專利名稱：壓力激活開關(guān)和觸摸板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及壓力激活開關(guān)器件和觸摸板，并涉及在這樣的器件中通過加壓或不加壓而接通或斷開電連接所用的材料。
觸摸屏和觸膜開關(guān)提供了方便的用者界面器件，這種器件可以通過手指、觸針或其他適用的物體的接觸而被激活。在許多用途中，這些器件具有在使用者施壓的情況下將原本分開的導(dǎo)電膜、電極或電路連能從而探測(cè)到信號(hào)的功能。
發(fā)明概要本發(fā)明涉及可開關(guān)的壓力激活電子器件，該器件包括可朝第二導(dǎo)體移動(dòng)的第一導(dǎo)體以及第一和第二導(dǎo)體之間的復(fù)合材料，用來在導(dǎo)體之間施加足夠壓力的情況下使第一和與第二導(dǎo)體電連接、在不施加這種足夠壓力的情況下使第一與第二導(dǎo)體電絕緣。復(fù)合材料包括至少部分嵌入電絕緣材料層內(nèi)的許多導(dǎo)電顆粒。這些導(dǎo)電顆粒不進(jìn)行有意的相對(duì)取向，其分布能使第一和第二導(dǎo)體之間的所有電連接基本是通過一個(gè)個(gè)顆粒形成的。
本發(fā)明還涉及可開關(guān)的壓力激活電子器件，該器件包括含有許多基本上為球形的導(dǎo)電顆粒的復(fù)合層，這些顆粒的分布使得基本上沒有導(dǎo)電顆粒發(fā)生物理接觸，復(fù)合層置于兩個(gè)導(dǎo)體之間，在此兩個(gè)導(dǎo)體之間施加或停止施加足夠的力時(shí)復(fù)合層的厚度發(fā)生可逆的減小，從而在施加足夠的壓力時(shí)能使兩個(gè)導(dǎo)體通過一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電顆粒而發(fā)生電接通，在停止施加足夠的力時(shí)則使兩個(gè)導(dǎo)體發(fā)生電絕緣。
本發(fā)明還提供一種可開關(guān)的壓力激活電子器件，它包括第一導(dǎo)體、第二導(dǎo)體的用來在施加足夠的壓力時(shí)使第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體發(fā)生電連接，停止施加足夠的壓力時(shí)使第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體電絕緣的裝置。
本發(fā)明還提供可開關(guān)的壓力激活電子器件的制造方法，包括分散許多導(dǎo)電顆粒，將導(dǎo)電顆粒至少部分地嵌在絕緣材料層中，將絕緣材料和導(dǎo)電顆粒組成的層置于第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間，這樣在施加足夠壓力的情況下，通過一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)顆粒的接觸使第一與第二導(dǎo)體接通，在停止施加足夠壓力的情況下使第一與第二導(dǎo)體發(fā)生電絕緣。
本發(fā)明還提供電子開關(guān)用膜，其厚度隨壓力的變化會(huì)發(fā)生可逆的減小，該膜包含至少部分嵌入該層中的無規(guī)放置的導(dǎo)電顆粒。這些導(dǎo)電顆粒的分布使得在層的幾乎所有位置，在層的厚度上最多有一個(gè)導(dǎo)電顆粒。
本發(fā)明還提供一種電子開關(guān)，它包括可向第二導(dǎo)體移動(dòng)的第一導(dǎo)體，許多位于第一和第二導(dǎo)體之間無規(guī)放置的導(dǎo)電顆粒，在導(dǎo)體之間不施加足夠壓力時(shí)第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體電絕緣，當(dāng)對(duì)導(dǎo)體之間施加足夠壓力時(shí)，通過一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)顆粒的接觸使第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體發(fā)生電連接。
還提供一個(gè)顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)可通過本發(fā)明電子開關(guān)看到的顯示器。
上述本發(fā)明概要并非用于說明本發(fā)明每一個(gè)實(shí)施方式，下列附圖和詳細(xì)說明只是具體地說明這些實(shí)施方式。
附圖簡要說明結(jié)合附圖讀了以下的詳細(xì)說明可以更全面地了解本發(fā)明其中

圖1為壓敏電子器件的側(cè)視圖；圖2(a)和(b)為可用在本發(fā)明壓敏電子器件中的復(fù)合材料側(cè)視圖；圖3(a)和(b)為包含本發(fā)明壓敏電子器件的膜開關(guān)的側(cè)視圖；圖4(a)和(b)為包含本發(fā)明壓敏電子器件的觸摸板的側(cè)視圖；圖5(a)和(b)為包含本發(fā)明可開關(guān)壓力激活器件中車實(shí)施方式的側(cè)視圖；圖6為與顯示元件相連的壓敏電子器件的側(cè)視圖；圖7為帶有本發(fā)明壓敏電子器件的觸摸板的側(cè)視圖；圖8為本發(fā)明可開關(guān)壓力激活器件另一實(shí)施方式的側(cè)視圖。
由于本發(fā)明適合進(jìn)行各種改進(jìn)和改變，其詳情將用附圖顯示，并將作詳細(xì)說明。但是應(yīng)當(dāng)明白，目的不是要將本發(fā)明限定在所述的特定實(shí)施方式中。相反，目的是涵蓋所有在本發(fā)明精神范圍內(nèi)的改進(jìn)、等效和替代的內(nèi)容。
詳細(xì)說明本發(fā)明涉及象膜開關(guān)和觸摸傳感器這樣的可開關(guān)壓力激活電子器件。可開關(guān)壓力激活電子器件是可以通過反復(fù)施加和停止施加足夠壓力而進(jìn)行可逆激活的器件。在本發(fā)明器件中，足夠的壓力是指這樣一種壓力；當(dāng)在導(dǎo)體之間施加該壓力時(shí)使得導(dǎo)體之間產(chǎn)生電接觸，這種電接觸可以使信號(hào)被器件檢測(cè)到。電接觸包括在主要導(dǎo)電元件之間或其中的直接的物理接觸或電子偶合，不管這物理接觸是否是例如通過電容偶合產(chǎn)生的。
