TW201342788A - 製造致動器元件之技術 - Google Patents

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Abstract

提供一種製造致動器元件之方法。在該方法中，提供有第一及第二面的介電彈性體薄膜。塗佈一電極材料於該介電彈性體薄膜之第一及第二面的至少一部份上。塗佈一壓縮材料至該介電彈性體薄膜的第一面。該方法可用來生產改良的單晶致動器元件，例如可組配按鈕、按鈕陣列及其類似者。

Description

製造致動器元件之技術 相關申請案之交互參照
本案之美國申請案依照USC第35條第119(e)項主張於2011年12月9日申請之美國臨時專利申請案第61/568,753號的權益，標題為“Z-MODE FOR SURFACE MORPHING”；其全部揭示內容併入本文作為參考資料。
發明所屬之技術領域
在各種具體實施例中，本揭示內容大體有關於用於加工薄膜電活性聚合物、電極、黏著劑及發泡體以製成觸覺致動器結構的方法。更特別的是，本方法用來製作單晶致動器元件，例如可組配按鈕、按鈕陣列及其類似者。
電活性聚合物人工肌肉(EPAM)可加工成對碰觸有回應、提供觸覺反饋以及大體有緊湊尺寸的各種致動器元件。這些致動器元件可用於各種應用，而不限於觸覺反饋。以最通用的形式而言，此類EPAM致動器元件包含薄片，其係包含夾在兩個電極層之間的介電彈性體薄膜。當施加高電壓至該等電極時，兩個相吸電極壓縮在通電區的薄膜厚度。EPAM致動器元件提供在慣性質量(常常為電池或接觸面)上可放在活動懸掛物上以產生使用者可感知觸覺反饋的細長低功率致動器模組。本揭示內容提供用於製造此類致動器元件之方法的各種具體實施例。
在一具體實施例中，提供一種介電彈性體薄膜。沉積一電極圖案於該薄膜的兩面上。塗佈一黏著劑圖案於該薄膜的至少一面上。塗佈一壓縮材料至該黏著劑上。塗佈一剛性基板至該壓縮材料以及施加壓力以 使該基板與該黏著劑圖案接觸。在各種具體實施例中，該壓縮材料可為發泡體材料、凝膠材料或模造結構。在一具體實施例中，該發泡體結構有一預定壓花圖案。在另一具體實施例中，該發泡體結構為一平坦片材。以預定圖案局部加熱或曝光該發泡片材以使發泡體下塌或下降成對應圖案。在另一具體實施例中，發泡片材的形成係藉由局部加熱或曝光預定圖案以使發泡體膨脹成對應圖案。在又一具體實施例中，鍵帽(key cap)可黏著至該多層結構以提供更強健的使用者表面。
該方法可用來生產改良單晶致動器元件，例如可組配按鈕、按鈕陣列及其類似者。
100‧‧‧致動器元件
102‧‧‧上視圖
104‧‧‧側視圖
106‧‧‧介電彈性體薄膜
108、109、108'、109'‧‧‧上、下電極
110、112‧‧‧高度
114、114'‧‧‧可膨脹發泡體(或凝膠)結構
116‧‧‧介電彈性體薄膜
140‧‧‧側視圖
200‧‧‧可組配特徵
202‧‧‧第一片段集合
204‧‧‧第二片段集合
206‧‧‧第三片段集合
208‧‧‧第一凸起特徵
210‧‧‧第二凸起特徵
212‧‧‧第三凸起特徵
214‧‧‧第四凸起特徵
216‧‧‧片段
218‧‧‧區域
300、300'‧‧‧致動器元件
302‧‧‧黏著劑
304、304'‧‧‧壓縮材料
306‧‧‧基板
308‧‧‧介電彈性體薄膜
310、312、310'、312'‧‧‧電極
400‧‧‧致動器元件
402‧‧‧黏著劑
404‧‧‧壓縮材料元件
406‧‧‧基板
500‧‧‧致動器元件
504‧‧‧壓縮材料
504‧‧‧壓縮材料
506‧‧‧基板
506‧‧‧基板
508‧‧‧介電彈性體薄膜
510、512‧‧‧電極
514‧‧‧致動器元件次總成
516‧‧‧輻射加熱元件
518‧‧‧局部加熱
520‧‧‧下塌區
522‧‧‧下塌區
524‧‧‧透射光
526‧‧‧遮罩
528‧‧‧開孔
600‧‧‧致動器元件
604‧‧‧壓縮材料
606‧‧‧基板
608‧‧‧介電彈性體薄膜
610、612‧‧‧電極
614‧‧‧致動器元件次總成
616‧‧‧輻射加熱元件
618‧‧‧局部加熱
624‧‧‧透射光
626‧‧‧遮罩
628‧‧‧開孔
700‧‧‧滾輪至滾輪製程
