KR102115678B1 - 패브릭 전자 디바이스 하우징 - Google Patents

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벤자민 에이. 커슨스
벤자민 에이. 셰퍼
사무엘 지. 스미스
멜로디 쿠나
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애플 인크.
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Abstract

휴대용 디바이스 또는 다른 전자 장비에 대한 커버와 같은 전자 디바이스는 하우징에 장착된 회로부를 가질 수 있다. 하우징은 패브릭 및 폴리머 층과 같은 재료의 층으로 형성될 수 있다. 패브릭은 직조된 폴리머 실로 형성될 수 있다. 패브릭은 내오염성(stain resistance) 및 내마모성을 개선하기 위해 화학물질로 처리될 수 있고, 폴리머 배킹(backing) 층이 제공될 수 있으며, 성형된 플라스틱 구조체를 수용할 수 있다. 패터닝된 영역은 패브릭에 직조될 수 있거나, 패브릭의 선택된 부분 상에 코팅을 배치함으로써 형성될 수 있거나, 또는 패브릭을 엠보싱 또는 달리 국부적으로 프로세싱함으로써 형성될 수 있다. 패터닝된 영역은 키보드 키, 로고, 키 트림(trim) 패턴 및 전자 디바이스를 위한 다른 특징부에 대한 라벨을 형성할 수 있다. 패터닝된 영역은 국부적으로 증가된 광 투과 특성을 가질 수 있고, 백리트될 수 있다.

Description

패브릭 전자 디바이스 하우징
본 출원은 2015년 9월 2일에 출원된 특허 출원 제14/843,634호에 대한 우선권을 주장하며, 이 출원은 이에 의해 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 출원은 일반적으로 전자 디바이스에 관한 것이고, 보다 상세하게는 하우징 벽 및 다른 전자 디바이스 구조체를 위한 재료의 층을 형성하는 것에 관한 것이다.
컴퓨터, 셀룰러 전화기 및 다른 디바이스와 같은 전자 디바이스는 집적 회로 및 다른 전기 컴포넌트를 포함한다. 이러한 컴포넌트는 플라스틱 및 금속 층으로 형성된 전자 디바이스 하우징 벽 내에 인클로징될 수 있다.
원하는 속성을 갖는 하우징 벽과 같은 전자 디바이스 구조체를 제공하는 것은 어려울 수 있다. 하우징 벽은 통상적인 사용으로부터의 마모(wear and tear)에 견디도록 충분히 내구성이 있어야 한다. 이와 동시에, 하우징 벽은 내부의 전기 컴포넌트를 수용하면서 매력적인 외관을 가져야 한다.
따라서, 개선된 전자 디바이스 하우징을 제공할 수 있는 것이 바람직할 것이다.
휴대용 디바이스 또는 다른 전자 장비에 대한 커버와 같은 전자 디바이스는 하우징에 장착된 회로부를 가질 수 있다. 하우징은 패브릭 및 폴리머 층과 같은 재료의 층으로 형성될 수 있다. 패브릭은 직조된 폴리머 실로 형성될 수 있다. 패브릭은 내오염성(stain resistance) 및 내마모성을 개선하기 위해 화학물질로 처리될 수 있고, 폴리머 배킹(backing) 층이 제공될 수 있으며, 성형된 플라스틱 구조체를 수용할 수 있다. 패브릭은 엠보싱되어 국부적인 상승된 및 하강된 영역을 생성할 수 있다. 하우징은 패브릭의 튜브, 및 니팅(knitting), 브레이딩(braiding) 및 재료의 스트랜드(strand)를 엮는 다른 기술로 형성된 패브릭으로 형성될 수 있다.
패터닝된 영역은 패브릭에 직조될 수 있거나, 패브릭의 선택된 부분 상에 코팅을 배치함으로써 형성될 수 있거나, 패브릭의 특정 부분을 자수함으로써 형성될 수 있거나, 또는 패브릭을 달리 국부적으로 프로세싱함으로써 형성될 수 있다. 패터닝된 영역은 키보드 키, 로고, 키 트림(trim) 패턴 및 전자 디바이스를 위한 다른 특징부에 대한 라벨을 형성할 수 있다. 패터닝된 영역은 국부적으로 증가된 광 투과 특성을 가질 수 있고, 백리트(backlit)될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 예시적인 전자 디바이스의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 예시적인 전자 디바이스의 측단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 키보드에 대한 예시적인 키의 측단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 하우징 벽 및 다른 전자 디바이스 구조체를 형성할 때 사용하기 위한 예시적인 패브릭의 평면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 예시적인 패브릭 층의 측단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 일 실시예에 따른 하우징 벽 구조체와 같은 패브릭 기반 하우징 구조체를 형성할 때 수반되는 예시적인 장비 및 동작을 도시하는 도면들이다.
도 7은 일 실시예에 따른 패브릭 층 및 성형된 구조체를 갖는 예시적인 전자 디바이스의 에지 부분의 측단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 패브릭의 외관 및 특성을 조정하기 위해 위치의 함수로서 변하는 패브릭 구조를 갖는 예시적인 패브릭의 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 인쇄된 층과 같은 패터닝된 코팅 층을 갖는 패브릭 층과 같은 재료의 예시적인 층의 측단면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 엠보싱된 영역을 갖는 재료의 예시적인 층의 측단면도이다.
