TWI640907B - 經局域化及/或經囊封觸感致動器及元件 - Google Patents

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瑋 林
詹姆士 E 培德
牛小凡
納森 K 古普塔
陳柏瑞
羅伯特 W 朗佛德
帕凡 O 古普塔
楊瑞銘
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Abstract

在一些實施例中,一種觸感致動器包括壓電材料及一電壓電極圖案,該電壓電極圖案耦合至該壓電材料之一表面。該等電壓電極係可個別控制以供應電壓至該壓電材料之不同部分。該壓電材料之不同區段可操作以回應於該電壓之施加而偏轉,從而在彼等位置產生觸感輸出。可提供不同電壓至該等電壓電極之一或多者,以影響該偏轉之該位置,且因此影響該觸感輸出。在各種實施例中,一觸感輸出系統併入一經密封觸感元件。該經密封觸感元件包括耦合至一或多個撓曲件之一壓電組件,且該(等)撓曲件及一囊封或密封材料密封及/或圍封。

Description

經局域化及/或經囊封觸感致動器及元件
[ 相關申請案的交互參照 ]
本申請案依據35 U.S.C. § 119(e)主張下列美國臨時專利申請案之優先權:於2016年6月20日申請且標題為「Patterned Electrode Localized Haptic Actuator」之美國臨時專利申請案第62/352,046號、及於2016年7月11日申請且標題為「Encapsulated Haptic Elements」之美國臨時專利申請案第62/360,836號,該等申請案之揭露內容全文以引用方式併入本文中。
所描述之實施例大致上係關於觸感致動器及/或用於電子裝置之各種其他觸感系統。更具體而言,本發明實施例係關於一觸感輸出系統之觸感致動器及/或經囊封元件,該等觸感致動器包括用於產生經局域化觸感輸出之電極圖案。
電子裝置包括各式各樣不同輸入/輸出裝置以接收來自使用者之輸入及/或提供輸出給使用者。輸入/輸出裝置之實例包括觸控螢幕、鍵盤、電腦滑鼠、軌跡板、軌跡球、麥克風、揚聲器、觸控板、力感測器、按鈕等等。
一些電子裝置包括致動器及/或用於提供觸覺的或其他觸感輸出給一使用者的各種觸感輸出系統。觸感輸出可提供作為回應於所接收輸入之回饋、作為關於所接收通訊或其他電子裝置狀態的通知等等。電子裝置可啟動該系統以引起一使用者注意、增強使用者使用電子裝置的互動體驗、移位(displace)電子裝置或電子裝置之一組件、或用於任何其他合適的通知或使用者體驗之目的。
在一些情況中,可部分地或完全地囊封一觸感輸出系統,以對其構成組件或元件中之一或多者提供機械、電氣或化學保護。然而,習知囊封技術及材料會非所欲地干擾觸感輸出系統之操作。
本揭露係關於經局域化及/或經囊封之觸感致動器或元件。更具體而言,本文中所論述之實施例係關於一觸感輸出系統之觸感致動器及/或經囊封元件,該等觸感致動器包括用於產生經局域化觸感輸出之電極圖案。
在經局域化觸感致動器實施例中,用於一電子裝置之一觸感致動器包括壓電材料及耦合至該觸感致動器之電壓電極或導體。該等電壓電極係可個別控制以供應電壓至該壓電材料之不同部分。該壓電材料之不同區段可操作以回應於該電壓之施加而偏轉,從而在彼等位置產生觸感輸出。可提供不同電壓至該等電壓電極之一或多者,以影響該偏轉之該位置,且因此影響該觸感輸出。此可允許在實體上毗連之壓電材料之尺寸內有較大的觸感解析度,同時產生與較大單塊壓電結構相關聯之偏轉量值。
在各種實施方案中,一種可攜式電子裝置包括一蓋玻璃及一觸感致動器,該觸感致動器耦合至該蓋玻璃。該觸感致動器包括壓電材料及一電壓電極圖案,該電壓電極圖案耦合至該壓電材料。該電壓電極圖案之該等電壓電極係可個別控制。該電壓電極圖案可操作以供應電壓至該壓電材料之不同部分以使該壓電材料在多個不同位置中之一者處變形。
在一些實例中,當供應電壓時,該壓電材料之該等不同部分經由該蓋玻璃提供觸覺的輸出。在許多實例中,該壓電材料可操作以基於在何處供應該電壓而偏轉。在此類實例之一些實施方案中,改變經由該等電壓電極之不同者所供應之該電壓而變更該壓電材料之該等不同部分之哪些者偏轉。在一些實例中,該壓電材料係實體上連續。
在許多實例中,該等電壓電極覆蓋該壓電材料之一正極表面之大部分。在各種實例中,該觸感致動器進一步包括一接地電極圖案,該接地電極圖案覆蓋該壓電材料之一負極表面之大部分。
在一些實施方案中,一種電子裝置包括:一壓電晶圓,其具有一表面;電壓電極,其等覆蓋該表面之一部分且界定彼此之間之間隙;及一處理單元,其電耦合至該等電壓電極。該處理單元可操作以藉由改變供應至該等電壓電極之電壓而在該壓電晶圓之不同區段處產生偏轉。
在各種實例中,該等電壓電極經定形狀以相對應於一觸感輸出區域。在一些實例中,該電子裝置係一軌跡板。在其他實例中,該電子裝置係一鍵盤。
在許多實例中,藉由供應電壓至該等電壓電極之一第一電壓電極且不供應電壓至相鄰於該第一電壓電極的其他電壓電極,該處理單元在該壓電晶圓之被該第一電壓電極覆蓋的一區段處產生一偏轉。在其他實例中,藉由供應一較高電壓至該等電壓電極之一第一電壓電極及供應一較低電壓至該等電壓電極之其他電壓電極,該處理單元在經覆蓋的該壓電晶圓之一區段處產生一偏轉。在又其他實例中,藉由供應一第一電壓至該等電壓電極之一第一電壓電極、供應一第二電壓至該等電壓電極之一第二電壓電極、及供應一第三電壓至該等電壓電極之其他電壓電極,該處理單元在該壓電晶圓之被該第一電壓電極覆蓋的一區段處產生一偏轉,其中該第三電壓高於該第二電壓且低於該第一電壓。
在各種實施方案中,一種觸感致動器包括:一壓電基材(諸如鋯鈦酸鉛、鉀基壓電材料(諸如鈮酸鈉鉀)、及/或任何其他合適的壓電材料);一第一電壓導體,其耦合至該壓電基材之一表面;及一第二電壓導體,其耦合至該壓電基材之該表面且與該第一電壓導體分開。取決於該第一電壓導體及該第二電壓導體之電壓,該壓電基材在不同位置處產生觸感輸出。
在一些實例中,該觸感致動器進一步包括:一第三電壓導體,其耦合至與該第一電壓導體分開的該壓電基材之該表面;及一第四電壓導體,其耦合至與該第二電壓導體分開的該壓電基材之該表面。在此類實例中,可藉由介於該第一電壓導體、該第二電壓導體、該第三電壓導體、與該第四電壓導體之間之離距(separation)界定一十字圖案。
在許多實例中,該觸感致動器進一步包括一接地導體,該接地導體耦合至該壓電基材之一額外表面,該額外表面與該表面相對。在此類實例之一些實施方案中,該接地導體係經定位而與該第一電壓導體相對之一第一接地導體及經定位而與該第二電壓導體相對之一第二接地導體。在此類實例之其他實施方案中,該接地導體係用於該第一電壓導體及該第二電壓導體之一共同接地。
在觸感輸出系統經囊封元件實施例中,一經密封觸感元件包括至少一壓電組件。該壓電組件可包括:一壓電片材;一第一電極,其形成在該片材之一第一面部上;及一第二電極,其形成在該片材之一第二面部上。該觸感元件可包括具有一第一接觸件之一第一撓曲件,該第一撓曲件相對於該第一面部而定位,使得該壓電組件之該第一電極與該撓曲件之該第一接觸件電連接。
相似地,觸感組件可包括具有一第二接觸件之一第二撓曲件,該第二撓曲件相對於該壓電組件之該第二面部而定位,使得該第二電極與該第二接觸件電連接。該觸感元件亦可包括一密封件,該密封件其經設置成圍繞該壓電組件之一周界、介於該第一撓曲件與該第二撓曲件之間,使得該第一撓曲件、該第二撓曲件、及該密封件圍封該壓電組件。
用於密封一觸感元件之方法可包括用一合適的囊封材料來囊封一壓電組件。其後,可用一各向異性導電膠帶將該組件附接至一可撓性電路。該各向異性導電膠帶可建置介於該經囊封組件之兩個電極與該撓曲件上之兩個電接觸件之間之一電連接。
在各種實施方案中,一觸感元件包括:一壓電組件;一第一撓曲件,其包括一第一接觸件;一第二撓曲件,其包括一第二接觸件;及一密封件,其經設置成圍繞該壓電組件之一周界且介於該第一撓曲件與該第二撓曲件之間,使得該第一撓曲件、該第二撓曲件、及該密封件圍封該壓電組件。該壓電組件包括:一壓電片材;一第一電極,其形成在該片材之一第一面部上;及一第二電極,其形成在該片材之一第二面部上。該第一撓曲件相對於該第一面部而定位,使得該第一電極與該第一接觸件電連接。該第二撓曲件相對於該第二面部而定位,使得該第二電極與該第二接觸件電連接。
在一些實例中,該第一接觸件經由一各向異性膜耦合至該第一電極。在各種實例中,該第一接觸件經由一接合劑耦合至該第一電極。
在許多實例中,該密封件與該壓電組件之一側壁分開,以界定介於該密封件與該側壁之間之一間隙。在一些實例中,該密封件適形於該壓電組件之一側壁。在各種實例中,該密封件係由一可撓性材料所形成。
在一些實例中,該觸感元件係與一觸感輸出系統相關聯之一觸感元件群組中的一構件。該觸感輸出系統可經組態以設置於一可攜式電子裝置之一顯示器下方。
在一些實施方案中,一觸感元件包括:一壓電組件;一撓曲件,其包含一第一接觸件及一第二接觸件;及一囊封層,其設置於該壓電組件上方,藉此抵靠該撓曲件而圍封該壓電組件。該壓電組件包括:一壓電片材;一第一電極,其形成在該片材之一第一面部上;及一第二電極,其具有形成在該片材之一第二面部上的一第一部分且具有形成在該片材之該第一面部上的一第二部分。該撓曲件相對於該第一面部而定位,使得該第一電極與該第一接觸件電連接且該第二電極與該第二接觸件電連接。
