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TW201546429A - 具有變形指示器之保形電子裝置 - Google Patents

具有變形指示器之保形電子裝置 Download PDF

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TW201546429A
TW201546429A TW104105950A TW104105950A TW201546429A TW 201546429 A TW201546429 A TW 201546429A TW 104105950 A TW104105950 A TW 104105950A TW 104105950 A TW104105950 A TW 104105950A TW 201546429 A TW201546429 A TW 201546429A
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TW
Taiwan
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electronic device
conformal
deformation
indicator
conformal electronic
Prior art date
Application number
TW104105950A
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English (en)
Inventor
Bryan Keen
Jacob Fenuccio
Melissa Ceruolo
Sanjay Gupta
Ryan White
Original Assignee
Mc10 Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • G01M5/0025—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings of elongated objects, e.g. pipes, masts, towers or railways
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    • G08B7/06—Signalling systems according to more than one of groups G08B3/00 - G08B6/00; Personal calling systems according to more than one of groups G08B3/00 - G08B6/00 using electric transmission, e.g. involving audible and visible signalling through the use of sound and light sources
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本發明揭示具有變形指示器之保形電子器件。該保形電子器件包括電子裝置，其可操作以量測其上或靠近其佈置有該保形器件之對象之一或多個參數；囊封該等電子裝置之保形層；及變形指示器，其經構形以指示該等電子裝置、該保形層、該保形器件或其組合之變形臨限值。

Description

具有變形指示器之保形電子裝置 相關申請案之交叉參考及優先權主張
本申請案主張於2014年2月24日提出申請的美國臨時專利申請案第61/943,614號之優先權益，且其全文出於所有目的以引用方式併入本文中。
本發明之態樣概言之係關於撓性及/或可拉伸積體電路(IC)電子裝置。更具體而言，本發明之態樣係關於撓性及/或可拉伸保形電子器件。
積體電路(IC)係資訊時代之基石且係當前資訊技術工業之基礎。積體電路(即「晶片」或「微晶片」)係蝕刻或壓印至半導體材料(例如矽或鍺)上之互連電子組件之集合，例如電晶體、電容器及電阻器。積體電路呈多種形式，包括以下各項作為一些非限制性實例：感測器、微處理器、放大器、閃存記憶體、專用積體電路(ASIC)、靜態隨機存取記憶體(SRAM)、數位信號處理器(DSP)、動態隨機存取記憶體(DRAM)、可擦除程式化只讀記憶體(EPROM)及程式化邏輯器件。積體電路用於多種產品中，包括電腦(例如，個人、筆記型及平板電腦)、智慧型電話、平板電視、醫療器材、電信及網路設備、飛機、船舶及汽車。
積體電路技術及微晶片製造方面之進展已使得晶片大小穩定減小且使電路密度及電路性能增加。半導體整合之尺度已進展至單一半導體晶片可在小於一美分硬幣之空間中容納數千萬至超過一億器件的程度。此外，可使現代微晶片中每一導線之寬度小至幾分之一奈米。同時，半導體晶片之操作速度及總體性能(例如，時鐘速度及信號網絡開關速度已隨著整合之程度而增加。為與晶片上電路開關頻率及電路密度之增加保持同步，半導體封裝當前提供比幾年前之封裝更高之接腳計數、更大之功率消耗、更多之保護及更高之速度。
