些节点中的任一者均可由控制器114经由适当选择将各个列电极116a-e单独地耦合到该控制器的控制线126中的一者以及适当选择将各个行电极118a-e单独地耦合到该控制器的控制线128中的一者来寻址。
当用户的手指130或其它触摸工具接触或接近于接触装置110的触摸表面时，如触摸位置131处所示，该手指电容耦合到电极矩阵。该手指从矩阵，具体地从最靠近该触摸位置的那些电极吸引电荷，这样便可改变对应于最近的一个或多个节点的电极之间的耦合电容。例如，触摸位置131处的触摸最接近对应于电极116c/118b的节点。耦合电容的这种变化可由控制器114检测，并被解释为116a/118b节点处或附近的触摸。优选地，控制器被配置成用于快速检测矩阵所有节点的电容变化(如果有的话)，并且能够分析相邻节点的电容变化大小，从而通过内插法准确确定节点之间的触摸位置。此外，控制器114有利地被设计来检测同时或在重叠时间施加到触摸装置的不同部分的多次不同触摸。因此，例如，如果在手指130触摸的同时，另一根手指在触摸位置133处触摸装置110的触摸表面，或者如果各触摸至少暂时地重叠，则控制器优选地能够检测这两个触摸的位置131,133，并且在触摸输出114a上提供此类位置。控制器114能够检测的同时发生的或时间上重叠的不同触摸的数量优选地不限于2，例如，它可以为3,4或大于60，这取决于电极矩阵的大小。
控制器114可以采用使其能够快速确定电极矩阵中一些或全部节点的耦合电容的各种电路模块和部件。例如，控制器优选地包括至少一个信号发生器或驱动单元。驱动单元将驱动信号传送到一组电极，该组电极被称为驱动电极。在图1的实施例中，列电极116a-e可用作驱动电极，或者可如此使用行电极118a-e。驱动信号优选地一次传送到一个驱动电极，例如按照从第一个驱动电极到最后一个驱动电极的扫描顺序。当此类电极中的每个被驱动时，控制器监测被称为接收(或感测)电极的另一组电极。控制器114可包括耦合到所有接收电极的一个或多个感测单元。对于传送到每个驱动电极的每个驱动信号，多个感测单元为多个接收电极产生响应信号。优选地，感测单元被设计成使得每个响应信号均包括驱动信号的微分表示。例如，如果驱动信号由函数f(t)(例如将电压表示为时间函数)来表示，则响应信号可等于或近似于函数g(t)，其中g(t)＝df(t)/dt。换句话讲，g(t)为驱动信号f(t)对时间的导数。根据用于控制器114中的电路的设计细节，响应信号可包括信号诸如：(1)单独的g(t)；或(2)具有恒定偏移量的g(t)(g(t)+a)；或(3)具有乘法比例因数的g(t)(b*g(t))，该比例因数能够为正或负，并且其大小能够大于1或大于0小于1；或(4)它们的组合。在任何情况下，响应信号的幅值与所驱动的驱动电极和所监测的特定接收电极之间的耦合电容有利地相关。g(t)的幅值也与原函数f(t)的幅值成比例，并且如果适合于应用，g(t)的幅值可以仅使用驱动信号的单个脉冲针对给定节点来确定。
控制器还可包括辨识和分离响应信号的幅值的电路。为此目的，示例性电路装置可包括一个或多个峰值检测器、采样/保持缓冲器、时间变量积分器和/或第二级积分器低通滤波器，其选择可取决于驱动信号和对应的响应信号的性质。控制器还可包括一个或多个模数转换器(ADC)以将模拟幅值转换为数字格式。一个或多个复用器还可用于避免电路元件的不必要重复。当然，控制器中还优选地包括储存所测量幅值和相关参数的一个或多个存储器装置，以及执行必要的计算和控制功能的微处理器。
通过测量电极矩阵中每个节点的响应信号的幅值，控制器可产生与电极矩阵的每个节点的耦合电容相关的测量值矩阵。这些测量值可与此前获得的参考值的类似矩阵相比较，以便确定由于存在触摸而已发生耦合电容变化的节点(如果有的话)。
参考图2，提供根据本公开的触摸传感器的示例性多层叠堆210的剖视示意图。多层叠堆210包括充当由用户使用的触控面板的底部基板212。在大多数实施例中，底部基板212对用户来说是透明的以便查看多层叠堆210下面的显示器。使用多层叠堆的装置的基板(例如，底部基板)可包括用于制造显示器或电子装置的任何类型的基板材料。基板可为刚性的，例如通过使用玻璃或其他材料而具有刚性。基板也可为弯曲的或柔性的，例如通过使用塑料或其他材料而具有柔性。可使用以下示例性材料制备基板：玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚芳酯(PAR)、聚酰亚胺(PI)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、多环烯烃(PCO)、三乙酸纤维素(TAC)和聚氨酯(PU)。
其他适用于基板的材料包括三氟氯乙烯-偏二氟乙烯共聚物(CTFE/VDF)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、氟化乙烯-丙烯共聚物(FEP)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、全氟烷基-四氟乙烯共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(TFE/HFP)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯三元共聚物(THV)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物(HFP/VDF)、四氟乙烯-丙烯共聚物(TFE/P)和四氟乙烯-全氟甲醚共聚物(TFE/PFMe)。
其他合适的基板包含阻挡膜和超级阻挡膜。阻挡膜的示例在美国专利7,468,211中有所描述，该专利如同全文陈述一样以引用方式并入本文。超级阻挡膜包括多层膜，该多层膜通过例如在玻璃或其他合适基板上的大量层中或在无机材料和有机聚合物的交替层中顺序地真空沉积两种无机电介质材料来制备，如美国专利5,440,446、5,877,895和6,010,751中所描述的，所有这些专利如同全文陈述一样以引用方式并入本文。
