KR102588291B1 - 감지 기능이 내장된 다층 구조체 및 관련된 제조 방법 - Google Patents

감지 기능이 내장된 다층 구조체 및 관련된 제조 방법 Download PDF

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토미 시물라
미코 헤이키넌
미나 피르코넨
투카 준카라이
자르모 사스키
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Abstract

감지 적용에서 사용되는 데 적합한 통합된 다층 구조체가 제시된다. 다층 구조체는 적어도 하나의 플라스틱층(104), 플라스틱층의 양측에 제공된 적어도 하나의 필름(102, 102B) 층을 포함하고, 플라스틱층의 제1 측면 상의 상기 필름층(102)은 선택된 타깃 수량, 및 대표적인 전기 신호로의 변환의 감지를 위한 리액턴스 감지 전자기기를 포함하는 전자기기(103, 110, 112, 114, 116, 305, 404, 405, 505, 06, 508, 510, 606, 606B, 608, 706, 708, 1010, 1012)를 포함한다. 상기 감지 전자기기는 전극 및 전극을 제어 회로망에 연결시키기 위한 연결 소자를 포함하고, 플라스틱층의 제2 측면 상의 상기 필름층(102B)은 하나의 전도성 특징부를 포함하는 특징부(105, 118, 120, 124, 126, 128, 306, 408, 512, 606C, 608C, 710, 810, 1002)를 포함하고, 상기 특징부는 플라스틱층의 제1 측면 상의 감지 전자기기의 감지 응답을 조정하도록 구성된다.

Description

감지 기능이 내장된 다층 구조체 및 관련된 제조 방법
일반적으로 본 발명은 전자기기, 연관된 디바이스, 구조체 및 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 그러나 배타적이지 않게, 본 발명은 감지 또는 다른 목적을 위한 복수의 특징부를 포함하는 다층 구조체의 제조에 관한 것이다.
전자기기 및 전자 제품의 맥락에서 다양한 상이한 적층된 조립체 및 구조체가 존재한다.
전자기기 및 관련 제품의 통합 뒤에 숨겨진 동기는 관련 사용 맥락만큼이나 다양할 수도 있다. 규모 절감, 중량 절감, 비용 절감, 또는 컴포넌트와 연관된, 잠재적인 시너지 기능의 단순한 효율적인 통합은 결과적으로 발생된 솔루션이 궁극적으로 다층 특성을 보일 때 원래 추구될 수도 있다. 결국, 연관된 사용 시나리오는 제품 패키지 또는 식품 케이스, 디바이스 하우징의 시각적 설계, 웨어러블 전자기기, 개인 전자 디바이스, 디스플레이, 검출기 또는 센서, 차량 내부 및 차량 전자기기, 안테나, 라벨 등과 관련될 수도 있다.
전자기기, 예컨대, 전자 부품, IC(집적 회로), 및 전도체는 일반적으로 복수의 상이한 기법에 의해 기판 소자 상에 제공될 수도 있다. 예를 들어, 이미 주어진 전자기기, 예컨대, 다양한 표면 장착 디바이스(surface mount device: SMD)는 다층 구조체의 내부 또는 외부 인터페이스 층을 결국 형성하는 기판 표면 상에 장착될 수도 있다. 부가적으로, 용어 "인쇄된 전자기기"하에 속하는 기술은 연관된 기판에 직접적으로 그리고 부가적으로 전자기기를 실제로 생성하기 위해 적용될 수도 있다. 용어 "인쇄된"은 실질적으로 부가적인 인쇄 공정을 통해, 스크린 인쇄, 플렉소그라피, 리소그래피 및 잉크젯 인쇄를 포함하지만 이들로 제한되지 않는, 인쇄된 물질로부터 전자기기/전기 소자를 생성할 수 있는 다양한 인쇄 기법을 이 맥락에서 나타낸다. 사용된 기판은 가요성이 있을 수도 있고 인쇄된 물질이 유기적일 수도 있지만, 항상 그렇지는 않다.
사출 성형된 구조적 전자기기(injection molded structural electronics: IMSE)의 개념은 전자 기능 그리고 가능하게는 다른 기능을 캡슐화하는, 다층 구조체의 형태로 기능적 디바이스 및 이를 위한 부품을 구축하는 것을 실제로 수반한다.
IMSE 공정에서, 원하는 기능의 상이한 특징부가 기판 필름에 먼저 적용될 수도 있다. 이어서 필름은 고온 용융 상태의 물질이 수개의 경우 중 특정 경우에서 필름 상에 또는 필름 사이에 주입되어, 따라서 결과적으로 발생된 다층 구조체의 일체화된 부분이 되는, 사출 성형 공동부에 삽입될 수도 있다.
IMSE의 하나의 흥미로운 특성은 또한 전자기기가 전체 타깃 제품, 부품 또는 일반적으로 설계의 3D 모델에 따라 3D(비평면) 형태로 항상은 아니지만 종종 제조된다는 것이다. 기판 상에 그리고 연관된 최종 제품에서 전자 또는 다른 소자의 원하는 레이아웃을 달성하기 위해, 전자기기가 전자기기 조립의 2차원(2D) 방법을 사용하여, 초기에 평면인 기판, 예컨대, 필름 상에 여전히 제공될 수도 있고, 그 결과 전자기기를 이미 수용하는 기판이 원하는 3차원, 즉, 3D 형상으로 선택적으로 후속하여 형성될 수도 있고 하부 소자, 예컨대, 전자기기를 덮고 내장하는 예를 들어, 적합한 플라스틱 물질에 의한 오버몰딩을 겪을 수도 있고, 따라서 환경으로부터 소자를 보호하고 잠재적으로 또한 숨긴다.
일부 사용 시나리오에서, 공간 제약은 IMSE 구조체를 포함하는 다층 구조체에 통합될 수 있는 기능의 특성 및 양을 제한한다.
예를 들어, 공통 구조체에 통합될 다양한 기능적 특징부가 우선적으로 연관된 물리적 소자 또는 소자들을 수용하고 두번째로, 예를 들어, 상호 유도되거나 또는 외부적으로 결합된 잡음을 감소시키고 따라서 신호-대-잡음비를 개선시키기 위해 다른 특징부 사이의 필수적인 거리를 동시에 유지하기 위해 상당한 간격, 예컨대 설치 표면을 필요로 할 수도 있어서, 부정확하고, 신뢰할 수 없거나 또는 그렇지 않으면 과소평가된 작동, 예컨대, 잘못된 측정 또는 소위 위정(사용자 입력의 거짓 검출)이 감지 솔루션을 포함하는 상이한 적용에서 방지될 수 있다.
예를 들어, 환경에 전자기 장애를 유발하는 잡음 특징부가 있을 수도 있는 반면에 적절한 작동이 장애에 특히 민감한 특징부가 있을 수 있으므로, 특히 이 2개의 특징부 유형의 통합은 어려운 것으로 판명될 수도 있다. 민감한 특징부의 크기가 증가하여 소음이 심한 환경을 보상하는 것은 분명히 훨씬 더 큰 공간 소모 관련 문제를 야기한다. 간혹, 통합된 특징부, 예컨대, 전자 특징부의 일부가 관련된 일체화된 구조체의 사용 환경과 같은 외부 환경에 더 가깝게 유지되어야 하는 반면, 다층 구조체를 수용하거나 다층 구조체에 연결되는 예를 들어, 호스트 디바이스 또는 호스트 구조체에 더 가깝게 일부 다른 특징부를 배치하는 것이 유익할 것이고, 그 결과 불가능한 것은 아니지만, 이러한 목적을 성공적으로 결합하는 것은 특히 종래의, 평면이고 뻣뻣한 전자 설계 및 특징부를 포함하기 위해 이용 가능한 복잡한 형상만 있는 제한된 공간의 맥락에서 힘들 수도 있다.
때로는 저-잡음 전자기기(예를 들어, 스위치 방식 대신 선형 LED 드라이버)의 사용과 같은 특정 설계 선택에 의해, 에너지 효율성, 발열, 배터리 수명, 감소된 기능(예를 들어, LED 조광 없음)과 같은 다른 요인의 비용으로 인한 장애의 크기가 감소될 수도 있다. 일부 시나리오에서, 기능 앙상블을 공동으로 확립하도록 의도된 다수의 특징부의 작동은 이들 사이의 너무 짧은 거리와 같이 최적이 아닌 거리 때문에 더 어려움을 겪을 수도 있다. 일부 시나리오에서, 수개의 전기적으로 기능적 전도성 특징부가 중첩되고, 이는 예를 들어, 중간층으로서 유전체층의 사용을 필요로 한다. 따라서, 처리 단계의 수가 상당히 증가할 수도 있지만, 크로스토크와 같은 상이한 원치 않는 문제가 여전히 발생할 수도 있으며 또한 구조체의 물리적 레이아웃 설계도 결국 다수의 성가신 제한을 받게 되어, 또한 결과적으로 발생된 제품의 전체적인 사용성에 잠재적으로 부정적인 영향을 준다. 그러나, 특징부가 빽빽하게 패킹될 때, 또한 특징부의 우발적인 활성화 및 열 관리로 인해 발생하는 문제가 쉽게 실제 문제가 된다.
일부 사용 시나리오에서, 물질 편향이 예를 들어, 자가-용량성 또는 힘 감지 솔루션의 감도를 향상시키기 위해 필요할 수도 있으며, 이를 위해 공기 공동부가 구조체에 포함될 수 있다. 그러나, 공기 공동부의 사용은 물질 호환성 문제 및 통합된 구조층을 서로 분해하는 경향과 같은 다양한 문제를 야기할 수도 있다.
또한, 금속성 또는 다른 전도성이 높은 물질과 같은 특정한 물질은 하부 기능적 특징부의 정확한 기능을 실질적으로 방해할 수도 있기 때문에 오버레이로 활용될 수 없다. 이에 대응하여, 하부 특징부는 무수한 최종 제품에서 외부 또는 다른 방식으로 가시적, 잠재적으로 촉각, 표면을 잘 확립할 수도 있는 구조체의 심미적 및 시각적 특성에 대한 한계를 설정하였다.
여전히, 예를 들어, 상이한 감지 솔루션에서, 전기, 자기 또는 일반적으로 전자기 필드가 생성될 수도 있고 선택된 타깃 양 및 품질을 검출하기 위해 측정될 수도 있다. 그러나, 이러한 필드의 강도, 치수, 형상 및 정렬의 제어성은 여전히 불량할 수도 있으며, 이는 또한 공간 감지 분해능 및 달성된 유효 신호-대-잡음비에 부정적으로 영향을 준다. 외부 전기적 장애 또는 상이한 물리적 또는 화학적 현상으로부터의 차폐는 더 어려워질 수도 있다. 또한, 많은 시나리오에서 효과적인 전력 분배는 예를 들어, 부가적으로 제조된 전도체 물질의 제한된 전도율로 인해 문제를 일으켰다.
더 나아가, 일부 경우에서, 수개의 전도성 및 예를 들어, 갈바닉 방식으로 연결된 층 또는 일반적으로 특징부를 공통 구조체에 포함시키는 것은 관련된 특징부 자체의 정확한 포지셔닝 및 정렬과 같이 까다로운 것으로 밝혀졌거나 또는 필요한 연결 소자가 까다롭고 다수의 층 사이에서 전기 연결과 같은, 얻어진 연결 품질은 다소 최적이 아닐 수도 있다.
본 발명의 목적은 일체화된 다층 구조체 및 기능적 소자 또는 특징부, 예컨대, 내장된 전자기기의 맥락에서 기존의 솔루션과 연관된 위의 결점 중 하나 이상의 결점을 적어도 완화시키는 것이다.
이 목적은 본 발명에 따른 다층 구조체 및 관련된 제조 방법의 다양한 실시형태에 의해 달성된다.
본 발명의 하나의 실시형태에서, 감지 적용, 선택적으로 터치, 근접 또는 특히 제스처, 힘, 압력, 변형률, 물질, 예컨대, 유체 표면 레벨 또는 흐름 감지에 사용되는 데 적합한, 통합된 다층 구조체는,
적어도 하나의 플라스틱층으로서, 예를 들어, 성형된 또는 주조된 층을 포함하고, 전기적으로 실질적으로 절연성 물질을 선택적으로 포함하고, 제1 측면 및 반대편의 제2 측면을 갖는, 적어도 하나의 플라스틱층;
적어도 하나의 플라스틱층의 제1 측면과 제2 측면 둘 다 상에 제공된 적어도 하나의, 선택적으로 플라스틱, 필름층, 예를 들어, 각각의 측면 상의 1개 또는 2개의 필름층을 포함하고;
적어도 하나의 플라스틱층의 제1 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층은 구조체에 대한 외부 물체의 터치 또는 근접, 및 대표적인 전기 신호로의 변환을 선택적으로 나타내는, 하나 이상의 선택된 타깃 수량 또는 특히, 품질의 감지, 선택적으로 용량, 예컨대, 예상되는 커패시턴스 및/또는 유도 감지를 위한 리액턴스 감지 전자기기를 유리하게 포함하는 전자기기를 포함하며, 리액턴스 감지를 위한 상기 감지 전자기기는 적어도 전극 및 전극을 바람직하게는 적어도 하나의 전극을 구동시키는 연관된 제어 회로망에 연결시키기 위한 바람직하게는 갈바닉 연결 소자를 포함하고, 상기 구조체는 제어 회로망의 적어도 일부를 호스팅하고; 그리고
적어도 하나의 플라스틱층의 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층은 적어도 하나의 (전기적으로) 전도성 특징부를 포함하는 하나 이상의 특징부를 포함하고, 상기 하나 이상의 특징부는 적어도 하나의 플라스틱층의 제1 측면 상의 감지 전자기기의, 감지 응답, 선택적으로 감도 및/또는 방향성을 조정하도록 구성된다.
다양한 실시형태에서, 적어도 하나의 플라스틱층의 제1 측면 상의 적어도 하나의 필름층은 전기적으로 절연성 물질로 이루어지거나 또는 전기적으로 절연성 물질을 적어도 포함한다. 필름층은 예를 들어, 플라스틱, 예컨대, 열가소성 필름 및/또는 다양한 다른 필름 또는 아래에서 논의된 바와 같은 물질을 포함할 수도 있다. 그러나, 필름층은 전기적으로 전도성 물질을 포함할 수도 있다. 또한, 필름층은 예를 들어, 하나 이상의 코팅, 상부에 선택적으로 부가적으로 생성된, 인쇄된 또는 다른 방식으로 배열된 특징부, 전사된(예를 들어, 테이프-기반) 특징부, 적층된 추가의 필름, 장착된 특징부 등의 형태로, 표면 중 하나 또는 둘 다에 절연성 및/또는 전도성 물질을 호스팅할 수도 있다.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 감지 전자기기는 적어도 하나의 플라스틱층의 선택적으로 제1 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층 상에 제조된, 선택적으로 인쇄된, 증착된, 코팅된 및/또는 장착된 하나 이상의 소자, 예컨대, 전자 부품을 포함한다.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 감지 전자기기의 적어도 하나의 전극은 전극 패턴을 획정하고 소자는 적어도 하나의 플라스틱층의 제1 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층의 하나의 측면 또는 마주보는 2개의 측면 상의 하나 이상의 층에 제공된다.
다양한 관련된 실시형태에서, 패턴은 복수의 전송기 전극과 수신기 전극의 상호 커패시턴스 감지 패턴 또는 복수의 감지 전극의 자가-커패시턴스 감지 패턴 및 선택적으로 기준(패턴)을 포함한다.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 적어도 하나의 필름층은 적어도 하나의 플라스틱층의 제1 측면 상의 제1 필름 및 적어도 하나의 플라스틱층의 제2 측면 상의 제2 필름을 포함한다.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 구조체는 필름을 포함하되, 필름의 제1 섹션은 적어도 하나의 플라스틱층의 제1 측면 상에 상기 적어도 하나의 필름층의 적어도 부분을 획정하고 필름의 제2 섹션은 적어도 하나의 플라스틱층의 제2 측면 상에 상기 적어도 하나의 필름층의 적어도 부분을 획정하고, 제1 섹션과 제2 섹션은 이들 사이에서 연장되는 제3 섹션에 의해 연결되고, 상기 제3 섹션은 상기 제1 섹션과 상기 제2 섹션을 전기적으로 연결시키기 위해 이들 사이에서 연장되는 하나 이상의 바람직하게는 인쇄된 전도체를 선택적으로 호스팅한다.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 하나 이상의 특징부는 적어도 하나의 성형된 플라스틱층의 제2 측면 상에, 패터닝된 형상과 같은, 상기 적어도 하나의 필름층의 필름의 물질에 의해 국부적으로 획정된 적어도 하나의 전기적으로 전도성 또는 절연성 기능적 소자를 포함한다.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 하나 이상의 특징부는 적어도 하나의 플라스틱층의 제2 측면 상에 상기 적어도 하나의 필름층의 필름의 적어도 부분을 구성하는 전도성 물질을 포함하고, 필름은 선택적으로 실질적으로 균일하거나 또는 불균일한 조성을 갖는다.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 하나 이상의 특징부는 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층의 필름 상에, 제공된, 선택적으로 인쇄된 또는 코팅된 부가적인 전도성 또는 절연성 물질에 의해 획정된 적어도 하나의 전기적으로 및/또는 열적으로 전도성 또는 절연성 소자를 포함하고, 상기 적어도 하나의 소자는 적어도 하나의 플라스틱층과 대면하는 적어도 하나의 성형된 플라스틱층의 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층의 필름의 측면에 또는 적어도 하나의 플라스틱층으로부터 멀어지는 반대 측면에 적어도 선택적으로 획정된다.
