背景技術(shù):
電導(dǎo)體是適于將電信息從一個(gè)位置傳送到另一位置的導(dǎo)電材料的部分。具有適當(dāng)特性的電導(dǎo)體可用作發(fā)射、接收或發(fā)射/接收天線(xiàn)。被配置成暴露于剪切力和應(yīng)變力的電導(dǎo)體可能會(huì)被這些應(yīng)力破壞或損壞,或者隨時(shí)間推移而弱化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在一個(gè)方面,本公開(kāi)涉及伸長(zhǎng)導(dǎo)體。伸長(zhǎng)導(dǎo)體對(duì)中在沿導(dǎo)體長(zhǎng)度的軸上,由此使得軸相對(duì)于參考線(xiàn)具有連續(xù)的一階導(dǎo)數(shù),該參考線(xiàn)平行于導(dǎo)體的伸長(zhǎng)方向。一階導(dǎo)數(shù)在多個(gè)間隔開(kāi)的第一位置處為零,軸相對(duì)于在至少一個(gè)第二位置處不連續(xù)的參考線(xiàn)具有二階導(dǎo)數(shù),并且導(dǎo)體在每個(gè)第一位置處比在每個(gè)第二位置處寬。
在另一方面,本公開(kāi)涉及對(duì)中在沿導(dǎo)體長(zhǎng)度的軸上的伸長(zhǎng)導(dǎo)體,由此使得軸相對(duì)于參考線(xiàn)具有連續(xù)的一階導(dǎo)數(shù),該參考線(xiàn)平行于導(dǎo)體的伸長(zhǎng)方向。一階導(dǎo)數(shù)在多個(gè)間隔開(kāi)的第一位置處為零,軸相對(duì)于參考線(xiàn)具有二階導(dǎo)數(shù),所述參考線(xiàn)在至少一個(gè)第二位置處基本上為零,并且導(dǎo)體在每個(gè)第一位置處比在每個(gè)第二位置處寬。在一些實(shí)施方案中,至少一個(gè)第二位置包括至少兩個(gè)第二位置。
在另一方面,本公開(kāi)涉及一種伸長(zhǎng)的波狀導(dǎo)體,其對(duì)中在沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度的軸上并且限定導(dǎo)體的平面,該導(dǎo)體具有沿與導(dǎo)體的平面平行的方向的寬度。軸具有連續(xù)的曲率半徑,并且在多個(gè)間隔開(kāi)的第一位置處,軸具有局部最小曲率半徑,并且導(dǎo)體具有局部最大寬度。在一些實(shí)施方案中,在每個(gè)第一位置處的局部最大寬度大于在不是第一位置的任何其它位置處的導(dǎo)體的寬度。在一些實(shí)施方案中,軸相對(duì)于參考線(xiàn)(該參考線(xiàn)平行于導(dǎo)體的伸長(zhǎng)方向)的二階導(dǎo)數(shù)的大小沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度是連續(xù)的。
在另一方面,本公開(kāi)涉及沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)的電連續(xù)導(dǎo)體,該導(dǎo)體具有基本上恒定的高度、沿導(dǎo)體長(zhǎng)度的變化的寬度以及變化的曲率半徑。沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度,導(dǎo)體的較大的曲率半徑對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體的較小的寬度,并且導(dǎo)體的較小的曲率半徑對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體的較大的寬度。在一些實(shí)施方案中,沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度,基本上相等的曲率半徑的位置對(duì)應(yīng)于基本上相等的寬度。
在另一方面,本公開(kāi)涉及沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)的電連續(xù)導(dǎo)體,該導(dǎo)體具有沿導(dǎo)體長(zhǎng)度的變化的寬度和變化的曲率半徑。沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度,導(dǎo)體的寬度隨著導(dǎo)體的曲率半徑的減小而增加,并且導(dǎo)體的寬度隨著導(dǎo)體的曲率半徑的增加而減小。
在另一方面,本公開(kāi)涉及對(duì)中在沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度的軸上的伸長(zhǎng)導(dǎo)體。在軸上的多個(gè)間隔開(kāi)的第一位置中的每個(gè)處,與在第一位置處的軸相切的線(xiàn)平行于導(dǎo)體的伸長(zhǎng)方向,并且在軸上的多個(gè)間隔開(kāi)的第二位置中的每個(gè)處,與在第二位置處的軸相切的線(xiàn)不平行于參考線(xiàn)。導(dǎo)體在每個(gè)第一位置處較寬并且在每個(gè)第二位置處較窄。
在另一方面,本公開(kāi)涉及導(dǎo)體組件。導(dǎo)體組件包括撓性可拉伸基底和導(dǎo)體,所述撓性可拉伸基底沿第一方向可拉伸至基底的初始未拉伸尺寸的1.5倍而不會(huì)撕裂,所述導(dǎo)體設(shè)置在基底上且大致沿第一方向延伸,該導(dǎo)體對(duì)中在沿導(dǎo)體長(zhǎng)度的軸上,由此使得對(duì)于沿軸的多個(gè)交替的第一位置和第二位置,導(dǎo)體在每個(gè)第一位置處比在每個(gè)第二位置處寬。在一些實(shí)施方案中,軸在每個(gè)第一位置處比在每個(gè)第二位置處具有更小的曲率半徑。