重新参考图2，多层叠堆210包括边界层220，边界层220设置在多层叠堆210的边界区域214而非查看区域216中并且覆盖边界区域214而非查看区域216。边界层220优选地是光学不透明的，以便隐藏存在于多层叠堆210的查看区域216的周边外部的电子部件。光学不透明的边界层的光密度为至少2。此类电子部件包括印刷导体256和柔性印刷电路260，它们不是光学透明的部件。通常，边界区域的至少一部分被构造成触摸敏感的，并且在一些方面，整个边界区域被构造成触摸敏感的。边界层220限定邻近查看区域216的周边且沿查看区域216的周边延伸并且具有至少5微米(μm)的台阶高度h的台阶222。在某些实施例中，台阶222具有至少7μm、或至少9μm、或至少11μm、或至少13μm、或至少15μm、或至少17μm、或甚至至少19μm的台阶高度h，以及最高至20μm、或最高至18μm、或最高至16μm、或最高至14μm、或最高至12μm、或最高至10μm、或甚至最高至8μm的台阶高度h。
多层叠堆210还包括设置在底部基板212和边界层220上并且覆盖多层叠堆210的查看区域216和边界区域214的光学透明的粘合剂层250。在某些实施例中，粘合剂层是至少30微米(μm)厚、或至少35μm厚、或至少40μm厚、或甚至至少45μm厚，并且最高至50μm厚。光学透明的粘合剂层250的远离查看区域的主表面在对应于台阶的区域中的最大高度变化小于台阶高度。因此，光学透明的粘合剂材料至少部分地适形于台阶222。光学透明的粘合剂层250和边界层220与底部基板212的相交部之间的间隙优选地通常通过采用至少30μm厚的粘合剂层而最小化。
根据本公开的触摸传感器的某些实施例的优点是，在台阶222处形成于底部基板212、光学不透明的边界层220以及光学透明的粘合剂层250之间的任何空隙或气泡基本上是人眼在正常的查看距离处无法分辨的。如本文所用，术语“正常查看距离”是指约1至2英尺的距离，该距离是用户将查看触控面板的典型距离。在某些实施例中，从多层叠堆的顶视图来看，在台阶处形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有20毫米(mm)或15mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有1.5mm、1mm或0.5mm的最大尺寸。
合适的光学透明的粘合剂材料包括(例如)可固化的粘合剂组合物，该可固化的粘合剂组合物包含：a)包含(甲基)丙烯酸酯单体单元、羟基官能性单体单元以及具有可聚合基团的单体单元的第一低聚物；b)包含C2-C4环氧烷重复单元和可聚合末端基团的第二组分；以及c)稀释剂单体组分。第一低聚物的聚合型基团通常是自由基可光致聚合的基团，诸如侧链(甲基)丙烯酸酯基团或末端芳基酮光引发剂基团。此类可固化的粘合剂组合物在PCT申请PCT/US2013/071883中有所描述，该申请如同全文陈述一样以引用方式并入本文。另外的合适的光学透明的粘合剂材料包括丙烯酸系粘合剂，例如可从3M公司(3MCompany)(明尼苏达州圣保罗市(St.Paul,MN))商购获得的丙烯酸系粘合剂，诸如3M8142-KCL。另一种合适的光学透明的粘合剂材料包括透射因数不小于90％的聚碳酸酯树脂。其他典型的合适的光学透明的粘合剂材料对本领域的技术人员而言是已知的。在某些实施例中，光学透明的粘合剂层的储能模量不大于约1.75×105。
再次参考图2，在本公开的某些实施例中，多层叠堆210包括设置在光学透明的粘合剂上的光学透明的介电基板252。合适的非导电基板252包括以上作为合适的底部基板材料公开的材料。
多层叠堆210还包括设置在粘合剂层250上(或直接在介电基板252上)的多个分立的间隔开的光学透明的电极254，每个电极254跨光学不透明的边界层的台阶222延伸。优选地，每个电极254基本上跨整个查看区域216延伸。每个电极的形状没有特别的限制。例如，在一个实施例中，每个光学透明的电极包括多个交替的较宽感测电极和较窄连接杆。每个较宽感测电极优选是菱形的。
用于光学透明的电极的合适的透明导电氧化物(TCO)包括以下示例性材料：ITO(氧化铟锡)；氧化锡；氧化镉(CdSn2O4、CdGa2O4、CdIn2O4、CdSb2O6、CdGeO4)；氧化铟(In2O3、Ga、GaInO3(Sn,Ge)、(GaIn)2O3)；氧化锌(ZnO(Al)、ZnO(Ga)、ZnSnO3、Zn2SnO4、Zn2In2O5、Zn3In2O6)；以及氧化镁(MgIn2O4、MgIn2O4-Zn2In2O5)。光学透明的电极任选地包含溶液涂覆的或电沉积的导电聚合物。该电极还可以是气相沉积的透明导体。导电聚合物包括以下示例性材料：聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和PEDOT/PSS(聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸)。在另一个实施例中，居间层包含分散在粘结剂中的导电颗粒。粘结剂中的导电颗粒提供TCO或半透明导电氧化物的导电层之间的导电通道，从而形成多层电极。
多层叠堆210包括设置在多层叠堆的边界区域而非查看区域中的多个分立的间隔开的导电垫。每个导电垫设置在接触区域上的不同的对应电极上并且与对应电极物理接触。示例性导电垫包含导电材料，诸如碳或金属。示例性金属包括(例如而不限于)银、金、铜、铝、锌、镍和铬，并且最优选地是银。在某些实施例中，导电垫例如通过喷墨印刷、丝网印刷、柔性版印刷等等印刷在多层叠堆上。导电垫任选是热固化或光子固化在对应电极上。
导电垫的合适厚度是至少0.8μm、至少1μm、至少2μm、至少4μm、至少6μm、至少8μm、至少10μm、至少12μm、至少14μm、至少16μm、或甚至至少18μm，并且最多至20μm、或最多至17μm、或最多至15μm、或最多至13μm、或最多至11μm、或最多至9μm、或最多至7μm、或最多至5μm、或最多至3μm。导电垫部分地设置在多层叠堆的边界区域中，因为它们不是透明的。优选地，导电垫印刷在对应电极上，例如每个导电垫可设置在对应电极的感测电极上。