도 11은 일 실시예에 따라 로고 및 라벨링된 키를 포함하는 패터닝된 부분을 갖는 패브릭 하우징을 갖는 예시적인 전자 디바이스의 일부의 평면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 백라이트 패터닝된 부분을 갖는 키를 갖는 예시적인 전자 디바이스의 일부의 평면도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 키 백라이트 컴포넌트와 같은 내부 발광 컴포넌트를 갖는 전자 디바이스를 위한 패브릭 하우징 층과 같은 예시적인 하우징 구조의 측단면도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 전자 디바이스를 위한 회로를 인클로징하기 위해 사용되는 패브릭의 예시적인 튜브의 측단면도이다.
전자 디바이스는 플라스틱, 금속 및 다른 재료로 형성된 하우징 구조체 및 다른 구조체를 가질 수 있다. 일부 구조체는 재료(예를 들어, 플라스틱, 금속 및/또는 다른 재료)의 층으로 형성될 수 있다. 다른 구조는 재료(예를 들어, 패브릭)의 엮인 스트랜드로 형성될 수 있다.
패브릭을 사용하여 형성되는 하우징 구조체와 같은 구조체를 갖는 예시적인 전자 디바이스의 개략도가 도 1에 도시되어 있다. 디바이스(10)는 태블릿 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 디스플레이, 셀룰러 전화, 미디어 플레이어, 손목 시계 디바이스 또는 다른 웨어러블 전자 장비, 헤드폰, 태블릿 컴퓨터 또는 다른 휴대용 디바이스와 같은 전자 디바이스를 위한 커버 또는 다른 인클로저와 같은 액세서리, 대형 시스템에 내장된 장비, 가구 또는 차량과 연관된 전자 장비, 건물 내의 장비 또는 다른 적절한 전자 디바이스일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(10)는 제어 회로부(16)를 가질 수 있다. 제어 회로부(16)는 디바이스(10)의 동작을 지원하기 위한 저장 및 프로세싱 회로부를 포함할 수 있다. 저장 및 프로세싱 회로부는 하드 디스크 드라이브 저장장치, 비휘발성 메모리(예를 들어, 플래시 메모리, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive)를 형성하도록 구성된 기타 전기적 프로그래밍가능 판독 전용 메모리), 휘발성 메모리(예를 들어, 정적 또는 동적 랜덤 액세스 메모리) 등과 같은 저장장치를 포함할 수 있다. 제어 회로부(16) 내의 프로세싱 회로부는 디바이스(10)의 동작을 제어하는 데 사용될 수 있다. 프로세싱 회로부는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 디지털 신호 프로세서, 기저대역 프로세서, 전력 관리 유닛, 오디오 칩, 응용 주문형 집적 회로 등에 기반할 수 있다.
입출력 디바이스(12)와 같은 디바이스(10)의 입출력 회로부를 사용하여 데이터가 디바이스(10)에 공급되고, 데이터가 디바이스(10)로부터 외부 디바이스에 제공되게 할 수 있다. 입출력 디바이스(12)는 버튼, 조이스틱, 스크롤링 휠, 터치 패드, 키 패드, 키보드, 마이크로폰, 스피커, 톤 생성기, 진동기, 카메라, 센서, 발광 다이오드 및 다른 상태 표시기, 데이터 포트, 디스플레이 등을 포함할 수 있다. 사용자는 입출력 디바이스(12)를 통해 커맨드들을 공급함으로써 디바이스(10)의 동작을 제어할 수 있고, 입출력 디바이스(12)의 출력 자원을 사용하여 디바이스(10)로부터 상태 정보 및 기타 출력을 수신할 수 있다. 필요하다면, 디바이스(10)는 케이블 및/또는 무선 신호 경로를 사용하여 외부 디바이스(예를 들어, 호스트 디바이스 또는 보조 디바이스)에 커플링될 수 있다. 이러한 유형의 배열에서, 디바이스(10)는 커플링된 외부 디바이스로 라우팅되는 사용자 입력을 수집할 수 있으며, 디바이스(10)의 출력 자원으로 사용자에게 제시되는 정보를 외부 디바이스로부터 수신할 수 있다.
도 2는 예시적인 전자 디바이스의 측단면도이다. 도 2의 예에서, 디바이스(10)는 태블릿 컴퓨터 또는 다른 전자 장비를 위한 커버(또는 커버의 일부)이다. 디바이스(10)는 플라스틱, 금속, 유리, 세라믹, 탄소 섬유 복합체, 섬유 유리 및 다른 섬유 복합체, 패브릭 및 재료의 다른 엮인 스트랜드 및/또는 다른 재료로 형성된 하우징 구조체를 가질 수 있다. 예로서, 디바이스(10)는 하부 하우징 층(24) 및 상부 하우징 층(26)으로 형성된 하우징 본체 내에 장착되는 컴포넌트를 가질 수 있다. 하부 하우징 층(24)은 플라스틱, 내장된 마이크로 섬유를 갖는 플라스틱 또는 다른 재료로 형성될 수 있다. 상부 하우징 층(26)은 패브릭으로 형성될 수 있다. 층(26)의 패브릭은 직조 기술, 니팅 기술, 브레이딩 기술, 또는 재료의 스트랜드를 엮기 위한 다른 기술을 사용하여 엮인 재료의 스트랜드를 포함할 수 있다.