702‧‧‧致動器元件
704‧‧‧介電彈性體薄膜
706、707‧‧‧第一對滾輪
708、709‧‧‧電極沉積元件
710、711‧‧‧電極材料
712、714‧‧‧壓縮材料
712、713‧‧‧壓縮材料
800‧‧‧滾輪至滾輪製程
802‧‧‧致動器元件
804‧‧‧介電彈性體薄膜
806、807‧‧‧第一對滾輪
808、809‧‧‧電極沉積元件
810、811‧‧‧電極材料
812‧‧‧黏著劑沉積元件
814‧‧‧黏著劑
816‧‧‧壓花壓縮材料
818‧‧‧基板
900‧‧‧滾輪至滾輪製程
902‧‧‧致動器元件
904‧‧‧介電彈性體薄膜
906、907‧‧‧第一對滾輪
908、909‧‧‧電極沉積元件
910、911‧‧‧電極材料
912‧‧‧黏著劑沉積元件
914‧‧‧黏著劑
916‧‧‧壓縮材料
918‧‧‧基板
922‧‧‧遮罩或壓盤
1002‧‧‧黏著劑
1006‧‧‧表面
1008、1008'‧‧‧電極
1009、1009'‧‧‧電極
1014、1014'‧‧‧受壓壓縮材料
1015、1015'‧‧‧鍵帽
1016‧‧‧介電薄膜
A‧‧‧箭頭方向
此時為了圖解說明而用附圖描述本發明而不是限制本發明。
圖1A與圖1B為可根據本發明方法之各種具體實施例製成的一致動器元件具體實施例；圖2為圖1A及圖1B之致動器元件的一陣列具體實施例，其係可根據本發明方法之各種具體實施例製成；圖3為致動器元件之一具體實施例的上視圖，其係包含設於基板上的黏著劑以及設於基板上排列成矩陣或格子由壓縮材料組成的多個柱體或元件；圖4圖示用於塗佈黏著劑於基板上的一技術具體實施例；圖5的橫截面圖圖示圖3之致動器元件的一具體實施例；圖6圖示受壓壓縮材料使得電極的近端與黏著劑接觸；圖7圖示致動器元件次總成，其係包含：形式為片體的壓縮材料，基板，以及有電極形成於薄膜兩面上的介電彈性體薄膜，該薄膜係堆疊及疊合於壓縮材料上；圖8圖示用於製造致動器元件的一方法具體實施例，其係利用基板的局部加熱以使在受熱區之中的壓縮材料下塌或下降；圖9圖圖示用於製造致動器元件的一方法具體實施例，其係利用基板的局部曝光以使壓縮材料下塌或下降； 圖10圖示一致動器元件次總成，其係包含以固態薄膜之形式處於壓縮狀態的壓縮材料；圖11圖示用於製造致動器元件的一方法具體實施例，其係利用基板的局部加熱以使在受熱區之中的壓縮材料604膨脹；圖12圖示用於製造致動器元件的一方法具體實施例，其係利用基板的局部曝光以使壓縮材料膨脹或去壓縮；圖13圖示用於製造致動器元件的滾輪至滾輪製程之一具體實施例；圖14圖示用於製造致動器元件的滾輪至滾輪製程之一具體實施例；圖15圖示用於製造致動器元件的滾輪至滾輪製程之一具體實施例；以及圖16圖示包含鍵帽的一致動器元件具體實施例。
在詳細解釋揭示具體實施例之前，應注意，揭示具體實施例不是要把應用或用途限制於圖解說明於附圖及描述之構造及部件配置的細節。揭示具體實施例可實作或併入其他的具體實施例，變體及修改，以及可用各種方式實施或實行。此外，除非另有說明，用於本文的術語及表述是為了描述示範具體實施例以利讀者閱讀而不是限定本發明。此外，應瞭解，揭示具體實施例、具體實施例之表述及實施例中之任一或更多可與其他揭示具體實施例、具體實施例之表述及實施例中之任一或更多組合，而無限制性。因此，揭示於一具體實施例之元件與揭示於另一具體實施例之元件的組合被認為在本揭示內容及隨附申請專利範圍的範疇內。
本揭示內容提供各種方法具體實施例用於加工薄膜電活性聚合物、電極、黏著劑及發泡體以製造觸覺結構。更特別的是，該方法用來製作單晶致動器元件，例如可組配按鈕、按鈕陣列及其類似者。