如以上指出的，当采用刚性的易碎的透明导体、柔性基板、光学清晰的粘合剂层来将该基板的非导电侧附接到显示装置，并且采用z轴导电粘合剂和柔性印刷电路将该基板的导电侧附接到电子装置时存在挑战。此类层的材料特性失配可在柔性印刷电路附接工艺步骤期间诸如由于压缩应力和温度要求而导致高的制造产量损失。然而，通过将导电墨印刷和固化到薄的、刚性的且易碎的光学透明电极上而构造成的分立电极在经受大范围的压力和温度之后可导电。前述电极可有利地通过减少光学透明的电极(例如ITO层)上的应力而最小化该电极在标准处理压力下断裂的发生率，并且提供跨所形成的任何断裂部的导电性。
再次参考图2，多层叠堆210还包括z轴粘合剂(或各向异性导电粘合剂)258，用于将导电垫物理地且电连接到柔性印刷电路260。z轴导电粘合剂提供穿过粘合剂层的厚度的电连接并且基本上防止在粘合剂层的平面内的电连接。在多层叠堆210中使用的示例性导电粘合剂包括5303RZ轴粘合剂膜、7303Z轴粘合剂膜和7371-20各向异性导电膜，其中的每个可购自3M粘结系统分部(3M公司(明尼苏达州圣保罗市))。柔性印刷电路将多层叠堆210电连接到控制逻辑114。
如以上指出的，在压缩或嵌入z轴粘合剂所需要的压缩应力下，光学透明的粘合剂一般由于蠕变而永久性地塑性变形并且用于固化z轴粘合剂所需要的温度使这种变形的严重程度增加。因为薄膜导体是刚性的且易碎的，所以它不能够在维持期望的材料特性和电特性的同时匹配变形。因此，如果达到屈服应力薄膜导体断裂，并且不能够有效地导电。
由于构造具有多层叠堆的触摸传感器所需要的处理条件，至少一个电极254通常在电极254和对应于该电极的垫256之间的接触区域中断裂，从而导致该电极跨断裂部是不连续导电的。对于此类断裂的电极，该垫提供跨断裂部的电连续性。在某些实施例中，光学透明的电极包括在台阶附近的断裂部，导致电极跨该断裂部为不连续导电的，并且导电垫提供跨断裂部的电连续性。
下面各项是根据本发明的方面的示例性实施例。
项目1为一种多层叠堆，所述多层叠堆在触摸传感器中使用并且具有围绕查看区域的边界区域，该查看区域被构造成面向查看者并且为触摸敏感的，该多层叠堆包括：
底部基板，该底部基板覆盖该多层叠堆的查看区域和边界区域；
光学不透明的边界层，该光学不透明的边界层设置在该多层叠堆的边界区域而非查看区域中并且覆盖边界区域而非查看区域，该边界层限定台阶，该台阶邻近查看区域的周边且沿查看区域的周边延伸并且具有至少5微米的台阶高度；
光学透明的粘合剂层，该光学透明的粘合剂层设置在底部基板和边界层上并且覆盖该多层叠堆的查看区域和边界区域，该光学透明的粘合剂层的远离查看区域的主表面在对应于台阶的区域中的最大高度变化小于台阶高度；
多个分立的间隔开的光学透明的电极，这些电极设置在粘合剂层上，每个电极跨台阶延伸；和
多个分立的间隔开的导电垫，这些导电垫设置在该多层叠堆的边界区域而非查看区域中，每个垫设置在接触区域上的不同的对应电极上并且与对应电极物理接触。
项目2为根据项目1所述的多层叠堆，其中粘合剂层为至少30微米厚。
项目3为根据项目1所述的多层叠堆，其中粘合剂层为至少40微米厚。
项目4为根据项目1所述的多层叠堆，其中边界区域的至少一部分被构造成触摸敏感的。
项目5为根据项目1所述的多层叠堆，其中在台阶处形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的任何空隙或气泡基本上是人眼在正常的查看距离处无法分辨的。
项目6为根据项目1所述的多层叠堆，其中每个电极基本上跨整个查看区域延伸。
项目7为根据项目1所述的多层叠堆，其中至少一个电极在电极和对应于电极的垫之间的接触区域中是断裂的，从而导致电极跨断裂部是不连续导电的，该垫提供跨断裂部的电连续性。
项目8为根据项目1所述的多层叠堆，其中光学透明的粘合剂层的储能模量不大于约1.75×105。
项目9为根据项目1所述的多层叠堆，其中光学不透明的边界层的光密度为至少2。
项目10为根据项目1所述的多层叠堆，其中台阶高度为至少7微米。
项目11为根据项目1所述的多层叠堆，其中台阶高度为至少9微米。
项目12为根据项目1所述的多层叠堆，其中台阶高度为至少11微米。
项目13为根据项目1所述的多层叠堆，其中从该多层叠堆的顶视图来看，在台阶处形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有20mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有1.5mm的最大尺寸。
项目14为根据项目1所述的多层叠堆，其中从该多层叠堆的顶视图来看，在台阶处形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有20mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有1mm的最大尺寸。
项目15为根据项目1所述的多层叠堆，其中从该多层叠堆的顶视图来看，在台阶处形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有20mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有0.5mm的最大尺寸。
项目16为根据项目1所述的多层叠堆，其中从该多层叠堆的顶视图来看，在台阶处形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有15mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有1.5mm的最大尺寸。
项目17为根据项目1所述的多层叠堆，其中从该多层叠堆的顶视图来看，形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有15mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有1mm的最大尺寸。
项目18为根据项目1所述的多层叠堆，其中从该多层叠堆的顶视图来看，形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有15mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有0.5mm的最大尺寸。