為了使導(dǎo)體之間接通，本發(fā)明使用了分布于導(dǎo)體之間的許多導(dǎo)電顆粒，務(wù)使電接觸基本上是通過一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)顆粒來進(jìn)行的，換句話說，是一個(gè)或多個(gè)顆粒同時(shí)接觸兩種導(dǎo)體而形成的電接觸。導(dǎo)電顆粒至少部分嵌在絕緣材料中，便于在導(dǎo)體之間不再存在足夠壓力時(shí)使電連接斷開。例如，絕緣材料可以是彈性材料，在加壓的情況下變形使導(dǎo)體產(chǎn)生電連接，而在不加壓時(shí)使導(dǎo)體回到起初隔開的位置。
對(duì)導(dǎo)電顆粒加以分布以便通過一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的顆粒進(jìn)行電接觸有幾個(gè)好處。由于兩個(gè)導(dǎo)體是通過單獨(dú)的顆粒發(fā)生電接觸的，每一個(gè)顆粒的接觸最多只有兩個(gè)接觸點(diǎn)對(duì)接觸電阻有貢獻(xiàn)(導(dǎo)電顆粒接觸上導(dǎo)體為一個(gè)接觸點(diǎn)，同一導(dǎo)電顆粒接觸下導(dǎo)體為另一個(gè)接觸點(diǎn))，因此一個(gè)特定的器件每次激活時(shí)，這種接觸點(diǎn)數(shù)保持不變。這樣，每次器件時(shí)激活都能產(chǎn)生較低的接觸電阻以及更穩(wěn)定、可靠和重復(fù)的信號(hào)。較低的接觸電阻減小了信號(hào)損失，最終產(chǎn)生較高的信號(hào)與噪音比，從而使得例如在觸摸傳感器中定位檢測(cè)更為準(zhǔn)確。當(dāng)通過多個(gè)顆粒組成的顆粒鏈進(jìn)行接觸時(shí)，如果要進(jìn)行接觸的顆粒沒有很好地垂直排列(即在器件厚度方向排列)的話，顆粒與上電極進(jìn)行電接觸所在的橫向位置會(huì)由與下電極進(jìn)行接觸所在的橫向位置發(fā)生偏移。這會(huì)造成位置偏差和分辨率損失。
如在本發(fā)明中所述，單獨(dú)顆粒的電接觸的另一個(gè)好處是不存在對(duì)顆粒的排列要求以及顆粒與顆粒的優(yōu)選取向要求。例如，在器件制造過程中不需要用磁場(chǎng)來使顆粒取向和排列，使得制造方法更容易、成本更低。此外，采用磁性排列方法時(shí)，導(dǎo)電顆粒會(huì)跨過所得薄膜的厚度，因此需要放置另一個(gè)絕緣材料層，因此在沒有壓力的情況下整個(gè)結(jié)構(gòu)不導(dǎo)電。對(duì)顆粒的排列沒有要求還可以提高使用在器件厚度方向上排列的垂直取向的導(dǎo)線或延伸棒的器件的耐用性，這種器件在反復(fù)激活和/或施加強(qiáng)作用力時(shí)會(huì)被彎曲和破壞。沒有顆粒排列和取向的要求使得本發(fā)明器件特別適用于要將器件安裝在外形為彎曲的、不規(guī)則的或其他方面非平面的結(jié)構(gòu)中。
本發(fā)明的器件還可以做得非常薄，因?yàn)樵陟o止(沒有外加壓力)狀態(tài)下，兩個(gè)導(dǎo)體之間的空隙只需稍大于分布在導(dǎo)體之間的最大的導(dǎo)電顆粒。因此在導(dǎo)電顆粒量相對(duì)較小的同時(shí)仍能保持可靠的性能和足夠的分辨率(例如當(dāng)導(dǎo)體是圖案形式時(shí))。在需要通過器件可看到顯示器或其他物體的場(chǎng)合，結(jié)構(gòu)薄、導(dǎo)電顆粒密度低是非常重要的。導(dǎo)電顆粒還可以分布得使激活力(激活器件所需的力)均勻分布在器件表面和/或使器件上的外觀相對(duì)均勻?？梢圆捎幂^小的導(dǎo)電顆粒密度，還有成本方面的好處，因?yàn)樗玫念w粒較少。
將導(dǎo)體之間的空隙用導(dǎo)電顆粒和絕緣材料復(fù)合物完全充填使得基本上不存在空氣之間隙，這樣可以改善本發(fā)明器件的光學(xué)性能。在要讓光線透過器件的用途中，沒有空氣空隙可以改善透光性。導(dǎo)電顆粒的無規(guī)分布和不需要取向，對(duì)于方便制造和光學(xué)效果來說是很需要的。例如，垂直排列的導(dǎo)電顆粒墊和垂直排列的導(dǎo)線會(huì)降低從高角度看時(shí)器件下的顯示器或其他部件的可視性。
圖1顯示了一種壓力激活電子器件，它包括形式為導(dǎo)電層110的第一導(dǎo)體、形式為導(dǎo)電層120的第二導(dǎo)體和第一與第二導(dǎo)電層之間的空隙130。導(dǎo)電層110和120中至少有一個(gè)可以例如由使用者施加外壓力而相對(duì)于另一個(gè)導(dǎo)電層移動(dòng)。空隙130中是許多導(dǎo)電顆粒完全或部分嵌在絕緣材料中構(gòu)成的復(fù)合材料。絕緣意味著材料的導(dǎo)電性比導(dǎo)電顆粒和導(dǎo)體的導(dǎo)電性低得多，這樣在停止施加壓力時(shí)就無法維持加壓而形成的電連接。
無論導(dǎo)電層110還是120，都可以是導(dǎo)電性薄片、導(dǎo)電箔或?qū)щ娡繉?，可以是連續(xù)的或圖案形式的(例如以電路的形式，作為一系列導(dǎo)線，棒或墊等)的。導(dǎo)電層材料可以包括任何適用的材料，如金屬、半導(dǎo)體、摻雜半導(dǎo)體、半金屬、金屬氧化物、有機(jī)導(dǎo)體和導(dǎo)電性聚合物等。無機(jī)材料的例子包括銅、金和常用于電子器件的其他金屬或金屬合金以及透明導(dǎo)電材料如透明導(dǎo)電氧化物，例如氧化銦錫(IT0)，氧化銻錫(ATO)等。有機(jī)材料的例子包括導(dǎo)電性有機(jī)金屬化合物及導(dǎo)電性聚合物如聚吡咯、聚苯胺、聚乙炔和聚噻吩以及歐洲專利公報(bào)EP-1-172-831-A2中公開的材料。導(dǎo)體可以是自撐的或在基底上(未在圖1中顯示)。適用的基底可以是剛性的，如剛性塑料、玻璃、金屬或半導(dǎo)體，也可以是柔性的，如柔性塑料薄膜、柔性箔或薄玻璃。根據(jù)不同用途，適用的基底可以透明或不透明的。