在各種實例中,該觸感元件進一步包括一各向異性膜,該各向異性膜定位於該第一接觸件與該第一電極之間。該各向異性膜可延伸於該第二接觸件與該第二電極之間。
在許多實例中,該觸感元件進一步包括一接合材料,該接合材料定位於該第一接觸件與該第一電極之間。該接合材料可係一導電黏著劑。該接合材料可係各向異性地傳導的。
在許多實施方案中,一種觸感輸出系統包括一輸入表面及一觸感元件陣列,該觸感元件陣列在該輸入表面底下。該觸感元件陣列之各觸感元件包括:一壓電組件,其包含一電極;一撓曲件,其包含電連接至該電極之一電接觸件;及一囊封層,其設置於壓電組件上方且與該撓曲件接觸,藉此抵靠該撓曲件而圍封該壓電組件。
在一些實例中,該觸感元件陣列中之至少一觸感元件之該囊封層係在該撓曲件與該壓電組件之間。在許多實例中,該觸感元件陣列中之至少一觸感元件之該囊封層係由一聚合物材料所形成。
在各種實例中,該觸感輸出系統進一步包括一顯示器。該顯示器可設置於該輸入表面與該觸感元件陣列之間。
在許多實例中,該觸感元件陣列中之至少一觸感元件之該電極係一環繞式電極。在一些實例中,該觸感元件陣列中之至少一觸感元件包含電連接該電極至該電接觸件之一中介層。
現在將詳細參考附圖中繪示之代表性實施例。應理解,下文描述非意圖使實施例限於一較佳實施例。相反地,意圖涵蓋可包括在如隨附申請專利範圍所定義之所描述之實施例之精神及範疇內的各種替代例、修改例及同等例。
以下的描述包括體現本揭露之各種元件的樣本設備、系統及方法。然而,應理解,除了本文所描述之形式外,亦可依各式各樣形式實踐所描述之揭露。
下文揭露係關於經局域化及/或經囊封觸感致動器或元件。更具體而言,本文中所論述之實施例係關於一觸感輸出系統之觸感致動器及/或經囊封元件,該等觸感致動器包括用於產生經局域化觸感輸出之電極圖案。
在經局域化觸感致動器實施例中,一觸感致動器包括壓電材料及一經圖案化電極。該經圖案化電極可施加電壓至該壓電材料之不同部分。此允許經局域化的觸感輸出,因為在該壓電材料中產生一最大偏轉的位置取決於所施加之電壓。
一些致動器藉由施加電壓至壓電材料來提供觸感輸出。許多此類致動器包括同時施加電壓至該壓電材料之一整個表面的一單一泛射式電極(flood electrode)。在此類實例中,該壓電材料回應於所施加之電壓而偏轉以提供該觸感輸出。
可產生的偏轉量(且因此觸感輸出之量值)可相依於所施加之電壓量、壓電晶圓大小、壓電材料之層數等等。當觸感致動器受限於相對較低電壓及單一層壓電材料時,壓電材料之晶圓大小可係可調整的唯一因子。小於一組特定尺寸的晶圓不會產生充分感知為觸感回饋的足夠偏轉。因此,觸感致動器可經設計成具有儘可能大的晶圓。
然而,歸因於該單一泛射式電極,這些種類觸感致動器可在一單一位置處產生觸感輸出。為了在不同位置處產生觸感輸出,可使用多個致動器。歸因於足以產生可偵測之觸感輸出的晶圓大小,裝配在一空間內的致動器數目會受限制。因此,可存在介於可產生之觸感輸出量值與可產生之觸感輸出之不同位置數目之間的權衡。
歸因於該經圖案化電極能夠施加電壓至該壓電材料之不同部分,本揭露之觸感致動器可使用較大晶圓大小,同時仍然能夠在多個位置處產生觸感輸出。此允許產生具有較大量值之觸感輸出,而不會犧牲觸感輸出之局域化。
在觸感輸出系統經囊封元件實施例中,可封裝、密封、及/或囊封可包括在一電子裝置中的一觸感輸出系統之一或多個脆弱或敏感性組件。
諸如本文所描述之囊封可依任何實施方案特定之或合適的方式予以組態,以提供對一觸感輸出系統之一脆弱或敏感性組件的熱、機械、電氣、光學、及/或化學保護。一壓電組件係可使用諸如本文所描述者之技術來囊封及/或密封的一觸感輸出系統之一脆弱或敏感性組件之一實例。然而,應理解,本文所描述之各種技術及方法可同等地適用於一觸感輸出系統之其他組件,或適用於可藉由一電子裝置併入之另一系統或子系統。
在一實施例中,一壓電組件包括壓電材料之一片材及兩個電極,該兩個電極界定在該片材之相對面部上。舉例而言,一頂部電極可形成在該片材之一頂部面部上,及一底部電極可形成在該片材之一底部面部上。此組態在本文中稱為具有「相對電極(opposing electrodes)」之一壓電組件。
在其他情況中,該底部電極可環繞該壓電片材之一側壁。在這些實施例中,該頂部電極及該底部電極兩者佔用該片材之該頂部面部之一部分。此組態在本文中稱為具有一「環繞式電極(wrap-around electrode)」之一壓電組件。
在一實例中,具有相對電極之一壓電組件可藉由疊層該組件於一頂部撓曲件與一底部撓曲件之間而囊封。可於該頂部電極與該頂部撓曲件之間建置一第一電連接,及可於該底部電極與該底部撓曲件之間建置一第二電連接。在一些情況中,使用用以建置該第二電連接的相同技術來建置該第一電連接。
可使用任何數目種合適的技術來建置該第一電連接及該第二電連接,包括(但不限於)焊接、熔接、用導電黏著劑接合、用導電膠帶接合、使導電表面接觸等等。在一些情況中,可在相同操作中形成該第一電連接及該第二電連接,諸如上文所描述之疊層操作。
在一進一步實施例中,可圍繞該壓電組件之該周緣、介於該頂部撓曲件與該底部撓曲件之間添加一密封劑。該密封劑可係聚合物基密封劑、環氧樹脂基密封劑、聚矽氧基密封劑、樹脂基密封劑、或任何其他合適的密封劑材料或材料組合。在一些實施例中,僅使用一層密封劑。該密封劑可接觸該壓電組件之側壁,或可藉由一氣隙使該密封劑與該壓電組件之側壁分開。在一些情況中,介於該壓電組件之該等側壁與該密封劑之間之該間隙可填充有氣體(例如,氮、氦等等)、凝膠體(例如,聚合物凝膠體)、或液體(例如,礦物油、甘油)。氣體、凝膠體、或液體之壓力可隨實施例而變化。
在其他情況中,一黏著劑環可定位於該頂部撓曲件上。將該壓電組件疊層於該頂部撓曲件與該底部撓曲件之間之該操作可引起該黏著劑環將該底部撓曲件接合至該頂部撓曲件,藉此在界定於該頂部撓曲件與該底部撓曲件之間之一容積中圍封該壓電組件。在進一步實施例中,一黏著劑環亦可設置至該底部撓曲件上。在此情況中,將該壓電組件疊層於該頂部撓曲件與該底部撓曲件之間之該操作可引起該兩個黏著劑環彼此接合。
在另一實例中,具有相對電極之一壓電組件可藉由疊層該組件至一單一撓曲件而囊封。可於該頂部電極與該撓曲件之間建置一第一電連接,及可於該底部電極與一中介層之間建置一第二電連接。該中介層可電連接至該撓曲件。在這些實施例中,該壓電組件及該中介層可藉由一囊封材料層(例如,形成一囊封層)予以塗佈。
在另一實例中,具有一環繞式電極之一壓電組件可藉由疊層該組件至一單一撓曲件而囊封。可於該頂部電極與該撓曲件上之一第一電接觸件之間建置一第一電連接,及可於該環繞式底部電極與該撓曲件上之一第二電接觸件之間建置一第二電連接。在這些實施例中,可在建置該第一電連接及該第二電連接之前或之後,藉由一囊封材料層塗佈該壓電組件。
下文參考圖1至圖21論述這些及其他實施例。然而,所屬技術領域中具有通常知識者將明白,本文中關於這些圖所給出的詳細說明僅為了解說用途且不應解讀為限制。
圖1描繪一實例電子裝置100,其包括一或多個觸感致動器。在此實例中,電子裝置100係包括耦合至一外殼102之一蓋玻璃101的一可攜式裝置。蓋玻璃101可係一觸控螢幕或相似組件之一組件,及該(等)觸感致動器可操作以經由蓋玻璃101提供觸覺的或其他觸感輸出。
圖2描繪沿圖1之線A-A的圖1之電子裝置100的實例剖面圖。電子裝置100包括數個觸感致動器203。觸感致動器203可包括壓電材料,其可操作以當藉由一處理單元205或其他控制器經由撓曲件電路204或其他電連接來供應電壓時偏轉。該偏轉可透過蓋玻璃101轉移以產生觸感輸出給一使用者。因此,該處理可電耦合至觸感致動器203以藉由供應電壓至觸感致動器203來產生偏轉。
圖3描繪圖2之電子裝置之該等觸感致動器203中之一者之一實例實施方案的俯視圖。觸感致動器203可包括壓電材料306之一晶圓、基材、或其他結構,諸如鋯鈦酸鉛(「PZT」)、鉀基壓電材料(諸如鈮酸鈉鉀)、及/或任何其他合適的壓電材料。在許多實施方案中,壓電材料306可係實體上連續。觸感致動器203亦可包括耦合至壓電材料306之一正極表面的電壓電極307A至307D或導體之一圖案。在此實例中,電壓電極307A至307D可覆蓋壓電材料306之表面之一部分(展示為該表面之大部分)、彼此分開,使得藉由介於第一、第二、第三、及第四電壓電極307A至307D之間之離距來界定一十字圖案。
歸因於電壓電極307A至307D之圖案及其等之間之離距,電壓電極307A至307D可個別控制以供應不同電壓至壓電材料306之不同部分(例如,被各自電壓電極307A至307D覆蓋之部分)。如此,可藉由提供各種電壓至壓電材料306之各種部分,而在壓電材料306之不同區段(例如,多個不同位置之一或多者)處產生偏轉或變形(例如,觸覺的或其他觸感輸出)。該等偏轉之該位置或變形可取決於在何處施加電壓。進一步,改變電壓可變更壓電材料306之哪些部分偏轉。
圖4描繪圖3之實例觸感致動器203的前側視圖。觸感致動器203可進一步包括耦合至一額外表面(諸如一負極表面)的一或多個接地電極408A至408D(圖中展示408C至408D)或導體,該額外表面與耦合電壓電極307A至307D之表面相對。在此實例中,針對電壓電極307A至307D之各者包括一各自接地電極408A至408D,各接地電極經定位而與其各自電壓電極307A至307D相對。
接地電極408A至408D可覆蓋壓電材料306之負極表面之大部分。接地電極408A至408D可彼此分開,使得離距在壓電材料上306之正極表面上界定一十字圖案,相似於藉由電壓電極307A至307D所界定者。