在開始描述致動器元件的各種製造方法之前，本揭示內容簡要地參考圖1A與圖1B，其係圖示根據各種本發明方法具體實施例製成之致動器元件100的一具體實施例。在一具體實施例中，致動器元件100為一按鈕。在另一具體實施例中，致動器元件100為一顯示元件。圖1A為處於未通電狀態之致動器元件100的上視圖102及側視圖104。圖1B為處於 通電狀態之致動器元件100的上視圖102及側視圖140。可組配按鈕致動器100包含用介電彈性體薄膜106支撐的上、下電極108、109以及多個可膨脹發泡體(expandable foam)(或凝膠)結構114。在處於被動狀態時，當電極108、109未通電，可膨脹發泡體(或凝膠)結構114的高度112被已伸展介電彈性體薄膜106高度壓縮，例如，由約2毫米的高度下壓到約1毫米。整個裝置高度可小到約1毫米。在處於主動狀態時，當電極108'、109'通電時，可膨脹發泡體(或凝膠)結構114'的高度110回到它的原始高度。在處於主動狀態時，已通電電極108'、109'的區域膨脹以及實際上有較低的模數。當不再被限制時，可膨脹發泡體(或凝膠)結構114'可自由膨脹到原始高度110。電極108'、109'通電的主動區有效地變軟些而且可伸展以順應可膨脹發泡體結構114'的膨脹。在正在膨脹之可膨脹發泡體結構114'上面的區域中，介電彈性體薄膜116會升高。在電場施加至電極108'、109'時，顯示升高部份(在此可膨脹發泡體結構114'頂著介電彈性體薄膜116上推)的區域可用作指示器。
圖2圖示用圖1A、圖1B之致動器元件製成可組配特徵200矩陣的一具體實施例，它可根據本發明方法的各種具體實施例製成。如第2圖所示，可組配特徵200的矩陣包含多個電極片段。可將控制器組配成可驅動可組配特徵200的矩陣以指定特定的片段使通電區膨脹。該等片段可通電而有任何適當組態。例如，第一片段集合202可通電以定義第一凸起特徵208。第二片段集合204通電以定義第二凸起特徵210。第三片段集合206通電以定義第三凸起特徵212。在該等通電區重疊時，可形成第四凸起特徵214。未通電的片段216不會使對應區域218膨脹。應瞭解，可組配特徵200矩陣的不同片段可用任何適當的方式通電以實現有所欲組態的凸起特徵。凸起特徵可具有任意尺寸、形狀及位置。用不同的通電電壓，可使特徵升高至不同的高度。
圖示於圖1A、圖1B及圖2的致動器元件可用描述於本文之方法的任何具體實施例製成。在各種方面中，該等致動器元件可包含：每個“按鈕”有多個小柱子使得組態更有多樣性而且也比較不明顯。如果選定在壓縮應變上變形或向外彎曲而不壓縮變形或破裂的凝膠材料的話，也可 使用凝膠柱子或中空圓柱。在壓縮應變移除後，凝膠材料應能回彈以及回到未變形狀態為較佳。例如，可用凝膠柱子製成光學透明裝置，而不是發泡體結構。可膨脹結構也可包含模造結構，例如由紋波管(bellow)、撓曲結構(flexure)、彈簧或扁圓或超雙曲(oblate or hyperboloid)結構組成的陣列。真空袋成型法(vacuum bagging)或疊合可用來製備該等合成物。
本揭示內容此時描述可用來製造圖1A、圖1B及圖2之致動器元件及有類似結構的數個方法。因此，此時參考圖3至圖6，在此係揭示用於結合黏著劑及壓縮材料與介電彈性體薄膜以製成單晶致動器元件的方法。使用於此的壓縮材料為可壓縮以回應外力以及在力移走時膨脹及去壓縮的任何材料。圖3的上視圖圖示致動器元件300之一具體實施例，其係包含：設於基板306上的黏著劑302以及設於基板306上排列成矩陣或格子由壓縮材料304組成的多個柱子或元件。為了說明清楚，圖示於圖3的致動器元件300不包含介電彈性體薄膜及電極。圖5及圖6的橫截面圖圖示包含介電彈性體薄膜及電極的致動器元件300。請參考圖3，在壓縮材料元件304之間的空間為電極所在的位置。在一具體實施例中，壓縮材料元件304可由發泡體製成，以及在另一具體實施例中，壓縮材料元件304可由凝膠製成。發泡體與凝膠都有優點。例如，發泡體的橫向穩定性優於凝膠，然而可形成具有光學透明性的凝膠。
可以各種圖案施加黏著劑302及壓縮材料元件304至基板。如圖3所示，塗佈黏著劑302於基板306的周圍以及形成四邊形柱體(例如，方柱)的壓縮材料元件304。圖4圖示用於塗佈黏著劑402於基板406上的一技術具體實施例。如圖4所示，壓縮材料元件404排列成由多個管狀柱元件組成的格子或矩陣。黏著劑402排列成多個管狀柱元件。再者，為了說明清楚，圖示於圖4的致動器元件400不包含介電彈性體薄膜或電極。
此時翻到圖5，在一具體實施例中，圖3以橫截面圖圖示致動器元件300。如圖5所示，用壓縮材料304製成處於膨脹狀態(expanded state)的致動器元件300。初始，塗佈黏著劑302至基板306。然後，以膨脹形式疊合壓縮材料304於基板306上。沉積電極310、312於介電彈性體薄膜308的兩面上。然後，施加有電極310、312沉積其上的介電彈性體薄膜308至 壓縮材料304。