置于兩個(gè)導(dǎo)體之間的復(fù)合材料包括至少部分嵌在絕緣材料中的導(dǎo)電顆粒。導(dǎo)電顆粒分布成對(duì)器件施加壓力使一個(gè)導(dǎo)體相對(duì)于另一個(gè)導(dǎo)體移動(dòng)時(shí)，通過接觸兩個(gè)導(dǎo)體的單獨(dú)的顆粒進(jìn)行電連接。因此，絕緣材料最好具有變形性和回彈性，能在壓力的作用后發(fā)生電接觸，在停止施加壓力后斷開電接觸。圖2(a)所示為復(fù)合材料230的一個(gè)例子，該材料包含部分嵌在絕緣材料層250中的導(dǎo)電顆粒240。圖2(b)所示為另一種復(fù)合材料231的例子，該材料包含完全嵌在絕緣材料層251中的導(dǎo)電顆粒241。雖然圖2(a)和(b)用作可用于本發(fā)明的復(fù)合材料的示例性實(shí)施方式，但可以采用任何合適的排列，其中的導(dǎo)電顆粒以任何適用的比例在適當(dāng)?shù)奈恢蒙贤耆虿糠智对诳捎玫慕^緣材料層或材料的任何特定表面中。本發(fā)明不排除復(fù)合材料中導(dǎo)電顆粒在器件厚度方向上重疊的情況。
最大的導(dǎo)電顆粒較好至少稍小于絕緣材料層的厚度，至少當(dāng)顆粒的粒度是在復(fù)合材料的厚度方向上測(cè)得的時(shí)候。這有助于防止器件的短路。
示例性的導(dǎo)電顆粒包括任何適用的具有連接導(dǎo)電外表面的顆粒。例如導(dǎo)電顆?？梢允菍?shí)心導(dǎo)電顆粒(如金屬球體)、涂有導(dǎo)電材料的實(shí)心顆粒、具有導(dǎo)電外殼的空心顆?；蛲坑袑?dǎo)電材料的空心顆粒。導(dǎo)電材料包括金屬、導(dǎo)電性金屬氧化物、有機(jī)導(dǎo)體和導(dǎo)電性聚合物、半導(dǎo)體等。有涂層顆粒的核心可以是實(shí)心或空心的玻璃塑料顆粒、陶瓷顆粒、碳粒、金屬顆粒等。導(dǎo)電顆?？梢允峭该鳌胪该?、有色或不透明的，其表面可粗糙也可光滑，可以是剛性的或可變形的。
“顆?！币辉~包括球形顆粒、細(xì)長顆粒、平截纖維、不規(guī)則形狀顆粒等。一般來說顆粒包括長寬比為1∶1-1∶20以及特征尺寸在1-500微米范圍內(nèi)的顆粒物體，取決于用途。在本發(fā)明中，分散在復(fù)合材料中的導(dǎo)電顆粒不作任何優(yōu)選的取向或排列。
示例性絕緣材料包括那些能夠在本發(fā)明壓力激活器件的導(dǎo)體之間保持足夠電隔離，并具有變形性和回彈性的材料，這樣能通過一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)顆粒接觸而發(fā)生導(dǎo)體的電接觸，當(dāng)導(dǎo)體之間不再有原先施加的足夠壓力時(shí)使導(dǎo)體恢復(fù)到原先電斷開的狀態(tài)。器件的響應(yīng)時(shí)間(施加足夠的壓力后激活器件所用的時(shí)間)和松弛時(shí)間(停止施加足夠的壓力后恢復(fù)開路所用的時(shí)間)，對(duì)于特定用途最好短到足以，使另一個(gè)輸入可以在同一位置在需要的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入器件。在某些用途中，需要可以快速反復(fù)地輸入。而在另一些用途中，需要能防止短時(shí)間內(nèi)在同一位置的另一個(gè)輸入。彈性體組合物可以提供適用的絕緣材料性能。示例性的絕緣材料包括硅氧烷、聚硅氧烷、聚氨乙酯、聚硅氧烷-聚氨酯、橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯酚腈橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、聚醚嵌段酰胺和聚烯烴以及各種凝膠和其他類似的材料。例如可以使用美國專利5,686,705所述那樣的凝膠材料，特別是在器件為不透明的場(chǎng)合。
可以對(duì)絕緣材料和復(fù)合層的特征加以選擇，以產(chǎn)生、增強(qiáng)和改變本發(fā)明開關(guān)器件的各種性能。例如，調(diào)整彈性體絕緣材料的柔軟性和/或改變相對(duì)于導(dǎo)電顆粒粒度的絕緣材料層厚度可以改變器件的激活力。高激活力可用來產(chǎn)生對(duì)手的排斥作用(意思是當(dāng)使用者的手只擱放在器件上的并不接受觸摸輸入)。低激活力則可用于需要檢測(cè)低力度觸摸輸入的時(shí)候。
在一些實(shí)施方式中，需要通過本發(fā)明的壓力激活器件看到諸如顯示器之類的物體。因此可能需要提供可視的透光基底、導(dǎo)體和復(fù)合材料?？梢曂腹鈴?fù)合材料包括基本上透明的絕緣材料和導(dǎo)電顆粒，它們可以透過可見光，或者可以低密度的，從而讓數(shù)量明顯的光透過器件。即使在需要通過器件看到物體的用途，通過器件可看到均勻的外觀要比透光性最大化還重要。
在需要較高的透光率時(shí)，使透光率顯著提高的方法可以是用復(fù)合材料填充導(dǎo)體之間的空氣之間隙，從而使導(dǎo)體之間基本上沒有空氣之間隙，并選擇絕緣材料、導(dǎo)電涂層或?qū)щ婎w粒的其他材料，和/或?qū)牟牧希顾鼈兏髯缘恼凵渎氏嗥ヅ?，使更多的可見光透過。例如可將涂有透明導(dǎo)電氧化物或?qū)щ娦跃酆衔锏木酆衔镱w粒置于透明彈性體中，形成裝在本發(fā)明器件中的復(fù)合材料，可以對(duì)復(fù)合材料的組成部分及導(dǎo)體和器件其他層的折射率和光學(xué)性能加以選擇，以便產(chǎn)生需要的光學(xué)性能，例如透明度的增加。
為于需要高透明度的用途，復(fù)合材料最好能對(duì)透明導(dǎo)體潤濕。為了產(chǎn)生這種效果，顆粒最好完全嵌入彈性材料，形成光滑的表面。此外，為了保持可開關(guān)壓力激活器件使用期之間的光學(xué)透明度，彈性絕緣材料最好具有自密封性，這樣顆粒穿破而產(chǎn)生電連接的穿通點(diǎn)就不會(huì)變成可見的了。
復(fù)合材料可以以任何合適的方式提供。一般來說，復(fù)合材料的制造或提供步驟包括分配導(dǎo)電顆粒并將導(dǎo)電顆粒至少部分地嵌在絕緣材料中。例如，可先將顆粒分配在表面上，再將絕緣材料涂敷、壓到或?qū)訅涸陬w粒層上。分配以顆粒的表面可以是器件的一層，例如導(dǎo)體的層或在將顆粒嵌入絕緣材料之后要除去的載體基底。作為另一個(gè)例子，可以將顆粒分散在絕緣材料中，再對(duì)所得的復(fù)合材料加以涂敷而形成復(fù)合材料。還有一個(gè)例子，絕緣材料可以以層的形式提供，例如涂敷，然后將導(dǎo)電顆粒分配在絕緣材料層上。顆?？梢约訅呵度虢^緣材料中，此時(shí)可以加熱使絕緣材料軟化，或者趁絕緣材料尚未固化或處于軟化狀態(tài)時(shí)，將顆粒分配在絕緣材料層上，或可再將顆粒壓入絕緣材料層中，然后用固化、冷卻等方法使絕緣材料硬化。