층(26)의 패브릭에서 재료의 스트랜드는 폴리머 스트랜드, 금속 스트랜드, 유리 스트랜드, 하나 이상의 추가적인 재료(예를 들어, 금속 층, 유전체 외측 코팅 등)로 코팅된 하나의 재료(예를 들어, 폴리머)의 코어를 포함하는 재료의 스트랜드일 수 있다. 층(26)의 재료의 스트랜드는 단일 필라멘트 또는 다중 필라멘트 스트랜드(때때로 실 또는 스레드로 지칭됨)일 수 있다.
디바이스(10)는 키보드(예를 들어, 연관된 태블릿 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터 또는 다른 컴퓨팅 장비를 위한 컴퓨터 키보드)를 포함할 수 있다. 키보드는 패브릭 층(26)에 의해 커버되는 키(20)의 어레이를 가질 수 있다. 각각의 키(20)는 키 캡(30)과 같은 이동가능한 버튼 부재 및 키 스위치(32)와 같은 연관된 스위치를 가질 수 있다. 키 캡(30)은 키 웹(28)(예를 들어, 각각의 키 캡(30) 또는 다른 버튼 부재를 수용하도록 구성되는 직사각형 개구 및 다른 개구를 갖는 플라스틱 패널)과 같은 지지 구조체의 개구에 장착될 수 있다. 키 웹(36)은 패브릭 층(26)에 구조적 지지를 공급할 수 있고, 따라서 디바이스(10)의 상부 하우징 벽을 위한 내부 프레임을 형성할 수 있다. 키 스위치(32)는 기판(36) 상에 장착될 수 있다. 기판(36)은 키 스위치(32)를 갖는 지지 회로(34)(예를 들어, 하나 이상의 집적 회로)를 상호접속시키기 위한 신호 경로를 형성하기 위한 금속 트레이스를 포함하는 인쇄 회로 기판일 수 있다.
도 3은 디바이스(10)의 일부의 측단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 키 캡(30)은, 사용자의 손가락(손가락(40))이 키 캡(30) 및 스위치(32)로 형성된 키 상의 방향(42)에서 하방으로 누르는 경우 키 스위치(32)가 작동될 수 있도록 키 스위치(32)와 정렬될 수 있다. 스위치(32)는 인쇄 회로(36) 상에 장착된 돔 스위치 또는 다른 스위치일 수 있다. 지지 구조체(46)(예를 들어, 버터플라이 메커니즘 또는 다른 힌지 메커니즘)는 키 캡(30)에 대한 지지를 제공하고, 사용자가 키(20)를 해제하는 경우 키 캡(30)을 방향(44)으로 상방으로 바이어싱하는 복원력을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
패브릭 층(26)은 디바이스(10)의 상부 표면에 부착될 수 있고, 키 웹(28) 및 키(20)의 키 캡(30)의 상부 표면을 커버할 수 있다. 키 웹(28)에 패브릭 층(26)의 부분(26-2)을 부착하기 위해 접착제(48), 키 웹(28)의 사출 성형된 부분 또는 다른 적절한 부착 메커니즘이 사용될 수 있다. 키 캡(30)에 패브릭 층(26)의 부분(26-1)을 부착하기 위해 접착제(48) 및/또는 다른 부착 메커니즘이 또한 사용될 수 있거나 또는 부분(26-1)은 접착제(48)가 없을 수 있다. 각각의 키의 키 캡은 패브릭 층(26)의 둘레 부분(26')에 의해 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 키 캡(30)이 직사각형이면, 둘레 부분(26')은 직사각형 링의 형상을 가질 수 있다. 각각의 키(20)를 둘러싸는 패브릭 층(26)의 둘레 경계 부분(26')은, 사용자에 의한 키보드의 사용 동안 키 캡(30)이 외부 방향(44) 및 내부 방향(42) 둘 모두에서 자유롭게 이동할 수 있도록 충분히 유연한 것이 바람직하다.
패브릭(26)은 (직조된 패브릭을 형성하는) 직조 장비, (니팅된 패브릭을 형성하는) 니팅 장비, (브레이딩된 패브릭을 형성하는) 브레이딩 장비를 사용하여 또는 다른 스트랜드 엮음 장비(예를 들어, 펠트(felt)를 형성하기 위한 장비)를 사용하여 재료의 엮인 스트랜드로 형성될 수 있다. 임의의 적절한 패브릭 구조가 패브릭(26)에 사용될 수 있다. 때때로 본 명세서에서 예로서 설명될 수 있는 하나의 적절한 구성으로, 패브릭(26)은 직조된 패브릭일 수 있다. 직조된 패브릭은 평직, 바스킷(basket) 직조 또는 다른 적절한 유형의 직조를 가질 수 있다.
평직을 사용하여 직조된 층(26)과 같은 예시적인 패브릭 층의 일부가 도 4에 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 패브릭(26)은 워프(warp) 스트랜드(26A) 및 웨프트(weft) 스트랜드(26B)와 같은 재료의 수직 스트랜드의 세트를 가질 수 있다. 도 4의 패브릭(26)과 같은 평직 패브릭은 (예를 들어, 키(20)를 커버하기 위해) 디바이스(10)의 하우징 벽에서 외측 하우징 층으로서 작용하기 위해 만족스러운 내구성을 나타낼 수 있고, 매력적인 외관 및 질감을 가질 수 있다. 필요하다면, 패브릭(26)을 형성할 때 다른 유형의 직조 패턴이 사용될 수 있다. 도 4의 평직 구성은 단지 예시적인 것이다.