積體電路之進展已引起其他領域內之相關進展。一個該領域係感測器。積體電路之進展容許感測器變得更小且更有效，同時變得更能夠實施複雜操作。感測器及電路領域中之其他進展通常產生可佩戴電路，即「可佩戴器件」或「可佩戴系統」。在醫學領域內，作為實例，可佩戴器件已產生獲取、分析及診斷患者之醫學問題之新穎方法，其係藉由使患者佩戴監測特定特徵之感測器來實施。對於醫學領域，已在運動及休閒領域內產生其他用於監測身體活動及健適之目的的可佩戴器件。例如，使用者可佩戴器件，例如可佩戴跑步教練，以量測活動(例如，跑步、步行等)期間經過的距離，且量測在活動期間使用者運動之運動學。
可佩戴電路、器件及系統依賴於可變形，例如撓性、可彎曲、可壓縮、可扭曲、可拉伸等，以與對象保形。通常，該可佩戴電路包括囊封於保形層中之電子裝置。儘管保形層可變形，但保形層內之電子裝置無法變形至與保形層相同之程度。此外，儘管保形層及電子裝置二者皆可變形，但該等組件仍具有變形臨限值，超過該等臨限值組件可能受損及/或不合格。因此，該等可佩戴電路、器件及系統因變形超過構成組件之容限而易於受損及/或斷裂。
因此，業內仍需要包括指示變形臨限值之指示器之保形電子器 件。
根據本發明之態樣，使用者所佩戴之保形電子器件包括一或多個指示器，該等指示器指示一或多個與保形電子器件變形相關之變形臨限值。
根據本發明之某些態樣，保形電子器件包括可操作以對於其上或靠近其佈置有保形器件之對象、量測該對象之一或多個參數的電子裝置。保形電子器件進一步包括囊封電子裝置之保形層。保形電子器件亦包括經構形以指示電子裝置、保形層、保形器件或其組合之變形臨限值之變形指示器。
根據本發明之其他態樣，揭示包括保形基板之保形電子器件。保形電子器件進一步包括一或多種佈置於保形基板上及/或內部之電子組件，該一或多個電子組件可操作以量測佩戴保形器件之使用者之一或多個參數。此外，保形電子器件包括應變限制器，其可操作以改變保形基板、一或多個電子組件、保形電子器件或其組合因應施加至保形電子器件之變形的位移。
根據本發明概念之其他態樣，保形電子器件包括一或多個電子組件，該一或多個電子組件可操作以量測佩戴保形器件之使用者之一或多個參數。保形電子器件進一步包括圍繞一或多種電子裝置之保形囊封層。此外，保形電子器件包括變形指示器，該變形指示器經構形以指示保形電子器件之變形臨限值。保形電子器件之囊封層可操作以在保形電子器件之變形臨限值處顯露變形指示器。
上述內容並不欲代表本發明之每一揭示實施例或每個態樣。而是，前述內容僅提供本文所述一些新穎態樣及特徵之例示。在結合附圖及隨附申請專利範圍使用時，自用於實施本發明之代表性實施例及模式之以下詳細描述將容易地明瞭本發明之上述特徵及優點以及其他 特徵及優點。
100‧‧‧保形電子器件
101‧‧‧囊封層
103‧‧‧指示器
200‧‧‧保形電子器件
201‧‧‧囊封層
203‧‧‧變形指示器
205‧‧‧器件島
207‧‧‧指示器
300‧‧‧保形電子器件
301‧‧‧囊封層
303‧‧‧指示器
305‧‧‧電子裝置
600‧‧‧保形電子器件
601‧‧‧囊封層
603‧‧‧指示器
700‧‧‧保形電子器件
701‧‧‧囊封層
703‧‧‧指示器
800‧‧‧保形電子器件
801‧‧‧囊封層
803‧‧‧永久指示器
900‧‧‧保形電子器件
901‧‧‧囊封層
903‧‧‧指示器
1000‧‧‧保形電子器件
1001‧‧‧囊封層
1003‧‧‧永久指示器
1005‧‧‧件
1100‧‧‧保形電子器件
1101‧‧‧囊封層
1103‧‧‧指示器
1105‧‧‧膠囊
1107‧‧‧室
1200‧‧‧保形電子器件
1201‧‧‧囊封層
1203‧‧‧頂層
1205‧‧‧永久指示器
1300‧‧‧保形電子器件
1301‧‧‧囊封層
1303‧‧‧應變限制器
1400‧‧‧保形電子器件
1401‧‧‧囊封材料
1403‧‧‧電子裝置
1405‧‧‧應變限制器
1407‧‧‧指示器
L‧‧‧長度
L'‧‧‧長度
L"‧‧‧長度
W‧‧‧寬度
W'‧‧‧寬度
W"‧‧‧寬度
自例示性實施例之以下描述以及參考附圖將更好地理解本發明，其中：
圖1展示根據本發明概念之一些態樣之保形電子器件。
圖2A展示根據本發明之一些其他態樣之保形電子器件。
圖2B及2C展示根據本發明概念之態樣之圖2A保形電子器件的拉伸變形之透視圖。
圖3展示根據本發明概念之態樣之保形電子器件之例示性變形類型的透視圖。
圖4展示根據本發明概念之其他態樣之圖3保形電子器件之例示性變形類型的透視圖。
圖5A及5B展示根據本發明概念之其他態樣之施加至圖3保形電子器件之例示性變形類型的透視圖。
圖6展示根據本發明概念之其他態樣之保形電子器件之指示器的透視圖。
圖7展示根據本發明概念之其他態樣之保形電子器件之指示器的俯視圖。
圖8A及8B展示根據本發明概念之其他態樣之保形電子器件之指示器的透視圖。
圖9A-9C展示根據本發明概念之其他態樣之保形電子器件之指示器的透視圖。
圖10A及10B展示根據本發明概念之其他態樣之保形電子器件之指示器的視圖。
圖11A及11B展示根據本發明概念之其他態樣之保形電子器件之指示器的視圖。