示例性的導(dǎo)電顆粒分散方法包括在同時(shí)轉(zhuǎn)讓的專利號(hào)為10/008,468的美國專利申請(qǐng)中所述的方法。概括地說，可以在存在電場(chǎng)的情況下將顆粒配送到一層絕緣材料上，幫助這些顆粒無規(guī)地落在絕緣材料層上時(shí)進(jìn)行分布。此時(shí)顆粒帶上了互斥的電荷，從而可以基本上避免顆粒的電連接和聚集。電場(chǎng)還用來產(chǎn)生顆粒對(duì)膜的吸引力。這種方法可以產(chǎn)生導(dǎo)電顆粒的無規(guī)非聚集的分布?？梢砸灶A(yù)先選定的密度(單位面積顆粒數(shù))使顆粒施加分布得比較均勻。另外。可以對(duì)(絕緣材料層)加以拋光以進(jìn)一步幫助顆粒分布。
還可以使用其他分散導(dǎo)電顆粒的方法。例如，可以將顆粒沉積在微復(fù)制的防粘襯墊的凹陷中，如國際專利公報(bào)WO 00/00563中所述那樣。然后可以將絕緣材料涂敷或壓在這種充填有顆粒的襯墊上。可以使用任何其他分布或分散顆粒的方法，只要顆粒在復(fù)合材料中的分布能使本發(fā)明壓力激活器件的導(dǎo)體之基本上間所有的電接觸都是通過一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的顆粒的接觸來實(shí)現(xiàn)的。因此，要仔細(xì)減小或消除復(fù)合材料中顆粒堆積，即兩個(gè)或多個(gè)顆粒在復(fù)合材料厚度方向上位置重疊現(xiàn)象的發(fā)生。在將導(dǎo)電顆粒引入絕緣材料的任何方法中，要注意減小或消除夾雜或形成氣泡的現(xiàn)象的發(fā)生。
將導(dǎo)電顆粒放置到介質(zhì)上的方法應(yīng)確保平面(x-y)方向上導(dǎo)電顆粒之間的接觸盡可能少。以沒有兩個(gè)以上顆粒接觸為好，沒有兩個(gè)顆粒相互接觸則更好。這可以防止由于顆粒接觸而導(dǎo)致在平面方向上短路，在需要使用多個(gè)之間隔很小的電極的用途中就尤其需要。
圖3(a)和3(b)所示為在本發(fā)明器件中使用的示例性膜開關(guān)，在開關(guān)中的電接觸是通過一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)顆粒的物理接觸獲得的。膜開關(guān)300包括第一導(dǎo)體310、第二導(dǎo)體320和分布在兩個(gè)導(dǎo)體之間絕緣基底350中的導(dǎo)電顆粒340。如圖3(a)所示，沒有在導(dǎo)體之間施加壓力時(shí)，絕緣材料使導(dǎo)體保持電絕緣。如圖3(b)所示，對(duì)第一導(dǎo)體310施加足夠的壓力P時(shí)，通過一個(gè)個(gè)單獨(dú)顆粒的接觸使第一和第二導(dǎo)體之間發(fā)生電接觸。單獨(dú)顆粒的接觸為第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間的電接觸，此時(shí)一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的導(dǎo)電顆粒各自與第一和第二導(dǎo)體都接觸。
導(dǎo)電顆粒可以有粒度分布，因此，顆粒的粒度(或形狀)不盡相同。在這些情況下，較大的導(dǎo)電顆粒會(huì)先于，較小的相鄰顆粒產(chǎn)生電接觸，此時(shí)甚至較小的顆粒不會(huì)產(chǎn)生電接觸。是否發(fā)生這種現(xiàn)象以及達(dá)到什么程度，取決于顆粒的粒度及形狀的分布、顆粒是否聚集、顆粒的密度、可移動(dòng)導(dǎo)體(或可移動(dòng)導(dǎo)體/基底的組合)能對(duì)局部凹凸發(fā)生彎曲和貼合的能力、顆粒的變形性、嵌有導(dǎo)電顆粒的絕緣介質(zhì)的變形性等。因此，可以對(duì)這些或其他性能加以調(diào)節(jié)，從而在施加足夠壓力時(shí)在第一和第二導(dǎo)體之間形成需要的單位面積上單獨(dú)顆粒的電接觸數(shù)。例如，在導(dǎo)體為圖案形式(例如當(dāng)導(dǎo)體呈不連續(xù)直線)時(shí)，在施加足夠的壓力后單獨(dú)顆粒接觸的平均之間隔以至少比電路的之間隔尺寸小為好，使得至少有一個(gè)，最好一個(gè)以上的單獨(dú)顆粒能夠在相應(yīng)導(dǎo)體圖案的重疊部分之間產(chǎn)生接觸。
在有些實(shí)施方式中，顆粒的粒度分布最好相對(duì)較窄，在有些情況下所有顆粒的粒度最好基本相同。在有些實(shí)施方式中，顆粒的粒度分布最好是雙峰的。例如最好有兩種不同類型的顆粒，即較大的和較小的顆粒分散在復(fù)合材料中。在一個(gè)包含雙峰分布顆粒的實(shí)施方式中，較大的顆粒可以具有低導(dǎo)電性，較小的顆粒可以具有較高的導(dǎo)電性，并且顆粒以這種方式分布，即低力度接觸通過較大的顆粒產(chǎn)生電連接，高力度接觸通過較小的顆粒產(chǎn)生附加的電連接。低力度接觸所產(chǎn)生的信號(hào)因此而得以與較高力度接觸所產(chǎn)生的信號(hào)區(qū)別開來。用具有這樣的雙峰分布顆粒的復(fù)合材料制成的觸摸傳感器可以用來，例如用低觸摸力使圖符突出，然后在同一位置用較大的觸摸力打開圖符所代表的程序，因此在同一位置僅施加額外的力就可以進(jìn)行一種雙擊操作。
圖4(a)和4(b)所示為用在示例性電阻性觸摸板400。觸摸板400包括在柔性基底412上的第一導(dǎo)電層410，在基底422上的第二導(dǎo)電層420，置于兩個(gè)導(dǎo)體層之間的復(fù)合材料，復(fù)合材料包含在絕緣基底450中的導(dǎo)電顆粒440。如圖4(a)所示，導(dǎo)電層在沒有施加觸摸力的情況下是電絕緣的。如圖4(b)所示，手指F(或觸針或其他物體)產(chǎn)生的觸摸力在柔性基底412上施加一個(gè)局部壓力，在該壓力作用下，基底412和導(dǎo)電層410會(huì)局部地朝導(dǎo)電層420移動(dòng)。只要施加足夠的力，就可以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)顆粒的接觸。如圖所示，通過單獨(dú)的顆粒接觸，導(dǎo)電層與導(dǎo)電顆粒440A和440B之間產(chǎn)生了電接觸。運(yùn)動(dòng)手指或其他物體除去后，以使基底412和導(dǎo)電層410回到原來的位置，兩個(gè)導(dǎo)電層就再次電絕緣。