项目19为根据项目1所述的多层叠堆，其中导电垫被印刷在对应电极上。
项目20为根据项目1所述的多层叠堆，其中每个光学透明的电极包括多个交替的较宽感测电极和较窄连接杆。
项目21为根据项目20所述的多层叠堆，其中每个较宽感测电极是菱形的。
项目22为根据项目20所述的多层叠堆，其中每个导电垫设置在对应电极的感测电极上。
项目23为根据项目1所述的多层叠堆，其中每个导电垫包含银。
项目24为一种多层叠堆，所述多层叠堆在触摸传感器中使用并且具有围绕查看区域的边界区域，该查看区域被构造成面向查看者并且为触摸敏感的，该多层叠堆包括：
底部基板，该底部基板覆盖该多层叠堆的查看区域和边界区域；
光学不透明的边界层，该光学不透明的边界层设置在该多层叠堆的边界区域而非查看区域中并且覆盖边界区域而非查看区域，该边界层限定台阶，该台阶邻近查看区域的周边且沿查看区域的周边延伸并且具有至少5微米的台阶高度；
光学透明的粘合剂层，该光学透明的粘合剂层设置在底部基板和边界层上并且覆盖该多层叠堆的查看区域和边界区域，
多个分立的间隔开的光学透明的电极，这些电极设置在粘合剂层上，每个电极跨台阶延伸；和
多个分立的间隔开的导电垫，这些导电垫设置在该多层叠堆的边界区域而非查看区域中，每个垫设置在接触区域上的不同的对应电极上并且与对应电极物理接触，其中形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡基本上是人眼在正常的查看距离处无法分辨的。
项目25为根据项目24所述的多层叠堆，其中粘合剂层使台阶基本上平面化，使得粘合剂层的远离底部基板的主表面在对应于台阶的区域中为基本上平面的。
项目26为根据项目24所述的多层叠堆，其中粘合剂层为至少30微米厚。
项目27为根据项目24所述的多层叠堆，其中粘合剂层为至少40微米厚。
项目28为根据项目24所述的多层叠堆，其中边界区域的至少一部分被构造成触摸敏感的。
项目29为根据项目24所述的多层叠堆，其中每个电极基本上跨整个查看区域延伸。
项目30为根据项目24所述的多层叠堆，其中至少一个电极在电极和对应于电极的垫之间的接触区域中是断裂的，从而导致电极跨断裂部是不连续导电的，该垫提供跨断裂部的电连续性。
项目31为根据项目24所述的多层叠堆，其中光学透明的粘合剂层的储能模量不大于约1.75×105。
项目32为根据项目24所述的多层叠堆，其中光学不透明的边界层的光密度为至少2。
项目33为根据项目24所述的多层叠堆，其中台阶高度为至少7微米。
项目34为根据项目24所述的多层叠堆，其中台阶高度为至少9微米。
项目35为根据项目24所述的多层叠堆，其中台阶高度为至少11微米。
项目36为根据项目24所述的多层叠堆，其中从该多层叠堆的顶视图来看，形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有20mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有1.5mm的最大尺寸。
项目37为根据项目24所述的多层叠堆，其中从该多层叠堆的顶视图来看，形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有20mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有1mm的最大尺寸。
项目38为根据项目24所述的多层叠堆，其中从该多层叠堆的顶视图来看，形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有20mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有0.5mm的最大尺寸。
项目39为根据项目24所述的多层叠堆，其中从该多层叠堆的顶视图来看，形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有15mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有1.5mm的最大尺寸。
项目40为根据项目24所述的多层叠堆，其中从该多层叠堆的顶视图来看，形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有15mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有1mm的最大尺寸。
项目41为根据项目24所述的多层叠堆，其中从该多层叠堆的顶视图来看，形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有15mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有0.5mm的最大尺寸。
项目42为根据项目24所述的多层叠堆，其中导电垫被印刷在对应电极上。
项目43为根据项目24所述的多层叠堆，其中每个光学透明的电极包括多个交替的较宽感测电极和较窄连接杆。
项目44为根据项目43所述的多层叠堆，其中每个较宽感测电极是菱形的。
项目45为根据项目43所述的多层叠堆，其中每个导电垫设置在对应电极的感测电极上。
项目46为根据项目24所述的多层叠堆，其中每个导电垫包含银。
项目47为一种触摸传感器，该触摸传感器具有：由边界区域围绕的触摸敏感区域；将边界区域与触摸敏感区域分开并且沿触摸敏感区域的周边延伸的竖直台阶，该台阶具有至少5微米的台阶高度；光学透明的粘合剂层，该光学透明的粘合剂层设置在触摸敏感区域和边界区域上且覆盖触摸敏感区域和边界区域并且具有至少30微米的最小厚度；光学透明的电极，该光学透明的电极设置在边界区域中的光学透明的粘合剂层上并且跨竖直台阶延伸；导电垫，该导电垫设置在边界区域中的电极上。
项目48为根据项目47所述的触摸传感器，其中光学透明的电极包括在台阶附近的断裂部，导致电极跨该断裂部为不连续导电的，并且导电垫提供跨断裂部的电连续性。
项目49为根据项目47所述的触摸传感器，其中光学透明的粘合剂层的远离触摸敏感区域的主表面在对应于竖直台阶的区域中的最大高度变化小于台阶高度。