在另一方面,本公開(kāi)涉及沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)的電連續(xù)導(dǎo)體,該導(dǎo)體具有沿導(dǎo)體長(zhǎng)度的變化的厚度和變化的曲率半徑。沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度,導(dǎo)體的較大的曲率半徑對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體的較小的厚度,并且導(dǎo)體的較小的曲率半徑對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體的較大的厚度。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體具有沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度變化的寬度,由此使得沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度,導(dǎo)體的較大的曲率半徑對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體的較小寬度,并且導(dǎo)體的較小的曲率半徑對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體的較大寬度。
在另一方面,本公開(kāi)涉及射頻識(shí)別標(biāo)簽。射頻識(shí)別標(biāo)簽包括撓性可拉伸基底和設(shè)置在基底上并且對(duì)中在沿天線(xiàn)的長(zhǎng)度的軸上的天線(xiàn)。對(duì)于沿軸的多個(gè)間隔開(kāi)的第一位置和第二位置,天線(xiàn)在每個(gè)第一位置處比在每個(gè)第二位置處寬,并且該軸在每個(gè)第一位置處比在每個(gè)第二位置處具有更小的曲率半徑。在一些實(shí)施方案中,基底可拉伸至基底的初始未拉伸尺寸的1.5倍而不會(huì)撕裂。
在另一方面,本公開(kāi)涉及射頻識(shí)別標(biāo)簽。射頻識(shí)別標(biāo)簽包括撓性可拉伸基底和設(shè)置在基底上的天線(xiàn)。天線(xiàn)具有多個(gè)第一區(qū)域和多個(gè)第二區(qū)域:每個(gè)第一區(qū)域包括多個(gè)同心第一弧,每個(gè)第二區(qū)域包括多個(gè)同心第二弧,并且每個(gè)第一區(qū)域的每個(gè)第一弧比每個(gè)第二區(qū)域的每個(gè)第二弧寬。
在另一方面,本公開(kāi)涉及射頻識(shí)別標(biāo)簽。射頻識(shí)別標(biāo)簽包括撓性可拉伸基底和設(shè)置在基底上且對(duì)中在沿電極的長(zhǎng)度的軸上的伸長(zhǎng)波狀電極。沿電極的長(zhǎng)度,軸具有連續(xù)的曲率半徑,并且電極包括平行的較窄的頂部大致平的表面和較寬的底部大致平的表面,它們具有對(duì)應(yīng)的頂部和底部相對(duì)的第一側(cè)向邊緣和第二側(cè)向邊緣。對(duì)于沿軸的每個(gè)點(diǎn),垂直于該點(diǎn)處的軸的平面在相應(yīng)的頂部和底部第一點(diǎn)處與頂部和底部第一邊緣相交,并且連接頂部和底部第一點(diǎn)的直線(xiàn)與電極的底部表面形成在60度和85度之間的角度。
在另一方面,本公開(kāi)涉及射頻識(shí)別標(biāo)簽。射頻識(shí)別標(biāo)簽包括沿第一方向可拉伸的撓性基底,其中結(jié)構(gòu)化表面包括沿垂直于第一方向的第二方向延伸的多個(gè)線(xiàn)性結(jié)構(gòu)。射頻識(shí)別標(biāo)簽還包括形成在結(jié)構(gòu)化表面上并延伸跨過(guò)多個(gè)線(xiàn)性結(jié)構(gòu)中的至少兩個(gè)線(xiàn)性結(jié)構(gòu)的天線(xiàn)。在一些實(shí)施方案中,多個(gè)線(xiàn)性結(jié)構(gòu)是線(xiàn)性棱鏡。
附圖說(shuō)明
圖1是電導(dǎo)體的一部分的頂部平面圖。
圖2是另一個(gè)電導(dǎo)體的一部分的頂部平面圖。
圖3是電導(dǎo)體的一部分的側(cè)正視圖。
圖4是設(shè)置在基底上的天線(xiàn)的頂部平面圖。
圖5是天線(xiàn)的一部分的特寫(xiě)。
圖6是電導(dǎo)體的前正視橫截面圖。
圖7是設(shè)置在結(jié)構(gòu)化表面上的電導(dǎo)體的一部分的頂部平面圖。
具體實(shí)施方式
旨在用于高應(yīng)力環(huán)境的電子設(shè)備,例如,用于附著于皮膚或安裝在頭部或衣服上的可穿戴電子設(shè)備,可能經(jīng)受超過(guò)用于常規(guī)電氣部件的典型公差的剪切和應(yīng)變。例如,設(shè)置在剛性殼體內(nèi)的導(dǎo)體,例如,在很大程度上受到保護(hù)而免于運(yùn)動(dòng)應(yīng)力的影響,而皮膚或衣服安裝的部件經(jīng)受人的移動(dòng),包括例如站立、坐著和彎曲。例如,簡(jiǎn)單地在可拉伸基底上提供常規(guī)導(dǎo)體可能不足夠,因?yàn)槠谕麑?dǎo)體能夠持續(xù)重復(fù)地彎曲和拉伸而不損壞或降低性能。本文所公開(kāi)的某些設(shè)計(jì)考慮或它們的組合可以實(shí)現(xiàn)適用于這些應(yīng)用的穩(wěn)健性。