圖5(a)和5(b)所示為一實(shí)施方式，其中單獨(dú)的顆粒的電連接是通過兩個(gè)導(dǎo)體的電容偶合而產(chǎn)生的。圖5(a)所示為可開關(guān)的壓力激活器件500，包括底導(dǎo)體520，頂導(dǎo)體512和在導(dǎo)體520和基底512之間的絕緣材料550中的導(dǎo)電顆粒540。頂導(dǎo)體510是用來施加壓力以激活器件的，可以是任何可以導(dǎo)電的物體，例如系在器件上的導(dǎo)電性觸針、使用者手中所握未系的導(dǎo)電觸針、手指或其他類似物體。如圖5(b)所示，用導(dǎo)電性觸摸工具510產(chǎn)生的壓力使得導(dǎo)電顆粒與導(dǎo)體520接觸，同時(shí)足以縮短導(dǎo)電性觸摸工具510與導(dǎo)電顆粒540之間的距離，因此可以進(jìn)行電容偶合并在器件上產(chǎn)生信號(hào)。
圖6所示為與顯示元件601一起使用的壓力激活電子器件600。壓力激活器件600包括具有至少部分嵌在絕緣材料中的導(dǎo)電顆粒的復(fù)合材料、導(dǎo)電顆粒和絕緣材料能透過可見光并且選配的折射率足以讓觀察者V通過器件600看到顯示元件601。顯示元件601可以包括永久性或可替換的圖象(如圖片、地圖或圖符等)以及諸如液晶顯示器、陰離子射線管、等離子顯示器、電熒光顯示器、有機(jī)電熒光顯示器、光電顯示器等的電子顯示器。
在其他實(shí)施方式中，顯示元件或圖象可以放置在可開關(guān)器件的上方，器件不必是透明的。放置在可開關(guān)器件上方時(shí)，顯示元件可以是永久性的(諸如帶有印刷圖象或其他標(biāo)記)或者是可以改變的(例如，活動(dòng)表層)。
大多數(shù)電阻性觸摸屏包含置于透明導(dǎo)電層之間的空氣之間隙和間隔物。用填充材料填充該空隙可以產(chǎn)生改善觸摸屏視覺形象的效果。透明導(dǎo)電層常用ITO或另一種透明導(dǎo)電氧化物制成，這些材料具有高的折射率，結(jié)果在具有導(dǎo)體之間空氣之間隙的觸摸屏上發(fā)生高強(qiáng)度的反射。用材料填充空隙可以消除空氣之間隙，使器件的透光性更好。填充之間隙還有其他好處，如提高耐久性，因?yàn)樘畛洳牧蠈?duì)透明導(dǎo)電層起到了保護(hù)作用，否則透明導(dǎo)電層容易開裂和剝落而降低器件的壽命。
圖7所示為用在觸摸板上的本發(fā)明電子器件的另一個(gè)實(shí)施方式。觸摸板700包括頂基底712、置于上基底712上的呈一系列導(dǎo)電棒710形式的導(dǎo)電層、具有一系列與導(dǎo)電棒710相互垂直取向的平行導(dǎo)電棒720的底基底722、置于兩層基底和導(dǎo)電棒之間的復(fù)合材料，復(fù)合材料包含絕緣材料750和導(dǎo)電顆粒740。對(duì)導(dǎo)電顆粒加以分布，其粒度和分布密度如此安排，使得用手指、觸針或適用的其他物體所產(chǎn)生的足夠的觸摸力能使頂導(dǎo)電棒710中的一個(gè)與底導(dǎo)電棒720中的一個(gè)通過一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的顆粒接觸而電接通。通過檢測(cè)被接通的導(dǎo)電棒之間的電流，系統(tǒng)可以確定接觸位置。觸摸板可以制成透明或不透明的。
圖7所示器件可以類似地用作膜開關(guān)的陣列或組合件。這樣就可以制成多個(gè)開關(guān)，開關(guān)位置呈任何需要的分布，不需要諸如模具切割的之間隔層這樣的單獨(dú)部件來固定開關(guān)位置。另外，對(duì)開關(guān)用的上、下電極位置的排列要求可松一些。本發(fā)明因此在設(shè)計(jì)和放置膜開關(guān)方面提供了的自由度。
圖8所示為另一個(gè)本發(fā)明器件的實(shí)施方式?？砷_關(guān)器件800包括置于基底812上的導(dǎo)體810和置于另一基底822上的導(dǎo)體820。導(dǎo)體810或?qū)w820都能朝向另一個(gè)導(dǎo)體移動(dòng)。置于導(dǎo)體810和820之間的導(dǎo)電顆粒部分嵌入彈性可變形的絕緣材料850中并部分嵌入并被錨定在剛性絕緣材料層860中。剛性層860可用來錨定導(dǎo)電顆粒的位置以減小轉(zhuǎn)換時(shí)間，可以產(chǎn)生更恒定和可重復(fù)的電接觸，并因此使信號(hào)的重復(fù)性更好?？梢詫?duì)圖8所示的器件加以改進(jìn)，使得導(dǎo)電顆粒部分嵌入在剛性材料中，每個(gè)顆粒的至少一部分嵌在剛性材料的兩側(cè)。在這種情況下，可以將彈性、而可變形的絕緣材料置于下導(dǎo)體和剛性錨定的導(dǎo)電顆粒之間以及上導(dǎo)體與剛性錨定的導(dǎo)電顆粒之間。
實(shí)施方式實(shí)施方式1用系列號(hào)為10/008,468的美國專利申請(qǐng)所公開的工藝制造一個(gè)膜開關(guān)，是將許多鍍銀的玻璃珠置于50微米厚的熱熔膠層上。鍍銀玻璃珠可從位于ValleyForge，PA的Potters Industries公司購得，牌號(hào)為Conduct-O-FillTM-S-3000-S3P。鍍銀玻璃珠的平均直徑為43微米。熱熔膠是從位于Philadelphia，PA的E1fAtochem公司購得的牌號(hào)為Pedax 3533的樹脂與從位于Panama City，F(xiàn)L的ArizonaChemical公司購得的牌號(hào)為Nirez 2040的增粘樹脂的50∶50混合物。將此混合物熱擠壓成50微米厚的膜，將鍍銀玻璃珠置于其上制成復(fù)合材料。玻璃珠的分布平均密度為約每平方毫米140個(gè)。
然后將復(fù)合材料夾在兩片銅箔之間，每片銅箔厚100微米。將此結(jié)構(gòu)粘到作機(jī)械支撐用的玻璃片上。組裝后未見因?qū)щ婎w粒與兩個(gè)導(dǎo)電層均有接觸而發(fā)生的短路現(xiàn)象。