雖然為清楚目的而未繪示,但是觸感致動器亦可包括一或多個加勁組件。加勁組件可由非壓電材料所形成,諸如塑膠、金屬等等。加勁組件可耦合或以其他方式接合至壓電材料306之表面及/或壓電材料306之額外表面。對於一自由邊界壓電致動器,當依極化方向施加電場時,x及y尺寸會收縮(例如,圖3中所繪示之壓電材料306之尺寸)及z尺寸會擴展(例如,圖4中所展示之壓電材料306之垂直尺寸)。如所展示,圖3及圖4之實例觸感致動器203之壓電材料306之形狀因數的x及y尺寸可相對大,但是z尺寸相對薄。因此,依據一自由邊界條件,在不包含一加勁組件情況中,z尺寸的偏轉或變形可相對小。然而,耦合經接合至壓電材料306之表面及/或壓電材料306之額外表面的加勁組件可使x-y收縮變換成z方向偏轉、變形、或其他致動。
現在將比較使用觸感致動器203歸因於壓電材料306及電壓電極307A至307D之圖案而可能的偏轉與其他組態之觸感致動器。將比較觸感致動器203與較小觸感致動器之一陣列,各觸感致動器包括一單一泛射式電極及含有一單一泛射式電極的一單塊觸感致動器。
圖5描繪致動觸感致動器530A至530D之一實例陣列中之一者。在此實例中,各觸感致動器530A至530D包括一單一各別泛射式電極531A至531D,泛射式電極可供應電壓至包括在各自觸感致動器530A至530D中的整個壓電材料。供應電壓至各自泛射式電極531A至531D中之一者引起各自觸感致動器530A至530D偏轉。
相似地,圖6描繪致動一實例單一大觸感致動器630。在此實例中,觸感致動器630包括一單一各別泛射式電極631,泛射式電極可供應電壓至包括在觸感致動器630中的整個壓電材料。供應電壓至泛射式電極631引起觸感致動器630偏轉。
為了比較圖2至圖4之觸感致動器203與圖5之觸感致動器530A至530D之陣列及圖6之單一大觸感致動器630的目的,將為了比較目的而假設實例尺寸。舉實例而言,將假設圖2至圖4之觸感致動器203之實例尺寸,使得觸感致動器203具有約40毫米之一邊長。相似地,將假設圖5之觸感致動器530A至530D之實例尺寸各具有約10毫米之一邊長,及將假設圖6之單一大觸感致動器630具有約40毫米之一邊長。依此方式,可示範壓電材料之可比較的尺寸之不同偏轉。然而,應瞭解,這些假設之尺寸係為了實例之目的且非意圖限制。
假設這些實例尺寸,圖5繪示當施加60伏至約10微米之觸感致動器530A時觸感致動器530A中產生之一峰偏轉509。作為對比,圖6繪示當施加60伏至約160微米之觸感致動器630時觸感致動器630中產生之一峰偏轉609。因此,與觸感致動器530A相比,觸感致動器630能夠產生一較大量值之一峰偏轉609(且因此,產生一觸覺的或其他觸感輸出)。
然而,觸感致動器630能夠在一單一位置處產生該峰偏轉609。此意謂給定約40毫米之假設邊長,觸感致動器630之觸感解析度係約1/1600平方毫米。由於觸感致動器530A至530D之陣列的觸感致動器530A至530D之各者可各產生一峰偏轉509,所以觸感致動器530A至530D之陣列可在四個不同位置處產生峰偏轉509。因此,給定觸感致動器530A至530D之陣列之各者的約10毫米之假設邊長,觸感致動器530A至530D之陣列具有約4/1600平方毫米之一觸感解析度。介於觸感致動器530A至530D之陣列與觸感致動器630之間之權衡係在峰偏轉509、609之量值與觸感解析度之間之權衡。
作為對比,圖7A描繪當經由第一電壓電極307A施加60伏至壓電材料306時致動圖3之實例觸感致動器203之一第一區段。此在該第一區段中產生10微米之一峰偏轉709A,相對應於壓電材料306之第一部分(例如,被第一電壓電極307A所覆蓋之部分)。圖7B描繪當經由電壓電極307A至307D之各者施加60伏至壓電材料306時致動實例觸感致動器203之一第二區段。此在壓電材料306之第二區段處(例如,所有四個電壓電極307A至307D之間之部分)產生160微米之一峰偏轉709B。圖7C描繪當施加90伏至第一電壓電極307A、施加60伏至第二電壓電極307B、施加60伏至第三電壓電極307C、及施加30伏至第四電壓電極307D時致動實例觸感致動器203之一第三區段。此在壓電材料306之第三區段處(例如,被第一電壓電極307A所覆蓋之部分.但是與圖7A之峰偏轉709A之位置相比,較接近圖7B之峰偏轉709B之位置)產生160微米之一峰偏轉709C。
因此,藉由供應各式各樣不同電壓至電壓電極307A至307D之一或多者,觸感致動器203可在各式各樣不同位置處產生峰偏轉709A至709C及其他峰偏轉。與圖5之觸感致動器530A至530D之陣列相比,觸感致動器203具有更高觸感解析度且可產生與圖6之觸感致動器630一樣高及/或與之相當的量值之偏轉。
由觸感致動器203所產生之偏轉可係可操縱。藉由提供電壓至電壓電極307A至307D之一第一電壓電極307A至307D及不供應電壓至相鄰於第一電壓電極307A至307D之其他電壓電極307A至307D,可在約被各自電極覆蓋的壓電材料306之部分之中心處產生一峰偏轉709A。進一步,藉由提供約同等電壓至電壓電極307A至307D,可在約所有電壓電極307A至307D之間之壓電材料306之部分處產生一峰偏轉709B。此外,藉由提供一較高電壓至電壓電極307A至307D之一第一電壓電極307A至307D及提供較低電壓至其他電壓電極307A至307D,峰偏轉709C可被操縱朝向被第一電壓電極307A至307D覆蓋的壓電材料306之部分。另外,藉由提供一第一電壓至一第一電壓電極307A至307D、提供一第二電壓至一第二電壓電極307A至307D(其對角地相鄰於第一電壓電極307A至307D)、及提供一第三電壓至其他電壓電極307A至307D(其側邊地相鄰於第一電壓電極307A至307D),峰偏轉709C可進一步被操縱朝向被第一電壓電極307A至307D覆蓋的壓電材料306之部分。藉由變化、調整、改變等等提供至各種電壓電極307A至307D之各種電壓,峰偏轉之位置可調整、變化、改變等等。
雖然圖4繪示及描述為包括分別與電壓電極307A至307D之各者相關聯的分開之接地電極408A至408D,但是應瞭解,此係一實例並且其他組態係可行且可設想。舉例而言,圖8描繪圖2之電子裝置100之觸感致動器203中之一者之一第二實例實施方案的側視圖。在此實例中,一觸感致動器803包括一共同接地電極808。共同接地電極808可通用於所有電壓電極807A至807D。在一些實施方案中,共同接地電極808可覆蓋與電壓電極807A至807D所耦合至之表面相對的壓電材料806之所有及/或實質上所有表面。
圖3繪示四個電壓電極307A至307D為正方形形狀且其等之間之離距界定一十字形狀。然而,應瞭解,此係一實例。在各種實施方案中,可使用任何形狀之任何數目個電壓電極307A至307D,形狀界定電壓電極之間之各種種類(及/或無)離距。在一些實施方案中,電壓電極307A至307D可經定形狀以相對應於所設計之觸感輸出區域。舉例而言,在其中電壓電極307A至307D經定形狀以相對應於鍵盤之按鍵的一些實施方案中,可使用觸感致動器203以提供用於鍵盤的觸感輸出。
舉例而言,圖9描繪一第三實例觸感致動器903。觸感致動器903包括一壓電基材906或晶圓,電壓電極907之一圖案耦合至壓電基材906或晶圓。電壓電極907可具有相對應於所設計之觸感輸出區域之形狀的形狀。
在一些實施方案中,觸感致動器903可包括在一鍵盤中,及電壓電極907可具有相對應於鍵盤之按鍵的形狀及位置。在此類實施方案之一些實例中,觸感致動器903可經定尺寸以相對應於整個或實質上整個鍵盤,或鍵盤之一部分。在其他實施方案中,觸感致動器903可包括在一軌跡板、觸控螢幕、觸控板、或其他電子裝置中。
圖10係繪示用於建構一觸感致動器之一實例方法1000的流程圖。此方法1000可組裝圖2至圖4及圖7A至圖9之觸感致動器之一或多者。
在1010,可提供壓電材料(諸如一晶圓,基材等等)。提供該壓電材料可包括自一較大結構之壓電材料切割該壓電材料。在一些實施方案中,該壓電材料可係PZT。
在1020,電壓電極或導體之一圖案形成在該壓電材料上。該圖案可形成在該壓電材料之一單一表面(諸如一正極表面)上。可使用各式各樣不同程序及/或技術來形成該圖案。
舉例而言,一模板或遮罩可置放於該壓電材料上且可透過該模板施加該圖案,諸如藉由印刷、氣相沉積、濺鍍等等。舉第二實例而言,傳導材料可形成在該壓電材料上,且接著可移除壓電材料之部分以形成該圖案,諸如藉由蝕刻。在一些情況中,可透過一模板或遮罩來執行蝕刻或其他移除。舉第三實例而言,可使用光以自一光罩轉印該圖案至在該壓電材料上之一光敏化學光阻劑或抗蝕劑。
舉第四實例而言,可藉由在該壓電材料上依一相對圖案界定一抗蝕劑來形成該圖案,在移除該抗蝕劑之前在該壓電材料上毯覆沉積一傳導膜,使僅該傳導膜直接沉積在該壓電材料上。舉又其他實例而言,可藉由金屬化圖案化、金屬化、及/或在該壓電材料上形成傳導材料之其他程序或技術來形成該圖案。
雖然實例方法1000繪示及描述為包括依一特定順序執行之特定操作,但是應瞭解,此係一實例。在各種實施方案中,可執行各種順序之相同、相似、及/或不同操作,而不偏離本揭露之範疇。
舉例而言,在一些實施方案中,實例方法1000可包括形成一接地電極在該壓電材料上之額外操作。該接地電極可係一共同電極、一接地電極圖案、相對應於該電壓電極圖案之一接地電極圖案等等。該接地電極可形成在與該電壓電極圖案相對的該壓電材料之一接地表面上。