翻到圖6，一旦組成圖5的模組，壓縮材料304'會被壓縮，使得電極312的近端與黏著劑302接觸。可用下文所述的各種技術實現壓縮。如圖6所示，壓縮總成300'此時備妥加入觸覺裝置或顯示器。操作時，致動器元件300的工作方式與在說明圖1A、圖1B時所述的類似，當電極310、312未通電而處於被動狀態時，致動器元件300被已伸展介電彈性體薄膜308高度壓縮，如圖6所示。垂直軸的壓縮尺寸，例如，可由約2毫米的高度降到約1毫米。整體裝置可高約1毫米。在處於主動狀態時，當電極310'、312'通電時，可膨脹發泡體(或凝膠)壓縮材料304'的高度回到它的原始高度，如圖5所示。在處於主動狀態時，通電電極310'、312'的區域膨脹而且有效地具有較低的模數。當不再被約束時，可膨脹壓縮材料304'都自由膨脹到它們原始未受壓高度。電極310'、312'通電的主動區有效地變軟些而且可伸展以適應可膨脹壓縮材料304'的膨脹。在在正在膨脹之可膨脹壓縮材料304'上面的區域中，介電彈性體薄膜308膨脹。結果，在可膨脹發泡體結構304'頂著介電彈性體薄膜308上推的升高部份可用來作為電場何時施加至電極310'、312'的指示器。
此時參考圖3、圖5及圖6，在製程期間，可使壓縮材料304、404(例如，發泡體或凝膠、或其他適當材料)在疊合步驟時先膨脹再壓縮(或在凝膠的情況下，變形)。替換地，該總成可先疊合然後可使受壓壓縮材料304、404膨脹。黏著劑302、402可為壓敏型或在疊合時或之後固化之。疊合可在滾輪疊合機中完成或用真空袋成型法形成整個總成以壓縮壓縮材料304、404以及將組件拉在一起。在有些情形下，使黏著劑302、402遠離電極可能是有利的。對於組態彈性，可使黏著劑302、402特徵比壓縮材料元件304、404還要分散，如圖4所示，例如。
圖7至圖9圖示用於製造如圖8所示及圖9之致動器元件500的各種方法具體實施例。這提供可抵抗模版或印刷法而使壓縮材料膨脹的替代方法。該替代方法可用經疊合或堆疊而成片體的壓縮材料504與一或更多基板506實施。此時參考圖7，致動器元件次總成514包含形式為片體的壓縮材料504，基板506，以及有電極510、512形成於薄膜508兩面 上的介電彈性體薄膜508，薄膜508係堆疊及疊合於壓縮材料504上。一旦疊合製程完成，使用諸如局部加熱、曝光之類的適當技術壓縮壓縮材料504。
圖8圖示用於製造致動器元件500的一方法具體實施例，其係利用基板506的局部加熱以使在受熱區之中的壓縮材料504下塌或下降。不過，在壓縮之前，致動器元件次總成514會經受其他加工以形成致動器元件500。如圖8所示，例如，在一具體實施例中，用於製造致動器元件500的方法包括：使致動器元件次總成514暴露於輻射加熱元件516以局部加熱518致動器元件次總成514的基板506面。在一具體實施例中，輻射加熱元件516包含紅外線(IR)光源。局部加熱518使壓縮材料504(例如，發泡體或凝膠)下塌或下降。下塌區520可形成黏著結合。施加至基板506的低熱518可使基板506充分膨脹以抵消因壓縮材料504凝結而收縮所致的變形以及改善裝置表面的平坦性。
圖9圖示用於製造致動器元件500的一方法具體實施例，其係利用基板506的局部曝光以使壓縮材料504下塌或下降。如圖9所示，例如，在一具體實施例中，用於製造致動器元件500的方法包括：通過包含用以透射光源之光524的開孔528的遮罩526，使致動器元件次總成514曝光於光源。在一具體實施例中，光524為紫外線(UV)光。光係局部曝光致動器元件次總成514的基板506面。局部曝光518使壓縮材料504(例如，發泡體或凝膠)下塌或下降。下塌區522可形成黏著結合。
圖10至圖12圖示用於製作如圖11及圖12所示之致動器元件600的各種方法具體實施例。這提供可抵抗模版或印刷法而使壓縮材料膨脹的替代方法。該替代方法可用經堆疊或疊合的固態薄膜材料與基板606實施。在一具體實施例中，固態薄膜材料可為黏著劑。此時參考圖10，致動器元件次總成614包含以固態薄膜之形式處於壓縮狀態的壓縮材料604，例如。基板606與帶有電極610、612的介電彈性體薄膜608形成於薄膜608兩面上，薄膜608係堆疊及疊合於受壓壓縮材料604上。一旦疊合製程完成，使用諸如局部加熱、曝光之類的適當技術使受壓壓縮材料604膨脹或去壓縮。