관련된 실시형태에서, 소자는 필름 상에서 국부적으로 연장되고 예를 들어, 패턴을 필름 상에서 획정한다. 소자는 대안적으로 선택적으로 코팅, 예컨대, 금속성 코팅 또는 도금 층으로서, 소자의 적어도 하나의 측면 상의 필름의 주요한 부분 또는 실질적으로 전체 표면에 걸쳐 연장될 수도 있다.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 예를 들어, 구조체의 전술한 하나 이상의 특징부는 착색된, 전도성 물질, 선택적으로 안료 첨가된 또는 염료 첨가된 페인트 또는 잉크를 포함하고, 상기 물질은 선택적으로 적어도 하나의 성형된 플라스틱층의 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층의 필름 상에, 은, 염, 귀금속, 탄소 나노튜브, 탄소 나노버드, 또는 전도성 폴리머를 포함하고, 상기 물질은 그래픽 특징부, 예컨대, 심볼, 숫자, 문자, 그림, 영역 또는 버튼 형상, 장식용 및/또는 정보 제공 특성의 기하학적 형상 또는 텍스트를 획정하도록 선택적으로 구성된다.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 예를 들어, 구조체의 전술한 하나 이상의 특징부는 적어도 하나의 전극 및 추가의 전극 또는 구조체에 제공된 기준(예를 들어, 접지) 패턴에 의해 확립된 미리 규정된 감지 영역 또는 감지 용적과 인접하게 배치되고, 및/또는 감지 전자기기의 전도성 트레이스 위에 적어도 부분적으로 중첩되게 배치되고, 상기 적어도 하나의 특징부는 다음의 것으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 기능적 소자를 획정하는, 다층 구조체:
a. 외부 또는 내부 전자기 장애 또는 간섭으로부터 감지 영역, 감지 용적 또는 상기 트레이스를 차폐하기 위한, 전자기 차폐부, 예컨대, EMI 또는 ESD 차폐부로서, 선택적으로 부유형이고, 접지형이거나 또는 회로 접지에 연결되는, 차폐부; 및
b. 제어 전자기기에 의해 제어되는 동적 유도 전류 또는 전위를 통해 선택적으로 능동적으로 감지 용적의 선택적으로 지향성의 감도를 조정하기 위한 전자기 또는 전기 필드 조정기.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 감지 전자기기 및 상기 하나 이상의 특징부는 적어도 하나의 플라스틱층의 양측에 하나 이상의 감지 영역 또는 용적을 적어도 부분적으로 획정하고 상기 구조체는 적어도 하나의 성형된 플라스틱층 내에 중간 필름을 더 포함하고, 상기 중간 필름은 양측의 감지 기능 간의 상호 전자기 간섭을 감소시키기 위해 전자기 차폐 또는 접지 층을 획정하는 전도성 물질로 적어도 부분적으로 이루어지거나 또는 전도성 물질을 갖는다.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 예를 들어, 구조체의 전술한 하나 이상의 특징부는, 감지 전자기기의 적어도 하나의 전극과의 상호 커패시턴스 감지 배열을 확립하도록 구성되는 전극 또는 전극 패턴, 적어도 하나의 플라스틱층과 대면하는 적어도 하나의 플라스틱층의 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층의 필름의 측면 상에서, 감지 전자기기의 적어도 하나의 전극, 터치 또는 무접촉 감지 구역, NCVM 코팅, 무전해 도금 기반 코팅, PVD 코팅, 용량적으로 결합된 전자기 또는 전기 필드 조정기, 기생 결합 기반 감지 특징부, 기준 전극, 능동적으로 또는 수동적으로 결합된 기준 플레이트, 접지 전극, 및 부유 접지, 접지형, 또는 회로 접지 연결된 접지 전극과의 상호 커패시턴스 감지 배열을 확립하도록 구성된 전극 또는 전극 패턴으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 소자를 획정한다.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 적어도 하나의 플라스틱층은 탄성 물질의 용적을 포함하고, 선택적으로 선택된 문턱값, 예컨대 약 또는 더 정확하게는 5, 이상의 비유전율의 용적 및/또는 적어도 하나의 플라스틱층의 다른 물질, 예를 들어 주요 물질의 비유전율을 실질적으로 초과하는 비유전율의 용적을 포함하고, 상기 탄성 용적은 감지 전자기기의 적어도 하나의 전극 위에 국부적으로 및/또는 적어도 하나의 플라스틱층의 제2 측면 상의 적어도 하나의 필름층 상의 미리 규정된 감지 구역 (및, 예를 들어 이의 전극) 아래에 제공되고, 상기 용적은 바람직하게는 상기 적어도 하나의 필름층을 통해 받는 외부힘에 응답하여 압축되도록 구성된다.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 구조체는, 감지 전자기기와 상기 하나 이상의 특징부 사이에서, 선택적으로 성형된 플라스틱층을 통해 또는 구조체의 에지 또는 주변부에서 연장되는 적어도 하나의 전도성 소자에 의해 제공된, 갈바닉 연결 소자, 예컨대, 전도성 스프링, 접촉 스터드(contact stud) 또는 가요성 연결 부재를 포함한다.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 구조체는 적어도 하나의 플라스틱층의 제2 측면 상의 적어도 하나의 필름층 위에 적어도 하나의 보호성 및/또는 장식용 오버레이층을 포함하되, 오버레이층은 베니어, 목재, 직물, 섬유, 생물학적 천연 물질, 성형된 물질, 사출 성형된 물질, 및 플라스틱으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함한다.
실시형태에 따르면, 감지 적용을 위한 통합된 다층 구조체를 제조하기 위한 방법은,
적어도 하나의, 선택적으로 플라스틱, 필름을 획득하는 단계;
하나 이상의 선택된 타깃 수량 및/또는 품질, 및 대표적인 전기 신호로의 변환의 감지를 위한 유리하게는 리액턴스 감지 전자기기와 함께, 상기 적어도 하나의 필름, 선택적으로 상기 적어도 하나의 필름 중 제1 필름을 배열하는 단계로서, 상기 감지 전자기기가 적어도 하나의 전극 및 바람직하게는 적어도 하나의 전극을 구동시키는(제어하는) 연관된 제어 회로망에 적어도 하나의 전극을 연결시키는 바람직하게는 갈바닉 연결 소자를 포함하여, 상기 적어도 하나의 필름에 통합된 제어 회로와 같은 제어 회로망의 적어도 부분을 선택적으로 더 제공하는, 단계;
적어도 하나의 전도성 특징부를 포함하는 하나 이상의 특징부와 함께, 상기 적어도 하나의 필름, 선택적으로 상기 적어도 하나의 필름 중 제2 필름을 배열하는 단계로서, 상기 하나 이상의 특징부는 감지 전자기기의, 감지 응답, 선택적으로 감도 및/또는 방향성을 조정하도록 구성되고, 배열하는 단계는 상기 적어도 하나의 필름을 패터닝하는 단계 및/또는 바람직하게는 인쇄 전자기기 기술 또는 도금 또는 코팅의 다른 형태에 의해 필름 상에 물질을 부가하는 단계를 선택적으로 포함하는, 단계; 및
적어도 하나의 플라스틱층이 상기 적어도 하나의 필름에 의해 호스팅된 감지 응답-조정 하나 이상의 특징부와 감지 전자기기 사이에 바람직하게는 본질적으로 통합된, 중간층을 획득하도록 적어도 하나의 필름에 대해, 전기적으로 실질적으로 절연성 물질을 바람직하게 포함하는, 적어도 하나의 유리하게는 플라스틱층을 구성하고, 선택적으로 성형 또는 주조를 통해 배열하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 필름은 상기 하나 이상의 특징부 또는 감지 전자기기의 적어도 일부를 제공하는 것에 선택적으로 더 후속하여 선택된 3차원 형상을 나타내도록 선택적으로 형성되는, 단계를 포함한다.
다층 구조체의 실시형태에 관한 본 명세서에서 제공되는 다양한 고려사항은 당업자가 이해하는 바와 같이, 필요한 부분만 수정하여, 제조 방법의 실시형태에 융통성 있게 적용될 수도 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 그러나, 다양한 실시형태 및 관련된 특징은 당업자에 의해 융통성 있게 결합될 수도 있어서 본 명세서에서 일반적으로 개시된 선호되는 특징의 조합을 제안한다.
현재 발명의 효용은 실시형태에 따라 복수의 이슈에서 발생한다.
일반적으로, 형태, 형상 및 물질의 연관된 특성을 상이한 물리적 호스트 구조체에 융통성 있게 피팅하는 맞춤형 기능 앙상블을 설계하고 생성하는 것이 본 발명의 상이한 실시형태에 의해 가능하다.
제안된 다층 구조체가 층 사이에 선택적으로 전기적 연결과 같은 연결 및 최적의 간격을 유리하게 가진 층/특징부 및 선택된 기능적 특징부가 각각 제공된, 수개의 기능적 층을 포함할 수도 있기 때문에, 매우 다양한 특징부는 중간의 하나 이상의 층, 예컨대, 성형된, 주조되거나 또는 다른 방식으로 생성된 플라스틱-함유하는 또는 다른 층의 양측에 결국 존재할 수도 있는 예를 들어, 포함된 하나 이상의 필름층 중 일측 또는 양측에 함께 효과적으로 통합될 수도 있으면서, 각각의 특징부의 작동은 다수의 기준, 예컨대, (감소된) 상호 또는 외부 잡음 결합, 또는 SNR(신호-대-잡음비), 잡음 허용 오차, 검출 감도, 검출 방향성, 심미적, 시각적 및 광학적 고려사항, 아이템 치수, 중량, 열적 특성 및 열 관리 등의 면에서 여전히 최적일 수 있다.
다양한 실시형태에서, 상이한 기능 또는 효과를 생성하는 수개의 특징부는 심미적, 정보 제공(예를 들어, 안내/표시) 또는 다른 시각적 또는 광학적 효과와 결합된 감지 기능과 같은, 결합된 또는 시너지 효과를 선택적으로 생성하기 위해 오버레이되는 바와 같이 상이한 층 상에 제공될 수도 있다.
예를 들어, 전기 및 다른, 때로는 다목적 또는 접합부, 특징부를 수용하기 위해 2개의 필름 또는 필름층을 양측에 또는 일반적으로 구조체의 부품, 디바이스 또는 다른 유형의 다층 구조체의 상이한 위치에서 사용하는 실시형태는 예를 들어, 다음의 것을 포함하지만 임의의 방식으로 제한되지 않는 단일의 층 솔루션과 연관된 많은 이슈를 완화하는 데 도움이 될 수도 있다.
- 예를 들어, 상이한 필름층 상에 제공된다면, 이제 더 민감성 특징부, 예컨대, 용량성 센서로부터 더 멀리 배치될 수도 있는, 스위칭된 LED, 데이터 버스 트레이스 및 전력 회로망, 또는 다른 특징부 고려된 잡음;
- 접지면이 예를 들어, 별형 연결을 갖고 직접적인 흐름을 갖지 않을 때 다른 필름층에 효율적으로 결합될 수 없는, 잡음 전류. 전류 루프는 제2 필름을 통과하지 못할 것이다;
- 실제로 제거될 수 있는, 약간 전도성 물질(예컨대, 많은 블랙 잉크, 미네랄 충전 잉크가 그런 경향이 있음)을 통한 잡음의 직접적인 결합. 이것은 매우 다양한 물질이 예를 들어, 장식 및 필드 성형을 포함하는 상이한 목적을 위해 사용되게 한다;
- 심미적 또는 시각적 고려사항: 다층 솔루션은 또한 예를 들어, 용량성 센서 또는 안테나 라디에이터로서 예를 들어, 기능화된 장식용 그래픽 소자를 사용하는 것을 가능하게 한다. 또한, 예를 들어, 상호 용량성 센서는 이들이 예를 들어, 구조체의 후방 측면 또는 다른 의도된 수동 측면을 통해 원하지 않은 활성화의 영향을 받지 않도록 구현될 수 있다. 예를 들어, TX 해치가 미리 규정된 후방 필름에 제공될 수 있지만, 솔루션은 각각의 표면(들)에 원하는 RX 패턴을 제공할 수 있기 때문에 여전히 전방(의도된 활성화) 표면 또는 방향에 매우 민감하다;
- 일반적으로 오작동/검출: 터치 감도가 필요한 원하는 감지 영역에서만 개방되도록 광범위한 차폐부를 인쇄하거나 또는 다른 방식으로 생성하는 것은 각각의 측면을 통해 전극 또는 트레이스와 같은 감지 회로망에서 "고스트" 활성화 및 오검출을 효과적으로 마스킹하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 구조체의 전방측 또는 사용자 입력측에 제공된 이 차폐부가 또한 "구동 차폐부"로서 사용될 수 있어서, 시스템 접지가 물을 통한 결합으로부터 대체로 마스킹될 수 있기 때문에 시스템을 예를 들어, 물로부터 거짓 활성화에 잠재적으로 매우 영향을 받지 않게 한다;
- 공간 고려사항 및 치수 제약: 하나의, 예를 들어, 전방, 필름 상에 상이한 전기적 또는 자기 매개변수를 가진 물질을 생성(인쇄, 분사 등)하는 것은 예를 들어, 단일의 시점으로부터 더 멀리 있는 것으로 보이는 터치 버튼을 획정하는 터치-민감 영역과 같은 타이트하게 이격된 감지 특징부를 이루도록 필드 성형을 위해 사용될 수 있거나 또는 생성된 구조체는 예를 들어, 구조체에 의해 방출 EMI를 제한하도록 필드를 흡수할 수 있다; 및/또는
- 최적의 기능 및 제조 문제: 예를 들어, 차폐 특징부, 예컨대, 인쇄된 특징부의 활용은 차폐부가 차폐될 구조체를 "넘어 흐를" 수 있을 때 더 의미가 있거나 또는 실제적인 것이 될 수도 있다. 단일의 층을 보호하기 위해 차폐부와 트레이스 둘 다를 갖는 것은 예를 들어, 배선층과 차폐부 사이에 유전체를 인쇄하는 일 없이, 잠재적으로 접지 부하 용량성 또는 다른 센서 간의 과도한 출력 없이 이들을 서로 연결하는 것만큼 효율적이지 않다.
다양한 감지 시나리오 및 실시형태에서, 본 발명은 구조체의 더 작은 외부 힘-유도(예를 들어, 터치-유도) 변형을 감지된 상호 커패시턴스, 또는 일반적으로, 감지된 양의 더 큰 효과로 변경하기 위해 사이의, 높은 비유전율과 선택적으로 연관된, 바람직하게는 변형 가능한 또는 "연질의" 물질을 가진, 적층된 구조체의 필름과 같은 상이한, 중첩된 층 상의 인쇄된 또는 다른 방식으로 생성된 전극과 같은 특징부의 제공을 통해 개선된 감도를 제공할 수도 있다. 충분한 물질 변형을 가능하게 하기 위해 종종 다소 문제가 있는 기체 또는 특히, 공기가 채워진 공동부를 사용하는 것이 방지될 수도 있거나 또는 감소될 수도 있다.
다양한 실시형태에서, 용량성 감지와 같이 본 명세서에서 제안된 반응성 감지 기법은 다층 구조체가 일반적으로 전기적으로 매우 전도성, 예컨대, 금속성, 표면을 포함하고 있지만, 구조체의 원하지 않은 박리를 유발할 수도 있는 내부 기체 또는 특히 공기 충전된 공동부가 더 생략되는 경우에도 실제로 다층 구조체에 의해 제공될 수도 있다. 효과적으로, 예를 들어 터치-쓰루-금속 유형의 솔루션이 제공될 수도 있다. 그러나, 제조에 관하여, 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 다층 구조체는 다양한 필수 방법과 사후 처리 단계의 복잡한 조합 대신에 단일의 제조 공정에 의해 실질적으로 확립될 수도 있다. 게다가, 일부 물질, 예컨대, 알루미늄은 얇은 층이 적용된다면 영구적 변형의 경향이 있고 - 본 발명의 물질 스택에서, 따라서 스택은 영구적 변형을 방지하기 위해 '스프링'으로서 역할을 하고 이에 의해 원하는 성능 양상의 손실을 방지하도록 구성될 수도 있다. 일반적으로, 다층 구조체의 다수의 층은 다양한 적층(열, 압력, 접착제, 화학적, 물리적 등), 성형(예를 들어, 멀티-샷) 및/또는 인쇄(예를 들어, 인쇄된 전자기기 인쇄 방법) 기법을 사용하여 제조될 수도 있다.
다양한 실시형태에서, 하나의 층에 제공된 갈바닉 방식으로 비연결된 소자의 적용은 또 다른 층에 원격으로 제공되는 감지 전자기기와 같은 전자기기에 의해 확립된, 감도 및 방향성뿐만 아니라 감소된 잡음 감도와 같은 개선된 작동을 위해 전자기 필드를 성형하도록 구성될 수도 있다. 유사한 구성은 향상된 효율 및 예를 들어, 공급 소자와 방사 소자 간의 촉진된 임피던스 매칭을 제공하기 위해 용량성 공급 안테나의 제공에 대해 대안적으로 적용될 수 있다.