圖11係繪示用於使用一觸感致動器提供輸出之一實例方法1100的流程圖。可藉由圖1至圖2之電子裝置及/或圖2至圖4及圖7A至圖9之觸感致動器之一或多者執行此方法1100。
在1110,供應電壓至在壓電材料(諸如一晶圓,基材等等)上依一圖案組態之一或多個電壓電極或導體。該圖案可定位在該壓電材料之一單一表面(諸如正極表面)上。
在1120,可控制該供應電壓以控制觸感輸出。該供應電壓可供應至該等電壓電極之一或多者且不供應至其他者、依不同量供應至不同電壓電極等等。
雖然實例方法1100繪示及描述為包括依一特定順序執行之特定操作,但是應瞭解,此係一實例。在各種實施方案中,可執行各種順序之相同、相似、及/或不同操作,而不偏離本揭露之範疇。
舉例而言,在一些實施方案中,實例方法1100可包括改變該供應電壓之額外操作。改變該供應電壓可變更所提供之觸感輸出。
雖然圖1至圖2之電子裝置100繪示及描述為一可攜式電子裝置100(諸如一行動電話),但是應瞭解,此係一實例。在各種實施方案中,電子裝置100可係任何種類電子裝置100。實例包括膝上型運算裝置、智慧型手機、穿戴式電子裝置、平板電腦運算裝置、鍵盤、印表機、滑鼠、行動運算裝置、軌跡板、觸控板、觸控螢幕、數位媒體播放器、顯示器等等。
進一步,雖然電子裝置100繪示及描述為包括特定組件,但是應瞭解,此係一實例。在各種實施方案中,電子裝置100可包括其他組件,包括圖中未展示之一或多個組件。此類額外組件可包括一或多個通訊組件、一或多個輸入/輸出組件、一或多個非暫時性儲存媒體(呈下列(但不限於)之形式:磁性儲存媒體;光學儲存媒體;磁光儲存媒體;唯讀記憶體;隨機存取記憶體;可抹除可程式化記憶體;快閃記憶體;等等),一或多個能量儲存組件等等。
圖12A展示可併入一觸感輸出系統之一電子裝置1200。電子裝置1200繪示為一平板電腦運算裝置,然而此非係必需的且其他電子裝置可併入一觸感輸出系統,包括(但不限於)穿戴式裝置、行動裝置、周邊輸入裝置、運輸載具控制系統、工業控制系統、消費性器具、工業機械等等。
在所繪示的實施例中,電子裝置1200包括一外殼1202以保持、支撐、及/或圍封電子裝置1200之各種組件,諸如一顯示器1204。顯示器1204可包括多個層之一堆疊,包括(舉例而言且不依特定順序):一有機發光二極體層、一蓋層、一觸碰輸入層、一力輸入層,一生物測定層等等。其他實施例可依一不同方式實施顯示器1204,諸如運用液晶顯示器技術、電子墨水技術、量子點技術等等。在許多實施例中,顯示器1204之一保護性外層界定一輸入表面1206。
無論針對一具體實施例所選擇的一或多種實施方案特定之顯示器技術,顯示器1204之各種層可用一光學透明黏著劑黏附在一起及/或可藉由一共同框架予以支撐,使得該等層彼此毗連。一共同框架可延伸圍繞該等層之一周緣或該周緣之一部分、可圍繞該周緣、該周緣之一部分分段,或可依另一方式耦合至顯示器1204之各種層。
該共同框架可由任何合適的材料所製成諸如(但不限於)金屬、塑膠、陶瓷、丙烯酸等等。共同框架可係提供一額外功能的一多用途組件,諸如(但不限於):提供對顯示器1204或電子裝置1200之一或多個組件的一環境密封及/或密閉密封;提供對外殼1202之結構支撐;提供對顯示器1204或電子裝置1200之一或多個組件的壓力釋放;提供及界定顯示器1204之一或多個層之間的間隙,以用於熱通風及/或准許回應於施加至輸入表面1206之一力的層之撓曲;等等。
在一些實施例中,顯示器1204之該等層可附接或沉積至分開之基材上,該等基材可彼此疊層或接合。顯示器1204亦可包括或經定位相鄰於合適用於改善顯示器1204之結構或光學效能的其他層,包括(但不限於)一蓋玻璃片材、偏光器片材、彩色遮罩及類似者。此外,顯示器1204可包括一觸碰感測器(圖中未展示),用於判定在電子裝置1200之輸入表面1206上的一或多個觸碰之位置。在許多實例中,該觸碰感測器係一電容性觸碰感測器,其經組態以偵測一使用者的手指及/或一無源或有源手寫筆在輸入表面1206上的一或多個觸碰之位置及/或區域。
電子裝置1200亦可包括用於執行及/或協調電子裝置1200之工作的一處理器、記憶體、電源供應器及/或電池、網路連接、感測器、輸入/輸出埠、聲學元件、觸感元件、數位及/或類比電路等等。為了簡化闡釋,在圖12A中描繪電子裝置1200,而未描繪許多此等元件,各元件可部分及/或完全包括在外殼1202內及可操作上或功能上與顯示器1204相關聯,或耦合至顯示器1204。
一觸感輸出系統可設置於輸入表面1206下方(參見例如圖12A及圖12B)。在所繪示的實施例中,該觸感輸出系統包括依一陣列配置且定位在顯示器1204後方或內的16個可獨立控制之觸感元件。由於此配置,該觸感輸出系統可提供經局域化觸感輸出給正觸碰顯示器1204之一使用者。該等觸感元件可係任何合適的大小或形狀。舉例而言,三個不同大小及形狀之觸感元件識別為觸感元件1208、觸感元件1210、及觸感元件1212。
可依任何數種合適的方式來實施觸感輸出系統之觸感元件,然而在許多實施例中,各觸感元件包括具有相對電極或環繞式電極之至少一壓電組件。在許多情況中,囊封一觸感元件之壓電組件。該囊封可經組態以提供對該壓電組件的熱、機械、電氣、光學、及/或化學保護。
大致上且大體上而言,圖13A至圖16B參照具有相對電極之壓電組件,及更具體而言,囊封具有相對電極之一壓電組件之方法及/或技術。然而,將理解,所描繪之實例不係窮舉;參照圖3A至圖16B所描繪及所描述之各種實施例可依任何數種合適之或實施方案特定之方式予以修改或組合,以囊封、密封、灌注、鑄造或以其他方式包住具有相對電極之一壓電組件。在許多情況中,囊封該壓電組件提供保護而免於(但不限於)金屬腐蝕、氧化、污染、刮傷、或震裂。
圖13A描繪一觸感元件(諸如圖12B中描繪之觸感元件1208)之一壓電組件1300的簡化剖面圖。壓電組件1300包括壓電材料之一片材(標示為片材1302)及界定於片材1302之相對面部上之兩個電極。舉例而言,一頂部電極1304a可形成在片材1302之一頂部面部上,及一底部電極1304b可形成在片材1302之一底部面部上。
頂部電極1304a及底部電極1304b可依任何數量種適合方式予以形成。在一實施例中,頂部電極1304a及底部電極1304b係藉由濺鍍、物理氣相沉積、印刷、或任何其他合適的技術所形成之薄膜層。頂部電極1304a及底部電極1304b一般由金屬或一金屬合金所形成,諸如銀、銀墨、銅、銅-鎳合金等等。在其他實施例中,可使用其他傳導材料。
在一些實施例中,壓電組件1300採取與所描繪者不同的形狀。舉例而言,壓電組件1300可係寬度為3 cm及可係厚度為約100 µm。
圖13B描繪藉由兩個可撓性電路來囊封圖13A之壓電組件1300。具體而言,經由一接合材料1306a使頂部電極1304a與一頂部電接觸件1308a形成一第一電連接,頂部電接觸件1308a自一頂部撓曲件1310延伸。相似地,經由一接合材料1306b使底部電極1304b與一底部電接觸件1308b形成一第二電連接,底部電接觸件1308b自一底部撓曲件1312延伸。
頂部撓曲件1310及底部撓曲件1312可由任何數目種合適的材料所製成,但是在許多實施例中,各撓曲件係由一可撓性電路板材料所形成。在許多情況中,頂部撓曲件1310及底部撓曲件1312經定大小以懸伸於壓電組件1300之側壁,然而此非係所必需的。在許多情況中,頂部撓曲件1310及底部撓曲件1312之一或兩者耦合壓電組件1300至一控制電路(圖中未展示),或依一主控/從屬組態而將壓電組件1300耦合至另一壓電組件1300。
頂部電接觸件1308a及底部電接觸件1308b一般由銅或銀所形成,然而此非係所必需的,且可使用其他金屬或導電材料。在許多情況中,在連接底部電接觸件1308b至底部電極1304b之相同操作中,將頂部電接觸件1308a連接至頂部電極1304a。
接合材料1306a、1306b可由任何合適的導電材料或材料組合所形成,諸如(但不限於):導電黏著劑、導電膠帶或膜(各向同性或各向異性)、焊料等等。在其他情況中,接合材料1306a、1306b之一或兩者可係非傳導。在這些實例中,壓電組件1300可被電容式驅動。在其他情況中,可使用非傳導接合材料以保持頂部電極1304a與頂部電接觸件1308a接觸,及相似地,保持底部電極1304b與底部電接觸件1308b接觸。
應理解,接合材料1306a、1306b之厚度及/或佈置可隨實施例而變化;不需要接合材料1306a、1306b之所繪示比例。進一步,應理解,接合材料1306a、1306b可設置在另一位置處,諸如沿壓電組件1300之側壁。在另一實例中,接合材料1306a、1306b可經設置以溢出超過壓電組件1300之面部。
據此,應瞭解,如圖13B中描繪之接合材料1306a、1306b大體上表示一電氣及/或機械元件或層(或元件或層之組合),其建置及/或維持介於一壓電組件之一電極與一撓曲件或其他電路之一電接觸件之間之一電連接。圖14A至圖14B中提供此一電連接之實例。