圖11圖示用於製造致動器元件600的一方法具體實施例， 其係利用基板606的局部加熱以使在受熱區之中的壓縮材料604膨脹。不過，在去壓縮(膨脹)之前，致動器元件次總成614會經受其他加工以形成致動器元件600。如圖11所示，例如，在一具體實施例中，製造致動器元件600的製程包括：使致動器元件次總成614曝光於輻射加熱元件616以局部加熱618致動器元件次總成614的基板606面。在一具體實施例中，輻射加熱元件516包含紅外線(IR)光源。局部加熱618使受壓壓縮材料604(例如，發泡體或凝膠)膨脹或去壓縮。施加至基板606的低熱618可使基板606充分膨脹以抵消因壓縮材料604凝結而收縮所致的變形以及改善裝置表面的平坦性。加熱618基板606也可使充分軟化它而允許壓縮材料604的額外膨脹。接著，冷卻基板606會壓縮壓縮材料604。
圖12圖示用於製造致動器元件600的一方法具體實施例，其係利用基板606的局部曝光以使壓縮材料604膨脹或去壓縮。如圖12所示，例如，在一具體實施例中，用於製造致動器元件600的製程包括：通過包含用以透射光源之光624的開孔628的遮罩626，使致動器元件次總成614曝光於該光源。在一具體實施例中，光624為紫外線(UV)光。光係局部曝光致動器元件次總成614的基板606面。局部曝光618使壓縮材料604(例如，發泡體或凝膠)膨脹或去壓縮。
圖13根據本揭示內容圖示用於製造致動器元件702的滾輪至滾輪製程(roll-to-roll process)700之一具體實施例。製程700係沿著箭頭A的方向由左至右移動。介電彈性體薄膜704加入第一對滾輪706、707以及前進到電極沉積工作站，在此用電極沉積元件708、709以預定圖案沉積電極材料710、711到帶有應變之介電彈性體薄膜704的兩面上。可照原樣使用介電薄膜704或在一維預受應變(預伸展)之。接下來，壓縮材料712、714(例如，囊封物)疊合於有電極沉積於上的介電彈性體薄膜704上。替換地，藉由直接鑄造，可施加壓縮材料712、713至有電極沉積於上的介電彈性體薄膜704上。在下一個步驟，施加熱(例如，紅外線)或光(例如，紫外線)至囊封次總成以使壓縮材料712、713下塌/下降或膨脹，如在說明圖7至圖12時所述，例如。接下來，施加輸出條(output bar)以及將次總成切成晶粒以製造致動器元件702。
圖14根據本揭示內容圖示用於製造致動器元件802的滾輪至滾輪製程800之一具體實施例。製程800沿著箭頭A的方向由左至右移動。介電彈性體薄膜804加入第一對滾輪806、807以及前進到電極沉積工作站，在此用電極沉積元件808、809以預定圖案沉積電極材料810、811至介電彈性體薄膜804的兩面上。可照原樣使用介電薄膜804或在一維預受應變(預伸展)之。接下來，用黏著劑沉積元件812以預定圖案塗佈(例如，沉積)黏著劑814。壓花壓縮材料816片體(例如，發泡體)疊合至黏著劑814上。施加壓力直到壓縮材料816附著至黏著劑814。在一具體實施例中，壓縮材料816可能已經疊合至更硬的基板818。最終結構為包含介電薄膜804、電極810、811、黏著劑814、壓縮材料816及基板818的致動器元件802。
圖15根據本揭示內容圖示用於製造致動器元件902的滾輪至滾輪製程900之一具體實施例。製程900係沿著箭頭A的方向由左至右至左地移動。介電彈性體薄膜904加入第一對滾輪906、907以及前進到電極沉積工作站，在此用電極沉積元件908、909以預定圖案沉積電極材料910、911到介電彈性體薄膜904的兩面上。可照原樣使用介電薄膜904或在一維預受應變(預伸展)之。接下來，用黏著劑沉積元件912以預定圖案塗佈(例如，沉積)黏著劑914。壓縮材料916片體(例如，發泡體)疊合至黏著劑914上。壓縮材料916片體視需要在此步驟之前、中或之後可壓花。接下來，基板918疊合至壓縮材料916上。視需要，在壓縮材料916疊合步驟之前，基板918可疊合至壓縮材料916上。接下來，根據圖7至圖12的描述，可施加熱或曝光(例如，紅外線或紫外線輻射)。視需要，圖案化遮罩或壓盤(platen)922可用來局部化熱的暴露及/或曝光。最終結構為包含介電薄膜904、電極910、911、黏著劑914、壓縮材料916及基板918的致動器元件902。