將兩片銅箔與歐姆計(jì)連接，用手指對(duì)上銅箔施壓，檢測(cè)它們之間的電阻。當(dāng)不施加壓力時(shí)，處于“斷開”狀態(tài)的開關(guān)的電阻大于200MΩ，用手指施壓后處于“接通”狀態(tài)的開關(guān)的電阻小于1Ω。反復(fù)開關(guān)500次，開關(guān)功能完好。
實(shí)施方式2根據(jù)實(shí)施方式1制造膜開關(guān)，所不同的是將鍍銀玻璃珠置于50微米厚的帶有聚硅氧烷材料鍍層的刀上，該聚硅氧烷材料可從位于Midland，MI的Dow Corning公司購得，牌號(hào)為Silicone 734。在聚硅氧烷材料層涂敷到其防粘襯上后，立即將玻璃珠放到聚硅氧烷材料層上。玻璃珠的分布平均密度為每平方毫米140個(gè)。將硅氧烷和玻璃珠放在60℃的加熱爐內(nèi)加熱約2小時(shí)使硅氧烷固化并使玻璃珠陷入硅氧烷層。固化后，剝?nèi)?fù)合材料上的防粘襯并將其夾在象實(shí)施方式1那樣的兩片100微米厚的銅箔之間。組裝后未發(fā)現(xiàn)因?qū)щ婎w粒與兩個(gè)導(dǎo)電層均有接觸而發(fā)生的短路現(xiàn)象。
制作一個(gè)機(jī)械點(diǎn)接觸激活器件，對(duì)膜開關(guān)進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)。在一個(gè)D.C.馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的活塞上安裝直徑11mm的圓形硅橡膠片，該硅橡膠片可從位于St.Paul，MN的3M公司購得，牌號(hào)為BumponTM?；钊脕砑せ铋_關(guān)，硅氧烷橡膠片與上銅箔接觸?；钊凸柘鹉z片的重量為104克。馬達(dá)設(shè)定為每秒激活開關(guān)4次，方法是將活塞提起，與開關(guān)相距短距離，然后放下活塞，讓活塞的重力對(duì)開關(guān)施加壓力而將其激活。
處于“連通”狀態(tài)的開關(guān)的電阻約為1Ω，處于“斷開”狀態(tài)的開關(guān)電阻大于20MΩ。開關(guān)被激活126.6萬次以上后沒有發(fā)現(xiàn)明顯的功能損壞。
實(shí)施方式3制作與實(shí)施方式2相同的膜開關(guān)，所不同的是硅氧烷層厚度約為35微米。組裝后未發(fā)現(xiàn)因?qū)щ婎w粒與兩個(gè)導(dǎo)電層均有接觸而發(fā)生的短路現(xiàn)象。手指非常輕的接觸可將開關(guān)激活。使用具有78平方毫米截面積的25克重物，可使開關(guān)激活。處于“連通”狀態(tài)的開關(guān)的電阻為約1Ω，處于“斷開”狀態(tài)的開關(guān)電阻大于20MΩ。
實(shí)施方式4制作與實(shí)施方式2相同的膜開關(guān)，所不同的是用厚度為約50微米的丁腈橡膠膜替代聚硅氧烷材料，該膜可從位于St.Paul，MN的3M公司購得，牌號(hào)為3M Scotch-Weld Bonding Film 538。所得開關(guān)需要每平方厘米加壓500克才能激活。處于“連通”狀態(tài)的開關(guān)的電阻為約1Ω，處于“斷開”狀態(tài)的開關(guān)電阻大于20MΩ。
實(shí)施方式5制作一個(gè)透明傳感器。先將許多直徑43微米的涂銀玻璃珠置于50微米厚的透明硅材料層上，該聚硅氧烷材料可從位于Midland，MI的Dow Corning公司購得，牌號(hào)為RTV734 Clear。玻璃珠的分布與實(shí)施方式1相同。然后對(duì)硅氧烷層加以固化。將復(fù)合材料夾在兩片涂有ITO厚25微米的PET片中之間。PET片的ITO層面對(duì)面。PET片還帶有銀連接線，以便與例如控制器接通。器件的一小塊區(qū)域留有比較用的開口(即ITO層之間沒有復(fù)合材料)。
將一數(shù)字式電壓表與此結(jié)構(gòu)的兩面上的銀連接線連接。用諸如那些在掌上電腦所用的那些市售觸針對(duì)此結(jié)構(gòu)施以觸摸力，該觸針可從位于Santa Clara的Palm有限公司購得的牌號(hào)為PalmTM的觸針。用觸針對(duì)“開口”區(qū)域施加觸摸力，使ITO與ITO直接接觸，結(jié)果產(chǎn)生2000-8000Ω的電阻。用觸針對(duì)具有復(fù)合材料的區(qū)域施以觸摸力，從而通過多個(gè)單獨(dú)的導(dǎo)電顆粒的接觸使ITO與ITO電連接，同樣產(chǎn)生了2000-8000Ω的電阻。對(duì)器件接觸30次以上，復(fù)合材料導(dǎo)致絕緣(“斷開”狀態(tài))與傳導(dǎo)(“連通”狀態(tài))之間進(jìn)行可逆的開關(guān)。
還可以將此觸摸傳感器與可從位于Methuen，MA的3M Touch System有限公司購得的電阻式觸摸傳感控制器連接，對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)。用觸針接觸處在ITO涂層之間具有復(fù)合材料區(qū)域中的傳感器時(shí)，控制器能夠接受一次接觸。
實(shí)施方式6制作用在上述實(shí)施例中的分散有導(dǎo)電顆粒的自撐式透明硅氧烷膜，用來檢測(cè)可用于本發(fā)明的復(fù)合材料所能達(dá)到的透明。
將平均直徑(D)63微米的ITO涂敷玻璃珠分散在透明硅氧烷(平均顆粒密度為每平方毫米15顆)中，制成厚度(d)為約78微米的自撐式復(fù)合膜。用透明硅氧烷制作另一種并含有上述例子中所用鍍銀玻璃珠(平均直徑(D)為43微米，顆粒密度為為每平方毫米140顆)的自撐式復(fù)合膜，膜厚(d)為60微米左右。用透明硅制作第三種含有上述例子中所用鍍銀玻璃珠(平均直徑(D)為23微米，顆粒密度為為每平方毫米80顆)的自撐式復(fù)合膜，膜厚(d)為37微米左右。然后檢測(cè)這些膜的總的可見光透過率(TT)(波長在400nm到700nm范圍內(nèi)的平均透光率)和總的可見光反射率(RT)(波長在400nm到700nm范圍內(nèi)的平均反射率)。結(jié)果見表I。
表I
由于實(shí)驗(yàn)誤差，所報(bào)告的透光率和反射率準(zhǔn)確到2％以內(nèi)。結(jié)果表明，可以制成高透明度的復(fù)合材料，而且其光吸收量很小。