圖14A描繪建置於一壓電組件(圖中未展示)之一電極1402與及一撓曲件(圖中未展示)之一電接觸件1404之間之一電連接1400。在所繪示的實施例中,一接合材料1406設置至電極1402之腔穴或表面特徵或瑕疵中。因此,使電極1402之一頂部表面與電接觸件1404之一底部表面直接接觸。接合材料1406可係一傳導或非傳導接合劑,諸如液體黏著劑(例如,環氧樹脂)。在一些情況中,電極1402之頂部表面可被刻痕或以其他方式製備,以接收接合材料1406。在一些情況中,接合材料1406可經設置至一特定厚度,諸如圖14B中所展示者。在此實例中,接合材料1406可係一傳導接合材料,諸如各向同性或各向異性傳導膜、導電黏著劑、摻雜有金屬纖維或奈米線之環氧樹脂,或任何其他合適的導電材料。
對於本文所描述之許多實施例,在建置介於具有相對電極之一壓電組件(諸如圖13A至圖13B中描繪之壓電組件1300)之該等相對電極與一或多個撓曲件之間之一電連接後,可部分地或整個囊封或密封該壓電組件。圖15A至圖15B中提供具有相對電極之經密封或經囊封壓電組件之實例。一旦經囊封及/或經密封,該壓電組件可稱為一觸感元件,或更具體而言,稱為一「經密封觸感元件」。
圖15A描繪一經密封觸感元件1500a的簡化剖面圖。經密封觸感元件1500a包括電連接至一頂部撓曲件1504及一底部撓曲件1506之一壓電組件1502。更具體而言,經由一接合材料1504b,將與頂部撓曲件1504相關聯之一頂部接觸件1504a連接至壓電組件1502之一頂部電極。相似地,經由一接合材料1506b,將與底部撓曲件1506相關聯之一底部接觸件1506a連接至壓電組件1502之一底部電極。
頂部撓曲件1504及底部撓曲件1506各以懸伸於壓電組件1502之側壁且經由一框架1508予以連接。懸伸量隨實施例而變化,但是可基於壓電組件1502之一或多個操作參數予以選擇。更具體而言,懸伸愈小,頂部撓曲件1504、底部撓曲件1506、及框架1508愈影響壓電組件之效能。
在所繪示的實施例中,經由一黏著劑1510,將框架1508附接至頂部撓曲件1504之一底側及附接至底部撓曲件1506之一頂側。框架1508可由任何數目種合適的材料所製成,包括聚合物及彈性體。
依此方式,框架1508及黏著劑1510連同圍封壓電組件1502之頂部撓曲件1504及底部撓曲件1506共同形成一密封件。合作以形成該密封件的各種組件(例如,框架1508、黏著劑1510、頂部撓曲件1504、底部撓曲件1506等等)之各種性質可經選擇及/或經組態以提供對壓電組件1502的熱、機械、電氣、光學、及/或化學保護。
如所繪示,藉由一間隙使該密封件與壓電組件1502之側壁分開。在一些情況中,介於壓電組件1502之側壁與該密封件之間之該間隙可填充有氣體(例如,空氣、氮、氦等等)、凝膠體(例如,聚合物凝膠體)、或液體(例如,礦物油、甘油)。氣體、凝膠體、或液體之壓力可隨實施例而變化。在進一步情況中,藉由框架1508及黏著劑1510所形成的該密封件可毗連壓電組件1502之側壁之一或多者。
在一些實施例中,可依另一方式形成框架1508。舉例而言,如圖15B中所展示,可藉由一黏著劑環1512直接連接一經密封觸感元件1500b之頂部撓曲件1504及底部撓曲件1506。在此實施例中,可不需要額外黏著劑(諸如圖15A中描繪之黏著劑1510)。
依此方式,相似於本文所描述之其他實施例,黏著劑環1512連同圍封壓電組件1502之頂部撓曲件1504及底部撓曲件1506形成一密封件。如關於圖15A中描繪之實施例所述,合作以形成該密封件的各種組件(例如,黏著劑環1512、頂部撓曲件1504、底部撓曲件1506等等)之各種性質可經選擇及/或經組態以提供對壓電組件1502的熱、機械、電氣、光學、及/或化學保護。
如同圖15A中描繪之實施例,藉由一間隙使圖15B中所展示之該密封件與壓電組件1502之側壁分開。介於壓電組件1502之側壁與該密封件之間之該間隙可填充有氣體(例如,空氣,氮、氦等等)、凝膠體(例如,聚合物凝膠體)、或液體(例如,礦物油、甘油)。氣體、凝膠體、或液體之壓力可隨實施例而變化。在進一步情況中,藉由黏著劑環1512所形成的該密封件可毗連壓電組件1502之側壁之一或多者。
在圖15C中描繪之另一實施例,可藉由對齊互補式黏著劑環將頂部撓曲件1504及底部撓曲件1506耦合在一起。具體而言,一第一黏著劑環1514可耦合至頂部撓曲件1504之一底側,及一第二黏著劑環1516可耦合至底部撓曲件1506之一頂側。第一黏著劑環1514可直接附接至第二黏著劑環1516,或在一些實施例中,可使用一背襯黏著劑1518。
依此方式,相似於上文所描述之其他實施例,第一黏著劑環1514、第二黏著劑環1516、及背襯黏著劑1518連同圍封壓電組件1502之頂部撓曲件1504及底部撓曲件1506共同形成一密封件。合作以形成該密封件的各種組件(例如,第一黏著劑環1514、第二黏著劑環1516、背襯黏著劑1518、頂部撓曲件1504、底部撓曲件1506等等)之各種性質可經選擇及/或經組態以提供對壓電組件1502的熱、機械、電氣、光學、及/或化學保護。
如所繪示,藉由一間隙使該密封件與壓電組件1502之側壁分開。在一些情況中,介於壓電組件1502之側壁與該密封件之間之該間隙可填充有氣體(例如,空氣,氮、氦等等),凝膠體(例如,聚合物凝膠體),或液體(例如,礦物油、甘油)。氣體、凝膠體、或液體之壓力可隨實施例而變化。在進一步情況中,藉由第一黏著劑環1514、第二黏著劑環1516、背襯黏著劑1518所形成的該密封件可毗連壓電組件1502之側壁之一或多者。
在圖15D中描繪之一進一步實施例,可圍繞壓電組件1502之周緣、介於頂部撓曲件1504與底部撓曲件1506之間添加一適形密封劑1520。適形密封劑1520可係一聚合物基密封劑、一環氧樹脂基密封劑、一聚矽氧基密封劑、一樹脂基密封劑,或任何其他合適的密封劑材料或材料組合。在一些實施例中,僅使用一層密封劑。適形密封劑1520可接觸壓電組件1502之側壁,諸如圖15D中所展示者,然而此非係所必需的。
大致上為了解說目的,並且為了有助於徹底瞭解包括具有相對電極之壓電組件的經密封觸感元件的各種可能組態,提出圖15A至圖15D中描繪之前述實施例。具體而言,這些實施例參照於一頂部撓曲件與一底部撓曲件之間圍封一壓電組件的一經密封觸感元件。然而,所屬技術領域中具有通常知識者將明白,為了實踐所描述之一具體實施例或一其均等例,本文提出之一些特定細節可係非必要的。
更具體而言,可用一單一撓曲件囊封具有相對電極之一壓電組件。在這些實施例中,可使用一中介層來取代一環繞式電極或一底部撓曲件。該中介層可建置介於該壓電組件之該底部電極與該撓曲件之一第二電接觸件之間之一電連接。在這些實施例中,可用該壓電組件囊封該中介層,藉此密封該壓電組件。
舉例而言,圖16A描繪併入一中介層之一經囊封觸感元件的簡化剖面圖。囊封觸感元件1600a包括電連接至一撓曲件1604之一壓電組件1602。更具體而言,經由一接合材料1604b,將與撓曲件1604之一第一部分相關聯之一第一接觸件1604a連接至壓電組件1602之一頂部電極。經由一中介層1606及一分隔件1608,將壓電組件1602之一底部電極連接至與撓曲件1604之一第二部分相關聯之一第二接觸件1610。壓電組件1602、第一接觸件1604a、第二接觸件1610、中介層1606及分隔件1608可囊封於一囊封材料1612中。在此實施例中,撓曲件1604大致上平行於壓電組件1602。
在許多實施例中,中介層1606及分隔件1608係導電的。在一些情況中,可不需要分隔件1608。在其他情況中,分隔件1608可係一電絕緣元件。舉例而言,如圖16B中所展示,一經囊封觸感元件1600b使用分隔件1608以使一第一接觸件1614a與一第二接觸件1618分開。在此實施例中,一背襯材料1614可用作為用於囊封材料1612之一背襯。在此實施例中,一撓曲件1616大致上垂直於壓電組件1602。
在這些實施例中,囊封材料1612可由任何數目種合適的材料所形成,諸如(但不限於)聚合物基囊封材料、環氧樹脂基囊封材料、聚矽氧基囊封材料、樹脂基囊封材料、或任何其他囊封材料或材料組合。在一些實施例中,僅使用一層囊封材料1612。
應理解,大致上為了解說目的,並且為了有助於徹底瞭解如本文所設想之觸感輸出系統的各種可能組態,提出圖13A至圖16B之前文說明,及其各種替代例及其變化。然而,所屬技術領域中具有通常知識者將明白,為了實踐所描述之一具體實施例或一其等效例,本文提出之一些特定細節可係非必要的。
具體而言,應理解,可依任何數量種適合方式組裝及/或製造上文所描述之觸感元件。舉例而言,在許多情況中,可在一單一疊層操作中,將圖15A至圖15D中描繪之壓電組件1502電連接至頂部撓曲件及底部撓曲件(經由頂部接觸件及底部接觸件以及接合材料),然而此非係必需的並且可執行多個疊層操作或其他操作。
可在一特定溫度或壓力下執行單一疊層操作。在一實例中,可在接合材料之交聯溫度或高於接合材料之交聯溫度下執行疊層操作。在這些實例中,可在相同疊層操作中部分地或完全形成密封件(例如,框架1508、黏著劑環1512、第一黏著劑環1514及第二黏著劑環1516等等)。在其他情況中,可在建置介於壓電組件與頂部撓曲件及底部撓曲件之間之電連接後形成該密封件。
在一些情況中,可至少部分地基於接合材料之交聯溫度及/或接合溫度或壓力來選取一具體實施例。舉例而言,對於較高交聯/接合溫度或壓力,可選取圖15C中描繪之實施例;背襯黏著劑1518可提供介於第一黏著劑環1514與第二黏著劑環1516之間之一可靠機械密封件。對於較低交聯/接合溫度或壓力,可選取圖15A中描繪之實施例。
因此,應理解前文及下文之說明及具體實施例係為了闡釋及說明之有限目的而呈現。這些說明非意圖窮舉或使本揭露限於本文列舉之精確形式。相反地,所屬技術領域中具有通常知識者將明白,鑑於前文教非進行許多修改及變化係可行的。