다양한 실시형태에서, 터치 또는 제스처(무접촉) 감지 기능은 다수의 중첩된 특징부, 예컨대, 전극 패턴 또는 일반적으로, 다층 또는 다면 전기적 레아이웃의 구현을 통해, 제안된 구조체, 또는 특히 예를 들어, 패널에 의해 제공될 수도 있다. 예를 들어, 패턴은 필름과 같은 공통 소자의 상이한, 마주보는 표면에 및/또는 필름 또는 다른 층과 같은 다수의 소자에 제공될 수도 있다. 상이한 기능은 본질적으로 분리 또는 시너지 효과를 생성하기 위해 융통성 있게 오버레이될 수 있다. 예를 들어, 멀티-터치 감지 장치는 예를 들어, 감지 영역의 조명 또는 시각화를 고려하여, 조명 솔루션 예컨대, 복수의 LED 및/또는 광 지향 구조체, 예컨대, 그래픽 또는 다른 광학적 형태와 중첩될 수 있다. 하나의 필름 또는 층은 적어도 하나의 기능(예를 들어, 목적을 위해 층의 양면/표면을 사용)을 구현할 수 있는 반면, 또 다른 필름 또는 층은 잠재적으로 시너지 효과를 낼 수 있는 또 다른 목적으로 사용될 수 있다.
일반적으로 다면(모집단) 솔루션 및 특징부 오버레이에 의해 제공되는 가요성은 결함, 예컨대, 크로스토크 문제를 여전히 겪을 수도 있고, 및/또는 예를 들어, 비-전도성 잉크 트레이스가 최적의 전기적 설계의 관점으로부터 원하지 않은 위치에서 중첩되게 할 수도 있는, 유전체층과 같은 지지 특징부의 감소된 사용으로 더 변경될 수도 있다. 불필요한 특징부 또는 특히, 층, 예컨대, 유전체층을 전체 구조체로부터 생략하는 것은 일반적으로 간단함의 면에서, 또한 전기적 민감도, 성능 및 비용을 고려하여 레아이웃 설계에서 유리할 것이다. 한편, 다층 및 다면 설계는 유익할 경우, 시스템 레벨 또는 애플리케이션 레벨 통합을 더 효율적으로 할 수 있으며, 이는 예를 들어, 특징부, 예컨대, 전자 특징부의 상호 압축된 포지셔닝을 통해 실제로 실현될 수도 있다. 예를 들어, 시스템 전자기기, 예컨대, 제어기 또는 집적 회로는 감지 영역에 더 가까이 배치될 수도 있다.
다양한 실시형태에서, 다층 구조체는 본 발명에 따라 제공된 복수의 기능 코팅(구조체의 외부에 있고, 및/또는 일부 내부면(들)/인터페이스(들)에 내장된 바와 같음)을 포함할 수도 있다. 이러한 코팅은 감지에 더하여 또는 감지 대신에 상이한 조명 적용과 같은 다양한 사용 환경에서 사용될 수도 있다. 기능은 예를 들어, 열 관리(코팅은 예를 들어, 매우 충분한 열적 절연 능력 또는 구조체 또는 포함된 특징부의 효과적인 냉각을 위한 선택된 열적 전도율을 가진 물질을 포함할 수도 있음), 전력 분배(예를 들어, 충분히 높은 전기 전도율), 전기적 차폐(예를 들어, 전도율 또는 절연 능력), 및/또는 조명 관리(예를 들어, 가시광선과 같은 관련 파장에서의 광학 투과율, 반사율)를 더 포함할 수도 있다. 그러나, 코팅은 여전히 장식용/심미적 및/또는 정보 제공 시각적 기능을 가질 수도 있다.
다양한 실시형태에서, 기능적 물질, 예컨대, 인쇄 가능한 물질 또는 일반적으로 안료 포함된 또는 컬러 잉크 또는 페인트는 또한 심미적, 정보 제공 또는 다른 시각적 특징부, 예컨대, 상징적 또는 기하학적 형상의 제공 시, 예를 들어, 광학적 또는 전기적 투과율 또는 전도율을 제공할 때 적용될 수도 있다. 목적을 위해, 전도성 잉크 또는 페인트는 예를 들어, 원하는 컬러 선호도에 따라 착색될 수도 있다. 따라서, 하부 비-시각적 특징부는 부가적인 마스킹 특징부를 제공할 필요 없이 또는 하부 특징부를 보이지 않는 곳에 배치할 필요 없이 사용자로부터 마스킹될 수도 있다. 층 수를 감소시키는 것은 결국 유리하게는 타깃 다층 구조체를 더 단순하게 할 수도 있고, 이는 제조을 용이하게 할 수도 있고 증가시킬 수도 있다.
이미 위에서 언급된 바와 같이, 다양한 실시형태에서, 본 발명은 감지, 예컨대, 용량 감지, 및 다른 목적을 위해 효과적인 트레이스 차폐를 제공할 때 이용될 수도 있다. 차폐 또는 특히, 예를 들어, 접지 소자는 다른 가능성 중, 다층 구조체에 장식용 또는 다른 시각적 기능을 또한 가질 수도 있는, (인쇄된) 전도성 해치(타깃당 비용 최적화된 충전비) 또는 전도성 잉크의 (인쇄된) 층을 사용하여 물질의 전기적으로 전도성층으로부터 제공될 수도 있다. 따라서, 고스트 검출을 유발하는 잡음 문제 및 거짓 결합을 감소시킬 수 있으므로, 실제 감지 특징부의 크기는 예를 들어, 공간을 다른 용도로 사용하거나 또는 구조체를 소형으로 유지하는 등 중간 수준으로 유지될 수도 있다.
다양한 실시형태에서, 구조체의 수개의 층은 선택적으로 여전히 원피스로 남아 있는, 이러한 층을 형성하기 위해, 폴딩되거나 또는 일반적으로 벤딩되는 필름과 같은 단일의 소자로부터 확립될 수도 있고, 이는 필름 위에 제공되고 하나의 층으로부터 또 다른 층으로 연장되는 전도체 트레이스와 같은 연결 특징부에 의해 층 간의 전기적, 광학적 및/또는 열적 전도율과 같은 원하는 연결의 제공을 또한 용이하게 하고 가능하게 한다.
다양한 실시형태에서, 다수의 동시 작동 가능한 터치-민감성 측면 또는 일반적으로, 감지 표면, 층, 구역 또는 방향을 가진 다층 구조체는 연관된 감지 기능 간의 상호 간섭이 감소되고 적게 유지되도록 배열될 수도 있다. 이것은 전극과 같은, 감지 기능부 간에 배치되고, 예를 들어, 인쇄된 전자기기에 의해 중간 기판층 상에 선택적으로 제공된, 차폐 또는 특히, 접지, 특징부에 의해 획득될 수도 있다.
일반적으로, 본 명세서에서 고려되는 제조 방법의 상이한 실시형태는 종래 기술에 대한 고유성과 이점에도 불구하고, 여전히 이해하기 쉽고 사용하기 쉬우며, 예를 들어, 감지 또는 다른 목적을 위해 다층 구조체에 선택된, 원하는 특징부를 제공하기 위한 복잡한 시험 단계 제조 기술을 채택할 필요가 없다.
기판 필름(들)이 여전히 적어도 곳곳에서 실질적으로 평면인 한, 특징부, 예컨대, 전도체 또는 추가의 전자기기의 제공 후, 예를 들어, 필름(들)을 원하는 3D 형상으로 형성하는 것은 기판 필름 또는 다른 층 상의 전자기기의 잠재적으로 지루하고 오류가 발생하기 쉬운 3D 조립의 필요성을 부가적으로 감소시킬 수도 있거나 제거할 수도 있다.
획득된 다층 구조체는 예를 들어, 차량 또는 특히 차량 (내) 전자기기, 차량 조명을 포함하는 조명 디바이스, 차량 내 그리고 다른 곳의 사용자 인터페이스, 계기판 전자기기, 차량 내 엔터테인먼트 디바이스 및 시스템, 차량 내부(예를 들어, 도어, 대시, 중심 콘솔, 플로어, 벽, 천정) 또는 외부 패널, 지능 의복(예를 들어, 셔츠, 재킷 또는 바지, 또는 예를 들어, 압박 의류), 착용형 전자기기(예를 들어, 손목 착용 디바이스, 모자 또는 신발)의 다른 피스, 개인용 통신 디바이스(예를 들어, 스마트폰, 패블릿, 테블릿) 및 다른 전자기기 또는 전자기기-포함 아이템 또는 시스템을 참조하여 상이한 호스트 소자, 호스트 구조체, 호스트 디바이스 또는 호스트 엔티티에 원하는 디바이스 또는 모듈을 확립하도록 사용될 수도 있다. 획득된 구조체의 통합 레벨은 높을 수도 있고 작은 구조체의 두께와 같이 원하는 치수가 될 수도 있다.
사용되는 필름(들) 그리고 일반적으로 물질층은 그래픽 및 다른 시각적으로 및/또는 촉각적으로 검출 가능한 특징부를 포함할 수도 있고, 그 결과, 필름/층은 예를 들어, 감지 및/또는 다른 용도를 위한 전자기기를 호스팅하고 보호하는 것에 더하여 심미적(장식용) 및/또는 정보 제공 기능을 가질 수도 있다. 필름(들)/층(들)은 적어도 곳곳에서 반투명할 수도 있거나 또는 불투명할 수도 있다. 이들은 원하는 컬러를 나타낼 수도 있거나 또는 구조체의 대응하는 부분에 원하는 컬러를 나타내는 부분을 포함한다. 따라서, 획득된 다층 구조체는 그래픽, 예컨대, 텍스트, 그림, 심볼, 패턴 등을 선택적으로 결정하는 하나 이상의 컬러/착색된 층을 포함할 수도 있다. 이 층은 예를 들어, 특정한 컬러(들)의 전용 필름에 의해 구현될 수도 있거나 또는 기존의 필름(들), 성형된 층(들), 및/또는 다른 표면 상의 코팅(예를 들어, 인쇄를 통함)으로서 제공될 수도 있다. 다층 구조체의 외부 필름(들)은 연관된 호스트 제품 또는 호스트 구조체의 외부 및/또는 내부 표면의 부분을 적어도 확립하도록 구성될 수도 있다.
다양한 가시적 또는 시각적 특징부, 예컨대, 그래픽 패턴, 지표 또는 착색이 구조체의 외부면 아래에 제공될 수도 있어서 특징부는 고려되는 특징부가 특정한 환경적 위협에 대해 필름의 어떤 측면 그리고 어떤 필름에 있는지에 따라 적어도 호스팅 기판 필름 그리고 선택적으로 예를 들어, 성형되거나 또는 주조된 층의 두께에 의해 환경적 영향으로부터 격리되고 따라서 보호된다. 따라서, 예를 들어, 페인팅된, 인쇄된, 장착된 또는 다른 방식으로 제공된 표면 특징부를 쉽게 손상시킬 수 있는 상이한 영향, 러빙, 화학물질 등은 특징부에 영향을 주지 못하거나 또는 특징부에 도달하지 못한다. 물질층, 예컨대, 기판 또는 다른 필름에 의해 획정된 물질층은 하부 특징부, 예컨대, 성형된 물질을 선택적으로 노출시키기 위한 구멍 또는 노치와 같은 필요한 특성을 가진 원하는 형상으로 쉽게 제조될 수도 있거나 또는 처리될 수도 있고, 선택적으로 절삭될 수도 있다.
표현 "복수의"는 본 명세서에서 일(1)로부터 시작되는 임의의 양의 정수를 나타낼 수도 있다.
표현 "복수의"는 이(2)로부터 시작되는 임의의 양의 정수를 각각 나타낼 수도 있다.
용어 "제1" 및 "제2"는 본 명세서에서 하나의 소자를 다른 하나의 소자로부터 구별하도록 사용되고, 다른 방식으로 명확히 언급되거나 또는 당업자에게 분명하지 않은 한, 특히 소자의 우선 순위를 매기거나 또는 소자를 순서화하지 않는다.
다층 구조체, 관련된 제조 방법, 또는 본 명세서에 포함된 특징부의 "상이한" 또는 "다양한" 실시형태가 이 텍스트에서 언급될 때, 실시형태는 상호 보완적인 것으로 간주되어야 하며, 따라서 관련된 솔루션이 상호 분명히 배타적이고 전체 솔루션의 매우 동일한 특징을 구현하기 위한 대안적인 솔루션이라는 것이 당업자에게 달리 명확히 명시되지 않거나 또는 달리 분명하지 않는 한 공통 실시형태에서도 실현될 수도 있다.
본 발명의 상이한 실시형태는 첨부된 종속 청구항에 개시된다.
다음에 본 발명은 첨부 도면을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 다층 구조체의 실시형태를 도시한다.
도 2는 다층 구조체의 수개의 층이 단일의 필름에 의해 확립되는, 본 발명의 하나의 다른, 추가의 또는 대안적인, 실시형태를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 힘-감지 가능 다층 구조체의 하나의 실시형태를 도시한다.
도 4는 갈바닉 연결을 사이에 갖지 않는, 능동/공급 소자와 기능적으로 연관된 성형 소자의 사용을 통한 필드 성형을 수반하는, 본 발명에 따른 다층 구조체의 하나의 실시형태를 도시한다.
도 5는 예를 들어, 멀티-터치 감지를 위한, 본 발명에 따른 다층 구조체의 하나의 실시형태를 도시한다.
도 6은 일체화된 기능 코팅(들)을 구비한, 본 발명에 따른 다층 구조체의 하나의 실시형태를 도시한다.
도 7은 차폐부, 예컨대, 트레이스 차폐부, 이들과 통합된 특징부를 가진, 본 발명에 따른 다층의 하나의 실시형태를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 트레이스 차폐를 위한 테스트 시나리오를 도시한다.
도 9A는 구현되는 트레이스 차폐 특징부가 없는, 도 8의 시나리오에서 측정될 때의 전기 필드를 도시한다.
도 9B는 트레이스 차폐가 존재할 때 전기 필드를 도시한다.
도 10은 다면 또는 다방향 감지 기능을 제공하는 실시형태를 도시한다.
도 11은 본 발명의 방법의 실시형태에 따른 흐름도를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 다층 구조체(100)의 실시형태를 (단면) 측면도를 통해 도시한다. 다층 구조체(100)는 최종 제품 자체, 예를 들어, 전자 디바이스를 확립할 수도 있거나 또는 예를 들어, 집합적 부품 또는 모듈로서 호스트, 예컨대, 호스트 디바이스, 호스트 시스템 또는 호스트 구조체에 배치될 수도 있거나 또는 적어도 연결될 수도 있다. 다층 구조체(100)는 명료성의 이유로 도면에서 명확히 도시되지 않은 복수의 추가의 소자 또는 층을 포함할 수도 있다.
도시된 솔루션은 적어도 2개의 필름층(102, 102B) 및 필름층 사이에 제공되고, 선택적으로 예를 들어, 사출 성형되거나 또는 주조된 적어도 하나의 물질, 예컨대, 플라스틱 수지의 적어도 하나의 중간 물질층(104)을 포함한다. 2개의 필름층(102, 102B)은 예를 들어, 복수의 연결 부재(108), 예컨대, 스프링(예를 들어, 꽤 단단한 와이어), 접촉 스터드, 라이트가이드 또는 필름 사이의 갭을 가교하는 유사한 구조체 또는 특히, 필름층의 또는 필름층 상의 선택된 특징부, 예를 들어, 전기적으로 전도성/접촉 패드, 트레이스, 및/또는 전자 부품, 및/또는 에지(가요성 상호연결부, 스프링, 스테이플 또는 유사한 방법을 통해)에 의해 적어도 하나의 층(104)을 통해 물리적으로 그리고 예를 들어, 전기적으로, 열적으로 및/또는 광학적으로 연결될 수도 있어서, 필요한 연결을 가능하게 한다. 그러나, 필름층 또는 필름층의/필름층 상의 특징부가 모든 실시형태에서 물리적으로 연결되지 않는 것이 분명하지만, 이들은 여전히 서로에 대해 기능적으로 결합될 수도 있거나 또는 서로의 기능에 영향을 줄 수도 있다.
다양한 실시형태에서, 필름층(102, 102B)(또한 구조체에 추가의 필름층이 있을 수도 있다는 것에 유의)은 서로 동일하거나 또는 상이한 물질을 포함할 수도 있다. 마찬가지로, 필름층(102, 102B)의 일반적인 구성은 서로 유사할 수도 있거나 또는 상이할 수도 있다.
다양한 실시형태에서, 필름층(102, 102B)은 일반적으로 하나 이상의 물질(들), 예컨대, 플라스틱, 예를 들어, 열가소성 폴리머, 및/또는 예를 들어, 목재, 종이, 판지, 가죽 또는 섬유를 참조하는 유기 또는 생체 적합 물질, 또는 서로 또는 플라스틱 또는 폴리머 또는 금속과 이 물질 중 임의의 물질의 조합물을 포함할 수도 있거나 또는 이들로 이루어질 수도 있다.