복수의 필라멘트로부터 워프 스트랜드(26A 및 26B)와 같은 스트랜드를 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 도 4의 패브릭(26)의 측단면도가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 패브릭(26)은 워프 스트랜드(26A) 및 웨프트 스트랜드(26B)를 포함할 수 있다. 워프 스트랜드(26A) 및 웨프트 스트랜드(26B)는 필라멘트(50)(즉, 다수의 단일 필라멘트)와 같은 다수의 필라멘트를 함유하는 실의 스트랜드로 형성될 수 있다. 코팅 층(52)과 같은 임의적인 코팅 층이 패브릭(26)의 내측 표면 상에 형성될 수 있고 패브릭(26)에 대한 배킹 층으로서 작용할 수 있다. 층(52)은 폴리우레탄 또는 다른 적절한 재료와 같은 폴리머로 형성될 수 있다.
워프 스트랜드(26A) 및 웨프트 스트랜드(26B)를 구성하는 실에 임의의 적절한 수의 필라멘트가 존재할 수 있다. 하나의 예시적인 구성에서, 이러한 실의 필라멘트의 수는 36일 수 있거나, 30 초과일 수 있거나, 50 이하일 수 있거나, 20 내지 60일 수 있거나, 10 내지 100일 수 있거나, 70 미만일 수 있거나, 200 미만일 수 있거나, 50 미만일 수 있거나, 2 초과일 수 있거나, 10 초과일 수 있거나, 20 초과일 수 있거나, 25 내지 75일 수 있거나, 또는 임의의 다른 적절한 수일 수 있다. 많은 수의 필라멘트(50)(예를 들어, 100 초과 또는 200 초과)를 갖는 실은 연질일 수 있지만, 더 적은 필라멘트(50)(예를 들어, 100 미만, 50 미만 등)를 갖는 실만큼 견고하지는 않을 수 있다.
패브릭(26)의 스레드 밀도(즉, 제곱 인치당 실의 수)는 제곱 인치당 약 100 내지 300 실(스레드)일 수 있거나, 제곱 인치당 150 초과 실일 수 있거나, 제곱 인치당 250 미만 실일 수 있거나, 제곱 인치당 125 내지 225 실일 수 있거나, 제곱 인치당 50 초과 실일 수 있거나, 제곱 인치당 170 초과 실일 수 있거나, 제곱 인치당 210 미만 실일 수 있거나, 제곱 인치당 190 실일 수 있거나, 제곱 인치당 150 내지 230 실일 수 있거나, 또는 임의의 다른 스레드 밀도 값을 가질 수 있다. 예로서, 워프 스트랜드(26B)는 인치당 약 5 내지 20 단부의 밀도를 가질 수 있고 (예로서) 웨프트 스트랜드(26A)는 인치당 약 5 내지 25 픽(pick)의 밀도를 가질 수 있다.
패브릭(26)의 실은 (예로서) 36 데니어(denier), 20 내지 50 데니어, 25 내지 45 데니어, 10 내지 100 데니어, 30 내지 200 데니어, 10 데니어 초과, 20 데니어 초과, 30 데니어 초과, 100 데니어 미만, 60 데니어 미만 또는 40 데니어 미만의 선형 질량 밀도를 가질 수 있다. (디바이스 미학에 영향을 미치는) 실 가시성은 300 데니어 또는 200 데니어 미만의 레벨에서 특히 만족스러울 수 있다. 마모 저항은 20 데니어 초과 또는 30 데니어 초과의 선형 질량 밀도를 갖는 실을 사용함으로써 강화될 수 있다.
패브릭(26)을 위한 실(예를 들어, 워프 스트랜드(26A) 및/또는 웨프트 스트랜드(26B)를 위한 실)은 폴리머 또는 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 필라멘트(50)는 폴리에스테르와 같은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재료로 형성될 수 있다(예를 들어, 스트랜드(26A 및 26B)는 텍스처링되지 않은 50D/36F 폴리에스테르 실일 수 있다). 필라멘트(50)를 형성하는데 사용될 수 있는 다른 폴리머의 예는 폴리아미드(나일론, 예를 들어 나일론6, 나일론6,6, 나일론11), 방향족 폴리아미드(즉, Kevlar® 또는 다른 아라미드와 같은 파라-아라미드), 폴리이미드, 폴리올레핀, 아크릴, 폴리에틸렌, 압출된 셀룰로오스 폴리머, 예를 들어, 레이온 및 Tencel® 및 폴리우레탄을 포함한다. 필요하다면, 다른 폴리머 또는 이러한 폴리머의 혼합물이 사용될 수 있다. 필요하다면, 비-폴리머 재료가 또한 필라멘트(50)의 일부 또는 전부에 사용될 수 있다. 폴리에스테르는 내구성을 강화할 수 있는 낮은 수분 흡수량(예를 들어, 나일론보다 적은 수분 흡수)을 나타내는 경향이 있다.
필요하다면, 직조 이후 패브릭(26)을 연화시키기 위해 텀블링(tumbling) 장비 또는 다른 패브릭 프로세싱 장비가 사용될 수 있다. 배킹 층 재료 또는 다른 코팅을 퇴적시키기 위해 폴리머 코팅 장비 또는 다른 퇴적 장비가 사용될 수 있다. 패브릭(26) 상에 열가소성 구조체를 성형하기 위해 성형 장비가 사용될 수 있다. 레이저 프로세싱 툴 및/또는 다른 툴은 영역(26')의 패브릭(26)의 부분 또는 패브릭(26)의 다른 부분을 선택적으로 제거하여 패브릭(26)의 강성을 조정할 수 있다.