圖1是電導(dǎo)體的一部分的頂部平面圖。導(dǎo)體110包括軸112、多個(gè)第一位置114和多個(gè)第二位置116。還分別描繪了參考線(xiàn)r以及平行切線(xiàn)p和非平行切線(xiàn)np。導(dǎo)體110可以?xún)H是導(dǎo)體的總范圍的一部分,但是圖1所示的部分足以解釋其某些特征。
導(dǎo)體110由任何合適的材料形成并通過(guò)用于導(dǎo)電跡線(xiàn)的任何合適的處理形成。例如,導(dǎo)體110可以由銅、金、鉑、銀或鋁或它們的合金形成。在一些實(shí)施方案中,可以使用非金屬導(dǎo)體諸如石墨,或者由顆粒、薄片、納米纖維或諸如碳、硅或金屬的材料的納米片制成的復(fù)合物。導(dǎo)電材料還可以包括例如金屬顆粒的墨,包括粒度在10nm和100微米之間的金屬部分。導(dǎo)電材料可以包括石墨、無(wú)定形或熱解碳。該材料可以包括或是納米線(xiàn),諸如銀納米線(xiàn)和金納米線(xiàn)。該材料可以用銀和氯化銀涂覆??梢葬槍?duì)其導(dǎo)電性、耐腐蝕性、延展性、柔韌性或任何其它物理或電學(xué)性質(zhì)來(lái)選擇用于導(dǎo)體110的材料。導(dǎo)體110進(jìn)一步可以包括灌封、共形涂層、絕緣或電絕緣涂層。合適的材料包括聚氨酯、硅氧烷、聚酯、聚烯烴和其它合適的彈性體和聚合物。
導(dǎo)體110可以由一個(gè)或多個(gè)光刻(和/或蝕刻)步驟形成。導(dǎo)體110可以通過(guò)物理或化學(xué)氣相沉積或電鍍或電鑄形成。沉積可以在有或沒(méi)有粘合劑的情況下發(fā)生??梢允褂萌魏纹渌线m的添加劑或減成法或組合。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體110可以通過(guò)對(duì)金屬的物理操縱來(lái)形成,諸如彎曲、擠壓和/或壓印??梢允褂弥T如銑削、蝕刻、化學(xué)機(jī)械銑削或研磨的其它工藝來(lái)選擇性地去除材料。
導(dǎo)體110可以是連續(xù)導(dǎo)體,因?yàn)樗话▽?dǎo)電性中斷或斷開(kāi),由此使得電信息可以從導(dǎo)體的一端部傳輸?shù)搅硪欢瞬?。電信息可以是或包括電力、信?hào)、數(shù)據(jù)等。軸112沿導(dǎo)體居中。換句話(huà)說(shuō),在沿軸112的每個(gè)點(diǎn)處,到導(dǎo)體110的邊緣的兩個(gè)最短距離是相等的。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體110的形狀可以是正弦的或波狀的。導(dǎo)體110的形狀可以包括正弦部和直部?jī)烧?。在一些?shí)施方案中,導(dǎo)體可以用作電極或被配置為電極。
沿軸112存在多個(gè)第一位置114和第二位置116。用于定位或限定第一位置和第二位置的若干種方法是可能的。例如,第一位置和第二位置可以由導(dǎo)體的寬度限定。例如,沿軸112的最寬位置或局部最大寬度可以是第一位置114,而沿軸112的最薄部分或局部最小寬度可以是第二位置116。在每個(gè)第一位置處的局部最大寬度可以大于導(dǎo)體110沿軸112的除第一位置之外的任何其它位置處的寬度。在一些實(shí)施方案中,沿軸112的第一位置和第二位置的特征可以在于在這些位置處軸的曲率半徑。具有較小曲率半徑或局部最小曲率半徑的位置可以是第一位置114,而具有最大曲率半徑或局部最大曲率半徑的位置可以是第二位置116。為了該說(shuō)明目的,在一個(gè)位置處的曲率半徑是與曲率大小成反比例的標(biāo)量正值,由此使得最小可能曲率半徑趨于零且最大可能曲率半徑趨于正無(wú)窮大。對(duì)于具有二階導(dǎo)數(shù)的彎曲,在沿彎曲的位置處的曲率半徑與在該位置處的二階導(dǎo)數(shù)的大小成反比例。
在一些實(shí)施方案中,第一位置和第二位置可以由軸112相對(duì)于參考線(xiàn)的導(dǎo)數(shù)來(lái)限定。圖1中的參考線(xiàn)r與導(dǎo)體110的伸長(zhǎng)方向平行。例如,可以存在兩個(gè)正交軸的坐標(biāo)系,其中沿軸112行進(jìn),僅坐標(biāo)中的一個(gè)起伏。非波狀軸可以稱(chēng)為伸長(zhǎng)方向。另選地,可存在其中導(dǎo)體周期性地具有相同的最大值的坐標(biāo)系;在這些實(shí)施方案中,參考線(xiàn)平行于連接這些相同最大值的線(xiàn)。在其它實(shí)施方案中,導(dǎo)體具有比導(dǎo)體的本體寬度大得多的本體長(zhǎng)度(即不遵循軸112,而是根據(jù)總體形狀符合矩形)。在該方法中,本體長(zhǎng)度是伸長(zhǎng)方向。在一些實(shí)施方案中,參考線(xiàn)r可以由最優(yōu)擬合線(xiàn)通過(guò)點(diǎn)形成,其中曲率半徑(軸或?qū)w的)從增加變?yōu)闇p小,反之亦然。在一些實(shí)施方案中,存在坐標(biāo)系,其中軸112是數(shù)學(xué)函數(shù);在這些實(shí)施方案中,參考線(xiàn)是或平行于由該坐標(biāo)系中的(域,0)的有序?qū)Ρ硎镜木€(xiàn)(換句話(huà)說(shuō),該范圍被設(shè)置為等于零)。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體110位于平面中;在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體110僅部分地位于平面中。在一些實(shí)施方案中,參考線(xiàn)可以相對(duì)于導(dǎo)體110在平坦表面上的突起部來(lái)確定。