圖16圖示致動器元件之一具體實施例，其係另外包含鍵帽1015、1015'以提供強健的使用者介面。該致動器元件包含表面1006，表面1006係疊合至介電薄膜1016，與受壓壓縮材料1014、1014'分離，以及黏附黏著劑1002。在介電薄膜1016的表面上，有與電極1009、1009'相對的 電極1008、1008'。在電極1008'及1009'通電的主動區中，壓縮材料1014'會膨脹。鍵帽1015、1015'可附接至介電薄膜。在電極1008及1009未通電的被動區，相鄰鍵帽彼此齊平以提供實質平坦的使用者表面。在壓縮材料1014'膨脹的主動區中，鍵帽1015'升高而在未通電區1015之鍵帽的位準上。主動區中的相鄰鍵帽可彼此齊平以提供有較大及/或客製形狀的升高區。在一些具體實施例中，鍵帽在基部可較小以藉由鍵帽與薄膜的附接來最小化介電薄膜1016的膨脹限制。鍵帽的上緣可呈倒角或有點圓形。鍵帽的邊可筆直緣最小化鍵帽的搖擺。在另一具體實施例中，鍵帽可用附接至致動器元件的框體懸吊，類似於標準鍵盤構造，以及藉由致動器元件之主動區的運動來升高。
已描述用於製造致動器元件的各種方法具體實施例，應瞭解，仍有各種技術及材料可用來製造此類結構。
在描述於此的各種具體實施例中，壓縮材料可包含：發泡體或凝膠或模造或鑄造塑料或橡膠。發泡體或為開孔式(open cell)或閉孔式(closed cell)。凝膠可為諸如黏彈性凝膠(viscoelastic gel)、軟彈性體凝膠，熱塑性彈性體凝膠之類似的材料。材料可熱固性或熱塑性，以及包括聚氨酯、聚矽氧烷、烯屬聚合物及共聚物、聚酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯聚合物及共聚物、乙烯基聚合物、熱塑性彈性體、聚酰胺、以及這些材料的組合。
在描述於此的各種具體實施例中，該介電彈性體薄膜可包含：矽氧樹脂彈性體，壓克力彈性體，聚氨酯，熱塑性彈性體，包含聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride)的共聚物，壓敏黏著劑，氟彈性體，包含矽氧樹脂及壓克力部份的聚合物，及其類似者。介電彈性體薄膜的聚合物基質可為交聯或無交聯、線性或分叉等等的均聚物或共聚物。熟諳此藝者會明白，在本發明的方法中，該等材料中之一些的組合可用作聚合物基質。共聚物及混練物(blend)都落在合適聚合物的等級內。
在描述於此的各種具體實施例中，電極材料可包含：填充碳或金屬的配方，可紋理化或圖案化的金屬，導電聚合物，及組合。
在描述於此的各種具體實施例中，基板可包含：聚氨酯、聚 矽氧烷、烯屬聚合物及共聚物、聚酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯聚合物及共聚物、乙烯基聚合物、熱塑性彈性體、聚酰胺、以及該等材料之組合，工程塑料，該等材料之組合，玻璃，或金屬。
在描述於此的各種具體實施例中，黏著劑可包含以下各物中之任一：聚氨酯、聚矽氧烷、烯屬聚合物及共聚物、聚酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯聚合物及共聚物、乙烯基聚合物、熱塑性彈性體、聚酰胺、以及該等材料之組合。
在各種具體實施例中，可使用很有勁或者很強的黏著劑作為黏著劑以支撐預受應變薄膜同時黏著至剛性基板，例如裝置的基板。在一具體實施例中，黏性無數或者黏著強度可大於可用於無框致動器裝置之預受應變薄膜的壓縮力。對於多層無框致動器裝置，膜至膜黏著劑比較不重要，因為黏性有勁或者很強的相同黏著劑可用作膜至膜黏著劑。黏著劑不限於壓敏及可膨脹黏著劑而可選自範圍廣泛的材料，包括熱熔黏著劑，可B級作業(b-stageable)的黏著劑，以及紫外線固化黏著劑。剛性或高係數版本的上述材料可提供不黏表面的優點，它不需要使用釋放襯板(release liner)。