舉例而言,一壓電組件可包括一環繞式電極。圖17A至圖17G參照囊封具有一環繞式電極之一壓電組件之方法及/或技術。然而,將理解,所描繪之實例不係窮舉;參照圖17A至圖17G所描繪及所描述之各種實施例可依任何數種合適之或實施方案特定之方式予以修改或組合,以囊封、密封、灌注、鑄造或以其他方式包住具有一環繞式電極之一壓電組件。在許多情況中,囊封該壓電組件提供保護而免於(但不限於)金屬腐蝕、氧化、污染、刮傷、或震裂。
圖17A描繪一觸感元件(諸如圖12B中描繪之觸感元件1208)之一壓電組件1700的簡化剖面圖。如同圖13A中描繪之壓電組件1300,壓電組件1700包括壓電材料之一片材(標示為片材1702)及界定於片材1702之相對面部上之兩個電極。舉例而言,一第一電極1704可形成在片材1702之一頂部面部上,及一第二電極1706可形成在片材1702之一底部面部上。在此實施例中,第二電極1706環繞片材1702之一側壁且終止於面部片材1702之頂部上。依此方式,第二電極1706係一環繞式電極。藉由一間隙1708使第一電極1704及第二電極1706分開。
第一電極1704及第二電極1706可依任何數量種適合方式予以形成。在一實施例中,第一電極1704及第二電極1706係藉由濺鍍、物理氣相沉積、印刷、或任何其他合適的技術所形成之薄膜層。第一電極1704及第二電極1706一般由金屬或一金屬合金所形成,諸如銀、銀墨、銅、銅-鎳合金等等。在其他實施例中,可使用其他傳導材料。
在一些實施例中,壓電組件1700採取與所描繪者不同的形狀。舉例而言,如同圖13A中描繪之壓電組件1300,壓電組件1700可係寬度為3 cm及可係厚度為約100 µm。在其他情況中,其他大小或形狀可係適合的。
在一些情況中,可藉由界定間隙1708而形成第二電極1706。更具體而言,可使用一合適方法,將包繞片材1702之三個或更多個面部的一單一電極蝕刻、繞線、或以其他方式劃分成在該片材之一單一面部上的兩個電極。在其他情況中,在形成第一電極1704及第二電極1706之前,可藉由施加一遮罩至片材1702來界定間隙1708。
在又進一步實施例中,一壓電組件1700可包括超過一個環繞式電極,諸如圖17B中所展示者。在一些情況中,具有超過一個環繞式電極之一壓電組件1700可用以藉由增加壓電組件1700之對稱來降低製造複雜度。
圖17C描繪電耦合至一撓曲件且經囊封的圖17A之壓電組件1700。具體而言,第一電極1704與一撓曲件1710形成一第一電連接。更具體而言,一各向異性片材1712定位於第一電極1704與一第一接觸件1714之間,第一接觸件1714自撓曲件1710之一底側延伸。依此方式,各向異性片材1712建置介於第一電極1704與第一接觸件1714之間之一電連接。
在許多實施例中,各向異性片材1712亦延伸於第二電極1706與一第二接觸件1716之間,第二接觸件1716自撓曲件1710之一底側延伸。依此方式,各向異性片材1712建置介於第二電極1706與第二接觸件1716之間之一電連接。
各向異性片材1712經組態以在一方向傳導電流,但是在另一方向不傳導電流。更具體而言,各向異性片材1712於第一接觸件1714與第一電極1704之間傳導電流,但是歸因於各向異性片材1712之各向異性性質,不於第一電極1704與第二電極1706之間傳導電流。相似地,各向異性片材1712於第二接觸件1716與第二電極1706之間傳導電流,但是歸因於各向異性片材1712之各向異性性質,不於第二電極1706與第一電極1704之間傳導電流。
在其他實施例中,各向異性片材1712可包括一或多個傳導部分及一或多個非傳導部分。可相對於第一接觸件1714及第一電極1704以及第二接觸件1716及第二電極1706定位該等傳導部分。在此實例中,該非傳導部分可定位於第一接觸件1714與第二接觸件1716之間。圖17D中繪示此一組態,具體展示各向異性片材1712之一非傳導部分1712a定位於一第一傳導部分1712b與一第二傳導部分1712c之間。在一些情況中,可用向異性片材1712形成非傳導部分1712a,而在其他情況中,非傳導部分1712a係由一不同材料所形成。在又進一步情況中,可不需要非傳導部分1712a;各向異性片材1712可延伸於第一接觸件1714與第二接觸件1716之間。圖17E中繪示此一組態。
如圖17C中所展示之撓曲件1710可由任何數目種合適的材料所製成,包括可撓性電路板材料。在許多情況中,撓曲件1710可經定大小以懸伸於壓電組件1700之側壁,然而此非係所必需的。在許多情況中,撓曲件1710可將壓電組件1700電耦合至一控制電路(圖中未展示),或依一主控/從屬組態而將壓電組件1700電耦合至另一壓電組件。
第一接觸件1714及第二接觸件1716一般由銅或銀所形成,然而此非係所必需的,且可使用其他金屬或導電材料。在許多情況中,在連接第二接觸件1716至第二電極1706之相同操作中,將第一接觸件1714連接至第一電極1704。
各向異性片材1712可由任何合適的導電材料或各向異性材料組合所形成,諸如(但不限於):方向性傳導黏著劑、方向性導電膠帶、準直導體等等。在其他情況中,各向異性片材1712可係一非傳導片材。在這些實例中,壓電組件1700可被電容式驅動。在其他情況中,可使用非傳導接合材料以保持第一電極1704與第一接觸件1714接觸,及相似地,保持第二電極1706與第二接觸件1716接觸。
應理解,各向異性片材1712之厚度及/或佈置可隨實施例而變化;不需要各向異性片材1712之所繪示比例。進一步,應理解,各向異性片材1712可設置在另一位置處或可經設置以溢出超過壓電組件1700之面部。據此,應瞭解,如圖17C中描繪之各向異性片材1712大體上表示一電氣及/或機械元件或層(或元件或層之組合),其建置及/或維持介於一壓電組件之兩個電極與一撓曲件或其他電路之兩個相對應之電接觸件之間之一電連接。
壓電組件1700、第一電極1704、第一接觸件1714、第二電極1706、第二接觸件1716、及各向異性片材1712可囊封於一囊封材料1718中。在此實施例中,撓曲件1710大致上平行於壓電組件1700。在這些實施例中,囊封材料1718可由任何數目種合適的材料所形成,諸如(但不限於)聚合物基囊封材料、環氧樹脂基囊封材料、聚矽氧基囊封材料、樹脂基囊封材料、或任何其他囊封材料或材料組合。在一些實施例中,僅使用一層囊封材料1718。囊封材料1718可係光學透明或光學不透明。
在其他情況中,可依另一方式形成具有一環繞式電極之一壓電組件。舉例而言,圖17F描繪併入諸如圖17A中所展示之一壓電組件的另一觸感元件的簡化剖面圖。在此實例中,壓電組件1700可在附接該經囊封組件至該撓曲件之前以及在建置介於該第一電極與該第一接觸件之間之電連接及該第二電極與該第二接觸件之間之電連接之前予以囊封。
具體而言,可藉由一囊封材料1718來囊封壓電組件1700。兩個導電插件可定位成與第一電極1704及第二電極1706中之一者電接觸。舉例而言,一第一導電插件1720可定位成與第一電極1704電接觸,及一第二導電插件1722可定位成與第二電極1706電接觸。
第一導電插件1720及第二導電插件1722可由任何數目種導電材料所形成且可依任何合適的方式定位在囊封材料1718內。舉例而言,可在施加囊封材料1718之前,將第一導電插件1720及第二導電插件1722分別電耦合至第一電極及第二電極。在另一實例中,可用囊封材料1718完全囊封壓電組件1700,其後,可蝕刻、繞線、或以其他方式界定穿過囊封材料1718之通道。其後,第一導電插件1720及第二導電插件1722可插入於這些通道中。在又另一實施例中,可在固化囊封材料1718之前第,將一導電插件1720及第二導電插件1722插入於囊封材料1718中。
應理解,上文提出之用於建置介於第一導電插件1720與第一電極1704之間之一電連接及第二導電插件1722與第二電極1706之間之一電連接的實例技術僅僅係實例;可使用任何數目種合適的技術。
在此實施例中,相似於圖17C中描繪之實施例,一各向異性片材1712可定位於第一導電插件1720與一第一接觸件1714之間,第一接觸件1714自撓曲件1710之一底側延伸。依此方式,各向異性片材1712及第一導電插件1720合作以建置介於第一電極1704與第一接觸件1714之間之一電連接。
在許多實施例中,各向異性片材1712亦延伸於第二導電插件1722與一第二接觸件1716之間,第二接觸件1716自撓曲件1710之一底側延伸。依此方式,各向異性片材1712及第二導電插件1722合作以建置介於第二電極1706與第二接觸件1716之間之一電連接。
如同本文所描述之其他實施例,各向異性片材1712可經組態以在一方向傳導電流,但是在另一方向不傳導電流。更具體而言,各向異性片材1712於第一接觸件1714與第一導電插件1720之間傳導電流,但是歸因於各向異性片材1712之各向異性性質,不於第一導電插件1720與第二導電插件1722之間傳導電流。相似地,各向異性片材1712於第二接觸件1716與第二導電插件1722之間傳導電流,但是歸因於各向異性片材1712之各向異性性質,不於與之間之第二導電插件1722及第一導電插件1720傳導電流。