在一些實(shí)施方案中,軸相對(duì)于參考線(xiàn)r的一階導(dǎo)數(shù)是連續(xù)的。在一些實(shí)施方案中,多個(gè)第一位置114是沿軸112的位置,其中相對(duì)于參考線(xiàn)r的一階導(dǎo)數(shù)為零。在一些實(shí)施方案中,多個(gè)第一位置114是沿軸112的位置,其中與軸112相切的線(xiàn)平行于參考線(xiàn)r。這些在圖1中由標(biāo)記為p的線(xiàn)描繪。為了便于說(shuō)明,這些線(xiàn)稍稍偏離軸。在一些實(shí)施方案中,多個(gè)第二位置116是軸112相對(duì)于參考線(xiàn)r的一階導(dǎo)數(shù)處于最大或最小的位置。在一些實(shí)施方案中,多個(gè)第二位置116是軸112相對(duì)于參考線(xiàn)r的二階導(dǎo)數(shù)為零的位置。在一些實(shí)施方案中,多個(gè)第二位置116是軸112相對(duì)于參考線(xiàn)r的二階導(dǎo)數(shù)不連續(xù)的位置。在一些實(shí)施方案中,多個(gè)第二位置116是沿軸112的位置,其中與軸112相切的線(xiàn)相對(duì)于參考線(xiàn)r形成最大的角度。在一些實(shí)施方案中,多個(gè)第二位置116是沿軸112的位置,其中與軸112相切的線(xiàn)不平行于參考線(xiàn)r。這些在圖1中由標(biāo)記為np的線(xiàn)描繪。在一些實(shí)施方案中,用于限定第一位置和第二位置的上述方法中的一些或全部可以重疊。在一些實(shí)施方案中,第一位置和第二位置中的每個(gè)可以間隔開(kāi)。
然而,對(duì)于導(dǎo)體110,與每個(gè)第二位置116相比,導(dǎo)體在每個(gè)第一位置114處更寬。在一些實(shí)施方案中,與每個(gè)第二位置116相比,導(dǎo)體在每個(gè)第一位置114處更高(或更厚)。在一些實(shí)施方案中,與每個(gè)第二位置116相比,導(dǎo)體110在每個(gè)第一位置114處都更寬和更厚。生產(chǎn)具有較厚第一位置的導(dǎo)體可以通過(guò)例如具有適當(dāng)掩膜的多次沉積或光刻步驟而實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體110的一部分具有這些特性;在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體110的整體具有這些特性。導(dǎo)體的其它平面外或平面中的特征是可能的,諸如隆起塊(凹面或凸面)、波狀或鋸齒厚度剖面或其它合適的結(jié)構(gòu)。特征可以在導(dǎo)體110的一部分或整體上是規(guī)則的、不規(guī)則的、偽隨機(jī)的、圖案化的、不連續(xù)的、一致的或不一致的。
圖2是另一個(gè)電導(dǎo)體的一部分的頂部平面圖。導(dǎo)體210包括軸212、多個(gè)第一位置214和多個(gè)第二位置216。還描繪了參考線(xiàn)r。一起考慮圖1和圖2,每個(gè)示出具有軸(112,212)和多個(gè)第一位置(114,214)和第二位置(116,216)的導(dǎo)體(110,210)。在每個(gè)導(dǎo)體中,軸相對(duì)于參考線(xiàn)r具有連續(xù)的一階導(dǎo)數(shù)。然而,導(dǎo)體210具有軸212,所述軸212在其多個(gè)第二位置處具有相對(duì)于參考線(xiàn)r的不連續(xù)的二階導(dǎo)數(shù),而圖1的導(dǎo)體110具有在其多個(gè)第二位置處相對(duì)于參考線(xiàn)r的二次導(dǎo)數(shù)為零的軸。然而,導(dǎo)體110和導(dǎo)體210中的每個(gè)相對(duì)于多個(gè)第二位置在多個(gè)第一位置處具有更大的寬度。圖2中未示出切線(xiàn),但用于確定第一位置和第二位置的多種量度和方法可以類(lèi)似地應(yīng)用于導(dǎo)體110和導(dǎo)體210。
圖3是電導(dǎo)體的一部分的側(cè)正視圖。導(dǎo)體310包括多個(gè)第一位置314和多個(gè)第二位置316。圖3描繪了實(shí)施方案,其中第一位置314具有比第二位置316大的厚度。如其它地方所述,附加厚度可以通過(guò)附加沉積或多個(gè)光刻步驟來(lái)提供。厚度可以平滑地轉(zhuǎn)變,或者可存在較大厚度的不連續(xù)部分(即,從側(cè)正視圖第一位置314可以看起來(lái)比橢圓形更矩形)。
圖4是設(shè)置在基底上的天線(xiàn)的頂部平面圖。導(dǎo)體組件400包括由設(shè)置在基底420上的導(dǎo)體410形成的天線(xiàn)。導(dǎo)體410可以由與結(jié)合圖1所描述的相同的材料和相同的工藝形成。然而,圖4描繪了采用導(dǎo)體410自身旋入(或旋出)的構(gòu)型的導(dǎo)體410。在一些實(shí)施方案中,這可以是最小化二維范圍(電路密度),同時(shí)仍然提供足夠或適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度以接收或發(fā)射期望的電磁頻率或電磁頻率的范圍。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體410可適合用作射頻id標(biāo)簽或rfid標(biāo)簽的天線(xiàn)。這可以包括用于處理、調(diào)制和/或解調(diào)詢(xún)問(wèn)無(wú)線(xiàn)電頻率的合適的集成電路(未示出)。rfid標(biāo)簽可以由集成或附接的電源諸如電池供電,或者其可以由詢(xún)問(wèn)無(wú)線(xiàn)電頻率波本身來(lái)供電。在一些實(shí)施方案中,包括導(dǎo)體410的天線(xiàn)可以兼容近場(chǎng)通信(nfc)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體410可以包括用于發(fā)射無(wú)線(xiàn)電或其它電磁頻率的合適的電子器件。