包含根據本發明技術具體實施例製成之致動器元件的前述裝置的廣意分類，例如，包括個人通訊裝置、手持裝置及行動電話。在各種方面中，裝置可指手持可攜裝置、電腦、行動電話、智慧型手機、平板個人電腦(PC)、膝上電腦及其類似者，或彼等之任何組合。智慧型手機的實施例包括建在行動計算平台上的任何高端行動電話，其係具有比現代功能電話還多的先進計算能力及連接性。有些智慧型手機主要結合個人數位助理(PDA)與行動電話或照相手機的功能。其他更先進的智慧型手機也結合可攜式媒體播放器、低端小型數位相機、口袋攝影機、以及全球定位系統(GPS)導航單元。現代智慧型手機通常也包含高解析度觸控螢幕(例如，觸控表面)、可存取及正確顯示標準網頁而不僅僅是行動優化網站的網頁瀏覽器、以及經由Wi-Fi及行動寬頻的高速資料存取。現代智慧型手機所用的一些常見行動作業系統(OS)包括Apple的IOS，Google的ANDROID，Microsoft的WINDOWS MOBILE及WINDOWS PHONE，Nokia的Symbian，RIM的BlackBerry OS，以及嵌入式Linux發布套件(distribution，例如MAEMO及 MEEGO)。可安裝此類作業系統於許多不同的手機模型上，而且通常每個裝置終其一生可接受多次OS軟體更新。裝置也可包含，例如，用於裝置(IOS、ANDROID、WINDOWS PHONES、3DS)的遊戲盒，遊戲控制器或遊戲控制台(例如，XBOX控制台及PC控制器)，用於平板電腦(IPAD、GALAXY、XOOM)的遊戲盒，整合式可攜/行動遊戲裝置，觸感鍵盤及滑鼠按鈕，受控電阻/力，變形表面，變形結構/形狀，諸如此類。
應瞭解，描述於本文的具體實施例係圖解說明示範具體實作，以及可用與提及具體實施例一致的各種其他方式實作功能元件、邏輯區塊、程式模組、及電路元件。此外，給定的具體實作可組合及/或分開該等功能元件、邏輯區塊、程式模組、及電路元件所執行的操作以及由更多或更少個的組件或程式模組來執行。熟諳此藝者明白在閱讀本揭示內容後，描述及圖示於本文的個別具體實施例各有離散組件及特徵可輕易與其他數個具體實施例中之任一的特徵分開或組合而不脫離本揭示內容的範疇。可用提及的事件順序或邏輯上可能的任何其他順序進行提及的任何方法。
值得注意的是，“一具體實施例”或“具體實施例”的任何引用是意指與說明該具體實施例有關的特定特徵、結構或特性係包含於至少一具體實施例。本專利說明書出現片語“在一具體實施例中”或“在一方面中”的地方不一定完全引用同一個具體實施例。
值得注意的是，有些具體實施例可用措辭“耦合”與“連接”及其衍生詞描述。不希望這些術語彼此為同義字。例如，有些具體實施例可用術語“連接”及/或“耦合”描述以表示兩個或更多元件彼此直接物理或電氣接觸。不過，術語“耦合”也可意指兩個或更多元件彼此不直接接觸，而是彼此仍有合作或互動。
應瞭解，熟諳此藝者將能夠設計實現本揭示內容之原理且包含於其範疇內的不同配置，儘管未明確描述或圖示於本文。此外，本文提及的所有實施例及條件語言主要旨在協助讀者了解描述於本揭示內容的原理及對本技藝有促進貢獻的概念，以及應被解釋成對於特別提及的實施例及條件沒有限定性。此外，希望文中所有提及原理及具體實施例的陳述涵 蓋結構及功能等價物。另外，希望此類等價物與結構無關，包括目前已知的等價物與未來會開發的等價物，亦即，經開發成可執行相同功能的任何元件。因此，希望本揭示內容的範疇不受限於文中所示範、圖示及描述的示範具體實施例。反而，本揭示內容的範疇是用隨附的申請專利範圍具體化。
在本揭示內容的背景下(特別是在以下申請專利範圍的背景下)用到的術語“一”及“該”和類似指涉應被解釋成可涵蓋單數及複數，除非本文另有說明或上下文顯然自相矛盾。文中提及的數值範圍僅打算用作個別針對落在該範圍內之每個獨立值的速記法。除非本文另有說明，每個個別值被納入本專利說明書就像它在本文個別被提到。可用任何適當順序執行文中所述的所有方法，除非本文另有說明或上下文顯然自相矛盾。本文所提供的任何及所有實施例，或示範語言(例如，“例如”、“就...而言”、“舉例說明”)的用法僅打算更好地闡明本發明並無意限定本發明的範疇，除非另行請求。本專利說明書中沒有術語應被解釋成是指示任何未經請求之元件對於實施本發明是必要的。也應注意，可將申請專利範圍擬定成可排除任何視需要的元件。因此，此段論述係希望做為此等排他性用語如“僅只(solely)”、“僅有(only)”和類似用語在申請專利範圍之敘述內之使用或是當作一“負面意義(negative)”限制使用的前期基礎。