如同本文所描述之其他實施例,在此實施例中,撓曲件1710可由任何數目種合適的材料所製成,包括一可撓性電路板材料。在許多情況中,撓曲件1710經定大小以懸伸於壓電組件1700之側壁,然而此非係所必需的。舉例而言,該撓曲件可小於經囊封壓電組件1700。在許多情況中,撓曲件1710可將壓電組件1700電耦合至一控制電路(圖中未展示),或依一主控/從屬組態而將壓電組件1700電耦合至另一壓電組件。
如同圖17C中描繪之實施例,第一接觸件1714及第二接觸件1716一般由一導電材料(諸如銅或銀)所形成,然而此非係所必需的,且可使用其他金屬或導電材料。在許多情況中,在連接第二接觸件1716至第二導電插件1722之相同操作中,將第一接觸件1714連接至第一導電插件1720。
各向異性片材1712可由任何合適的導電材料或各向異性材料組合所形成,諸如(但不限於):方向性傳導黏著劑、方向性導電膠帶、準直導體等等。在其他情況中,各向異性片材1712可係一非傳導片材。在這些實例中,壓電組件1700可被電容式驅動。在其他情況中,可使用非傳導接合材料以保持第一導電插件1720與第一接觸件1714接觸,及相似地,保持第二導電插件1722與第二接觸件1716接觸。
在其他情況中,諸如圖17G中描繪,該壓電組件可抵靠一基材而經囊封及/或經密封,諸如基材1724。在一實施例中,基材1724係在一卷對卷製造程序中使用的一背襯材料。在一些情況中,基材1724係可撓性,然而此非係所必需的。舉例而言,基材1724可用作為一加勁件。
應理解,大致上為了解說目的,並且為了有助於徹底瞭解如本文所設想之觸感輸出系統之經密封觸感元件的各種可能組態,提出圖17A至圖17G之前文說明,及其各種替代例及其變化。然而,所屬技術領域中具有通常知識者將明白,為了實踐所描述之一具體實施例或一其均等例,本文提出之一些特定細節可係非必要的。
因此,應理解前文及下文之說明及具體實施例係為了闡釋及說明之有限目的而呈現。這些說明非意圖窮舉或使本揭露限於本文列舉之精確形式。相反地,所屬技術領域中具有通常知識者將明白,鑑於前文教非進行許多修改及變化係可行的。具體而言,可使用任何數目種合適的技術或方法來囊封及/或經密封一壓電組件。下文參照圖18至圖21描述密封或囊封一壓電組件之某些實例方法。所謂「壓電部件」是指涵蓋具有相對電極之壓電組件、具有環繞式電極之壓電組件、或具有超過一個環繞式電極之壓電組件,諸如自一壓電片材之一面部繞至該壓電片材之一側壁的電極。
圖18係描繪囊封一壓電部件之一方法之實例操作的簡化流程圖。方法1800開始於操作1802,於此操作,一第一撓曲件耦合至一壓電部件之一第一表面或面部。接下來,在操作1804,一密封件經設置成圍繞該壓電部件之一周界。在許多情況中,該密封件設置在該第一撓曲件之一表面上,雖然此非係必需的。接下來,在操作1806,一第二撓曲件耦合至該壓電部件之一第二表面或面部。因此,該壓電部件被該第一撓曲件、該第二撓曲件、及該周界密封件圍封及保護。
圖19係描繪囊封一壓電部件之另一方法之實例操作的簡化流程圖。方法1900開始於操作1902,於此操作,一第一電極或接觸件耦合至一壓電部件之一第一表面或面部。接下來,在操作1904,一中介層(或導電膠帶)耦合至該壓電部件之一第二表面或面部。接下來,在操作1906,一第二電極或接觸件可經由一間隔物耦合至該中介層(或導電膠帶)。接下來,在操作1908,該等電極、間隔物、及中介層或導電膠帶可經囊封。最後,在操作1910,可相對於該經囊封組件定位一撓曲件。該撓曲件可耦合至第一電極或接觸件及第二電極或接觸件,或在另一實施例中,一各向異性導電膠帶可用以連接該第一接觸件及該第二接觸件至該撓曲件。在一些情況中,該撓曲件可疊層至該經囊封組件。
圖20係描繪一壓電部件之另一方法之實例操作的簡化流程圖。方法2000可開始於操作2002,於此操作,囊封具有一環繞式電極之一壓電部件。接下來在操作2004,可用該環繞式電極建置一電連接。在許多情況中,可於該環繞式電極與延伸穿過該囊封材料之一導電插件之間建置該電連接。接下來,在操作2006,該經囊封部件經由一各向異性傳導膜耦合至一撓曲件。
圖21係描繪一壓電部件之另一方法之實例操作的簡化流程圖。方法2100開始於操作2102,於此操作,一接合劑或接合材料設置於一壓電部件之一電極上方。接下來,在操作2104,一傳導材料定位於該接合劑上方。該傳導材料可係一可撓性電路之一電接觸件。接下來,在操作2106,可使該壓電部件及傳導材料處於合適用於固化該接合劑的條件。合適的固化條件可包括暴露於(但不限於)紫外線光、增加之溫度、增加之壓力、振動等等。
可理解的是,雖然上文論述許多實施例,然而關於本文描述之方法及技術所提出的操作及步驟僅僅係例示性且據此未窮舉。可進一步理解的是,對於具體實施例,會需要或希望有替代步驟順序或者較少的或額外的操作。
雖然就各種例示性實施例及實施方案來描述上文之本揭露,但是應理解,在個別實施例之一或多者中描述之各種特徵、態樣及功能性未使其適用性限於搭配其描述之具體實施例,而是可單獨或依各種組合應用於本發明之一些實施例中之一或多者,無論是否描述此類實施例,且無論此類特徵是否提出作為所描述之實施例之一部分。因此,本發明之廣度及範疇不應受限於上文描述之例示性實施例之任意者,而是由本文提出之申請專利範圍所界定。
如上文所描述及附圖所繪示,本揭露係關於經局域化及/或經囊封觸感致動器或元件。更具體而言,本文中所論述之實施例係關於一觸感輸出系統之觸感致動器及/或經囊封元件,該等觸感致動器包括用於產生經局域化觸感輸出之電極圖案。在經局域化觸感致動器實施例中,一觸感致動器包括壓電材料及一經圖案化電極。該經圖案化電極可施加電壓至該壓電材料之不同部分。此允許經局域化觸感輸出作為位置,其中在該壓電材料中產生一最大偏轉取決於所施加之電壓。在觸感輸出系統經囊封元件實施例中,可封裝、密封、及/或囊封可包括在一電子裝置中的一觸感輸出系統之一或多個脆弱或敏感性組件。
在本揭露中,所揭示之方法可實施為可由一裝置讀取的指令集或軟體。進一步,應瞭解,所揭示之方法中的步驟之特定順序或階層係樣本做法之實例。在其他實施例中,重新排列所揭示之方法中的步驟之特定順序或階層,而仍然在所揭示之標的物內。隨附方法請求項依一樣本順序提出各種步驟之元素,並且非必然意指受限於提出之特定順序或階層。
為了解說用途,前文說明使用特定命名法以提供對所描述實施例之徹底理解。然而,所屬技術領域中具有通常知識者將明白,特定細節非實踐所描述之實施例所必要的。因此,提出本文描述之特定實施例之前文說明係為了闡釋及說明用途,而上述實施例非意圖窮舉或使實施例限於所揭示之精確形式。所屬技術領域中具有通常知識者將明白,鑑於前文教導進行許多修改及變化係可行的。
100‧‧‧電子裝置
101‧‧‧蓋玻璃
102‧‧‧外殼
203‧‧‧觸感致動器
204‧‧‧撓曲件電路
205‧‧‧處理單元
306‧‧‧壓電材料
307A‧‧‧第一電壓電極
307B‧‧‧第二電壓電極
307C‧‧‧第三電壓電極
307D‧‧‧第四電壓電極
408C‧‧‧接地電極
408D‧‧‧接地電極
509‧‧‧峰偏轉
530A‧‧‧觸感致動器
530B‧‧‧觸感致動器
530C‧‧‧觸感致動器
530D‧‧‧觸感致動器
531A‧‧‧泛射式電極
531B‧‧‧泛射式電極
531C‧‧‧泛射式電極
531D‧‧‧泛射式電極
609‧‧‧峰偏轉
630‧‧‧觸感致動器
631‧‧‧泛射式電極
709A‧‧‧峰偏轉
709B‧‧‧峰偏轉
709C‧‧‧峰偏轉
803‧‧‧觸感致動器
806‧‧‧壓電材料
807C‧‧‧電壓電極
807D‧‧‧電壓電極
808‧‧‧共同接地電極
903‧‧‧觸感致動器
906‧‧‧壓電基材
907‧‧‧電壓電極
1000‧‧‧用於建構觸感致動器之實例方法
1010‧‧‧步驟
1020‧‧‧步驟
1100‧‧‧用於使用觸感致動器提供輸出之實例方法
1110‧‧‧步驟
1120‧‧‧步驟
1200‧‧‧電子裝置
1202‧‧‧外殼
1204‧‧‧顯示器
1206‧‧‧輸入表面
1208‧‧‧觸感元件
1210‧‧‧觸感元件
1212‧‧‧觸感元件
1300‧‧‧壓電組件
1302‧‧‧壓電材料之片材
1304a‧‧‧頂部電極
1304b‧‧‧底部電極
1306a‧‧‧接合材料
1306b‧‧‧接合材料
1308a‧‧‧頂部電接觸件
1308b‧‧‧底部電接觸件
1310‧‧‧頂部撓曲件
1312‧‧‧底部撓曲件
1400‧‧‧電連接
1402‧‧‧電極
1404‧‧‧電接觸件
1406‧‧‧接合材料
1500a‧‧‧經密封觸感元件
1500b‧‧‧經密封觸感元件
1500c‧‧‧經密封觸感元件
1500d‧‧‧經密封觸感元件
1502‧‧‧壓電組件
1504‧‧‧頂部撓曲件
1504a‧‧‧頂部接觸件
1504b‧‧‧接合材料
1506‧‧‧底部撓曲件
1506a‧‧‧底部接觸件
1506b‧‧‧接合材料
1508‧‧‧框架
1510‧‧‧黏著劑
1512‧‧‧黏著劑環
1514‧‧‧第一黏著劑環
1516‧‧‧第二黏著劑環
1518‧‧‧背襯黏著劑
1520‧‧‧適形密封劑
1600a‧‧‧經囊封觸感元件
1600b‧‧‧經囊封觸感元件
1602‧‧‧壓電組件
1604‧‧‧撓曲件
1604a‧‧‧第一接觸件
1604b‧‧‧接合材料
1606‧‧‧中介層
1608‧‧‧分隔件
1610‧‧‧第二接觸件
1612‧‧‧囊封材料
1614‧‧‧背襯材料
1614a‧‧‧第一接觸件
1616‧‧‧撓曲件
1618‧‧‧第二接觸件
1700‧‧‧壓電組件
1702‧‧‧片材