導(dǎo)體410被示出為在圖4中一定程度上隨意地且不規(guī)律地成形以示出設(shè)計(jì)靈活性。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體410更有序地成形,其中同心(至少在那些點(diǎn)處)弧在有限的二維區(qū)域中提供導(dǎo)體的更靠近有效的封裝。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體410具有連續(xù)的曲率半徑。導(dǎo)體410可以具有多個(gè)第一位置和多個(gè)第二位置,其中第一位置比第二位置寬,并且第一位置處的導(dǎo)體具有比在第二位置處的導(dǎo)體小的曲率半徑。圖4中未示出導(dǎo)體的寬度差異,以便突出導(dǎo)體410的總體形狀。在一些實(shí)施方案中,與第二位置相比,導(dǎo)體410在第一位置處更厚,并且第一位置處的導(dǎo)體具有比在第二位置處小的曲率半徑。在一些實(shí)施方案中,當(dāng)導(dǎo)體的曲率半徑減小時(shí),導(dǎo)體的寬度可以增加,并且當(dāng)導(dǎo)體的曲率半徑增加時(shí),寬度可能減小。在一些實(shí)施方案中,除了寬度之外或代替寬度,厚度可以以與針對(duì)寬度所描述的相同方式變化。
基底420可以是任何合適的材料,并且導(dǎo)體410可以形成在基底420上或基底420中,或者導(dǎo)體410可以附著或附接到基底420。在一些實(shí)施方案中,基底420同時(shí)位于導(dǎo)體410的上方和下方,夾在其間。基底420可以具有任何合適的尺寸。基底420用虛線(xiàn)描繪,指示總體形狀和尺寸對(duì)于導(dǎo)體組件400不是關(guān)鍵的,并且基底420可以具有任何合適的形狀、尺寸和厚度。在一些實(shí)施方案中,基底420是可拉伸的或撓性的。在一些實(shí)施方案中,針對(duì)其適形于或附著到皮膚的能力來(lái)選擇基底420的材料。在一些實(shí)施方案中,基底可以類(lèi)似于或包括購(gòu)自圣保羅明尼蘇達(dá)州的3m公司的tegaderm品牌傷口敷料?;?20可以是或包括彈性體、粘彈性、彈性或橡膠材料或物質(zhì)。在一些實(shí)施方案中,基底420是透明的。在一些實(shí)施方案中,基底420可以是可拉伸到至少為初始尺寸的1.5倍而不會(huì)撕裂。在一些實(shí)施方案中,基底可以是可拉伸到初始尺寸的至少2倍或3倍而不會(huì)撕裂。在一些實(shí)施方案中,代替或除了拉伸而不撕裂之外,基底可以是可拉伸到初始尺寸的至少1.5倍、2倍或3倍,而不彎折、應(yīng)力斷裂或壓裂。在一些實(shí)施方案中,基底可以返回或基本上返回其初始尺寸,并且在一些實(shí)施方案中,基底可被設(shè)計(jì)成只被拉伸一次(并保持其拉伸尺寸)。在一些實(shí)施方案中,基底420包括用于附接到表面的粘合劑或粘合劑層。在一些實(shí)施方案中,基底420的一部分,例如拐角,不具有粘合劑,以便在附接后易于去除。在一些實(shí)施方案中,基底420包括結(jié)構(gòu)化表面或以其它方式變化的厚度。
圖5是天線(xiàn)的一部分的特寫(xiě)。天線(xiàn)部分500包括包含同心第一弧532的第一區(qū)域530和包括同心第二弧542的第二區(qū)域540。天線(xiàn)部分500包括導(dǎo)電材料,諸如用于本文所述的任何其它導(dǎo)體的導(dǎo)電材料。圖5示出了兩個(gè)區(qū)域:第一區(qū)域530和第二區(qū)域540。第一區(qū)域530和第二區(qū)域540中的每個(gè)包括導(dǎo)體的若干同心弧。第一區(qū)域530包括同心第一弧532。第二區(qū)域540包括同心第二弧542。同心第一弧532中的每個(gè)比同心第二弧542寬。在一些實(shí)施方案中,除了或代替比同心第二弧寬的是,同心第一弧532中的每個(gè)比同心第二弧542厚。
圖6是電導(dǎo)體的前正視橫截面圖。電導(dǎo)體610包括軸612(垂直于頁(yè)的平面)、頂部表面652、底部表面654、第一側(cè)表面656和第二側(cè)表面658、頂部第一點(diǎn)672、底部第一點(diǎn)674、頂部第二點(diǎn)676、底部第二點(diǎn)678和直線(xiàn)659。頂部表面652和底部表面654平行或基本平行。在一些實(shí)施方案中,頂部表面和底部表面在表面的至少一部分上具有一定程度的曲率。在一些情況下,兩個(gè)表面具有平行的切線(xiàn)是可接受的。頂部表面652比底部表面654窄。頂部表面652具有相對(duì)的第一側(cè)向邊緣和第二側(cè)向邊緣,由此使得在沿軸612的每個(gè)點(diǎn)處,垂直于該點(diǎn)處的軸的平面與在第一頂部點(diǎn)672和第二頂部點(diǎn)676處的第一頂部側(cè)向邊緣和第二頂部側(cè)向邊緣相交。底部表面654同樣具有相對(duì)的第一側(cè)向邊緣和第二側(cè)向邊緣,由此使得在沿軸612的每個(gè)點(diǎn)處,垂直于該點(diǎn)處的軸的平面與在第一底部點(diǎn)674和第二底部點(diǎn)678處的第一底部側(cè)向邊緣和第二底部側(cè)向邊緣相交。