不應將本文所揭示之替代要素或具體實施例的分組理解為限制性的。各組成員可個別地或以與該組之其他成員或本文所見之其他要素的任何組合形式提及及主張。出於便利性及/或專利性之原因，預期組中一或多個成員可包括於組內或自組中刪除。
如上述，儘管已圖解說明該等具體實施例的一些特徵，然而熟諳此藝者仍可想出許多修改、取代、改變及等價物。因此，應瞭解，隨附申請專利範圍旨在涵蓋落在揭示具體實施例及隨附申請專利範圍之範疇內的所有此類修改及改變。
700‧‧‧滾輪至滾輪製程
702‧‧‧致動器元件
704‧‧‧介電彈性體薄膜
706、707‧‧‧第一對滾輪
708、709‧‧‧電極沉積元件
710、711‧‧‧電極材料
712、714‧‧‧壓縮材料
712、713‧‧‧壓縮材料

Claims (18)

  1. 一種製造致動器元件之方法，該方法包含下列步驟：提供一介電彈性體薄膜，該介電彈性體薄膜有一第一及一第二面；塗佈一電極材料於該介電彈性體薄膜之該第一及該第二面的至少一部份上；以及塗佈一壓縮材料至該介電彈性體薄膜之該第一面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其更包括：塗佈一基板至該壓縮材料。
  3. 如申請專利範圍第1項至第2項中之任一項的方法，其更包括：塗佈一黏著劑至該介電彈性體薄膜之該第一面的至少一部份。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中之任一項所述的方法，其中該壓縮材料初始處於一膨脹狀態，該方法更包括：壓縮該壓縮材料之至少一部份。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中之任一項所述的方法，其中該壓縮材料初始處於一壓縮狀態，該方法更包括：膨脹該壓縮材料之至少一部份。
  6. 如申請專利範圍第4項至第5項中之任一項所述的方法，其更包括：使該壓縮材料之至少一部份暴露於熱中。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中熱源為一紅外線輻射熱源。
  8. 如申請專利範圍第4項至第5項中之任一項所述的方法，其更包括：使該壓縮材料之至少一部份暴露於光中。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中光源為紫外線光源。
  10. 如申請專利範圍第1項至第9項中之任一項所述的方法，其更包括：使該介電彈性體薄膜在一維度中伸展。
  11. 如申請專利範圍第1項至第10項中之任一項所述的方法，其更包括：將該壓縮材料壓花(embossing)。
  12. 如申請專利範圍第1項至第11項中之任一項所述的方法，其更包括：塗佈一基板至該壓縮材料。
  13. 如申請專利範圍第1項至第12項中之任一項所述的方法，其更包括：結合一鍵帽與該致動器元件。
  14. 如申請專利範圍第1項至第13項中之任一項所述的方法，其中塗佈一電極材料的該步驟包括：沉積一電極圖案。
  15. 如申請專利範圍第3項至第14項中之任一項所述的方法，其中塗佈一黏著劑的該步驟包括：沉積一黏著劑圖案。
  16. 如申請專利範圍第1項至第15項中之任一項所述的方法，其中塗佈一壓縮材料的該步驟包括：疊合。
  17. 如申請專利範圍第1項至第16項中之任一項所述的方法，其中該壓縮材料包含以下各物中之至少一者：發泡體、凝膠、模造結構、或鑄造結構。
  18. 一種具有至少一可組配特徵的致動器元件，其係用如申請專利範圍第1項至第17項中之任一項所述的方法製造。
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