本發(fā)明不應(yīng)認(rèn)為限定在任何上述特定實(shí)施例中，而應(yīng)當(dāng)看成涵蓋了如在所附權(quán)利要求中明確指出的本發(fā)明的所有方面。對(duì)于那些熟悉本發(fā)明所涉及的技術(shù)的專業(yè)人員來說，了解了本專利說明書后，本發(fā)明可用的各種修改良、等同工藝和各種構(gòu)造是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種可開關(guān)的壓力激活電子器件，包括可向第二導(dǎo)體移動(dòng)的第一導(dǎo)體；處在第一和第二導(dǎo)體之間的復(fù)合材料，用來在對(duì)第一和第二導(dǎo)體之間施加足夠壓力時(shí)接通兩導(dǎo)體，在沒有這樣的足夠壓力時(shí)使兩導(dǎo)體絕緣，復(fù)合材料包含許多至少部分嵌在電絕緣材料層中的導(dǎo)電顆粒，這許多導(dǎo)電顆粒并不進(jìn)行有意的相互取向，其分布使得第一和第二導(dǎo)體之間的所有電連接完全依靠這些單個(gè)的顆粒。
2.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于可開關(guān)壓力激活電子器件是個(gè)膜開關(guān)。
3.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于可開關(guān)壓力激活電子器件是個(gè)膜開關(guān)的陣列，所述各個(gè)膜開關(guān)可獨(dú)立地激活。
4.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于可開關(guān)壓力激活電子器件是個(gè)觸摸傳感器。
5.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于第一和第二導(dǎo)體是導(dǎo)電材料片或涂層。
6.權(quán)利要求5所述的器件，其特征在于第一和第二導(dǎo)體分別處在第一和第二基底上。
7.權(quán)利要求6所述的器件，其特征在于第一和第二基底中的至少一個(gè)是柔性的。
8.權(quán)利要求6所述的器件，其特征在于第一和第二基底中的至少一個(gè)是剛性的。
9.權(quán)利要求6所述的器件，其特征在于第一和第二基底是透明的。
10.權(quán)利要求5所述的器件，其特征在于第一和第二導(dǎo)體中的至少一個(gè)是透明的。
11.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于第一和第二導(dǎo)體中的至少一個(gè)是透明導(dǎo)電氧化物。
12.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于第一和第二導(dǎo)體中的至少一個(gè)是金屬。
13.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于第一和第二導(dǎo)體中的至少一個(gè)是有機(jī)導(dǎo)體。
14.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于第一和第二導(dǎo)體中的至少一個(gè)是圖案形式的。
15.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于第一和第二導(dǎo)體中的至少一個(gè)是個(gè)電路。
16.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于復(fù)合材料是置于第一和第二導(dǎo)體之間，從而使第一和第二導(dǎo)體之間基本上不存在空氣之間隙。
17.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于電絕緣材料層是可透過可見光的。
18.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于電絕緣材料層是彈性材料。
19.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于電絕緣材料層是聚硅氧烷材料。
20.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于導(dǎo)電顆?；旧鲜乔蛐蔚?。
21.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于導(dǎo)電顆粒是金屬。
22.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于導(dǎo)電顆粒是具有導(dǎo)電性涂層的核心顆粒。
23.權(quán)利要求22所述的器件，其特征在于導(dǎo)電涂層是金屬。
24.權(quán)利要求22所述的器件，其特征在于導(dǎo)電涂層是透明導(dǎo)電氧化物。
25.權(quán)利要求22所述的器件，其特征在于導(dǎo)電涂層是有機(jī)導(dǎo)體。
26.權(quán)利要求22所述的器件，其特征在于核心顆粒是玻璃顆粒。
27.權(quán)利要求22所述的器件，其特征在于核心顆粒包括空心顆粒。
28.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于導(dǎo)電顆粒是透明的。
29.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于導(dǎo)電顆粒是半透明的。
30.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于導(dǎo)電顆粒是有色的。
31.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于導(dǎo)電顆粒是不透明的。
32.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于導(dǎo)電顆粒是可變形的。
33.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于導(dǎo)電顆粒的粒度基本相同。
34.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于導(dǎo)電顆粒具有雙峰粒度分布。