第一側(cè)表面656和第二側(cè)表面658將頂部表面652連接到底部表面654。在一些實(shí)施方案中,沿軸612的長(zhǎng)度的側(cè)表面中的一些或全部是表示頂部表面和底部表面的側(cè)邊緣之間的最短路徑的表面,諸如用于第一側(cè)表面656。在其它實(shí)施方案中,取決于所期望的應(yīng)用,沿軸612的長(zhǎng)度的側(cè)表面中的一些或全部具有彎曲或小平面。第二側(cè)表面658是可用于側(cè)表面的可能設(shè)計(jì)選項(xiàng)的一個(gè)此類(lèi)示例。在任何情況下,對(duì)于代表一些實(shí)施方案的導(dǎo)體610,在第一頂部點(diǎn)672和第一底部點(diǎn)674之間的線(xiàn)與底部表面654之間形成的角度是在60度和85度之間的角度θ。在一些實(shí)施方案中,在第二頂部點(diǎn)676與第二底部點(diǎn)678之間的線(xiàn)與底表面654之間形成的角度也是在60度與85度之間的角度θ。
用于形成具有介于60度和85度之間的角度θ的導(dǎo)體的合適方法包括半加法。電介質(zhì)膜首先用任何合適材料的接合層加晶種;例如鉻,然后是薄的基部導(dǎo)電層。電鍍基底經(jīng)過(guò)電鍍構(gòu)建導(dǎo)電層(例如,銅導(dǎo)電層)至幾微米厚。將光致抗蝕劑施加到有晶種的基底上,并通過(guò)光刻工藝團(tuán)化,包括一個(gè)或多個(gè)光掩模和曝露步驟。隨后,可將與電鍍導(dǎo)電層相同或不同的導(dǎo)電材料電沉積到薄導(dǎo)電層的暴露部分上。在一些實(shí)施方案中,電沉積40微米至50微米的導(dǎo)電材料,但厚度可以根據(jù)所期望的應(yīng)用來(lái)定制。去除光致抗蝕劑,暴露所有的導(dǎo)電材料(厚的部分和薄的基部導(dǎo)電層)??梢允褂弥T如銑削、蝕刻、反應(yīng)離子蝕刻、化學(xué)機(jī)械銑削或研磨的工藝來(lái)選擇性地去除電鍍導(dǎo)電層的暴露部分。
圖7是設(shè)置在結(jié)構(gòu)化表面上的電導(dǎo)體的一部分的頂部平面圖。部分700包括具有接頭718的導(dǎo)體710以及包括峰部782和谷部784的結(jié)構(gòu)化表面780。
導(dǎo)體710可以緊密地沿循結(jié)構(gòu)化表面780的輪廓,并且在一些實(shí)施方案中可以附接到或者甚至形成為結(jié)構(gòu)化表面780的一部分。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體710可以?xún)H在峰部處、僅在谷部處、僅在峰部和谷部處或者不在峰部和谷部處附接或附著。結(jié)構(gòu)化表面780可以是用于導(dǎo)體710的主要基底,或者它可以設(shè)置在另一基底上。在一些實(shí)施方案中,結(jié)構(gòu)化表面780本身可以是可拉伸的或可變形的,在某些情況下可拉伸至未拉伸尺寸的1.5倍,或者甚至不會(huì)撕裂。
結(jié)構(gòu)化表面包括峰部782和谷部784。峰部和谷部以及它們的相對(duì)高度和深度可取決于所期望的應(yīng)用和性能。在一些實(shí)施方案中,結(jié)構(gòu)化表面780的相對(duì)側(cè)可以是基本平滑或平坦的表面。在這種情況下,基底的厚度在谷部和峰部之間變化,并且基本上由結(jié)構(gòu)化表面決定。在一些實(shí)施方案中,峰部和谷部可以組成多個(gè)線(xiàn)性微結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體延伸跨過(guò)至少兩個(gè)線(xiàn)性微結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方案中,微結(jié)構(gòu)可以是基本上三角形或棱柱形的形狀;在一些實(shí)施方案中,微結(jié)構(gòu)可以是彎曲的或圓形的,例如小透鏡。在一些實(shí)施方案中,微結(jié)構(gòu)的形狀可以沿基底的一個(gè)或多個(gè)尺寸改變,或者微結(jié)構(gòu)的特性可能改變,諸如它們的間距、高度、深度或形狀。在一些實(shí)施方案中,這些特性可以沿結(jié)構(gòu)化表面的方向平滑地改變;在一些實(shí)施方案中,這些特性可能突然地、周期性地或偽隨機(jī)地改變。整個(gè)組件的不同部分可以具有不同定向的峰部和谷部或具有不同特性(間距、高度、棱鏡角、形狀等)的峰部或谷部。
在一些實(shí)施方案中,當(dāng)整個(gè)組件彎曲或拉伸時(shí),接頭718可以用于連接導(dǎo)線(xiàn)710的股線(xiàn),以提供結(jié)構(gòu)支撐或重新分配力。在一些實(shí)施方案中,可以不使用接頭718。如果使用,接頭718可以具有取決于所期望應(yīng)用的任何合適的形狀。接頭718可以比導(dǎo)體710的其余部分基本上更厚。在圖7所描繪的部分中僅示出一個(gè)接頭;然而,在一些實(shí)施方案中,如果適用于所期望的應(yīng)用,可以使用更多的接頭。
導(dǎo)體718可以在符合結(jié)構(gòu)化表面780的狀態(tài)下起伏或彎曲。例如,導(dǎo)體718的突起部可以具有如關(guān)于例如圖1和圖2中導(dǎo)體110和導(dǎo)體210所描述的形狀特性的一些或全部。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體可以在一個(gè)或多個(gè)峰部和谷部處比在具體峰部和谷部之間的中途處更厚和/或更寬。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體710可以具有連續(xù)的曲率半徑。