패브릭(26)과 같은 재료의 층을 사용하는 디바이스(10)를 위한 전자 디바이스 및 전자 구조를 형성하는데 관여하는 예시적인 장비 및 동작은 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 워프 실(26A) 및 웨프트 실(26B)과 같은 실은 직조 장비(54)를 사용하여 패브릭(26)을 형성하도록 직조될 수 있다.
직조에 후속하여, 패브릭(26)은 장비(56)를 사용하여 내구성 있는 방수 코팅으로 처리될 수 있다. 예를 들어, 패브릭(26)은 코팅 장비(56)의 용기(58) 내의 화학 처리조(60)에 침지될 수 있다. 화학조(60)는 (예로서) 플루오로카본 화합물 또는 다른 오르가노플루오린 화합물과 같은 화학물질을 포함할 수 있다. 조(60)에서의 처리는 방수성을 증가시킬 수 있고, 내구성을 증가시킬 수 있고, 내오염성을 증가시킬 수 있다.
건조기(62)는 조(60)에서의 화학 처리에 후속하여 패브릭(26)을 건조시킬 수 있다.
폴리머 코팅 툴(64)은 패브릭 층(26)의 실 부분(26Y) 상의 폴리머 배킹 층(52)에 의해 도시된 바와 같이, 패브릭(26)에 폴리머 배킹을 적용하기 위한 나이프 코팅 장비 또는 다른 코팅 장비를 포함할 수 있다. 배킹 층(52)은 2.5 g/m2, 0.5 g/m2 초과, 20 g/m2 미만의 밀도, 또는 다른 적절한 밀도를 가질 수 있다. 층(52)의 폴리머는 폴리우레탄 또는 다른 적절한 폴리머일 수 있다. 필요하다면, 다른 유형의 코팅 층이 패브릭(26)에 추가될 수 있다. 폴리우레탄과 같은 폴리머의 사용은 단지 예시적인 것이다.
폴리머 코팅 층(52)의 적용은 패브릭(26)의 강성을 증가시킬 수 있다. 필요하다면, 패브릭(26)의 강성을 감소시키기 위해 패브릭(26)은 프로세싱될 수 있다. 예를 들어, 패브릭(26)은 텀블러(66)를 사용하여 연화될 수 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 텀블러(66)에서의 연화에 후속하여, 사출 성형 툴(68)을 사용하여 키 웹(28)과 같은 플라스틱 구조체가 패브릭(26) 상에 성형될 수 있다. 사출 성형 동안, 용융 플라스틱은 웹(28)의 유동성 플라스틱 부분(28')에 의해 도시된 바와 같이 워프 스트랜드(26A)와 웨프트 스트랜드(26B) 사이의 개구 내로 유동할 수 있고/있거나 용융 플라스틱은 층(52)과 같은 배킹 층 재료에 결합되어 웹(28)을 패브릭(26)에 고정시킬 수 있다. 성형 툴(68)에 사용되는 성형 다이는, (예를 들어, 성형된 플라스틱에 의해 코팅되지 않은 패브릭(26) 내의 영역(70)과 같은 영역을 형성하도록) 성형된 플라스틱이 선택된 영역에서 패브릭(26)에 도달하는 것을 방지하는 부분을 가질 수 있다. (본 예에서) 영역(70)에 형성된 플라스틱이 없는 개구는 키(20)를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 필요하다면, 지지 구조체, 브래킷, 프레임, 스크류 보스, 커넥터 마운트, 센서 하우징 등과 같은 사출 성형 툴(68)을 사용하여 다른 유형의 성형된 플라스틱 특징부가 형성될 수 있다.
패브릭(26)의 내측 표면 상에서 키 웹(28)의 형성에 후속하여, 엠보싱 툴(72)이 패브릭(26)에 상승 및/또는 하강된 특징부를 생성할 수 있다. 툴(72)은 열 및 압력을 사용하여 패브릭(26) 내에 특징부를 엠보싱하기 위해 사용될 수 있는 가열된 다이 또는 다른 구조체를 포함할 수 있다. 도 6b의 상승된 부분(74)은 키(20) 중 하나와 연관될 수 있다(예를 들어, 패브릭(26)의 엠보싱된 부분은 각각의 키(20)와 중첩할 수 있다). 필요하다면, 엠보싱 장비를 사용하여 패브릭(26)에 다른 돌출된 및/또는 리세스된 특징부가 형성될 수 있다. 도 6b의 예시적인 구성은 단지 예시적인 것이다. 엠보싱 및 필요하다면 추가적인 프로세싱 동작(예를 들어, 인쇄 장비를 사용하는 인쇄 동작, 재봉 장비를 수반하는 자수 동작, 레이저 광의 적용을 수반하는 동작, 가열 동작 또는 에너지의 다른 적용, 가공 장비 동작 등과 같은 동작들)에 후속하여, 패브릭(26)은 다른 디바이스 구조체와 통합되어 디바이스(10)의 조립체를 완성할 수 있다.