층(102, 102B) 중 하나의 층이 구조체(100)의 환경에 대해 가시적일 수도 있고 층이 심지어 구조체(100)의 외부를 획정할 수도 있고, 구조체 상에서 층이 심미적/장식용 또는 다른 시각적 기능, 그리고 가능하게는 촉감 기능(예를 들어, 선택된 표면 거칠기를 가진 원하는 촉감의 제공)을 가질 수도 있다. 층(102, 102B) 중 임의의 층은 특징부, 예컨대, 컴포넌트 또는 예를 들어, 전도성 비아를 수용하기 위한 구멍, 예컨대, 오목부 또는 관통-구멍을 획정할 수도 있거나 또는 포함할 수도 있다.
예를 들어, 층(102, 102B) 중 임의의 층은 열가소성 물질을 일반적으로 포함할 수도 있거나 또는 열가소성 물질로 본질적으로 이루어질 수도 있다. 임의의 층(102, 102B)은 복합 재료를 포함할 수도 있다. 임의의 층(102, 102B)은 층의 양측에 코팅을 포함할 수도 있다. 임의의 층(102, 102B)은 적어도 곳곳에서 본질적으로 휘어질 수도 있거나 또는 벤딩될 수도 있다. 일부 실시형태에서, 필름층(102, 102B)은 적어도 국부적으로 상당히 단단할 수도 있고 뻣뻣할 수도 있다. 층(102, 102B)의 각각의 두께는 실시형태에 따라 변경될 수도 있다; 두께는 예를 들어, 1 또는 수밀리미터(들)의 크기로, 오직 수십 또는 수백의 밀리미터일 수도 있거나 또는 상당히 더 두꺼울 수도 있다. 임의의 층(102, 102B)은 일정한 또는 다양한 두께 및/또는 일반적인 구성을 가질 수도 있다.
전술한 내용에 기초하여, 층(102, 102B) 중 각각의 층 또는 임의의 층은 예를 들어, 폴리머, 열가소성 물질, 전기적으로 절연성 물질, 전기적으로 전도성 물질, PMMA(폴리메틸 메타크릴레이트), 폴리 카보네이트(PC), 코폴리에스터, 코폴리에스터 수지, 폴리이미드, 메틸 메타크릴레이트 및 스타이렌의 코폴리머(MS 수지), 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 탄소 섬유, 복합 재료, 유기 물질, 생체 적합 물질, 가죽, 목재, 셀룰로스, 직물, 섬유, 금속, 유기 천연 물질, 원목, 베니어, 합판, 바크, 나무 껍질, 자작 껍질, 코르크, 천연 가죽, 천연 직물 또는 섬유 물질, 자연적으로 성장된 물질, 면직물, 양모, 리넨, 비단, 및 상기 것의 임의의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질 또는 수개의 물질을 포함할 수도 있다.
예를 들어, 일부 실시형태에서, 필름층(102B)은 예를 들어, 필름층 상에, 복수의 추가의 특징부, 예컨대, 심미적/시각적 또는 일반적으로 광학적 특징부, 열적 특징부, 화학적 특징부, 및/또는 전기적 특징부를 여전히 수용할 수도 있는 본질적으로 균질한(예를 들어, 선택된 전기적으로 절연성 또는 전도성 물질, 예를 들어, 금속 시트의) 필름층일 수도 있다. 대안적으로, 필름층(102B)은 적어도 하나의 선택된 특성, 예컨대, 전기 전도율 또는 물질의 면에서 비균질할 수도 있다. 따라서, 층(102B)의 서로 상이한 부분은 선택된 기능적 또는 다른 특징부, 예를 들어, 전극 또는 다른 감지 소자, 전자기 차폐부, 예를 들어, 층(102) 상에 제공된 예를 들어, 용량성 또는 유도 감지 전자기기의 응답을 조정하기 위한 필드 성형 특징부, 또는 다른 특징부를 획정할 수도 있다.
전술한 적어도 하나의 중간층(104)은 예를 들어, 연관된 물질(들)의 성형, 예컨대, 사출 성형 또는 주조, 예컨대, 침지에 의해 예를 들어, 필름층(102, 102B) 상에 또는 직접적으로 층(102, 102B) 사이에 먼저 제공되는 적어도 하나의 물질층을 나타낸다. 대안적으로 또는 부가적으로, 층(104)은 예를 들어, 기계적 결합, 화학적 결합, 전기적 결합, 전기적 결합, 열, 압력, 용매 및/또는 접착제를 활용하여 필름층 상의 이미 주어진 소자로서 층의 적층을 통해 필름층(102, 102B) 상에 배열될 수도 있다.
적어도 하나의 층(104)은 일반적으로 복수의 물질, 예컨대, 폴리머, 유기, 생체 적합 물질, 복합 재료뿐만 아니라 이들의 임의의 조합물을 포함할 수도 있다. 물질은 열가소성 및/또는 열경화성 물질(들)을 포함할 수도 있다. 포함된 층(들)과 다른 특징부, 따라서 전체 구조체(100)의 두께는 실시형태에 따라 변경될 수도 있다. 이 두께는 예를 들어, 1, 소수 또는 수십 밀리미터의 크기일 수도 있다. 적어도 하나의 층(104)의 물질의 적어도 일부는 예를 들어, 전기적으로 절연성 또는 전도성일 수도 있다. 일부 실시형태에서, 층(104)은 예를 들어, 탄성중합체 수지, 열경화성 물질, 열가소성 물질, PC, PMMA, ABS, PET, 코폴리에스터, 코폴리에스터 수지, 나일론(PA, 폴리아마이드), PP(폴리프로필렌), TPU(열가소성 폴리우레탄), 폴리스타이렌(GPPS), TPSiV(열가소성 규소 가황물), 및 MS 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수도 있다. 층(104)은 실질적으로 균질한 또는 비균질한 구성일 수도 있다.
적어도 국부적으로, 복수의 추가의 층(예를 들어, 코팅, 추가의 필름층, 예를 들어, 회로 설계/트레이스 또는 그래픽을 획정하는 인쇄된 전도성층) 또는 일반적으로 말하자면 필름층(102, 102B), 적어도 하나의 중간층(104)(임의의 측면 또는 양측면 상에 있고, 및/또는 내장됨) 및/또는 구조체 내 다른 곳에 및/또는 그 상에 제공되거나 또는 획정된 특징부가 있을 수도 있다. 오직 단일의 특징부가 명료성을 위해 도면 내 일부 특정한 위치에 예를 들어, 직사각형 또는 본질적으로 정사각형 블록으로서 예시될지라도, 당업자는 특징부가 선택적으로 예를 들어, 전기적으로(예를 들어, 갈바닉 방식으로 또는 용량적으로) 또는 다른 방식으로, 예를 들어, 광학적으로 또는 적어도 일반적으로 기능적으로, 함께 연결될 수도 있는, 트레이스, 컴포넌트 및/또는 다른 소자를 가진 전기 회로와 같은, 복수의 서로 상이한 및/또는 유사한, 특징부를 나타낼 수도 있거나 또는 포함할 수도 있다는 사실을 인지할 것이다.
이것에는 잠재적으로, 여전히 부가적인 층 및/또는 다른 특징부(103, 105, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 124, 126)를 포함하는, 특정한 실시형태에 따라, 다양한 기능, 예를 들어, 보호성, 심미적, 장식용, 정보 제공 또는 다른 시각적/광학적 기능, 전기적 기능, 처리 기능, 제어 기능, 메모리 기능, 통신 기능, 감지 기능, (전자기/전기) 필드 성형 기능, (예를 들어, 전자기/전기) 차폐 기능, 전도성 기능, 절연 기능, 부착 또는 고정 기능, 및/또는 간격두기 기능 등이 실제로 할당될 수도 있다.
제공된 특징부, 예컨대, 공간적으로 더 광범위한 층(103, 126), 예컨대, 인쇄된, 코팅된, 증착된, 성형된 또는 다른 방식으로 적층된 층, 또는 더 많은 국부적 소자(105, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 124)는 자체의 치수, 예컨대, 두께(도면에 도시됨)뿐만 아니라 특성화 물질을 각각 가질 수도 있다. 대안적으로, 다수의 특징부, 예컨대, 층(103, 103B, 103C)은 예를 들어, 두께 또는 물질의 면에서 적어도 부분적으로 동일하거나 또는 유사한 구성을 서로 가질 수 있다.
따라서, 전술한 특징부는 예를 들어, 전기 전도체, 예컨대, 트레이스, 인쇄된 전기 전도체, 전기 절연체, 전기 전도체, 전기적 회로 설계, 접촉 패드, 회로 트레이스, 전극, 전자기 차폐부, 해치형 차폐부(hatched shield), EMI(전자기 간섭) 차폐부, RFI(무선 주파수 간섭) 차폐부, 전기 또는 전자기 필드 성형기 또는 감쇠기, 그래픽, 그래픽 잉크층, 전도성 잉크층, 시각적 지표, 전기적소자, 전자 부품, 집적 회로, 광학적 소자, 발광 소자, LED(발광 다이오드), OLED(유기 LED), 광 검출 소자, 렌즈, 광 지향 소자, 광 회절기, 광 시준기, 광 반사기, 확산 반사기, 정반사기, 라이트가이드, 센서, 압력 센서, 근접각 센서, 스위치, 압전 소자, 촉각 소자, 전기기계 소자, 처리 소자, 안테나, 메모리 소자, 연결기 및 통신 소자로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 소자를 포함할 수도 있다.
다양한 실시형태에서, 예를 들어, 전기적으로 전도성 특징부 중 하나 이상은 전도성 잉크, 전도성 나노입자 잉크, 구리, 강, 철, 주석, 알루미늄, 은, 금, 백금, 전도성 접착제, 탄소 섬유, 합금, 은 합금, 아연, 황동, 티타늄, 땜납, 및 이들의 임의의 컴포넌트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 전도성 물질을 포함할 수도 있다. 사용되는 전도성 물질은 방사선, 예컨대, 가시광선이 예를 들어, 전도성 물질로부터 반사되게, 전도성 물질에 흡수되게 또는 전도성 물질을 통해 나아가게 하거나 또는 마스킹하도록, 가시광선과 같은 원하는 파장에서 광학적으로 불투명하고, 반투명 및/또는 투명할 수도 있다. 일부 실시형태에서, 다층 구성의 임의의 층 또는 다른 특징부에 의해, 그 내부에 또는 그 상에 획정된 전기적으로 전도성 또는 절연성 특징부는 추가의 기능, 예컨대, 심미적, 정보 제공, 시각적 또는 일반적으로 광학적 기능, 예를 들어, 마스킹 기능을 가질 수도 있다.
특징부 중 하나 이상의 특징부는 예를 들어, 인쇄 전자기기 기술, 예컨대, 스크린 인쇄, 플렉소그라피, 그라비어, 오프셋 리소그래피, 또는 잉크 제팅을 활용하여 다층 구조체(100) 또는 특정한 구성 소자, 예컨대, 필름층(102, 102B)에 대해 직접적으로 생성될 수도 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 예를 들어, 에칭 또는 적용 가능한 코팅 방법, 예컨대, 은 또는 흐름 코팅이 활용될 수도 있다. 추가의 옵션으로서, 이미 주어진 특징부는 선택적으로 선택된 적층 방법의 형태로, 예를 들어, 접착제, 열 및/또는 압력을 사용하여 구조체에 부착될 수도 있다. 또한, 추가의 옵션으로서, 하나 이상의 특징부, 예컨대, 전도성 트레이스, 컴포넌트, 열 전도부, 및/또는 다른 소자는 필름층(102, 102B) 상에 또는 일반적으로 구조체(100)에 대해 배열되는, 적어도 부분적으로 미리 준비된 캐리어, 예컨대, 테이프(예를 들어, 접착제 테이프 또는 특히, 접착제 전사 테이프) 상에 제공될 수 있다.
다양한 실시형태에서, 포함된 층 및/또는 추가의, 예를 들어, 더 국부화된, 특징부 중 하나 이상은 적어도 부분적으로 광학적으로 상당히 불투명하거나 또는 적어도 반투명할 수도 있고, 미리 규정된 파장, 예를 들어, 가시 스펙트럼과 관련된다. 이 아이템에는 아이템의 상에 또는 내부에 시각적으로 구별 가능한, 장식용/심미적 및/또는 정보 제공, 특징부, 예컨대, 그래픽 패턴 및/또는 컬러가 더 제공될 수도 있다. 일반적으로, IML(in-mold labeling)/IMD(in-mold decoration) 기법은 이러한 것을 제조하기 위해 적용 가능하다. 아이템은 예를 들어, 아이템 상의 다른 전자기기 또는 구조체 내부에 의해 방출된 가시광선과 같은 방사선에 대해 적어도 부분적으로, 즉, 적어도 곳곳에서, 광학적으로 상당히 투명할 수도 있다. 투과율은 예를 들어, 약 75%, 80%, 85%, 90%, 95% 또는 그 이상일 수도 있다.
구조체(100)의 다양한 실시형태에서, 포함된 특징부는 구조체(100)의, 적어도 하나의 층, 예컨대, 필름층(102)에 제공되는, 전자기기, 예컨대, 제어 및/또는 특히 감지 또는 측정 전자기기를 포함할 수도 있다.
예를 들어, 층(102, 102B) 상의 아이템(103, 105) 각각이 적어도 전도성 트레이스(대안적으로 또는 부가적으로, 유사한 특징부가 또한 층(102, 102B)의 반대측에 있을 수 있지만, 명료성을 위해 도면에서 생략될 수 있음)를 포함하는 회로 설계를 포함할 수 있고, 아이템(114)이 전자 부품, 예를 들어, 통합된 제어 회로 또는 다른 제어/측정 전자기기를 포함할 수 있고, 아이템(116)이 감지 소자, 예컨대, 아래에서 더 상세히 논의되는 전극을 포함할 수 있다. 아이템(110, 112, 120)은 예를 들어, 추가의 컴포넌트, 감지 소자 또는 외부 시스템 또는 예를 들어, 호스트 디바이스에 대한 연결 특징부, 예컨대, 연결기를 나타낼 수 있다. 아이템(118)은 예를 들어, 차폐 특징부를 포함할 수 있고 아이템(126)은 상단 보호성, 장식용, 그래픽-포함, 마스킹 또는 광학적으로 반투명한/투명한, 정보 제공, 또는 다른 방식으로 의미가 있거나 또는 기능적 층이다.
일부 실시형태에서, 층(102)은 층(102B)과 인터페이싱하거나 또는 적어도 더 가까운 사용자 또는 사용 환경(예를 들어, 타깃 감지 용적 또는 영역)의 관점에서 구조체(100)의 의도된 후면을 나타낼 수 있거나 또는 적어도 의도된 후면과 더 가까이 놓일 수 있고, 따라서 후면은 호스트 디바이스 또는 구조체, 예컨대, 호스트 디바이스, 표면, 또는 차량 내 패널(예를 들어, 계기판 상의 차량 내 패널, 도어, 중심 콘솔 등) 또는 일부 다른 호스트 구조체와 더 가까이 선택적으로 배치될 수 있고 심지어 잠재적으로 부착될 수 있거나 또는 다른 방식으로 통합될 수 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 상황이 반전될 수 있거나(즉, 층(102B)이 사용자/사용 환경과 더 가깝게 존재할 수 있음), 구조체(100)가 다수의 방향에서 사용자 또는 사용 환경과 직면할 수 있다.
포함된 전술한 전자기기는 실제로 예를 들어, 감지 목적 및/또는 다른 용도를 위한 제어 회로(들) 또는 제어 회로망을 포함할 수도 있다. 적어도, 포함된 전자기기는 바람직하게는 갈바닉 또는 무선 연결을 통해, 제어 회로망, 예를 들어, 회로, 예컨대, 집적 회로 및/또는 개별적인, 연결된 컴포넌트를 포함하는 회로에 의해 결국 구동될 수도 있고, 및/또는 측정될 수도 있는, 복수의 센서 또는 감지 특징부를 예를 들어, 복수의 전극의 형태로 포함하고, 제어 회로망이 구조체(100) 내에 존재할 수도 있고, 예를 들어, 필름(102)에 제공될 수도 있거나 또는 구조체(100)의 외부에 있을 수도 있고 연결 소자, 예컨대, (전기) 연결기 및/또는 배선을 통해 구조체에 연결될 수도 있다. 감지 특징부는 무선, 예컨대, 본래 용량성 또는 유도성일 수 있다.
감지 특징부, 예컨대, 전극은 구조체(100)의 환경에서 예를 들어, 전기, 자기 또는 일반적으로 전자기 필드를 확립하도록 제어될 수 있다.
다양한 실시형태에서, 특징부 중 임의의 특징부, 예컨대, 필름층(102)의 또는 그 상의 특징부(116)는 자가-용량 감지를 위한 전극 또는 다른 감지 소자를 포함할 수도 있거나 또는 획정할 수도 있다. 소자는 다층 구조체(100)를 터치하거나 또는 다층 구조체의 주위를 맴도는 사용자의 손가락과 같은 물체에 의해 변경(증가)될 수도 있고 예를 들어, 전극을 포함하는 RC 회로의 시간 상수를 측정하는 것을 통해, 연관된 제어 전자기기에 의해 검출될 수도 있거나 또는 측정될 수도 있는, 기준 전위, 예컨대, 시스템 또는 회로 접지에 대한 선택된 기생(정전기) 커패시턴스를 획정하도록 구성될 수도 있다(물질, 치수/포지셔닝/거리 등). 따라서, 소자는 예를 들어, 사용자 입력 특징부, 예컨대, 용량성 또는 특히, 기생 터치/제스처 입력 영역 또는 용적, 또는 "버튼"을 획정할 수도 있다. 소자 또는 연관된 감지 영역/용적은 예를 들어, 구조체 내 관심 표면적(예를 들어, 함몰부 또는 돌출부, 예컨대, 돔 또는 보울 형상) 및/또는 그래픽 또는 광학적 지표(예를 들어, 조명)의 형성을 사용하여 사용자에게 나타날 수도 있다.