项目50为根据项目47所述的触摸传感器，其中每个光学透明的电极基本上跨整个查看区域延伸。
项目51为根据项目47所述的触摸传感器，该触摸传感器还包括通过导电粘合剂电连接到导电垫的柔性印刷电路。
项目52为根据项目47所述的触摸传感器，其中粘合剂层为至少40微米厚。
项目53为根据项目47所述的触摸传感器，其中边界区域的至少一部分被构造成触摸敏感的。
项目54为根据项目47所述的触摸传感器，其中光学透明的粘合剂层的储能模量不大于约1.75×105。
项目55为根据项目47所述的触摸传感器，其中台阶高度为至少7微米。
项目56为根据项目47所述的触摸传感器，其中台阶高度为至少9微米。
项目57为根据项目47所述的触摸传感器，其中台阶高度为至少11微米。
项目58为根据项目47所述的触摸传感器，其中光学透明的电极包括多个交替的较宽感测电极和较窄连接杆。
项目59为根据项目58所述的触摸传感器，其中每个较宽感测电极是菱形的。
项目60为根据项目58所述的触摸传感器，其中每个导电垫设置在对应电极的感测电极上。
项目61为根据项目47所述的触摸传感器，其中每个导电垫包含银。
项目62为一种制造在触摸传感器中使用并且具有围绕查看区域的边界区域的多层叠堆的方法，该查看区域被构造成面向查看者并且为触摸敏感的，该方法包括：
利用底部基板覆盖多层叠堆的查看区域和边界区域；
将光学不透明的边界层设置在多层叠堆的边界区域而非查看区域中并且覆盖边界区域而非查看区域，该边界层限定台阶，该台阶邻近查看区域的周边且沿查看区域的周边延伸并且具有至少5微米的台阶高度；
将光学透明的粘合剂层设置在底部基板和边界层上并且覆盖多层叠堆的查看区域和边界区域，该光学透明的粘合剂层的远离查看区域的主表面在对应于台阶的区域中的最大高度变化小于台阶高度；
将多个分立的间隔开的光学透明的电极设置在粘合剂层上，每个电极跨台阶延伸；以及
将多个分立的间隔开的导电垫设置在多层叠堆的边界区域而非查看区域中，每个垫设置在接触区域上的不同的对应电极上并且与对应电极物理接触。
项目63为根据项目62所述的方法，其中粘合剂层为至少30微米厚。
项目64为根据项目62所述的方法，其中粘合剂层为至少40微米厚。
项目65为根据项目62所述的方法，其中边界区域的至少一部分被构造成触摸敏感的。
项目66为根据项目62所述的方法，其中形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡基本上是人眼在正常的查看距离处无法分辨的。
项目67为根据项目62所述的方法，其中每个电极基本上跨整个查看区域延伸。
项目68为根据项目62所述的方法，其中至少一个电极在电极和对应于电极的垫之间的接触区域中是断裂的，从而导致电极跨断裂部是不连续导电的，该垫提供跨断裂部的电连续性。
项目69为根据项目62所述的方法，其中光学透明的粘合剂层的储能模量不大于约1.75×105。
项目70为根据项目62所述的方法，其中光学不透明的边界层的光密度为至少2。
项目71为根据项目62所述的方法，其中台阶高度为至少7微米。
项目72为根据项目62所述的方法，其中台阶高度为至少9微米。
项目73为根据项目62所述的方法，其中台阶高度为至少11微米。
项目74为根据项目62所述的方法，其中从多层叠堆的顶视图来看，形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有20mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有1.5mm的最大尺寸。
项目75为根据项目62所述的方法，其中从多层叠堆的顶视图来看，形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有20mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有1mm的最大尺寸。
项目76为根据项目62所述的方法，其中从多层叠堆的顶视图来看，形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有20mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有0.5mm的最大尺寸。
项目77为根据项目62所述的方法，其中从多层叠堆的顶视图来看，形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有15mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有1.5mm的最大尺寸。
项目78为根据项目62所述的方法，其中从多层叠堆的顶视图来看，形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有15mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有1mm的最大尺寸。
项目79为根据项目62所述的方法，其中从多层叠堆的顶视图来看，形成于底部基板、光学不透明的边界层和光学透明的粘合剂层之间的台阶处的任何空隙或气泡沿平行于查看区域的周边的方向具有15mm的最大尺寸，并且沿垂直于查看区域的周边的方向具有0.5mm的最大尺寸。
项目80为根据项目62所述的方法，其中导电垫被印刷在对应电极上。
项目81为根据项目62所述的方法，其中每个光学透明的电极包括多个交替的较宽感测电极和较窄连接杆。
项目82为根据项目62所述的方法，其中每个较宽感测电极是菱形的。
项目83为根据项目62所述的方法，其中每个导电垫设置在对应电极的感测电极上。
项目84为根据项目62所述的方法，其中每个导电垫包含银。
项目85为根据项目62所述的方法，其中每个导电垫被印刷在对应电极上。
项目86为根据项目62所述的方法，其中每个导电垫是热固化的。
项目87为根据项目62所述的方法，其中每个导电垫是光子固化的。
实施例
实施例1-喷墨导电图案
针对在触摸传感器上喷墨印刷的可行性来对导电碳墨和导电银墨进行评估。导电墨材料在下表1中列出。
表1.