필요하다면, 성형된 플라스틱(예를 들어, 도 6b의 장비(68)와 같은 장비를 사용하여 성형된 플라스틱)이 디바이스(10) 내의 구조체에 패브릭 층(26)을 부착하거나 디바이스(10)를 위한 다른 기계적 특징부를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 도 7의 디바이스(10)의 에지의 예시적인 측단면도에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 플라스틱(80)은 패브릭(26)(디바이스(10)의 상부 하우징 층으로서 작용함)과 하부 하우징 층(24) 사이에서 디바이스(10)의 에지와 함께 성형되어, 층(26 및 24)을 함께 연결하는 둘레의 밀봉 및 구조적 요소를 형성할 수 있다. 플라스틱 부분(80)은 (도 7의 예시적인 플라스틱 부분(80')에 의해 도시된 바와 같이) 패브릭 층(26) 내의 개구 내로 유동할 수 있고/있거나 (예로서) 배킹 층(52)에 결합될 수 있다.
직조(또는 다른 실 엮음 동작) 동안 및/또는 패브릭(26)을 형성한 후에 패브릭(26)의 물리적 특성을 국부적으로 개질하여 원하는 개질된 패브릭 특성을 갖는 패터닝된 영역을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 예로서, 패브릭(26) 상의 하나 이상의 위치에서 패브릭(26)을 개질하여 패브릭 강성을 증가 또는 감소시키는 것, 패브릭 신축성을 변경하는 것, 패브릭 내수성 또는 내오염성을 변경하는 것, 패브릭(26)의 광 투과성을 변경하는 것, 패브릭 색상을 변경하는 것 등이 바람직할 수 있다.
도 8의 예시적인 예에서, 패브릭(26)의 부분(82)은 부분(84)에 대해 개질되었다. 특히, 직조 동안, 도 8의 패브릭(26)은, 부분(84)과 같이 더 단단한 직조(단위 면적당 더 많은 실)를 갖는 부분을 가지며, 부분(82)과 같이 더 느슨한 직조 부분(단위 면적 당 더 적은 실)을 갖도록 직조되었다. 더 느슨한 직조는 더 단단한 직조보다 더 많은 수분, 공기, 소리 및 광이 패브릭(26)을 통과할 수 있게 한다. 예를 들어, 부분(82)은 오디오 포트, 센서 윈도우, 발광 다이오드 윈도우 또는 다른 광학 윈도우 등으로서 사용될 수 있다. 패브릭(26)의 구성에 대한 상이한 패브릭 밀도 및 다른 국부화된 변경은 직조, 니팅 또는 브레이딩 장비에 의해 생성되는데, 즉, 패브릭(26)을 형성하는 것은 또한 (예를 들어, 상이한 색상, 상이한 광 투과율, 상이한 질감, 상이한 강성 등을 갖는 패브릭(26)의 부분을 제공하기 위해) 패브릭(26)의 외부 외관을 변경할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 코팅(86)과 같은 코팅이 패브릭(26)의 부분 상에 퇴적될 수 있다. 코팅(86)은 예를 들어 패브릭(26)의 표면 상의 특정 영역에 퇴적된 유색 또는 금속 페인트(잉크), 플라스틱, 금속 또는 다른 재료의 층일 수 있다. 코팅(86)은 스크린 인쇄, 패드 인쇄, 잉크젯 인쇄, 적하(dripping), 분무, 증발 또는 다른 물리적 기상 증착 기술, 라미네이션, 블랭킷 필름 증착 및 후속하는 포토리소그래픽 패터닝 또는 다른 유형의 패터닝, 쉐도우 마스크 증착 등에 의해 퇴적될 수 있다.
도 10의 구성에서, 패브릭 층(26)은 자수되었다. 특히, 스레드(88)와 같은 재료의 하나 이상의 스트랜드는 패브릭(26)의 선택된 영역을 패터닝하기 위해 패브릭(26)에 재봉되었다. 도 10의 패터닝된 영역(90)과 같은 자수된 영역은 영역(92)과 같은 비-자수된 영역과 상이한 질감, 외관, 전도도, 광 투과 특성, 강성 및/또는 다른 특성을 가질 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 직조 기술, 자수 기술, 인쇄 기술 및 다른 코팅 기술, 및/또는 패브릭(26)을 국부적으로 개질하기 위한 다른 기술이 패브릭(26)에 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 로고(94)와 같은 로고는 패브릭(26) 내로 직조될 수 있고, 패브릭(26) 상에 코팅으로서 적용될 수 있고, 자수에 의해 생성될 수 있고/있거나 원하는 패터닝된 영역을 생성하기 위해 패브릭(26)의 부분을 선택적으로 개질하기 위한 다른 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 이것과 같은 국부적 개질 기술은 또한 키(20) 또는 다른 텍스트, 그래픽 요소, 트림 패턴(예를 들어, 키(20)와 정렬된 키 트림 패턴) 등 상에 영숫자 라벨(96)을 위한 패터닝된 영역을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
도 12의 예에서, 키(20)에는 직사각형 링-형상 트림 영역(100)에 의해 둘러싸인 부분(98)(예를 들어, 영숫자 키 라벨 또는 다른 라벨 또는 아이콘)과 같은 국부적으로 개질된 부분이 제공되었다. 트림(100)을 형성하는 패브릭(26)의 패터닝된 부분은 패브릭(26)의 다른 부분과 상이한 외관(색상, 질감 등)을 가질 수 있다. 예를 들어, 트림(100)은 패브릭(26)의 다른 부분보다 큰 광 투과율을 특징으로 하여, 디바이스(10) 내의 백라이트 유닛으로부터의 백라이트 조명을 키(20)에 제공함으로써 키(20)에 직사각형 백리트 외관을 제공할 수 있게 한다. 라벨(98)과 같은 라벨, 로고(94)와 같은 로고 및/또는 패브릭(26) 내의 강화된 광 투과율의 다른 패터닝된 영역은 또한 필요하다면 디바이스(10)로부터의 백라이트 조명으로 조명될 수 있다. 구조체에는, 패브릭(26)에 투명 실 부분을 선택적으로 통합하는 것, 패브릭(26)의 특정 부분으로부터 배킹 층(52)과 같은 불투명 층을 선택적으로 제거하는 것, 패브릭(26)의 선택된 층에서 실의 밀도를 감소시키는 것 등에 의해 패브릭(26)의 다른 부분에 비해 강화된 투명도가 제공될 수 있다.