1704‧‧‧第一電極
1706‧‧‧第二電極
1708‧‧‧間隙
1710‧‧‧撓曲件
1712‧‧‧各向異性片材
1712a‧‧‧非傳導部分
1712b‧‧‧第一傳導部分
1712c‧‧‧第二傳導部分
1714‧‧‧第一接觸件
1716‧‧‧第二接觸件
1718‧‧‧囊封材料
1720‧‧‧第一電傳導插件
1722‧‧‧第二電傳導插件
1724‧‧‧基材
1800‧‧‧囊封壓電部件之方法
1802‧‧‧操作
1804‧‧‧操作
1806‧‧‧操作
1900‧‧‧囊封壓電部件之方法
1902‧‧‧操作
1904‧‧‧操作
1906‧‧‧操作
1908‧‧‧操作
1910‧‧‧操作
2000‧‧‧壓電部件之方法
2002‧‧‧操作
2004‧‧‧操作
2006‧‧‧操作
2100‧‧‧壓電部件之方法
2102‧‧‧操作
2104‧‧‧操作
2106‧‧‧操作
經由結合附圖的實施方式可更易於理解本揭露,其中相似元件符號指稱相似結構組件。 [圖1]描繪一實例電子裝置,其包括一觸感致動器。 [圖2]描繪沿圖1之線A-A的圖1之電子裝置的實例剖面圖。 [圖3]描繪圖2之電子裝置之該等觸感致動器中之一者之一實例實施方案的俯視圖。 [圖4]描繪圖3之實例觸感致動器的前側視圖。 [圖5]描繪致動觸感致動器之一實例陣列中之一者。 [圖6]描繪致動一實例單一大觸感致動器。 [圖7A]描繪致動圖3之實例觸感致動器之一第一區段。 [圖7B]描繪致動圖3之實例觸感致動器之一第二區段。 [圖7C]描繪致動圖3之實例觸感致動器之一第三區段。 [圖8]描繪圖2之電子裝置之該等觸感致動器中之一者之一第二實例實施方案的側視圖。 [圖9]描繪一第三實例觸感致動器。 [圖10]係繪示用於建構一觸感致動器之一實例方法的流程圖。此方法可組裝圖2至圖4及圖7A至圖9之觸感致動器之一或多者。 [圖11]係繪示用於使用一觸感致動器提供輸出之一實例方法的流程圖。可藉由圖1至圖2之電子裝置及/或圖2至圖4及圖7A至圖9之觸感致動器之一或多者執行此方法。 [圖12A]描繪具有一輸入表面之一電子裝置,可透過該輸入表面來提供觸感輸出給一使用者。 [圖12B]描繪圖12A之電子裝置,展示在該輸入表面下方之一觸感輸出系統(以虛線標示)。 [圖13A]描繪一觸感元件之一壓電組件的簡化剖面圖。 [圖13B]描繪圖13A之壓電組件,具體展示電耦合至該壓電組件之一頂部電極及一底部電極的一頂部撓曲件及一底部撓曲件。 [圖14A]描繪一撓曲件之一電接觸件與諸如本文所描述之一壓電組件之一觸感元件之一電極之間之一導電接合的實例詳細視圖(以剖面圖)。 [圖14B]描繪一撓曲件之一電接觸件與諸如本文所描述之一壓電組件之一觸感元件之一電極之間之另一導電接合的實例詳細視圖(以剖面圖)。 [圖15A]描繪一經密封觸感元件的簡化剖面圖,具體展示連接一頂部撓曲件至一底部撓曲件且圍繞一壓電組件之一周界的一側壁密封件。 [圖15B]描繪另一經密封觸感元件的簡化剖面圖,具體展示連接一頂部撓曲件至一底部撓曲件且圍繞一壓電組件之一周界的另一側壁密封件。 [圖15C]描繪另一經密封觸感元件的簡化剖面圖,具體展示連接一頂部撓曲件至一底部撓曲件且圍繞一壓電組件之一周界的一兩部件式側壁密封件。 [圖15D]描繪另一經密封觸感元件的簡化剖面圖,具體展示連接一頂部撓曲件至一底部撓曲件且適形於一壓電組件之一周界的另一側壁密封件。 [圖16A]描繪一經囊封觸感元件的簡化剖面圖。 [圖16B]描繪另一經囊封觸感元件的簡化剖面圖。 [圖17A]描繪具有一環繞式電極之一壓電組件的簡化剖面圖。 [圖17B]描繪具有多個環繞式電極之一壓電組件的簡化剖面圖。 [圖17C]描繪併入圖17A之壓電組件之一觸感元件的簡化剖面圖,具體展示該壓電組件耦合至一撓曲件且經囊封。 [圖17D]描繪圖17C中所展示之詳細視圖圍封圓B-B的詳細視圖,具體繪示形成有傳導部分及非傳導部分之一各向異性片材。 [圖17E]描繪圖17C中所展示之詳細視圖圍封圓B-B的詳細視圖,具體繪示一各向異性片材。 [圖17F]描繪併入圖17A之壓電組件之另一觸感元件的簡化剖面圖,具體展示該壓電組件在耦合至一撓曲件前經囊封。 [圖17G]描繪併入圖17A之壓電組件之另一觸感元件的簡化剖面圖,具體展示該壓電組件耦合至一撓曲件且經囊封。 [圖18]係描繪囊封一壓電部件之一方法之實例操作的簡化流程圖。 [圖19]係描繪囊封一壓電部件之另一方法之實例操作的簡化流程圖。 [圖20]係描繪一壓電部件之另一方法之實例操作的簡化流程圖。 [圖21]係描繪一壓電部件之另一方法之實例操作的簡化流程圖。
在不同圖式中使用相同或相似的元件符號指示相似、相關或相同品項。
在附圖中使用的交叉影線(cross-hatching)或陰影係大致上提供用來闡明相鄰元件之間之邊界並且亦有助於圖式之辨識。據此,交叉影線或陰影之存在或不存在皆非表達或指示對於附圖中繪示的任何元件的特定材料、材料性質、元件比例、元件尺寸、相似繪示之元件的通用性,或任何其他特性、屬性或性質的偏好或需求。
此外,應理解,在附圖中提供的各種特徵及元件(及其集合與群組)的比例及尺寸(相對或絕對)以及彼等之間呈現之邊界、離距及定位關係僅僅為了有助於理解本文描述之各種實施例,並且據此,非必然按比例呈現或繪示,並且非意圖指示對於所繪示實施例的偏好或需求而排除參考其描述之實施例。

Claims (20)

  1. 一種觸感(haptic)元件,其包含:一壓電組件(piezoelectric component),其包含:一壓電片材(sheet);一第一電極,其形成在該片材之一第一面部(face)上;及一第二電極,其形成在該片材之一第二面部上;一第一撓曲件(flex),其包含一第一接觸件(contact),該第一撓曲件相對於該第一面部而定位,使得該第一電極與該第一接觸件電連接;一第二撓曲件,其包含一第二接觸件,該第二撓曲件相對於該第二面部而定位,使得該第二電極與該第二接觸件電連接;一各向異性膜(anisotropic film),其將該第一接觸件耦合至該第一電極且連接至該第二電極;及一密封件,其經設置成圍繞該壓電組件之一周界(periphery)且介於該第一撓曲件與該第二撓曲件之間,使得該第一撓曲件、該第二撓曲件、及該密封件圍封該壓電組件。
  2. 如請求項1之觸感元件,其中該各向異性膜連接至該第二接觸件。
  3. 如請求項1之觸感元件,其中該各向異性膜將該第一接觸件電連接至該第一電極且將該第二接觸件電連接至該第二電極。
  4. 如請求項1之觸感元件,其中該密封件與該壓電組件之一側壁分開,以界定介於該密封件與該側壁之間之一間隙。
  5. 如請求項1之觸感元件,其中該密封件適形於該壓電組件之一側壁。
  6. 如請求項5之觸感元件,其中該密封件係由一可撓性材料所形成。
  7. 如請求項1之觸感元件,其中該觸感元件係與一觸感輸出系統相關聯之一觸感元件群組中的一構件。
  8. 如請求項7之觸感元件,其中該觸感輸出系統經組態以設置於一可攜式電子裝置之一顯示器下方。
  9. 一種觸感元件,其包含:一壓電組件,其包含:一壓電片材;一第二電極,其形成在該片材之一第一面部上;及一第一電極,其具有形成在該片材之一第二面部上的一第一部分且具有形成在該片材之該第一面部上的一第二部分;一撓曲件,其包含一第一接觸件及一第二接觸件,該撓曲件相對於該第一面部而定位,使得該第二電極與該第一接觸件電連接且該第一電極與該第二接觸件電連接;及一囊封層,其設置於該壓電組件上方,藉此(thereby)抵靠(against)該撓曲件而圍封該壓電組件。
  10. 如請求項9之觸感元件,其進一步包含:一各向異性膜,該各向異性膜定位於該第一接觸件與該第二電極之間。
  11. 如請求項10之觸感元件,其中該各向異性膜延伸於該第二接觸件與該第一電極之間。
  12. 如請求項9之觸感元件,其進一步包含:一接合材料,該接合材料定位於該第一接觸件與該第二電極之間。
  13. 如請求項12之觸感元件,其中該接合材料係一導電黏著劑。
  14. 如請求項12之觸感元件,其中該接合材料係各向異性地傳導的。
  15. 一種觸感輸出系統,其包含:一輸入表面;及一觸感元件陣列,其在該輸入表面底下,該觸感元件陣列中之各觸感元件包含:一壓電組件,其包含一電極;一撓曲件,其包含電連接至該電極之一電接觸件;及一囊封層,其設置於該壓電組件上方且與該撓曲件接觸,藉此抵靠該撓曲件而圍封該壓電組件;其中該觸感元件陣列之至少一觸感元件包含具有一第一面部及與該第一面部相對之一第二面部的壓電材料;及該至少一觸感元件之相應電極係設置於該第一面部及該第二面部上。
  16. 如請求項15之觸感輸出系統,其中該觸感元件陣列中之至少一觸感元件之該囊封層係在該撓曲件與該壓電組件之間。
  17. 如請求項15之觸感輸出系統,其中該觸感元件陣列中之至少一觸感元件之該囊封層係由一聚合物材料所形成。
  18. 如請求項15之觸感輸出系統,其進一步包含一顯示器,該顯示器設置於該輸入表面與該觸感元件陣列之間。
  19. 如請求項15之觸感輸出系統,其中該觸感元件陣列中之至少一觸感元件之該電極係一環繞式電極(wrap-around electrode)。
  20. 如請求項15之觸感輸出系統,其中該觸感元件陣列中之至少一觸感元件包含電連接該電極至該電接觸件之一中介層(interposer)。
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