對(duì)于本文所述的任何具有較厚部分和較薄部分或較寬部分和較窄部分的導(dǎo)體,較寬部分的寬度或較厚部分的厚度分別與較窄部分的寬度或較薄部分的厚度的比率可為1.1、1.5、2或甚至更多。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體在應(yīng)力下可以具有比相同形狀的導(dǎo)體低的最大應(yīng)變,不同的是導(dǎo)體具有一致的厚度、具有一致的寬度或者具有一致的寬度和一致的厚度兩者。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體可以具有至少25%的最小應(yīng)變、至少33%的最小應(yīng)變,或甚至至少50%的最大應(yīng)變。在一些實(shí)施方案中,導(dǎo)體可以在整個(gè)結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出更大的應(yīng)力一致性;例如,與相同形狀的導(dǎo)體相比,最大局部應(yīng)力與平均局部應(yīng)力的比可以降低25%、33%或甚至50%,不同的是導(dǎo)體具有一致的寬度、具有一致的厚度或者具有一致的寬度和一致的厚度兩者。
以下為本發(fā)明的實(shí)施方案。
實(shí)施方案1是一種對(duì)中在沿導(dǎo)體長(zhǎng)度的軸上的伸長(zhǎng)導(dǎo)體,由此使得:軸相對(duì)于參考線(xiàn)具有連續(xù)的一階導(dǎo)數(shù),該參考線(xiàn)平行于導(dǎo)體的伸長(zhǎng)方向;一階導(dǎo)數(shù)在多個(gè)間隔開(kāi)的第一位置處為零;軸在至少一個(gè)第二位置處具有相對(duì)于不連續(xù)的參考線(xiàn)的二階導(dǎo)數(shù);并且在每個(gè)第一位置處的導(dǎo)體比在每個(gè)第二位置處的導(dǎo)體寬。
實(shí)施方案2是一種對(duì)中在沿導(dǎo)體長(zhǎng)度的軸上的伸長(zhǎng)導(dǎo)體,由此使得:軸相對(duì)于參考線(xiàn)具有連續(xù)的一階導(dǎo)數(shù),該參考線(xiàn)平行于導(dǎo)體的伸長(zhǎng)方向;一階導(dǎo)數(shù)在多個(gè)間隔開(kāi)的第一位置處為零;軸在至少一個(gè)第二位置處具有相對(duì)于參考線(xiàn)基本為零的二階導(dǎo)數(shù);并且每個(gè)第一位置處的導(dǎo)體比在每個(gè)第二位置處的導(dǎo)體寬。
實(shí)施方案3是根據(jù)實(shí)施方案2的導(dǎo)體,其中至少一個(gè)第二位置包括至少兩個(gè)第二位置。
實(shí)施方案4是一種對(duì)中在沿導(dǎo)體長(zhǎng)度的軸上并且限定導(dǎo)體平面的伸長(zhǎng)的波狀導(dǎo)體,導(dǎo)體沿平行于導(dǎo)體的平面的方向具有寬度,由此使得沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度:該軸具有連續(xù)的曲率半徑;并且在多個(gè)間隔開(kāi)的第一位置處,軸具有局部最小曲率半徑且導(dǎo)體具有局部最大寬度。
實(shí)施方案5是根據(jù)實(shí)施方案4的導(dǎo)體,其中在每個(gè)第一位置處的局部最大寬度大于在不是第一位置的任何其它位置處的導(dǎo)體的寬度。
實(shí)施方案6是根據(jù)實(shí)施方案4的導(dǎo)體,其中軸相對(duì)于參考線(xiàn)的二階導(dǎo)數(shù)的大小沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度是連續(xù)的,其中參考線(xiàn)平行于導(dǎo)體的伸長(zhǎng)方向。
實(shí)施方案7是一種沿導(dǎo)體長(zhǎng)度伸長(zhǎng)的電連續(xù)導(dǎo)體,導(dǎo)體具有基本上恒定的高度、沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度的變化的寬度和變化的曲率半徑,由此使得沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度,導(dǎo)體的較大的曲率半徑對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體的較小的寬度,并且導(dǎo)體的較小的曲率半徑對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體的較大寬度。
實(shí)施方案8是根據(jù)實(shí)施方案7的導(dǎo)體,其中沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度,基本相等的曲率半徑的位置對(duì)應(yīng)于基本相等的寬度。
實(shí)施方案9是沿導(dǎo)體長(zhǎng)度伸長(zhǎng)的電連續(xù)導(dǎo)體,導(dǎo)體沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度具有變化的寬度和變化的曲率半徑,由此使得沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度,導(dǎo)體的寬度隨著導(dǎo)體的曲率半徑的減小而增加,并且導(dǎo)體的寬度隨著導(dǎo)體的曲率半徑的增加而減小。