도 13은 부분(104)과 같이 강화된 투명도의 부분을 갖는 패브릭(26)의 예시적인 층의 측단면도이다. 부분(104)은 부분(102)과 같은 패브릭(26)의 주위 부분보다 더 느슨한 직조로 부분(104)을 직조함으로써 또는 부분(102)에 비해 부분(104)의 광 투과 특성을 달리 강화시킴으로써 형성될 수 있다. 부분(104)은, 부분(104)이 키(예를 들어, 도 12의 부분(100) 참조)를 위한 트림으로서 작용하도록 하고, 부분(104)이 영숫자 키 라벨로서 작용하도록 하고, 부분(104)이 도 11의 로고(94)와 같은 로고를 형성하도록 하는 등의 패턴을 가질 수 있다. 디바이스(10)의 발광 다이오드 또는 다른 광원(106)이 광(108)을 방출할 수 있다. 광(108)은 사용자에 의한 뷰잉을 위해 층(104)을 통과할 수 있다.
도 14는 패브릭의 예시적인 튜브 형상의 층의 측단면도이다. 튜브 형상의 패브릭 층(26T)은 직조, 니팅, 브레이딩 또는 다른 스트랜드 엮음 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 패브릭 튜브(26T)의 형성에 후속하여, 인쇄 회로(114) 상의 전기 컴포넌트(112)와 같은 회로부(110)가 층(26T)의 내부에 장착될 수 있다. 그 다음, 층(26T)은 (예를 들어, 엠보싱 툴에서) 열 및/또는 압력을 사용하여 형상화될 수 있고, 예시적인 사출 성형 플라스틱 에지 구조체(116)와 같은 성형된 플라스틱 구조체를 수용할 수 있고/있거나 접착제를 사용하여 회로부(110)에 부착되어 전자 디바이스(10)(예를 들어, 키보드 등)를 형성할 수 있다. 이러한 유형의 접근법은 일체형 패브릭이 전자 디바이스에서 대향하는 전방 및 후방 벽으로서 작용할 수 있게 한다. 사출 성형된 에지 캡 또는 다른 구조체는 도 7의 성형된 플라스틱 에지 구조체(80)와 관련하여 기술된 바와 같이, 패브릭 튜브(26T)의 대향 단부를 밀봉하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 회로부, 회로부를 인클로징하는 하우징, 하우징의 적어도 일부를 형성하는 패브릭 층, 및 패브릭 층의 내측 표면 상의 폴리머 배킹 층을 포함하는 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 패브릭 층은 직조된 실을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 실은 30 내지 200 데니어의 선형 질량 밀도를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 패브릭 층은 제곱 인치당 100 내지 300 실의 스레드 밀도를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 직조된 실은 10 내지 100개의 필라멘트를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 직조된 실은 텍스처링되지 않은 실을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 필라멘트는 폴리머 필라멘트를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 폴리머 필라멘트는 폴리에스테르를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 회로부는 키보드 키를 포함하고, 패브릭은 키보드 키와 중첩한다.
다른 실시예에 따르면, 폴리머 배킹 층은 폴리우레탄을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 직조 툴을 사용하여 패브릭을 형성하기 위해 실을 직조하는 단계, 패브릭에 부착된 플라스틱 구조를 형성하기 위해 플라스틱을 사출 성형하는 단계, 및 엠보싱 툴로 패브릭을 엠보싱하는 단계를 포함하는, 패브릭 전자 디바이스 하우징 층을 형성하기 위한 방법이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 플라스틱을 사출 성형하는 단계는 패브릭의 제2 부분 위에 플라스틱을 사출 성형하지 않고 패브릭의 제1 부분 위에 플라스틱을 사출 성형하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 패브릭을 엠보싱하는 단계는 패브릭의 제2 부분에 상승된 부분을 형성하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 방법은 패브릭을 화학조에서 침지하는 단계, 및 패브릭을 화학조에서 침지하는 단계 이후 패브릭을 건조시키는 단계를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 방법은 패브릭을 연화시키기 위해 건조된 패브릭을 텀블링하는 단계 및 플라스틱을 사출 성형하기 전에 패브릭에 폴리머 배킹 층을 적용하는 단계를 포함한다.
실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판, 인쇄 회로 기판 상의 전기 컴포넌트 및 전기 컴포넌트를 커버하는 폴리머 실을 갖는 직조된 패브릭을 포함하는 전자 디바이스가 제공되며, 직조된 패브릭은 전기 컴포넌트와 정렬된 패터닝된 영역을 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 전자 키보드 키를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 패터닝된 영역은 국부적으로 증가된 광 투과율을 갖는 직조된 패브릭의 영역을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 패터닝된 영역은 영숫자 라벨 및 키 트림 패턴으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 패턴을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 패터닝된 영역은 국부적으로 감소된 스레드 밀도를 갖는 직조된 패브릭의 부분을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 직조된 패브릭은 직조된 패브릭 튜브를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 직조된 패브릭 상에 성형되는 성형된 플라스틱 특징부를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 패터닝된 영역은 자수된 영역을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전기 컴포넌트는 키보드 키를 포함하며, 여기서 직조된 패브릭은 키보드 키와 정렬된 엠보싱된 영역을 갖고, 패터닝된 영역은 엠보싱된 영역과 중첩한다.