35.權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于第一導(dǎo)體是導(dǎo)電性觸針。
36.權(quán)利要求1所述的器件，還包括圖象或標(biāo)記。
37.權(quán)利要求1所述的器件，還包括可透過導(dǎo)體和復(fù)合材料看到的顯示元件。
38.一種可開關(guān)壓力激活電子器件，包括復(fù)合層，它含有許多基本上為球形的導(dǎo)電顆粒，其分布使得基本上沒有導(dǎo)電顆粒相互之間有物理接觸，對(duì)于復(fù)合材料層上的基本所有位置，在該層厚度上最多有一個(gè)單獨(dú)顆粒，復(fù)合層位于兩個(gè)導(dǎo)體之間，在導(dǎo)體之間施加或停止施加足夠壓力時(shí)其厚度發(fā)生可逆的減小，從而在施加足夠的力時(shí)通過一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電顆粒使這兩個(gè)導(dǎo)體接通，在停止施加足夠的力時(shí)使導(dǎo)體之間絕緣。
39.一種制造可開關(guān)壓力激活電子器件方法，包括分散許多導(dǎo)電顆粒；將導(dǎo)電顆粒至少部分嵌在絕緣材料中；將絕緣材料和導(dǎo)電顆粒組成的層置于第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間，從而在施加足夠壓力時(shí)通過一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的導(dǎo)電顆粒的接觸使第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)接通，在停止施加足夠壓力時(shí)第一和第二導(dǎo)體絕緣。
40.權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于分散許多導(dǎo)電顆粒的步驟包括使顆粒帶電從而顆粒相互排斥并將顆粒分配到表面上。
41.權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于所述表面為絕緣材料層的表面。
42.權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于將導(dǎo)電顆粒至少部分嵌入絕緣材料層的步驟是將導(dǎo)電顆粒壓入絕緣材料層。
43.權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于將導(dǎo)電顆粒至少部分嵌入絕緣材料層的步驟是加熱絕緣材料層以便使導(dǎo)電顆粒陷到絕緣材料層表面中。
44.權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于對(duì)導(dǎo)電顆粒加以分散和將導(dǎo)電顆粒嵌在絕緣材料層中的步驟包括將導(dǎo)電顆粒分散在絕緣材料的液態(tài)前體中，形成可涂敷組合物，涂敷此可涂敷組合物形成復(fù)合層，使液態(tài)前體固化而形成分散有導(dǎo)電顆粒的絕緣材料層。
45.一種用在電子開關(guān)中的膜，這種膜包含厚度在受壓時(shí)發(fā)生可逆減小的一層，至少部分嵌在所述層中的許多基本上無規(guī)放置的導(dǎo)電顆粒，對(duì)于層中的幾乎全部位置，在該層厚度上至多只有一個(gè)導(dǎo)電顆粒。
46.一種電子開關(guān)，包括可向第二導(dǎo)體移動(dòng)的第一導(dǎo)體；處在第一和第二導(dǎo)體之間的許多無規(guī)放置的導(dǎo)電顆粒，在第一和第二導(dǎo)體之間不加足夠壓力時(shí)第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體絕緣，在對(duì)兩者之間施加足夠壓力時(shí)通過一個(gè)或多個(gè)單個(gè)的顆粒連接使第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體接通。
47.一種顯示系統(tǒng)，包括可通過電子開關(guān)看到的顯示器，該電子開關(guān)包括可向第二導(dǎo)體移動(dòng)的第一導(dǎo)體，處在第一和第二導(dǎo)體之間的許多無規(guī)放置的導(dǎo)電顆粒，在第一和第二導(dǎo)體之間不加足夠壓力時(shí)第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體絕緣，在對(duì)兩者之間施加足夠壓力時(shí)通過一個(gè)或多個(gè)單個(gè)的顆粒連接使第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體接通。
48.一種可開關(guān)的壓力激活電子器件，包括第一導(dǎo)體；第二導(dǎo)體；在施加足夠壓力時(shí)接通第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體的裝置；在停止施加足夠壓力時(shí)使第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體絕緣的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓力激活可開關(guān)電子器件。該可開關(guān)電子器件包括一種置于兩個(gè)導(dǎo)體之間的復(fù)合材料。當(dāng)在兩個(gè)導(dǎo)體之間施加壓力時(shí)，復(fù)合材料使兩導(dǎo)體電連接，當(dāng)對(duì)兩個(gè)導(dǎo)體之間不施加壓力時(shí)，兩導(dǎo)體就電絕緣。復(fù)合材料包括至少部分嵌入絕緣材料的許多導(dǎo)電顆粒。放置導(dǎo)電顆粒的目的是使第一和第二導(dǎo)體之間的全部電連接完全是通過一個(gè)顆粒形成的。
文檔編號(hào)H01H1/029GK1650377SQ03809870
公開日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月2日
發(fā)明者R·迪維加皮蒂亞, D·E·里文斯托恩, R·S·莫斯雷扎德, E·M·克羅斯 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司