實(shí)施方案10是一種對(duì)中在沿導(dǎo)體長(zhǎng)度的軸上的伸長(zhǎng)導(dǎo)體,在軸上的多個(gè)間隔開(kāi)的第一位置的每個(gè)處,與在第一位置處的軸相切的線(xiàn)平行于與導(dǎo)體的伸長(zhǎng)方向平行的相同的參考線(xiàn),在軸上的多個(gè)間隔開(kāi)的第二位置中的每個(gè)處,與第二位置處的軸相切的線(xiàn)不平行于參考線(xiàn),導(dǎo)體在每個(gè)第一位置處更寬并且在每個(gè)第二個(gè)位置處更窄。
實(shí)施方案11是一種導(dǎo)體組件,包括:撓性可拉伸基底,所述撓性可拉伸基底沿第一方向可拉伸至基底的初始未拉伸尺寸的1.5倍而不會(huì)撕裂,并且導(dǎo)體設(shè)置在基底上且大致沿第一方向延伸,該導(dǎo)體對(duì)中在沿導(dǎo)體長(zhǎng)度的軸上,使得對(duì)于沿軸的多個(gè)交替的第一位置和第二位置,導(dǎo)體在每個(gè)第一位置處比在每個(gè)第二位置處寬。
實(shí)施方案12是根據(jù)實(shí)施方案11的導(dǎo)體組件,其中軸在每個(gè)第一位置處比在每個(gè)第二位置處具有更小的曲率半徑。
實(shí)施方案13是一種沿導(dǎo)體長(zhǎng)度伸長(zhǎng)的電連續(xù)導(dǎo)體,導(dǎo)體具有沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度的變化的寬度和變化的曲率半徑,由此使得沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度,導(dǎo)體的較大的曲率半徑對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體的較小厚度,并且導(dǎo)體的較小的曲率半徑對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體的較大厚度。
實(shí)施方案14是根據(jù)實(shí)施方案13的導(dǎo)體,其具有沿導(dǎo)體長(zhǎng)度的變化的寬度,由此使得沿導(dǎo)體的長(zhǎng)度,導(dǎo)體的較大的曲率半徑對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體的較小的寬度,并且導(dǎo)體的較小的曲率半徑對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體的較大寬度。
實(shí)施方案15是一種射頻識(shí)別標(biāo)簽,包括:撓性可拉伸基底;以及設(shè)置在基底上并且對(duì)中在沿天線(xiàn)的長(zhǎng)度的軸上的天線(xiàn),由此使得對(duì)于沿軸的多個(gè)間隔開(kāi)的第一位置和第二位置:天線(xiàn)在每個(gè)第一位置處比在每個(gè)第二位置處更寬;并且軸在每個(gè)第一位置處比在每個(gè)第二位置處具有更小的曲率半徑。
實(shí)施方案16是根據(jù)實(shí)施方案15的標(biāo)簽,其中基底可拉伸至基底初始未拉伸尺寸的1.5倍,而不會(huì)撕裂。
實(shí)施方案17是一種射頻識(shí)別標(biāo)簽,包括:撓性可拉伸基底;以及設(shè)置在基底上并且具有多個(gè)第一區(qū)域和多個(gè)第二區(qū)域的天線(xiàn),每個(gè)第一區(qū)域包括多個(gè)同心第一弧,每個(gè)第二區(qū)域包括多個(gè)同心第二弧,每個(gè)第一區(qū)域的每個(gè)第一弧比每個(gè)第二區(qū)域的每個(gè)第二弧寬。
實(shí)施方案18是一種射頻識(shí)別標(biāo)簽,包括:撓性可拉伸基底;以及伸長(zhǎng)的波狀電極,其設(shè)置在基底上并且對(duì)中在沿電極的長(zhǎng)度的軸上,由此使得沿電極的長(zhǎng)度:軸具有連續(xù)的曲率半徑;并且電極包括平行的較窄頂部和較寬底部大體平的表面,它們具有對(duì)應(yīng)的頂部和底部相對(duì)的第一側(cè)向邊緣和第二側(cè)向邊緣,由此使得對(duì)于沿軸的每個(gè)點(diǎn),在該點(diǎn)處垂直于軸的平面在相應(yīng)的頂部和底部第一點(diǎn)處與頂部和底部第一邊緣相交,連接頂部和底部第一點(diǎn)的直線(xiàn)與電極的底部表面形成在60度和85度之間的角度。
實(shí)施方案19是一種射頻識(shí)別標(biāo)簽,包括:沿第一方向可拉伸并且包括結(jié)構(gòu)化表面的撓性基底,所述結(jié)構(gòu)化表面包括沿垂直于第一方向的第二方向延伸的多個(gè)線(xiàn)性結(jié)構(gòu);以及形成在結(jié)構(gòu)化表面上并且跨越多個(gè)線(xiàn)性結(jié)構(gòu)中的至少兩個(gè)線(xiàn)性結(jié)構(gòu)延伸的天線(xiàn)。
實(shí)施方案20是根據(jù)權(quán)利要求19的射頻識(shí)別標(biāo)簽,其中多個(gè)線(xiàn)性結(jié)構(gòu)是線(xiàn)性棱鏡。
除非另外指明,否則圖中元件的描述應(yīng)被理解為同樣應(yīng)用到其它圖中的對(duì)應(yīng)元件。不應(yīng)將本發(fā)明視為對(duì)上述特定實(shí)施例和實(shí)施方案的限定,因?yàn)樵敿?xì)描述此類(lèi)實(shí)施方案是為了有助于說(shuō)明本發(fā)明的各個(gè)方面。相反,本發(fā)明應(yīng)被理解為涵蓋本發(fā)明的所有方面,包括落在所附權(quán)利要求書(shū)及其等同物所定義的本發(fā)明的范圍內(nèi)的各種修改、等同工藝和替代裝置。