墨喷射到触摸传感器叠堆上，并且触摸传感器叠堆的横截面(未按比例绘制)在图3中示出。传感器叠堆300包括覆盖玻璃312、光学透明的粘合剂350、PET基板352、由ITO/SiO2组成的导电层356、以及喷射到导电层356上以便形成分立的电极的导电墨310。
DimatixDMP2800印刷机(富士胶片公司(FUJIFILMDimatix,Inc.)(加利福尼亚州圣克拉拉市(SantaClara,CA)))上的印刷设置在下表2中示出。
表2.
部件号 温度 驱动电压 波形(kV) 弯月面压力(英寸水柱)
3800 31℃ 20.6V Integrity 3800 5kV 4
U7553 28.8℃ 22.6V Dimatix MF 5kV 5
导电墨以三种不同的图案印刷，如图4以顶视示意图所描绘的。在图案A中，导电墨410线对线地被印刷在整个ITO菱形420上。在图案B中，导电墨410被印刷在ITO菱形420上(并且稍微大于稍后在装配期间将应用的铜柔性印刷电路垫)。在图案C中，导电墨410被印刷成等于ITO迹线420的最大宽度的长度440，并且被印刷成稍微大于稍后在装配期间将应用的铜柔性印刷电路垫的导电墨印刷宽度444。
记录关于墨如何浸湿到传感器叠堆上的观察结果。具体地，如果墨可保持其指定形状并且如果墨可通过喷墨头印刷，则包括所观察的特征。当每种类型的墨被喷射到ITO区域上时，每种墨都成功印刷并且保持其预期形状。例如，参考图5，提供喷射到ITO菱形520上的3800(碳)墨510的照片。此外，U7553(银)墨跨ITO、PET和两者之间的过渡区(未示出)良好地浸湿。发生U7553墨渗色的时间仅是在印刷形状并且墨和相邻脊部之间无间隔时。
实施例2-喷墨导电图案的导电性
在喷射导电墨以形成电极之后，对固化导电碳墨和导电银墨的方法进行评估。所估计的印刷的导电墨的薄层电阻和厚度在下表3中示出。
表3.
两个碳墨批次在工业烘箱中在60和100℃之间的温度下热固化持续1分钟(另选地，也可使用IR光来光子固化碳墨)。
两种固化方法，即热和脉冲光用于印刷的银电极。在工业烘箱中在115℃下持续30分钟完成热固化。通过使用可购自星隆公司(XenonCorporation)(马萨诸塞州威明顿市(Wilmington,MA))的Sinteron2000R&D系统完成光子固化。用于光子固化的设置在下表4中示出。
表4.
脉冲数 脉冲持续时间(微秒) 电压(kV) 灯能量(J) 灯光谱(nm)
3 500 3.2 600 370-1000
对每个过程进行定性地和定量地评估。在电极固化之后记录初始定性数据，包括所施加的能量是否足以固化墨以及固化电极的外观的质量。针对电极内聚力和对相邻层的粘附性来对每种类型的墨和每种类型的固化进行定性地评估。柔性印刷电路被热棒粘结到电极，之后进行手动剥离。碳墨在热固化之后表现出无光饰面。针对银墨研究热烧结和光子烧结两者。热烧结的电极表现出有光泽的饰面，而光子烧结的电极具有无光饰面。
参考图6，从电极62到第十七ITO菱形66、包括第二ITO菱形64以及第三至第十六ITO菱形(未示出)来定量地评估固化电极的线性电阻。还从第二ITO菱形64至第十八ITO菱形68测量线性电阻作为对照。计算两个测量结果之间的差值并且该差值为由固化的导电墨添加的线性电阻。针对每种类型的墨和每种类型的固化，在十个独立的迹线上完成该测量。
图7示出了碳墨的线性电阻增加量。线性电阻是最小的并且在评估碳3800墨的可行性时被认为不是问题。热固化和光子固化的碳墨表现出对PET、ITO和各向异性导电膜的良好的粘附性。在移除柔性印刷电路期间，发生了各向异性导电膜的内聚破环，这表明碳电极将不是层构造中的最弱联接件。
图8中示出了银墨的线性电阻增加量。光子烧结样本的线性电阻的0.1–0.2KΩ增加量是最小的并且在评估可行性时被认为不是问题。热烧结样本的线性电阻异常地低于对照。当热烧结时银表现出低于ITO的电阻并且提供用于电流动的电阻最小的路径。这些电阻测量结果表明Ag颗粒很好地烧结在一起并且形成良导体。热烧结的银电极表现出对ITO的粘附破坏。在银仅被热固化到PET基板的区域中，存在各向异性导电膜的内聚破环。这些观察结果表明热固化的银对PET和各向异性导电膜表现出良好的粘附性，但对ITO不是这样。光子烧结的银电极表现出对PET、ITO和各向异性导电膜的良好的粘附性。在移除柔性印刷电路期间，发生了各向异性导电膜的内聚破环，这表明光子烧结的银电极将不是层构造中的最弱联接件。
实施例3-喷墨导电图案的弯曲强度和电连续性
利用最优化的设置(根据印刷适性和可固化性评估确定)来评估喷墨导电电极的弯曲强度和电连续性以产生传感器叠堆。选择用于这些实验的电极几何形状是来自图4的几何形状A。对压力设置(8千克/平方厘米(kg/cm2)、16kg/cm2和24kg/cm2)和温度设置(120℃、140℃和160℃)的矩阵进行评估。
从柔性印刷电路的控制器侧通过一个ITO菱形来测量每个电极的电阻值。所得的数据绘制在等高线图上。将每个等高线图与不具有导电墨的标准传感器组件进行比较。
完成手动剥离以便将柔性印刷电路从电极移除，并且利用丙酮和棉签来清洁电极。随后在放大情况下检查每个电极以确定是否存在裂纹。如果存在裂纹，则可确定导致这种情况的破坏模式：i)来自柔性印刷电路的铜垫的压花；ii)各向异性导电膜的玻璃颗粒；或iii)聚酰亚胺柔性印刷电路覆盖层。