다양한 추가의 또는 대안적인 실시형태에서, 바람직하게는 예를 들어, 층(104)의 상이한 측면 상의, 복수의 특징부, 예컨대, 특징부(116, 124)가 상호 커패시턴스 감지를 위한 전극을 획정할 수도 있다. 여기서, 제어 전자기기는 변화, 예컨대, 물체에 기인한 감소, 적어도 2개의, 제1 전극과 제2 전극 간의 상호 커패시턴스를 측정하도록 구성된다(전극 중 적어도 하나의 전극은 구동/전송 전극이고 적어도 하나의 또 다른 전극은 감지/수신 전극임). 따라서, 특징부(116)가 층(104)의 제1 측면에 제1 전극을 획정할 수도 있고 반면에 예를 들어, 특징부(124)가 구조체(100) 내 제2, 반대측에 제2 전극을 획정할 수도 있고, 둘 다는 측정/제어 전자기기의 회로에 연결된다.
다양한 실시형태에서, 적어도 하나의 특징부, 예컨대, 특징부(118)는 차폐부, 예를 들어, 전자기 차폐부, 예컨대, 부유 전자기 차폐부, 외부 전자기 필드 또는 간섭으로부터 예를 들어, 하부 전자기기, 예컨대, 감지 전자기기, 관련된 회로 또는 특히, 회로 트레이스를 차폐하기 위한 능동(구동) 차폐부 또는 (시스템/회로) 접지 또는 접지형 차폐부를 획정할 수 있다. 예를 들어, 층(102) 상의 특징부, 예를 들어, 트레이스, 회로 또는 컴포넌트(103, 114)를 위한 차폐부는 선택적으로 시스템/회로 접지에 갈바닉 방식으로 연결되는, 전기적으로 전도성 물질의 영역 또는 용적을 획정할 수도 있는 특징부(118)에 의해 제공될 수도 있다.
다양한 실시형태에서, 적어도 하나의 특징부(예를 들어, 아이템(128))는 예를 들어, 감지 전자기기에 의해 확립된 주위의 전자기 필드(근거리-필드)를 변경하도록 구성되는 필드 조정기를 획정할 수도 있다. 조정기는 전자기기(능동/구동) 또는 수동에 의해 동적으로 제어될 수도 있다. 이것은 연관된 시스템 접지와 연결될 수도 있거나 또는 부유할 수도 있다.
따라서, 특정 유형의 특징부를 조정하고 예를 들어, 층(102B)의 특징부뿐만 아니라 본질적으로 층(102) 내/상의 전자기기를 차폐하는 전술한 필드를 고려하면, 층(102, 102B)이 예를 들어, 전기적으로 연결될 수도 있지만 연결되어야 하지 않을 수도 있어서 다양한 특징부가 실시형태에 따라, 동일한 회로에 갈바닉 방식으로 연결될 것이다. 예를 들어, 조정기 또는 차폐 특징부의 물질의 유효 유전율 또는 예를 들어, 투자율이 용량 감지 소자 또는 안테나 라디에이터 주위의 필드를 성형하도록 사용되는 경우에, 이러한 연결이 필요할 수도 있지만, 이 연결은 예를 들어, 동적 제어를 가능하게 한다.
다양한 실시형태에서, 예를 들어, 전도체, 예컨대, 회로 트레이스, 접촉 패드, 감지 소자, 예컨대, (용량성) 전극 또는 "용량성 버튼" 센서 패턴, 예컨대, 전극 패턴, 필드 성형기, 차폐부 등의 형성을 포함하여 장식용/심미적/정보 제공과 전기적 목적 둘 다를 위해 기능화된 그래픽이 이용될 수도 있고, 즉, 전도성 물질, 예컨대, 잉크 또는 페인트가 구조체(100)에 추가될 수도 있다. 예를 들어, 은, 탄소 나노튜브, 탄소 나노버드 및 전도성 폴리머 잉크는 이 양상에서 잘 기능화될 수 있다. 전도성 잉크는 원하는 컬러로 착색된 잉크로 보강될 수도 있다. 원하는 컬러는 일반적으로 적합한 염료 또는 안료의 사용에 의해 물질에서 달성될 수도 있다.
대부분 그렇지 않더라도 예를 들어, 전도성 잉크는 터치 감지 전극으로서 충분히 기능하는 데 필요한 것보다 전도성이 높다. 대부분의 전도성 잉크는 또한 적어도 약간 착색될 수 있다. 달성 가능한 효과는 전도성 물질의 분포와 외관, 및 허용 가능한 전도율을 유지하면서 물질이 희석될 수 있는 정도에 의존적이다. 전도성 잉크를 컬러 잉크로 "희석"하는 것은 장식용 목적과 기능적 목적 둘 다를 제공하는 흥미롭고 매력적인 패턴과 질감을 생성할 수 있는 완전히 새로운 범위의 가능성을 열 수 있다. 전도성 잉크를 착색하는 것은 예를 들어, 넓은 면적의 차폐부, 조정기, 센서 및 라디에이터/안테나 프린트에 대해 상대적으로 비용이 많이 드는 물질을 희석할 수 있으므로 생산 비용을 감소시킨다.
예를 들어, 기능화된 그래픽 잉크 또는 유사한 물질을 사용할 때, 외부 표면에 여전히 가깝게 배치되는 동안 차폐부, 용량성 터치 또는 다른 감지 전극, 안테나, 안테나 공진기 등이 외부 뷰어로부터 숨겨질 수 있고, 마스킹될 수 있거나 또는 위장될 수 있다. 복잡한 센서 패턴도 "일반 시야에 숨겨"질 수 있어서, 설계자가 시각적으로 흥미로운 특징부를 사용할 수 있다. 따라서, 구현된 기능은 적어도 정확히 무엇을 찾아야 할지 모르는 사람에게는 실제로 보이지 않을 수도 있다.
층 및 다른 특징부는 감지 영역 또는 일반적인 감지 특징부, 또는 예를 들어, 감지 영역을 동적으로 (입력 대기를 감지/기능 활성화를 감지, 또는 예를 들어, 깜빡일 때 켜짐) 조명하도록 구성된 하부 광원의 위치를 나타내는 예를 들어, 인쇄된 윤곽선 또는 다른 표시와 관련하여, 사용자 상호작용에 필요한 시각적 단서만 보이는 균일한 색상으로 보이거나 또는 사용자가 표면에 접근할 때에만 활성화되는 것처럼 보이는 동안, 측면 둘 다로부터 차폐될 수 있다.
관련 실시예로서, 예를 들어, 터치패드 또는 다른 터치 영역 감지 전극은 기하학적 도형 또는 예를 들어, 뻗은 포도나무 패턴과 같이 원하는 형상으로 층(102B)과 같은 표면에 인쇄될 수도 있다. 센서 패턴을 외부 또는 일반적으로 타깃 감지 표면에 매우 가깝게 하는 것이 다양한 사용 시나리오에서 감지 성능(감도, 방향성 등)의 면에서 유용할 수도 있다.
추가의 실시예로서, 선택된 전도성 잉크 또는 페인트, 예를 들어, 검은색 잉크는 그래픽 패턴과 같이 시각적으로 구별 가능한 특징부를 확립하도록 구성될 수도 있으며, 고스트 터치, 즉, 고장 검출로부터 하부 감지 전자기기, 예컨대, 트레이스를 차폐하도록 더 사용될 수 있고, 및/또는 예를 들어, 터치 버튼 또는 다른 감지 특징부 주위의 전자기 필드를 성형하도록 사용될 수 있다. 검은색 잉크의 패터닝은 결과적으로 분리된 패치가 기생 공진기 유형의 안테나 소자(성형기)를 형성하도록 행해져서 하부 전극에 의해 확립되거나 또는 감지되는 필드에 영향을 준다.
따라서, 안테나 공진기 또는 다른 기능적 특징부는 일반적으로 전도성 잉크를 사용할 때 예를 들어, 필름층(102, 102B)의 검출 가능한 기하학적 또는 다른 가시적 패턴에 숨겨질 수도 있다.
다양한 실시형태에서, 착색된 전도성 잉크 패턴 또는 유사한 특징부에 대한 전기적 연결의 제공은 연결 특징부 또는 접촉점, 예컨대, 접촉 특징부, 예컨대, 배선을 위한 인접한 층, 예컨대, 중간층(104) 또는 호스팅 필름층(102, 102B) 내 개구를 통해 배열될 수도 있다. 접촉점은 패턴에 숨겨질 수도 있다.
하나의 실현 가능한 옵션은 유사한 화학 물질 및 용매를 가진 전도체 잉크에 강한 색상의 잉크를 추가하는 것이다. 일부 전도성 잉크는 고도로 충전된(검정색 또는 흰색 유형) 그래픽 잉크 제형의 파생물인 반면, 일부는 고도로 맞춤화되고 컬러를 추가하기 더 어렵다. 이러한 경우에, 유량 특성을 복원하기 위해 잉크 특정 용매를 사용하여 건조 안료를 추가하는 것이 적절할 수도 있다.
예를 들어, 필름(102, 102B)과 같은 타깃 표면 상에 잉크와 같은 착색된 전도성 물질을 제공하는 것을 고려하면 임의의 잉크를 제공하거나 또는 특별히 인쇄하는 것과 본질적으로 상이할 필요가 없을 수도 있지만, 예를 들어, 스크린 인쇄의 맥락에서 스크린 특성은 원하는 경우 또는 필요할 때 테스트를 통해 최적화될 수 있다. 착색된 전도성 잉크가 예를 들어, 전도율이 최대로 중요하지 않은 적용에서 잘 사용될 수도 있기 때문에, 인쇄 품질은 이에 대응하여 전도성 특성에 대한 시각적 품질에 대해 최적화될 수 있다.
다층 구조체(100)가 직사각형 스택으로 예시되었음에도 불구하고, 다층 구조체는 예를 들어, 일반적으로 또는 국부적으로 다양한 형상을 획정할 수도 있고, 필름층(102, 102B)이 원하는 3D 형상을 나타내기 위해 열 성형 또는 냉간 성형을 사용하여 형성될 수도 있고(특징부, 예컨대, 전자기기를 제공한 후 또는 전) 그 이후에 추가의 층, 예컨대, 중간층(104)이 제공될 수 있다.
위에서 설명된 더 일반적인 또는 잠재적으로 다목적성 다층 스택(100)의 다양한 특성과 특징은 당업자라면 자연스럽게 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 아래에서 설명된 더 구체적이거나 또는 전용적인 실시형태 중 임의의 실시형태에서 자유롭게 그리고 선택적으로 채택될 수도 있고, 그 역도 가능하다. 그러나, 다양한 실시형태의 다음의 설명이 본 발명의 맥락에서 특별하고 선택된 양상을 제시하기 위해 생성되었지만, 연관된 개시내용에는 여전히 특정한 양상을 이해하는 관점에서 필수적이지 않은 특징이 결여되어 있을 수도 있다. 그러나, 이러한 특징부는 당업자라면 또한 쉽게 이해하는 바와 같이, 명확히 개시되지 않더라도(예를 들어, 전자기기가 다층 구조체에 포함되는 경우에, 전자기기가 적합한 연결 부재, 예컨대, 연결기, 배선, 내부의 연결 특징부 등을 사용하여 외부 전기 연결부, "시스템 연결부" 등을 다층 구조체에 제공하는 것이 유리할 수도 있음) 고려되는, 개시된 다층 구조체를 포함하도록 여전히 완전히 가능하고 많은 경우에서 유리하다. 그러나, 다음의 실시형태의 특징과 특성이 당업자에 의해 상호 선택적으로 결합할 수도 있어서 추가의 실시형태를 제안하고 특징의 기초가 되는 기능은 바람직하게는 공통 다층 구조체에 의해 제공된다.
도 2가 명료성을 위해 도 1의 다층 구조체로부터 간략화된 다층 구조체(200)를 예시하지만, 당업자는 구조체(100 및 200)가 본질적으로 포함된 층 및 다른 특징부, 사용된 물질, 치수 등의 면에서 서로 매우 유사할 수도 있거나 또는 다소 상이할 수도 있다는 사실을 인지할 것이고, 적어도 하나의 차이가 필름층(102 및 102B)의 구성으로부터 발생한다.
이미 위에서 언급된 바와 같이, 일부 실시형태에서, 공통 기판 필름(102C)은 층(102, 102B)을 위한 별개의 필름을 사용하는 대신에 다층 스택에 수개의 층(102, 102B)(층(102B)이 기판(102A)의 연장부로부터 형성되는 것으로 간주될 수 있거나 또는 그 역도 가능)을 획정하도록, 주변부에서 파선을 통해 또한 도면에 도시된 바와 같이, 폴딩될 수도 있거나 또는 벤딩될 수도 있다. 연결 중간 부분이 구조체에 남아 있을 수 있거나 또는 예를 들어, 절삭에 의해 적어도 부분적으로 처리될 수 있고, 및/또는 나중에 제거될 수 있다.
연결 중간 부분은 필름층(102, 102B)과 예를 들어, 전기적 특징부, 예컨대, 트레이스, 회로 설계, 감지 소자 및 컴포넌트를 함께 전기적으로 연결시키도록 선택적으로 전도성 특징부, 예컨대, 트레이스를 인쇄함으로써 포함될 수도 있거나 또는 제공될 수도 있다. 적어도 원래 공통 필름으로부터 확립된 다수의 필름층은 다층 스택(200) 내 층(104)의 동일한 및/또는 상이한 측면에 결국 제공될 수 있다. 108(도 1)로 도시된 바와 같이, 층(102, 102B)은 예를 들어, 중간층, 예컨대, 층(104)을 통해 제공된 전기적으로 전도성 비아에 의해 및/또는 다른 연결성 그리고 바람직하게는 전도성 특징부(들)를 사용하여 선택적으로 함께 더 연결될 수도 있다.
도시된 솔루션으로, 층(102, 102B)을 연결하는 스프링과 핀과 같은 이산 연결 부품의 사용으로 인해 발생하는 잠재적 플러시-아웃(flush-out) 및 연결 문제가 실제로 제거될 수 있다.
특징부, 예컨대, 전기적 특징부(트레이스, 전극 등) 또는 심지어 전자 부품은 예를 들어, 적어도 하나의 층(104)을 사출 성형 또는 주조에 의해 사이에 제공하기 전에 원하는 3차원 형상, 절삭부 및/또는 벤딩부를 나타내도록 선택적으로 형성될 수 있고, 열 성형될 수 있는, 필름(102C)의 임의의 측면에 선택적으로 인쇄 전자기기 기술에 의해 먼저 제공될 수 있다.
일부 실시형태에서, 중간 부분이 예를 들어, 층(102, 102B), 또는 일반적으로 구조체(100, 200)와 대조적으로 감소된 폭으로 성형될 수 있고, 예를 들어, 절삭될 수 있어서, 예를 들어, 인쇄된 전도체를 수용하지만 미사용되는 공간의 양을 감소시킨다.
일부 실시형태에서, 필름(102C)의 훨씬 더 다목적의 벤딩이 예를 들어, 구조체(200) 내 3개의 층(상단층, 중간층 및 하단층을 가진 'S' 유형의 벤딩부)을 이로부터 확립하도록 수행될 수 있다.
도 3은 개선된 감도를 가진 본 발명에 따른 힘 감지 그리고 예를 들어, 터치 감지 가능 다층 구조체(300)의 하나의 실시형태를 예시한다.
기본적으로 배경 정보로서, 감지 기능의 면에서 충분한 압박 효과를 일으키기 위해서는 덮개 물질의 상대적으로 높은 편향이 필수적이라는 많은 자가-용량 감지 솔루션이 다소 일반적이라는 점을 언급할 수 있다. 이 문제는 위에서 언급한 바와 같이 다층 스택 내부에 구조 변형 가능 공기 공동부를 포함함으로써 해결될 수 있다. 그러나 공기-충전된 공동부는 스택의 구조층의 박리 감도를 가중시킬 수도 있다. 그러나 또 다른 잠재적 과제로서, 외관, 느낌 또는 예를 들어, 내구성으로 인해 가능하게는 선호되는 금속 오버레이 또는 일반적으로 상단/상부 층을 사용하는 것은 기본적인 자가-용량 감지 솔루션의 작동을 실질적으로 완전히 방해할 수도 있다.
따라서, 도시된 실시형태에서, 향상된 감지 감도를 위해 구조체(300)의 감지 위치로 지향된 외부힘(F)에 응답하는 물질 편향의 원하는 레벨이 필름층(102, 102B) 사이의 중간층(104)의 주위의 다른, 덜 탄성의 물질에 내장되거나 또는 그 사이의, 전용 감지 위치 또는 감지 영역(310)(파선으로 나타냄) 아래에 제공된 적어도 하나의, 더 탄성의, 또는 "더 연성의" 물질(304)의 용적에 의해 획득되어, 하부 물질(304) 및 감지 영역(310)의 위치에서 실질적으로 구조체 내부를 향하여 구조체(300)에 인가된 외부힘에 응답하여, 구조체가 국부적으로 압축된다.