전술한 내용은 단지 예시적인 것에 불과하며, 기술된 실시예들의 권리 범위 및 기술 사상을 벗어남 없이, 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (24)

  1. 키보드로서,
    인쇄 회로;
    상기 인쇄 회로에 장착되는 키들의 어레이 - 상기 키들 각각은 키 캡을 포함함 - ;
    상기 키들의 어레이를 커버하는 패브릭 층 - 상기 패브릭 층은 광 투과 부분들을 포함하고 각각의 광 투과 부분은 상기 키들 중 각각 하나와 중첩됨 -;
    상기 패브릭 층에 부착되는 키 웹 - 상기 키 웹은 개구들을 포함하고, 각각의 개구는 상기 키 캡들 중 연관된 하나를 수용함 -
    을 포함하는, 키보드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 패브릭 층은 직조된 실을 포함하는, 키보드.
  3. 제2항에 있어서, 상기 실은 30 내지 200 데니어(denier)의 선형 질량 밀도를 갖는, 키보드.
  4. 제3항에 있어서, 상기 패브릭 층은 제곱 인치당 100 내지 300 실의 스레드 밀도를 갖는, 키보드.
  5. 제4항에 있어서, 상기 직조된 실은 10 내지 100개의 필라멘트를 포함하는, 키보드.
  6. 제5항에 있어서, 상기 직조된 실은 텍스처링되지 않은 실을 포함하는, 키보드.
  7. 제5항에 있어서, 상기 필라멘트는 폴리머 필라멘트를 포함하는, 키보드.
  8. 제7항에 있어서, 상기 폴리머 필라멘트는 폴리에스테르를 포함하는, 키보드.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 패브릭 층 상의 폴리머 배킹 층를 더 포함하고, 상기 폴리머 배킹 층은 상기 키 웹과 상기 패브릭 층 사이에 있는, 키보드.
  10. 제9항에 있어서, 상기 폴리머 배킹 층은 폴리우레탄을 포함하는, 키보드.
  11. 키들의 어레이를 갖는 키보드를 위한 패브릭을 형성하기 위한 방법으로서,
    직조 툴을 사용하여 패브릭을 형성하기 위해 실을 직조하는 단계;
    상기 패브릭에 부착되는 플라스틱 구조체를 형성하기 위해 플라스틱을 사출 성형하는 단계; 및
    엠보싱된 영역들을 생성하기 위해 상기 패브릭을 엠보싱 툴로 엠보싱하는 단계 - 각각의 상기 엠보싱된 영역들은 상기 키들 중 각각의 하나와 중첩함 -
    를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 플라스틱을 사출 성형하는 단계는 상기 패브릭의 제2 부분 위에 플라스틱을 사출 성형하지 않고 상기 패브릭의 제1 부분 위에 플라스틱을 사출 성형하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 패브릭을 엠보싱하는 단계는 상기 패브릭의 제2 부분에 상승된 부분을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 패브릭을 화학조에서 침지하는 단계; 및
    상기 패브릭을 상기 화학조에서 침지하는 단계 이후, 상기 패브릭을 건조시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 패브릭을 연화시키기 위해 상기 건조된 패브릭을 텀블링하는 단계; 및
    상기 플라스틱을 사출 성형하기 전에 상기 패브릭에 폴리머 배킹 층을 적용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 전자 디바이스로서,
    인쇄 회로 기판;
    상기 인쇄 회로 기판 상의 전기 컴포넌트; 및
    상기 전기 컴포넌트를 커버하는 폴리머 실을 갖는 직조된 패브릭을 포함하며, 상기 직조된 패브릭은 상기 전기 컴포넌트와 정렬된 패터닝된 영역을 갖는, 전자 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 전기 컴포넌트는 키보드 키를 포함하는, 전자 디바이스.
  18. 제17항에 있어서, 상기 패터닝된 영역은 국부적으로 증가된 광 투과율을 갖는 상기 직조된 패브릭의 영역을 포함하는, 전자 디바이스.
  19. 제18항에 있어서, 상기 패터닝된 영역은 영숫자 라벨 및 키 트림 패턴으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 패턴을 포함하는, 전자 디바이스.
  20. 제19항에 있어서, 상기 패터닝된 영역은 국부적으로 감소된 스레드 밀도를 갖는 상기 직조된 패브릭의 부분을 포함하는, 전자 디바이스.
  21. 제16항에 있어서, 상기 직조된 패브릭은 직조된 패브릭 튜브를 포함하는, 전자 디바이스.
  22. 제16항에 있어서, 상기 직조된 패브릭 상에 성형되는 성형된 플라스틱 특징부를 더 포함하는, 전자 디바이스.
  23. 제16항에 있어서, 상기 패터닝된 영역은 자수된 영역을 포함하는, 전자 디바이스.
  24. 제16항에 있어서, 상기 전기 컴포넌트는 키보드 키를 포함하며, 상기 직조된 패브릭은 상기 키보드 키와 정렬된 엠보싱된 영역을 갖고, 상기 패터닝된 영역은 상기 엠보싱된 영역과 중첩하는, 전자 디바이스.
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