针对弯曲强度和电连续性来对两个碳3800批次进行评估。结果的等高线标测图在图9中示出。当与标准传感器进行比较时，由碳批次1构造成的电极在类似的压力下能够维持较低的电阻。相对于温度而言，碳批次1电极构造不能够在维持导电性的同时承受温度上限。将ITO上的所有层移除以有利于显微镜检查。在低压和低温下经受柔性印刷电路附接过程的碳批次2电极未表现出任何裂纹。在高压和低温下，由于以下所有三种破坏模式ITO断裂：铜垫压花、玻璃颗粒压痕和聚酰亚胺层压痕。在低压和高温下经受柔性印刷电路附接过程的碳批次1电极由于玻璃颗粒压痕和聚酰亚胺层压痕而表现出裂纹。在高压和高温下，由于以下所有3种破坏模式ITO断裂：铜垫压花、玻璃颗粒压痕和聚酰亚胺层压痕。
对银墨的光子烧结过程和热烧结过程两者进行评估，并且结果的等高线标测图在图10中示出。银墨的两个烧结过程产生电极，该电极能够在维持导电性的同时承受该测试中所检查的全范围的温度和压力。在所有条件下，银电极均胜过标准传感器构造。在低压和低温下经受柔性印刷电路附接过程的热烧结银电极未表现出任何裂纹。在高压和低温下，由于以下所有3种破坏模式ITO断裂：铜垫压花、玻璃颗粒压痕和聚酰亚胺层压痕。
虽然出于描述优选实施例的目的示出和描述了具体实施例，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离本发明范围的情况下，预计用于实现相同目的的多种可选的和/或等同的具体实施方式可以替代所示出和描述的具体实施例。机械、机电和电子领域的技术人员应该容易理解的是，本发明可以采用非常多种实施例来实施。该专利申请意图覆盖本文所讨论的优选实施例的任何改型或变型。因此，显而易见，本发明仅受本发明权利要求书及其等同方式的限制。

Claims (10)

1.一种多层叠堆，所述多层叠堆在触摸传感器中使用并且具有围绕查看区域的边界区域，所述查看区域构造成面向查看者并且为触摸敏感的，所述多层叠堆包括：
底部基板，所述底部基板覆盖所述多层叠堆的所述查看区域和所述边界区域；
光学不透明的边界层，所述光学不透明的边界层设置在所述多层叠堆的所述边界区域而非所述查看区域中并且覆盖所述边界区域而非所述查看区域，所述边界层限定台阶，所述台阶邻近所述查看区域的周边且沿所述查看区域的周边延伸并且具有至少5微米的台阶高度；
光学透明的粘合剂层，所述光学透明的粘合剂层设置在所述底部基板和所述边界层上并且覆盖所述多层叠堆的所述查看区域和所述边界区域，所述光学透明的粘合剂层的远离所述查看区域的主表面在对应于所述台阶的区域中的最大高度变化小于所述台阶高度；
多个分立的间隔开的光学透明的电极，所述多个分立的间隔开的光学透明的电极设置在所述粘合剂层上，每个电极跨所述台阶延伸；和
多个分立的间隔开的导电垫，所述多个分立的间隔开的导电垫设置在所述多层叠堆的所述边界区域而非所述查看区域中，每个垫设置在接触区域上的不同的对应电极上并且与所述对应电极物理接触。
2.根据权利要求1所述的多层叠堆，其中所述粘合剂层为至少30微米厚。
3.根据权利要求1所述的多层叠堆，其中在所述台阶处形成于所述底部基板、所述光学不透明的边界层和所述光学透明的粘合剂层之间的任何空隙或气泡是人眼在正常的查看距离处无法分辨的。
4.根据权利要求1所述的多层叠堆，其中至少一个电极在所述电极和对应于所述电极的所述垫之间的所述接触区域中是断裂的，从而导致所述电极跨断裂部是不连续导电的，所述垫提供跨所述断裂部的电连续性。
5.根据权利要求1所述的多层叠堆，其中从所述多层叠堆的顶视图来看，在所述台阶处形成于所述底部基板、所述光学不透明的边界层和所述光学透明的粘合剂层之间的任何空隙或气泡沿平行于所述查看区域的周边的方向具有20mm的最大尺寸，并且沿垂直于所述查看区域的周边的方向具有1.5mm的最大尺寸。
6.根据权利要求1所述的多层叠堆，其中所述导电垫被印刷在对应电极上。
7.一种多层叠堆，所述多层叠堆在触摸传感器中使用并且具有围绕查看区域的边界区域，所述查看区域构造成面向查看者并且为触摸敏感的，所述多层叠堆包括：
底部基板，所述底部基板覆盖所述多层叠堆的所述查看区域和所述边界区域；
光学不透明的边界层，所述光学不透明的边界层设置在所述多层叠堆的所述边界区域而非所述查看区域中并且覆盖所述边界区域而非所述查看区域，所述边界层限定台阶，所述台阶邻近所述查看区域的周边且沿所述查看区域的周边延伸并且具有至少5微米的台阶高度；
光学透明的粘合剂层，所述光学透明的粘合剂层设置在所述底部基板和所述边界层上并且覆盖所述多层叠堆的所述查看区域和所述边界区域；
多个分立的间隔开的光学透明的电极，所述多个分立的间隔开的光学透明的电极设置在所述粘合剂层上，每个电极跨所述台阶延伸；和
多个分立的间隔开的导电垫，所述多个分立的间隔开的导电垫设置在所述多层叠堆的所述边界区域而非所述查看区域中，每个垫设置在接触区域上的不同的对应电极上并且与所述对应电极物理接触，其中在所述台阶处形成于所述底部基板、所述光学不透明的边界层和所述光学透明的粘合剂层之间的任何空隙或气泡是人眼在正常的查看距离处无法分辨的。
8.一种触摸传感器，所述触摸传感器具有：由边界区域围绕的触摸敏感区域；将所述边界区域与所述触摸敏感区域分开并且沿所述触摸敏感区域的周边延伸的竖直台阶，所述台阶具有至少5微米的台阶高度；光学透明的粘合剂层，所述光学透明的粘合剂层设置在所述触摸敏感区域和所述边界区域上且覆盖所述触摸敏感区域和所述边界区域并且具有至少30微米的最小厚度；光学透明的电极，所述光学透明的电极设置在所述边界区域中的所述光学透明的粘合剂层上并且跨所述竖直台阶延伸；和导电垫，所述导电垫设置在所述边界区域中的所述电极上。