훨씬 작은 변형(312)이 필름층(102, 102B) 상에 예를 들어, 인쇄 전자기기 기술 또는 일부 다른 생성 방법을 사용하여 인쇄될 수도 있는, 물질(304)의 반대측에 배열된 전극(305, 306) 간의 상호 커패시턴스의 쉽게 검출 가능한 변화로 변경될 수도 있고, 전극(305, 306) 중 하나의 전극은 바람직하게는 구동/전송 전극으로서 역할을 하고 다른 하나의 전극은 감지/수신 전극으로서 역할을 한다. 이진 유형 검출로서 단순한 터치가 아닌, 힘의 양은 측정된 신호가 사용되는 힘과 비례하기 때문에 측정될 수도 있고 솔루션은 "단순" 터치 센서 대신에 또는 그에 더하여 아날로그 힘 센서로서 사용될 수도 있다.
전극(305, 306)은 예를 들어, 도 2의 솔루션 및/또는 물질층(명료성을 위해 미도시됨)을 통한 트레이스 및 전도성 비아(들)를 사용하여 대응하는 구동 및 측정 회로망에 갈바닉 방식으로 연결될 수도 있다. 당업자는 격리된 전극과 물질(304)의 단일(하위) 용적 대신에, 다수의 전극 또는 예를 들어, 그리드 유형 감지를 위한 전극 패턴이 각각 수행될 수 있음을 깨달아야 한다.
솔루션은 전도성 소자, 예컨대, 금속 시트(308)가 감지 영역(310)을 적어도 부분적으로 덮는, 필름(102B) 상에 제공될지라도 적용 가능하다. 따라서, 터치-관통-금속 기능이 구현될 수도 있다.
물질(304)이 상대적으로 높은 유전율, 예를 들어, 약 5 초과의 비유전율 및/또는 물질(104)의 유전율을 초과하는 비유전율을 갖도록 선택될 수도 있어서, 터치/힘 감지의 감도를 향상시킨다.
일부 실시형태에서, 용량 감지 대신에 또는 그에 더하여, 2개의 맞은편의 유도성 루프가 예를 들어, 유도 감지를 위해 (304, 306)에 구성될 수 있다.
도 4는 능동 감지 또는 "공급" 소자 및 선택적으로 능동 소자와 갈바닉 연결되지 않는 기능적으로 연관된 성형 소자의 사용을 통한 필드 성형을 수반하는, 본 발명에 따른 다층 구조체의 하나의 실시형태를 (400)으로 예시한다. 솔루션은 예를 들어, 터치 및 근접(비-터치/무접촉) 감지 목적을 위해 적합하다.
필름층(102)에는, 예를 들어, 층(102) 상에, 선택적으로 인쇄 전자기기 기술에 의해, 배열된 트레이스를 통해 예를 들어, 복수의 전극을 획정하는 예를 들어, 용량성 또는 유도 감지 소자(404)에 바람직하게는 갈바닉 방식으로 연결(405)되는 제어 및/또는 감지 또는 측정 전자기기, 예컨대, 관련된 회로 또는 회로망(406)(이러한 회로/회로망의 적어도 일부가 또한 구조체(400)의 외부에 있을 수 있고 적합한 연결 소자, 예컨대, 배선을 사용하여 구조체에 연결될 수 있음)이 제공될 수도 있다. 예를 들어, 적용 가능한 인쇄(예를 들어, 인쇄 전자기기 기술하에 속하는 바람직한 방법), 증착, 적층 또는 코팅 기법을 사용하여 예를 들어, 층(102B)의 물질에 의해 획정되거나 또는 층의 물질 상에 제공되는, 층(102B)에서 금속 또는 다른 전기적으로 전도성 물질을 포함하는 전도성 소자와 같은 적어도 하나의 필드 성형 소자(408)가 중간층(104)의 다른 측면에 제공된다.
성형 소자(들)(408)(다수의 성형 소자의 경우에, 이들 중 적어도 일부가 예를 들어, 갈바닉 방식으로 함께 연결될 수도 있고, 및/또는 별도로 남아 있을 수도 있음)를 도시된 실시예에서와 같이 상이한 평면 상의 감지 소자(404)로부터 거리르르 두고 배치함으로써, 근거리-필드 안테나로서 간주될 수 있는, 소자(404)에 의해 확립된 전기 또는 전자기 필드, 또는 특히 근거리-필드가 융통성 있게 제어될 수도 있고, 예컨대, 감쇠될 수도 있고, 부스팅될 수도 있고, 성형될 수도 있고, 및/또는 지향될 수도 있어서, 감지 목적, 예를 들어, 층(102B) 상에 획정된 미리 규정된 터치 영역과 관련된 터치 감지 및/또는 층(102B) 상의 감지 용적과 관련된 근접 감지를 위해 원하는 감도 특성을 제공한다.
소자(들)(408)의 물질 선택, 형상, 치수, 포지셔닝 등에 의해 제공되는 더 "수동의" 필드 조정에 더하여 또는 그 대신에, 성형 소자(408) 중 적어도 하나의 성형 소자가 능동적으로 또는 동적으로 제어 가능할 수 있다. 이러한 제어성은 예를 들어, 소자를 구조체(400) 내 전자기기(406) 또는 구조체의 외부에 갈바닉 방식으로 연결시킴으로써 소자(408)에 제공될 수 있다.
따라서, 전압 및/또는 전류는 예를 들어, 필드 측정을 수반하는 충분한 테스트 공정에 의해 특수 용도의 스위트 스폿을 발견하는 것에 기초하여 원한다면 필드 성형 특성을 제어하도록 소자(408)에 공급될 수도 있다. 다층 스택의 수개의 층 및 다층 스택 상의/의 특징부는 예를 들어, 전도성 물질을 사용하여 또는 예를 들어, 도 2의 솔루션에 의해 스택/중간층을 통해 일반적으로 함께 연결될 수 있다.
일부 실시형태에서 예를 들어, 기가헤르츠 주파수 범위 작동 가능 안테나, 예컨대, 블루투스™ 안테나가 유사한 원리에 따라 다층 구조체에 생성될 수 있어서, 안테나 공급 소자(일반적으로 제어 회로망에 갈바닉 방식으로 연결됨) 및 피더에 무선으로, 예컨대, 용량적으로 결합될 수도 있는 원격/별개의 라디에이터를 제공한다. 결과적으로 발생된 안테나 구조체는 매우 얇고 가요성 있게 이루어질 수도 있고, 다양한 적용, 예컨대, 착용형 전자기기에서 사용되는 데 적합할 수도 있다. 피더와 라디에이터 간의 임피던스 매칭은 이산형 매칭 컴포넌트에 의존할 필요 없이 이들 사이에 무선 결합을 적절히 설계함으로써 달성될 수 있다.
도 5는 멀티-터치 감지를 위한 본 발명에 따른 다층 구조체(500)의 실시형태를 예시한다.
다른 다양한 옵션 중 적어도 하나의 구성 전극 패턴, 예컨대, 라인 또는 예를 들어, 다이아몬드 패턴이 필름층(102)의 양측에 제공되고, 하나(510)가 층(104)과 마주보는 측면 또는 표면에 있고 또 다른 하나(508)가 구조체, 예를 들어, 호스트 구조체 또는 디바이스, 또는 부가적인 물질층(미도시)의 환경과 마주보는 반대측 또는 표면에 있다. 함께 이 서로 상이한 또는 유사한 구성 패턴은 예를 들어, 사용되는 형상, 치수, 간격, 물질, 정렬 및/또는 방향의 면에서, 열과 행의 X-Y 격자와 같은 원하는 전체 감지 패턴을 확립하고, 열과 행은 서로 수직일 수 있거나(508로 도시된 라인 "단부" 및 510으로 최외측 라인의 길이방향 측면 프로파일로 도면에 암시됨) 또는 일부 다른 구성으로 배열될 수도 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 구조체(500)의 다른 표면 또는 층은 멀티-터치 가능 감지 장치가 지닌 전극 패턴으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 필름층(102B)은 층(102) 대신에 전극 패턴(510 또는 508)을 지닐 수 있다. 일부 실시형태에서, 3개, 4개(예를 들어, 필름층(102, 102B) 둘 다의 양측의) 이상의 오버레이된 패턴이 구조체(500)에 제공될 수 있다.
다양한 실시형태에서, 패턴(508, 510)은 용량 감지, 예컨대, 용량 터치 또는 멀티-터치 감지를 위해 구성된다. 이와 같이 터치 입력은 예를 들어, 구조체(500), 호스트 구조체 또는 예를 들어, 외부 디바이스를 제어하거나 또는 특히, 활성화시키고 비활성화시키도록 사용될 수 있다.
제어 전자기기(506), 예컨대, 측정 회로 또는 회로망은 예를 들어, 인쇄 전자기기 기술을 활용하여 선택적으로 인쇄된 예를 들어, 전도체 트레이스 또는 다른 일반적으로 전기적으로 전도성 소자(505)를 사용하여 패턴에 연결될 수도 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 전자기기(506)의 적어도 일부는 구조체(500)의 외부에 존재할 수 있고 적용 가능한 연결 소자, 예컨대, 전도성 배선을 사용하여 구조체에 연결될 수 있다.
다양한 실시형태에서, 심미적, 장식용, 정보 제공, 다른 광학적(광 지향 또는 조작) 특징부, 전기적 특징부, 열 관리 특징부, 조명 특징부 등일 수도 있는 복수의 추가의 특징부가 구조체(500)에 제공될 수도 있다. 예를 들어, 도시된 시나리오에서, 필름층(102B)의 하나의 측면 또는 양측에 있거나, 또는 필름 형상 및/또는 물질에 내장되거나 또는 필름 형상 및/또는 물질에 의해 획정되는 복수의 특징부(512)는 선택적으로 예를 들어, 층(102B) 상의 감지 영역을 조명함으로써 감지 장치에 기여하도록 하부 감지 특징부(508, 510)와 중첩되는 예를 들어, 장식용, 정보 제공, 조명(예를 들어, 광원, 도파관 등) 및/또는 다른(기능적) 특징부를 포함할 수 있다.
수개의 필름층(102, 102B) 및 잠재적인 다른 층을 구조체에 배열하는 것은 구조체 내의 다양한 특징부의 통합을 용이하게 하고, 상호 교란을 감소시키거나 또는 다른 방식으로 기능을 최적화하는 관점에서 충분히 큰 거리를 유지한다. 다층 스택의 수개의 층은 예를 들어, 전도성 물질을 사용하여 또는 예를 들어, 도 2의 솔루션에 의해 스택/중간층을 통해 함께 연결될 수도 있다.
도 6은 감지 기능에 더하여 적어도 하나의 일체화된 기능 코팅을 포함하는 다층 구조체의 실시형태를 (600)으로 예시한다. 특히, 감지 특징부를 구조체에 포함시킬 필요 없이 솔루션이 또한 격리 또는 다른 상황에서 활용될 수 있다는 점은 주목할 만하다. 코팅은 심미적, 장식용, 정보 제공 및/또는 다른 광학적 기능, 예컨대, 반사 기능을 가질 수도 있다. 그러나, 코팅은 보호성 기능, 전기적 기능, 열적 기능 등을 포함하여 복수의 추가의 기능을 가질 수도 있다. 따라서, 다기능 코팅이 구조체(600)에 제공될 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태에서 코팅은 자체의 특징부를 확립하거나 또는 일부 다른 잠재적으로 집합적 특징부의 일부를 확립하고 원하는 품질을 제공하는 것으로 간주될 수도 있다.
도시된 실시예에서, 필름(102) 상의, 선택적으로 후처리 태스크로서, 예를 들어, 열적으로 및/또는 전기적으로 전도성 코팅(608)이 구조체(600)에 제공되지만 코팅은 예를 들어, 플라스틱층(104)과 인접한, 구조체(600)의 측벽의 외부를 획정하고 파선을 사용하여 도시된 아이템(608B)으로 도시된 바와 같이, 구조체(600)의 다른 표면 그리고 일반적으로 소자에 또한 대안적으로 또는 부가적으로 제공될 수 있다. 실제로, 코팅은 일반적으로 구조체의 하나 이상의 내부 층 및/또는 외부면을 획정할 수도 있다. 일부 실시형태에서, 실질적으로 그렇지 않더라도 구조체(600)의 전체 외부면이 하나 이상의 코팅에 의해 제공될 수 있다.
예를 들어, 코팅(608)은 전기적으로 전도성 물질, 예컨대, 금속을 포함할 수도 있다. 전기적 연결(예를 들어, 전력, 통신 및/또는 제어)을 구조체, 예를 들어, 구조체의 필름(102)에 배열된 광원(예를 들어, LED) 또는 다른 컴포넌트와 같은, 복수의 전자 특징부(606, 606B)에 제공하는 것이 구성될 수도 있다.
코팅(608)은 특징부(606, 606B)와 직접적으로 전기적으로 접촉할 수도 있거나 또는 구조체(600)에 배열된(수직 파선에 주의) 중간 전도성 특징부, 예컨대, 전도성 비아, 트레이스, 리벳, 스프링, 스터드, 로드 등이 있을 수도 있다. 전도성 도금은 예를 들어, 전류 운반 용도에 잘 적합하도록 그리고 예를 들어, 추가의 기능적 소자, 예를 들어, 안테나 공진기, 감지 전극, 필드 성형기, 차폐부 등의 적어도 부분의 활용을 가능하게 하도록 패터닝(마스킹, 사후-증착 공정)될 수도 있다. 필름층(102B)은 명료성을 위해 도면에 도시되지 않은 복수의 특징부를 획정할 수도 있거나 호스팅할 수도 있다. 일부 실시형태에서, 층(102B)은 필름층(102) 상의 코팅(608)에 더하여 또는 그 대신에 코팅(608C)에 의해 덮일 수 있거나 또는 구현될 수 있다. 그러나, 층(102B) 상의 코팅(608C)(임의의 측면에 있을 수 있지만, 상단부에 예시됨)은 직접적으로 또는 중간 연결 부재, 예컨대, 트레이스 또는 전도성 비아를 통해 예를 들어, 전기적 연결을 특징부(606C), 예컨대, 전극 또는 다른 감지 소자, 광원 또는 다른 컴포넌트에 제공할 수 있다.
LED 또는 다른 조명기구와 같은, 금속 코팅이 제공된 반사기 또는 다른 광학적 특징부를 포함하는 구조체에서, 코팅은 예를 들어, 전력 레일을 분리시키도록 광학적으로 비-차단 라인을 따라 분할될 수도 있고 필름을 통해 내장된 부품에 연결될 수도 있다. 분할된 라인은 예를 들어, NCVM(비-전도성 진공 금속화)-같은 비-전도성 오버코팅의 사용을 통해 숨겨질 수 있다. 이것은 예를 들어, 종래의 외관을 갖지만 또한 구조체에 내장된 전자기기와 같은 특징부를 제어하는 조명기구 또는 다른 아이템을 생성하게 한다. 예를 들어, LED 또는 다른 전자기기가 구조체의 내부에 내장된 경우, 반사기 및/또는 배전 배선으로서 사용되는 동일한 연속 도금 또는 일반 코팅이 또한 열을 감쇠시키도록 사용될 수 있어서, 관련 부품의 전체 표면을 대형 열싱크로 기능하게 하고, LED 광 출력을 증가 및/또는 부품 수명을 연장시킨다.
코팅(600)은 예를 들어, 무전해 도금(예를 들어, Cu, Ni), 전해 도금(예를 들어, Cu, Cr, Au, Ag) 또는 예를 들어, 금속 및 금속 유사 물질을 포함하는 PVD(물리적 기상 증착) 코팅을 나타낼 수도 있다.
금속 코팅에 대해, 아주 우수한 열적 및 전기 전도율이 제공될 수도 있다. 그러나, 코팅은 다양한, 잠재적으로 복잡한, 형상의 아이템 및 층에 비교적 쉽게 제공될 수도 있다.
상이한 방법의 일반적인 적용 가능성과 관련하여, 예를 들어 PVD 코팅의 두께는 상당히 넓은 윈도우에 걸쳐 변경될 수 있고 예를 들어, 마스킹에 대한 확산을 제한하는 것이 가능하다. 상이한 물질을 적층하는 것은 예를 들어, 구리 및 크롬 도금을 적층함으로써, 적절하게 전도성이 있고 시각적으로 매력적인 도금을 가능하게 할 수도 있다.
다양한 실시형태에서, 크롬 오버코팅이 있는 무전해 구리 또는 니켈과 같은 습식 가공 도금이 또한 예를 들어, 수분 침입에 면역이 되는 밀폐된 구조체와 관련하여 활용될 수도 있다. 표면 특징부, 예컨대, 연결기는 처리 용액에 대한 노출로부터 이들을 보호하기 위해 마스킹될 수도 있다. 마스킹은 회로판 제조와 마찬가지로 사진 촬영 가능한 스프레이 마스크와 함께 수행될 수도 있다.
차폐를 위해 사용되는 도금 또는 일반적으로 코팅은 내장된 전자기기로부터 열을 전달하기 위해 국부적으로 두꺼워질 수 있다. 이것은 층 두께를 의미 있는 범위까지 국부적으로 증가시키는 데 적합한 공정 제어를 필요로 한다.
위에서 언급된 바와 같이, 일부 실시형태에서, 전도성 코팅 또는 특히 도금을 패터닝하는 것은 내장된 안테나에 대한 공진 구조체를 생성하도록 사용될 수 있어서, 방출 전자기기와 외부 환경 사이의 갈바닉 접촉을 절단한다. 이것은 예를 들어, 블링커 하우징(blinker housing) 또는 "상어 지느러미(shark fin)" 안테나와 같이, 날씨 노출이 심한 특정 위치에서 유용할 수 있다.
다양한 실시형태에서, 금속 코팅은 호스트 표면, 예를 들어, 필름층(102, 102B)에 제공될 수도 있다. 이어서 코팅된 영역이 예를 들어, 돌출부 또는 오목부(예를 들어, 반구형 돔 또는 보울) 형상과 같은 3차원 형상을 나타내기 위해 국부적으로 형성될 수도 있어서 가장 큰 국부적 물질 변형(돔/보울 에지 또는 일반적으로 형상 에지) 위치에서 코팅이 파열된다. 따라서 파열선(들)은 코팅이 가지고 있는 잠재적인 심미적 또는 정보 제공(예를 들어, 감지 영역을 나타냄) 기능에 더하여 감지, 필드 성형 또는 차폐 특징부와 같은 기능적, 잠재적으로 전기적, 특징부의 윤곽을 규정할 수도 있다.
도 7은 통합된 트레이스 차폐 특징부를 가진 본 발명에 따른 다층 구조체의 하나의 실시형태를 (700)으로 예시한다.
도시된 실시형태는 필름층(102) 상에 제공된 감지 특징부(706), 예컨대, 감지 전극을 포함한다. 특징부(706)가 층(102)의 상단측에 도시되고, 따라서 층(104)과 대면하지만, 유사한 특징부는 대안적으로 또는 부가적으로 반대측에 위치될 수 있다. 상단측은 일부 사용 시나리오에서 상단측이 사용자/사용 환경과 대면할 수도 있으므로 정면측으로 불릴 수도 있지만, 반대측은 후면으로 불릴 수도 있고 그래서 반대측은 예를 들어, 호스트 디바이스, 호스트 표면, 또는 호스트 구조체와 대면할 수도 있다.
그러나, 제안된 차폐 솔루션의 적용 가능성이 특정한 사용 시나리오 또는 방향에 국한되지 않은 것이 분명하므로, 그래서 "전방" 및 "후방"과 같은 용어는 이러한 용어가 유사하게 관련된 경우에만 솔루션의 실현 가능성을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 특징부(706)는 예를 들어, 용량 감지 전극, 예컨대, 자가-용량 감지 전극 또는 유도 감지 전극을 구현할 수도 있다. 특징부(708)는 특징부(706)를 구동(전압/전류를 제공)할 수도 있고, 및/또는 그 특성, 예컨대, 커패시턴스의 변화 등을 측정할 수도 있는 국부적 또는 외부 제어 전자기기(명확히 도시되지 않았지만, 다른 도면을 참조하여 이미 시각화되었고 다수회 위에서 논의됨)에 특징부(706)를 연결시키는 트레이스 또는 다른 전도성 특징부와 같은 추가의 전기적 특징부를 나타낸다.
예를 들어, 금속 또는 다른 전도성 물질을 포함하는 차폐 특징부(710)는 적절한 방법, 예컨대, 선택된 인쇄 또는 적층 방법에 의해 또는 층(102B) 자체의 물질 및/또는 형상에 의해 규정되는 층 상의(예를 들어, 따라서 환경 대신 층(104)과 대면하는 도시된 바와 같은 하단측의 및/또는 도면에 도시되지 않은 추가의 상단층(들)을 통해 또는 직접적으로 환경과 대면하고 연결되는 상단측의) 필름층(102B)에 제공되었다.
차폐 특징부(710)는 적어도 하나의 선택된 방향으로부터 본질적으로 바람직하게는 차폐 특징부를 덮는 하부 특징부(708)와 중첩된다. 특징부(710)가 감도를 감소시키는 것을 방지하도록 실제 감지 특징부(706)와 중첩되지 않지만, 일부 다른 실시형태에서, 중첩은 예를 들어, 감지 특징부(706)의 방향성을 조정하도록 실제로 목적될 수 있다. 손가락 또는 스타일러스와 같은 물체가 상단 또는 "전방" 방향에서 구조체(700)에 접촉하거나 접근할 때, 예를 들어, 특징부(708)가 특징부(710)에 의해 차폐되기 때문에 거짓 또는 "고스트" 검출의 형태로 특징부(708)를 통한 감지 특징부(706)에 대한 검출의 장애를 유발하지 않는다.
특히, 비교적 넓은 센서 트레이스(0.3㎜ 이상)가 활용되어 예를 들어, 열 성형 또는 다른 처리 동안 스트레칭을 받을 때 예를 들어, 내구성을 강화하면, 센서 트레이스는 의도하지 않은 터치 검출 및 외부 전자기 잡음의 결합에 취약하다.
제안된 차폐에 의해, 거짓 터치 허용 오차를 개선하고 이러한 트레이스에 대한 전자기 잡음 결합을 감소시키고 전극(706)과 같은 실제 감지 특징부를 비교적 작게 유지하는(공간 제약 감소, 특징부의 더 빽빽한 레이아웃 가능 등) 것을 용이하게 하는 것이 가능하다.
차폐 특징부(710)는 부유될 수도 있거나 또는 예를 들어, 시스템/회로 접지(도면에서 명확히 도시되지 않지만 위에서 논의되는 다양한 측정에 의해 확립될 수도 있는 접지 연결부, 연결 특징부)에 접지될 수도 있다. 일부 실시형태에서, 이것은 능동적으로 구동될 수도 있다(예를 들어, 이러한 목적을 위해 제어 전자기기에 갈바닉 방식으로 연결됨).
특징부(710)는 예를 들어, 물질의 임의의 전도성층일 수도 있다:
a) 인쇄된 전도성 해치(타깃당 비용 최적화된 충전비), 및/또는
b) 구조체의 장식용 양상의 부분을 또한 확립할 수도 있는, 전도성 잉크의 인쇄된 층.
하나의 부가적인 언급으로서, 특징부(710)가 도시된 바와 같이 층(102B)의 하단측에 구현될 때, 특징부는 예를 들어, 정전기 방전(Electro Static Discharge: ESD) 차폐에 대하여 구조체(700)의 (상단) 표면으로부터 더 충분히 떨어져 있다.
다음에, 선택된, 여전히 예시적인, 구현 옵션이 각각의 특정한 사용 시나리오에 대한 최적의 선택을 결정할 때 숙련된 독자의 작업을 용이하게 하기 위해 열거되어 있다:
1. 트레이스 및 전극이 하나의 필름층(예를 들어, 사용자/사용 환경의 관점으로부터 후방 필름)의 상단측에 존재하고 접지된 차폐부가 또 다른, 전방 필름층(트레이스 위, 즉, 감지 입력 영역/용적과 트레이스 사이)의 하단측에 존재하는 예시된 시나리오
2. 위의 내용과 동일하지만 부유 차폐부(비접지됨)를 사용함
3. 위의 내용과 동일하지만 신호는 구동된 차폐가 센서 전극을 둘러싼다면 예를 들어, 액체 허용 오차에 부가될 수도 있는, 차폐부(구동된 차폐부)에 대해 또한 구동됨
4. 예를 들어, 제1 필름층(예를 들어, 하단층(102))의 하단측 상의 센서 전극, 예를 들어, 또 다른 필름층(예를 들어, 102B)의 상단측 상의 접지 전극 + 상기 또 다른 필름층의 상단부에 배열된 부가적인 오버레이(705). 오버레이는 예를 들어, 전기적으로 절연성 물질을 포함하는 다양한 물질을 포함할 수도 있거나 또는 이들로 이루어질 수도 있다. 오버레이는 예를 들어, 다음의 것을 포함할 수도 있다
a. 베니어(예를 들어, 목재);
b. 섬유; 및/또는
c. 예를 들어, 제2 샷 표면 사출 성형으로부터 발생되는 성형된 물질 또는 일반적으로 플라스틱 물질(층(104)이 성형될 수도 있고 뿐만 아니라 위에서 논의될 수도 있음)
5. 트레이스 위의 다른 필름층(전방/상단 필름층) 상의 접지 차폐부에 의해 보호되는, 필름층(후방/하단 필름층)의 2개의 측면 상의 2층 터치 표면 또는 일반적으로 감지 패턴
6. 전방 필름층의 하단측 및 후방 필름층의 양측 상의 다층 터치 표면 패턴. 접지 전극은 전방 필름의 상단부에 부가된 잠재적인 오버레이 + 상단/전방 필름의 상단측에 제공될 수도 있다
7. 차폐부는 예를 들어, 개구(들)가 감지 영역(들)제 제공되는 전체 타깃 표면에 걸쳐 연장될 수도 있거나 또는 국부적일 수도 있다.
도 8은 본 발명의 실시형태에 따른 트레이스 차폐를 평가하기 위해 실시되는 테스트 시나리오의 거친 스케치를 (800)으로 제공한다. 필수적인 연결을 통해 구조체에 또는 구조체의 외부에 제공될 수 있는, 제어 전자기기를 향하는 전극(806) 및 연관된 연결 트레이스(808)와 같은 복수의 내장된 감지 특징부가 다층 구조체에 제공된다. 아이템(814)은 구조체 위에서 맴돌고, 및/또는 트레이스(808) 위에서 구조체와 접촉하는 예를 들어, 사람 손가락 또는 다른 스타일러스를 모방한 테스트 물체를 나타낸다. 아이템(810)은 예를 들어, 위에서 논의된 바와 같은 구조체에 내장된, 해치형 차폐부(해치)와 같은 가능한(접지) 차폐 특징부를 나타낸다.
도 9A는 내장된 트레이스 차폐 특징부가 없는 도 8의 시나리오의 전기 필드를 예시한다.
도 9B는 트레이스 차폐가 존재할 때 전기 필드를 예시한다.
시뮬레이션에 의해 생성된 도 9A 및 도 9B로부터 쉽게 검출될 수 있는 바와 같이, 테스트 동안 트레이스(808) 상에 배치된 물체(814)의 효과가 차폐부에 의해 보호될 때 감지된 신호에서 상당히 더 약하다는 것에 유의한다. 그 결과, 원하는 경우 더 우수한 감지 특징부의 공간 밀도, 그리고 또한 더 적은 제조 비용을 제공하는 더 작은 센서 전극이 사용될 수도 있다. 그러나, 적절한 차폐를 사용하면 더 넓은 트레이스가 이용될 수도 있다. 예를 들어, 전도성 비아의 사용은 트레이스가 동일한 층에 의해 호스팅될 수도 있을 때 실제 전극보다 감소될 수도 있다. 차폐부가 센서 트레이스로부터 비교적 더 멀리(예를 들어, 트레이스 폭의 2배 초과) 위치될 수도 있기 때문에, 이들 간의 원하지 않은 용량성 결합이 감소될 수도 있다. 차폐 솔루션은 또한 전자기 간섭에 대한 일반적으로 향상된 보호를 제공한다.
도 10은 예를 들어, 터치 및/또는 근접 감지를 위한 다면 또는 다방향 감지 기능이 제공되는, 다층 구조체의 실시형태를 (1000)으로 예시한다.
예를 들어, 차량, 예컨대, 육지 차량/자동차, 항공기, 선박, 우주선 등을 포함하는 다양한 디바이스의 인간 기계 인터페이스, 및 예를 들어, 조종사 또는 승객과 같은 사용자에게 제공되는 운전대 및 제어 스틱을 고려하는 제어 패널 또는 일반적으로 제어 특징부 또는 표면을 참조하여 예를 들어, 상당한 상호 간섭 없이 동시 작동을 지원하는, 터치 센서 또는 일반적으로 터치 또는 근접 감지 능력을 다층 구조체의 양측에 제공하기 위한 필요성이 발생할 수도 있다.
제안된 솔루션에 의해, 적어도 하나의, 선택적으로 인쇄된, 차폐/접지 특징부(1004, 1008)를 획정하거나 또는 호스팅하는 추가의 기판 소자, 예컨대, 필름 또는 필름층(102D)은 필름층(102, 102B)에 제공되는 2개의 작동 터치 또는 일반적으로 감지 표면 사이에 배열된다. 따라서, 층(102D)은 상호 간섭으로부터 상단 및 하단측 또는 방향 감지 특징부(1002, 1006, 1010, 1012)를 보호하고 실제로 격리시키는 차폐 또는 특히 접지면을 통합한다.
도면에 나타낸 바와 같이, 층(102C) 또는 다른 중간층은 복수의 감지 특징부(1006)를 수용할 수도 있다. 필름층(102D)은 전기적으로 절연성 및/또는 전도성 물질, 예를 들어, 플라스틱 또는 특히, 열가소성 물질을 포함할 수도 있다. 필름층은 휘어질 수도 있거나 또는 실질적으로 단단할 수도 있다. 일부 실시형태에서, 필름층(102D)은 도 2(102C)의 실시형태에 따라 적어도 하나의 다른 층(102, 102B) 과 동일한 필름으로부터 확립될 수도 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 또한 필름(102, 102B)의 외부면은 감지 특징부를 포함할 수도 있다. 전기적 연결부, 예컨대, 트레이스 및 제어 회로망이 명료성의 이유로 도면에서 생략되었지만, 이러한 것에 관한 본 명세서의 다른 곳에 제공되는 고려사항이 일반적으로 또한 여기서 적용 가능하다. 감지 특징부(1002, 1006, 1010, 1012)는 예를 들어, 용량성, 예컨대, 자가-용량성 또는 상호 용량 감지, 또는 유도 감지의 적어도 부분을 획정할 수도 있다.
위의 감지 장치의 하나의, 여전히 단지 예시적인, 적용 영역은 차량의 운전대 또는 다른 사용자 입력/사용자 인터페이스 디바이스와 같은 제어기 디바이스를 수반할 수 있고, 이것의 일측면은 터치 센서 또는 트랙패드를 구비할 수 있고, 반대측면은 유사한 또는 상이한 감지 장치를 구비할 수 있다.
예를 들어, 사용자의 관점에서, 사용자와 대면하는 소위 전방측은 메뉴 스크롤링, 애플리케이션 탐색 및/또는 이들의 선택과 같은 목적을 위한 명확한 의미를 가질 수 있다. 트랙패드와 같은 후방측 센서(들)는 사전 규정된 고정 작업 없이 보다 보편적일 수 있다. 여전히, 일부 실시형태에서, 후방측 센서는 선택된 전방측 센서가 활성화된(예를 들어, 후면 입력 수용에 필요한 손가락 누름 유형과 같은 일정한 입력) 후에만 작동 가능할 수 있다(또는 임의의 타깃 기능과 연관될 수 있다).
도 11은 본 발명의 방법의 실시형태에 따른 흐름도를 1100으로 예시한다.
다층 구조체를 제조하기 위한 방법의 초반에, 시동 단계(1102)가 실행될 수도 있다.
시동 동안, 필수적인 과업, 예컨대, 물질, 컴포넌트 및 툴 선택, 획득, 교정 및 다른 구성 과업이 발생될 수도 있다. 개별 소자 및 물질 선택이 함께 작용하고 선택된 제조 및 설치 공정에서 살아남을 수 있도록 특별히 주의를 기울여야 하며, 이는 제조 공정 사양 및 컴포넌트 데이터 시트에 기초하거나 또는 예를 들어, 생성된 프로토타입을 조사하고 테스트함으로써 자연스럽게 전면적으로 점검하는 것이 바람직하다.
따라서 특히, 성형/IMD, 적층, 결합, (열)성형, 주조, 전자기기 조립, 필링, 절삭, 시추 및/또는 인쇄 장비와 같은 사용되는 장비는 이 단계에서 작동 상태로 상승될 수도 있고 예를 들어, 테스트될 수도 있다.
(1104)에서, 복수의 특징부, 예를 들어, 전자기기, 예컨대, 감지 전극, 선택적으로 관련된 회로망, 감지 응답-조정 특징부, 예컨대, 하나 이상의 부가적인 전극, 차폐부, 필드 성형기 등 및/또는 다른 특징부, 예컨대, 그래픽, 물질층, 광학적 소자 등을 수용하기 위한 위에서 논의된 바와 같은 예를 들어, 플라스틱 및/또는 다른 물질(들)을 포함하는 적어도 하나의, 선택적으로 적어도 부분적으로 가요성, 기판 필름이 획득된다. 기판 필름은 처음에 실질적으로 평면일 수도 있거나 또는 예를 들어, 만곡될 수도 있다.
이미 주어진 소자, 예를 들어, 플라스틱 필름의 롤 또는 시트는 일부 실시형태에서 기판 물질로서 사용되기 위해 획득될 수도 있다. 일부 실시형태에서, 기판 필름 자체가 먼저 생성될 수도 있거나 또는 복수의 선택된 시작 물질(들)로부터 성형 또는 다른 방법에 의해 적어도 처리될 수도 있고, 선택적으로 절삭될 수도 있고, 및/또는 코팅될 수도 있다. 선택적으로, 기판 필름은 이 단계에서 더 처리될 수도 있다.