9.根据权利要求8所述的触摸传感器，其中所述光学透明的电极包括在所述台阶附近的断裂部，导致所述电极跨所述断裂部为不连续导电的，所述导电垫提供跨所述断裂部的电连续性。
10.根据权利要求9所述的触摸传感器，其中所述光学透明的粘合剂层的远离所述触摸敏感区域的主表面在对应于所述竖直台阶的区域中的最大高度变化小于所述台阶高度。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111448762A (zh) * 2017-12-08 2020-07-24 莫列斯有限公司 背光用户界面

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9857930B2 (en) 2015-12-16 2018-01-02 3M Innovative Properties Company Transparent conductive component with interconnect circuit tab comprising cured organic polymeric material
US10365749B2 (en) * 2016-03-30 2019-07-30 Synaptics Incorporated Capacitive sensing device with single reference channel
DE102019115946A1 (de) * 2019-06-12 2020-12-31 Preh Gmbh Eingabevorrichtung mit beweglicher Handhabe auf kapazitiver Detektionsfläche und kapazitiven Koppeleinrichtungen

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090322705A1 (en) * 2007-07-27 2009-12-31 Donnelly Corporation Capacitive sensor and method for manufacturing same
CN102455821A (zh) * 2010-10-20 2012-05-16 阿尔卑斯电气株式会社 输入装置及输入装置的制造方法
US20120146921A1 (en) * 2010-12-13 2012-06-14 Jung-Mok Park Touch screen panel
US20120229417A1 (en) * 2011-03-11 2012-09-13 Cypress Semiconductor Corporation Two Prong Capacitive Sensor Pattern
CN102792218A (zh) * 2010-03-09 2012-11-21 3M创新有限公司 用于粘合显示面板的热活化光学透明粘合剂

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5188833B2 (ja) * 2008-02-21 2013-04-24 株式会社ジャパンディスプレイイースト 表示装置の製造方法
EP4071785A1 (en) * 2008-02-28 2022-10-12 3M Innovative Properties Company Touch screen sensor
KR20140042517A (ko) * 2012-09-28 2014-04-07 삼성디스플레이 주식회사 편광 접착 부재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090322705A1 (en) * 2007-07-27 2009-12-31 Donnelly Corporation Capacitive sensor and method for manufacturing same
CN102792218A (zh) * 2010-03-09 2012-11-21 3M创新有限公司 用于粘合显示面板的热活化光学透明粘合剂
CN102455821A (zh) * 2010-10-20 2012-05-16 阿尔卑斯电气株式会社 输入装置及输入装置的制造方法
US20120146921A1 (en) * 2010-12-13 2012-06-14 Jung-Mok Park Touch screen panel
US20120229417A1 (en) * 2011-03-11 2012-09-13 Cypress Semiconductor Corporation Two Prong Capacitive Sensor Pattern

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111448762A (zh) * 2017-12-08 2020-07-24 莫列斯有限公司 背光用户界面
US11910524B2 (en) 2017-12-08 2024-02-20 Molex, Llc Backlit user interface
CN111448762B (zh) * 2017-12-08 2024-03-08 莫列斯有限公司 背光用户界面

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