항목(1108 내지1114)이 명료성의 이유로 별도로 그리고 특정한 순서로 개시되었지만 당업자는 각각의 특정한 사용 시나리오에 따라, 항목의 상호 순서가 융통성 있게 변경될 수도 있고, 이들이 대안적으로 그리고 반복적으로 실행될 수도 있고, 함께 통합될 수도 있거나 또는 예를 들어, 더 작은 조립체로 분할될 수도 있다는 사실을 쉽게 이해해야 한다. 그러나, 하나 이상의 항목이 구현예로부터 선택적으로 생략될 수도 있다.
따라서. 항목(1108)은 바람직하게는 반드시 그러한 것은 아니지만 인쇄 전자기기 기술, 증착, 전사 적층, 에칭 등 중 하나 이상의 첨가제 기법에 의한, 기판 필름(들) 상의, 이들 중 임의의 측면 또는 양측의, 예를 들어, 복수의 전도체 라인(예를 들어, 회로 설계의 적어도 부분을 획정하는 트레이스), 전극 및/또는 접촉 패드를 획정하는 전도성층 또는 영역과 같은 특징부의 제공을 나타낸다. 예를 들어 스크린, 잉크젯, 플렉서그래픽, 그라비어 또는 오프셋 리소그래픽 인쇄가 활용될 수도 있다. 또한 시각적 지표와 같은 장식용 또는 정보 제공 그래픽의 일반적인 제공 또는 예를 들어, 코팅 또는 특히 도금 및/또는 인쇄를 수반하는 필름(들)을 구축하는 추가의 작동이 이제 또는 예를 들어, 필름(들)에 대한 추가의 특징부, 예컨대, 전자 부품의 제공 후 발생할 수도 있다. 복수의 비아가 제공될 수도 있고 예를 들어, 전기적으로 전도성 물질(들)로 충전될 수도 있거나 또는 일반적으로 특징부(들), 및/또는 복수의 전도성 특징부가 필름(들)을 통해 배열될 수도 있다.
(1110)에서, 복수의 전자 부품, 예컨대, 이미 주어진 컴포넌트, 예를 들어, 다양한 SMD가 예를 들어, 땜납 및/또는 접착제에 의해 필름(들)(예를 들어, (1108)에서 인쇄에 의해 제공된 예를 들어, 전도체/접촉 영역/패드) 상의 타깃 영역에 부착될 수도 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 인쇄된 전자기기 및/또는 다른 실현 가능한 기술은 컴포넌트, 예컨대, OLED의 적어도 부분을 직접적으로 필름(들) 상에 실제로 제조하기 위해 적용될 수도 있다. 항목(1109)은 필름(들) 상의 하위-조립체, 예컨대, 시스템-온-칩 조립체의 가능한 제공을 나타낸다.
(1112)에서, 복수의 예를 들어, 광학적 또는 다른 유형의 기능적 특징부가 기판 필름(들) 상의 장착 또는 직접적인 제조에 의해 제공될 수도 있다.
(1114)에서, 예를 들어, 기판 필름(들)의, 열 성형 또는 냉간 성형을 사용하는, 3D 형성이 발생될 수도 있다. 그 결과, 고려되는 기판 필름(들)은 원하는 3차원(본질적으로 비평면) 형상을 나타내야 한다. 따라서 적절하고 형성 가능한 물질을 포함하는 기판 필름(들)은 타깃 환경/디바이스에 더 잘 맞고, 및/또는 다양한 특징부를 더 잘 수용할 수 있도록 성형될 수도 있다. 대안적으로, 필름(들) 상의 적어도 일부 기능적 특징부, 예컨대, 전자기기의 제공 전 또는 예를 들어, 이미 확립된 다층 스택이 이러한 처리에서 살아남도록 설계되는 경우에 성형 후 형성이 발생될 수 있다.
(1116)에서, 예를 들어, 열가소성 물질을 선택적으로 포함하는, 위에서 고려되는 바와 같은, 적어도 하나의 물질층은 예를 들어, 이미 상부에 제공된 하나 이상의(제1) 기능적 특징부를 덮도록 기판 필름(들) 상에 배열된다. 앞서 언급된 바와 같이, 예를 들어, 성형, 주조 또는 추가의 선택된 적층 기법이 일반적으로 여기서 적용 가능하다. 본 명세서의 앞에서 또한 검토된 바와 같이, 상이한 탄성, 유전율 및/또는 투자율의 수개의 물질이 예를 들어, 감지 특성, 예컨대, 감도에 영향을 주고 조정하도록 제공될 수도 있다.
실제로, 하나 이상의 기판 필름 또는 필름층은 예를 들어, 사출 성형 공정에서 삽입부로서 사용될 수도 있다. 기판 필름의 하나의 측면에는 적어도 일부 실시형태에서 성형된 플라스틱이 남아 있지 않을 수도 있다.
예를 들어, 2개의 필름/필름층이 사용되는 경우에, 이들 중 둘 다가 자체 주형 절반부에 삽입될 수도 있어서 플라스틱층이 이들 사이에 주입된다. 대안적으로, 제2 및 잠재적으로 추가의 필름이 적합한 적층 기법에 의해 제1 필름의 집합체 그리고 나중에 플라스틱층에 부착될 수 있다.
획득되는 적층된 다층 구조체의 결과적으로 발생된 전체 두께에 관하여, 이 것은 제조 및 후속 사용을 고려하여 필수적인 강도를 제공하는 사용되는 물질 및 관련된 최소 물질 두께에 의존적이다. 이 양상은 사항별 기반으로 고려되어야 한다. 예를 들어, 구조체의 전체 두께가 약 1㎜ 또는 수밀리미터일 수 있지만, 상당히 더 두껍거나 또는 더 얇은 실시형태가 또한 실현 가능하다.
일부 실시형태에서, 도 2의 설명과 관련되어 논의되는 바와 같이, 단일의 필름은 다층 스택에 다수의 층을 획정하기 위해 폴딩될 수 있거나 또는 일반적으로 벤딩될 수 있다.
항목(1118)은 구조체 내 하나 이상의 부가적인 특징부, 예컨대, 다양한 물질층, 물질, 컴포넌트, 내부 연결 특징부(예를 들어, 층(들) 사이의/을 통한 전기적으로 전도성 특징부), 및/또는 연결기의 제공을 나타낸다. 게다가, 다양한 사후-처리 과업이 이 단계에서 실행될 수도 있다. 부가적인 층은 적층 또는 예를 들어, 적합한 코팅(예를 들어, 증착) 절차에 의해 다층 구조체에 제공될 수도 있다. 층은 보호성, 지시성 및/또는 심미적 값(그래픽, 컬러, 도면, 텍스트, 수치 데이터 등)을 가질 수도 있고 플라스틱 대신에 또는 플라스틱에 더하여 예를 들어, 직물, 가죽 또는 고무 물질을 포함할 수도 있다. 부가적인 소자, 예컨대, 전자기기는 구조체의 외부면(들), 예컨대, 기판의 외부면에 설치될 수도 있다. 제공된 연결기 또는 연결기 케이블 유형의 특징부는 외부 디바이스, 시스템 또는 구조체의 원하는 외부 연결 소자, 예컨대, 외부 연결기 또는 연결기 케이블에 연결될 수도 있다.
(1120)에서, 방법 실행이 종료된다.
본 발명의 범위는 첨부된 청구범위와 함께 이의 등가물에 의해 결정된다. 당업자는 개시된 실시형태가 주로 예시적인 목적으로 구성되었고, 위의 많은 원리를 적용하는 다른 장치가 각각의 잠재적인 사용 시나리오에 가장 적합하도록 쉽게 준비될 수 있다는 사실을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 감지 적용에 사용되는 데 적합한 통합된 다층 구조체로서, 상기 다층 구조체는:
    제1 측면 및 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면을 갖는 적어도 하나의 플라스틱층; 및
    상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제1 측면과 상기 제2 측면 둘 다의 상에 제공된 적어도 하나의 필름층;을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제1 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층은 하나 이상의 선택된 타깃 수량 또는 품질을 감지하고, 이를 대표적인 전기 신호로 변환하기 위한 리액턴스 감지 전자기기를 포함하는 전자기기를 포함하며, 상기 감지 전자기기는 적어도 하나의 전극 및 상기 적어도 하나의 전극을 구동시키는 연관된 제어 회로망에 상기 전극을 연결시키도록 구성된 갈바닉 연결 소자를 포함하고;
    상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층은 적어도 하나의 전도성 특징부를 포함하는 하나 이상의 특징부를 포함하고, 상기 하나 이상의 특징부는 상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제1 측면 상의 상기 감지 전자기기의 감지 응답의 감도 또는 방향성을 조정하기 위한 전자기장을 형성하도록 구성되고,
    상기 적어도 하나의 플라스틱층은, 상기 감지 전자기기의 적어도 하나의 전극 위에 국부적으로 또는 상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층 상의 미리 규정된 감지 구역 아래에 제공된, 탄성 물질의 용적을 포함하고, 상기 용적은 상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제1 측면의 상기 적어도 하나의 필름층을 통해 받는 외부 힘에 응답하여 압축되도록 구성되는, 다층 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제1 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층은 전도성 코팅이 제공된, 전기적으로 절연성 물질을 포함하는, 다층 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감지 전자기기는 상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제1 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층 상에 배치된 하나 이상의 전자 부품을 포함하는, 다층 구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감지 전자기기의 상기 적어도 하나의 전극은 적어도 하나의 전극 패턴을 획정하고, 상기 소자는 상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제1 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층의 하나의 측면 또는 대향하는 2개의 측면 상의 하나 이상의 층에 제공되는, 다층 구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 패턴은 복수의 전송기 전극과 수신기 전극의 상호 커패시턴스 감지 패턴, 또는 복수의 감지 전극의 자가-커패시턴스 감지 패턴을 포함하는, 다층 구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층은 제1 필름을 포함하고, 상기 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층은 제2 필름을 포함하는, 다층 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 특징부는 상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제2 측면 상에 상기 적어도 하나의 필름층의 필름의 물질에 의해 국부적으로 획정된 적어도 하나의 전기적으로 전도성 또는 절연성 기능적 소자를 포함하는, 다층 구조체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 특징부는 상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제2 측면 상에 상기 적어도 하나의 필름층의 필름의 적어도 부분을 구성하는 전도성 물질을 포함하는, 다층 구조체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 특징부는 상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층의 필름 상에 제공된 부가적인 전도성 또는 절연성 물질에 의해 획정된 적어도 하나의 전기적으로 또는 열적으로 전도성 또는 절연성 소자를 포함하는, 다층 구조체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전도성 또는 절연성 소자가 상기 필름 상에서 국부적으로 연장되는, 다층 구조체.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전도성 또는 절연성 소자는 상기 전도성 또는 절연성 소자의 적어도 하나의 측면 상의 상기 필름의 주요한 부분 또는 실질적으로 전체 표면에 걸쳐 연장되는, 다층 구조체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 특징부 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 성형된 플라스틱층의 상기 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층의 필름 상에 착색된 전도성 물질을 포함하는, 다층 구조체.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 특징부 중 적어도 하나는 적어도 하나의 전극 및 추가의 전극 또는 상기 구조체에 제공된 기준 패턴에 의해 확립된 미리 규정된 감지 영역 또는 감지 용적과 인접하게 배치되고, 또는 상기 감지 전자기기의 전도성 트레이스 위에 적어도 부분적으로 중첩되게 배치되고,
    상기 적어도 하나의 특징부는:
    a. 외부 또는 내부 전자기 장애 또는 간섭으로부터 상기 감지 영역, 감지 용적 또는 상기 트레이스를 차폐하기 위한, 전자기 차폐부; 및
    b. 상기 감지 용적의 감도를 조정하기 위한, 전자기 또는 전기 필드 조정기;
    로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 기능적 소자를 획정하는, 다층 구조체.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 감지 전자기기 및 상기 하나 이상의 특징부는 상기 적어도 하나의 플라스틱층의 양측에 하나 이상의 감지 영역 또는 용적을 획정하고, 상기 구조체는 상기 적어도 하나의 플라스틱층 내에 중간 필름을 더 포함하고, 상기 중간 필름은 양측의 감지 기능 간의 상호 전자기 간섭을 감소시키기 위해 전자기 차폐 또는 접지 층을 획정하는 전도성 물질로 적어도 부분적으로 이루어지거나 또는 제공되는, 다층 구조체.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 특징부는, 상기 감지 전자기기의 적어도 하나의 전극과의 상호 커패시턴스 감지 배열을 확립하도록 구성된 전극 또는 전극 패턴, 상기 적어도 하나의 플라스틱층과 대면하는 상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층의 필름의 측면 상에서, 감지 전자기기의 적어도 하나의 전극, 터치 또는 무접촉 감지 구역, NCVM(Non-Conductive Vacuum Metallization) 코팅, 무전해 도금 기반 코팅, PVD(Physical Vapor Deposition) 코팅, 용량적으로 결합된 전자기 또는 전기 필드 조정기, 기생 결합 기반 감지 특징부, 기준 전극, 능동적으로 또는 수동적으로 결합된 기준 플레이트, 접지 전극, 및 부유 접지, 접지형, 또는 회로 접지 연결된 접지 전극과의 상호 커패시턴스 감지 배열을 확립하도록 구성된 전극 또는 전극 패턴으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 소자를 획정하는, 다층 구조체.
  16. 삭제
  17. 제1항에 있어서,
    상기 감지 전자기기와 상기 하나 이상의 특징부 사이에서, 갈바닉 연결 소자를 포함하는, 다층 구조체.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층 위에 적어도 하나의 보호성 또는 장식용 오버레이층을 더 포함하고, 상기 오버레이층은 베니어, 목재, 직물, 섬유, 생물학적 천연 물질, 성형된 물질, 사출 성형된 물질, 및 플라스틱으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는, 다층 구조체.
  19. 감지 적용을 위해 사용하기 적합한 통합된 다층 구조체로서, 상기 다층 구조체는:
    제1 측면 및 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면을 갖는 적어도 하나의 플라스틱층; 및
    상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제1 측면과 상기 제2 측면 둘 다의 상에 제공된 적어도 하나의 필름층; 을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제1 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층은 전자기기를 포함하며, 상기 전자기기는 하나 이상의 선택된 타깃 수량 또는 품질을 감지하고, 그것을 대표하는 전기 신호로 변환하기 위한 리액턴스 감지 전자기기를 포함하고, 상기 감지 전자기기는 적어도 하나의 전극 및 상기 적어도 하나의 전극을 구동시키는 연관된 제어 회로망에 상기 전극을 연결시키도록 구성된 갈바닉 연결 소자를 포함하고;
    상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층은 적어도 하나의 전도성 특징부를 포함하는 하나 이상의 특징부를 포함하고, 상기 하나 이상의 특징부는 상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제1 측면 상의 상기 감지 전자기기의 감지 응답의 감도 또는 방향성을 조정하기 위한 전자기장을 형성하도록 구성되고,
    상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제1 측면 상의 적어도 하나의 필름층의 적어도 일부를 획정하는 제1 부분 및 상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층의 적어도 일부를 획정하는 제2 부분을 가진 필름 - 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이를 연장하는 제3 부분에 의해 연결됨 - 을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 플라스틱층은, 상기 감지 전자기기의 적어도 하나의 전극 위에 국부적으로 또는 상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제2 측면 상의 상기 적어도 하나의 필름층 상의 미리 규정된 감지 구역 아래에 제공된, 탄성 물질의 용적을 포함하고, 상기 용적은 상기 적어도 하나의 플라스틱층의 상기 제1 측면의 상기 적어도 하나의 필름층을 통해 받는 외부 힘에 응답하여 압축되도록 구성되는, 다층 구조체.
  20. 감지 적용을 위해 통합된 다층 구조체를 제조하는 방법으로서,
    필름을 획득하는 단계;
    상기 필름의 표면 상에 하나 이상의 선택된 타깃 수량 또는 품질을 감지하고, 이를 대표적인 전기 신호로 변환하기 위한 리액턴스 감지 전자기기를 가진, 상기 필름을 배열하는 단계 - 상기 감지 전자기기는 적어도 하나의 전극 및 상기 적어도 하나의 전극을 구동시키는 연관된 제어 회로망에 상기 적어도 하나의 전극을 연결시키는 갈바닉 연결 소자를 포함 -;
    상기 필름의 표면 상에 전도성 특징부를 포함하는 하나 이상의 특징부를 가진 상기 필름을 배열하는 단계 - 상기 하나 이상의 특징부는 상기 감지 전자기기의 감지 응답의 감도 또는 방향성을 조정하기 위한 전자기장을 형성하도록 구성됨 - ; 및
    적어도 하나의 플라스틱층이 상기 필름에 의해 호스팅된 상기 하나 이상의 특징부와 상기 감지 전자기기 사이에 통합된 중간층을 획정하도록, 상기 필름에 대해 상기 적어도 하나의 플라스틱층을 배열 및 구성하는 단계를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 플라스틱층은, 감지 전자기기의 적어도 하나의 전극 위에 국부적으로 또는 적어도 하나의 플라스틱층의 제2 측면 상의 적어도 하나의 필름층 상의 미리 규정된 감지 구역 아래에 제공된 탄성 물질의 용적을 포함하고, 상기 용적은 적어도 하나의 플라스틱층의 제1 측면의 적어도 하나의 필름층을 통해 받는 외부 힘에 응답하여 압축되도록 구성되는, 방법.
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