圖12A及12B展示根據本發明概念之其他態樣之保形電子器件之指示器的視圖。
圖13A展示根據本發明概念之態樣之保形電子器件內的應變限制器。
圖13B展示根據本發明概念之態樣，位移對施加至應變限制器之力的曲線。
圖14展示根據本發明概念之態樣具有應變限制器及指示器之保形電子器件。
本發明易於得出各種修改及替代形式，且已在圖式中以舉例方式展示並在本文中詳細闡述了一些代表性實施例。然而，應理解，本發明並不欲限於所揭示之具體形式。而是，本發明欲涵蓋屬於如由隨附申請專利範圍界定之本發明精神及範圍內的所有修改、等效內容及替代方案。
本發明允許許多不同形式之實施例。本發明已於圖式中展示代表性實施例且本文將詳細闡述，且應理解，本發明應視為本發明原理之例示且並不意欲將本發明之廣泛態樣限定於所闡釋之實施例。就此而言，例如摘要、發明內容及實施方式部分中所揭示、但申請專利範圍中未明確陳述之要素及限制不應以暗示、推理或其他方式單獨或共同納入申請專利範圍中。出於本發明詳細描述之目的，除非明確不主張，否則：單數形式包括複數形式且反之亦然；且詞語「包括」意指「包括(但不限於)」。此外，近似值之詞語(例如「約」、「幾乎」、「實質上」、「大約」及諸如此類)可在本文中可用於例如「處於、接近或幾乎處於」或「在3%-5%內」或「在可接受之製造容限內」或其任一邏輯組合之意義中。
除非明確指示相反之情形，否則如本文在說明書中使用之不定 冠詞「一(a)」及「一(an)」應理解為意指「至少一個」。
如本文在說明書中使用之片語「及/或」應理解為意指如此結合之元件中之「任一者或兩者」，即，在一些情形下以結合方式存在之元件及在其他情形下以分離方式存在之元件。以「及/或」列示之多個元件應視為呈相同方式，即，如此結合之元件中之「一或多者」。可視情況存在除由「及/或」從句所明確鑑別之元件之外的其他元件，無論與所明確鑑別之彼等元件相關抑或不相關。因此，作為非限制性實例，當結合諸如「包含」之開端式語言使用時，對「A及/或B」之提及在一個實施例中可僅指A(視情況包括除B以外之元件)；在另一實施例中，僅指B(視情況包括除A以外之元件)；在另一實施例中，指A及B兩者(視情況包括其他元件)。
如本文在說明書中所使用，提及一或多個元件之列表之片語「至少一個」應理解為意指選自該元件列表中之元件中之任一或多者的至少一個元件，但未必包括該元件列表內所明確列示之每一元件中之至少一者，且不排除該元件列表中元件之任何組合。此定義亦允許可視情況存在除片語「至少一個」所指之該元件列表內明確鑑別之元件以外的元件，無論與明確鑑別之彼等元件相關抑或不相關。因此，作為非限制性實例，「A及B中之至少一者」(或等效地，「A或B中之至少一者」，或等效地，「A及/或B中之至少一者」)在一個實施例中可指至少一個(視情況包括一個以上)A，且不存在B(且視情況包括除B以外之元件)；在另一實施例中，指至少一個(視情況包括一個以上)B，且不存在A(且視情況包括除A以外之元件)；在另一實施例中，指至少一個(視情況包括一個以上)A及至少一個(視情況包括一個以上)B(且視情況包括其他元件)。
術語「撓性」、「可拉伸」及「可彎曲」(包括其詞根及衍生詞)在作為形容詞用於修飾電子裝置、電子組件、電路、電系統及電器件或 裝置時意欲涵蓋，包含至少一些具有柔韌或彈性特性之組件，使得電路能夠分別被撓曲、拉伸及/或彎曲而不撕裂或斷裂或損害其電特徵的電子裝置。該等術語亦欲涵蓋以一定方式構形以在施加至可拉伸、可彎曲、可膨脹或其他柔韌表面時適應且保留功能之具有電路之組件(無論該等組件本身是否個別地可拉伸、撓性或可彎曲)。在認為「非常可拉伸」之構形中，電路能夠拉伸及/或壓縮及/或彎曲，同時耐受例如介於-100%至100%、-1000%至1000%、且在一些實施例中高達-100,000%至+100,000%範圍內之高平移應變及/或例如至180°或更大程度之高旋轉應變，而無破裂或斷裂且同時實質上維持於未應變狀態下發現之電性能。
圖1展示根據本發明態樣之保形電子器件100。保形電子器件100包括由囊封層101(或基板)圍繞之電子裝置(未展示)。囊封層101可由可與其上佈置有保形電子器件100之表面之輪廓保形的例如軟質、撓性及/或其他可拉伸非導電及/或導電材料形成。該等表面之實例可包括(但不限於)使用者(例如人類或動物)之身體部分或任何其他對象。囊封層101之適宜材料包括例如聚合物或聚合材料。可用聚合物或聚合材料之非限制性實例包括(但不限於)非導電及選擇性導電(例如，一或多個導電區及/或完全導電)之聚矽氧二者或聚胺基甲酸酯。可用聚合物或聚合材料之其他非限制性實例包括塑膠(包括熱塑性塑膠、熱固性塑膠或生物可降解塑膠)、彈性物(包括熱塑性塑膠彈性物、熱固性彈性物或生物可降解彈性物)及織物(包括天然織物或合成織物)，例如(但不限於)丙烯酸酯、縮醛聚合物、纖維素聚合物、氟聚合物、耐綸(nylon)、聚丙烯腈聚合物、聚醯胺-醯亞胺聚合物、聚丙烯酸酯、聚苯并咪唑、聚丁烯、聚碳酸酯、聚酯、聚醚醯亞胺、聚乙烯、聚乙烯共聚物及經改質聚乙烯、聚酮、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚甲基戊烯、聚苯醚及聚苯硫、聚鄰苯二甲醯亞胺、聚丙烯、聚胺基甲酸酯、 苯乙烯樹脂、基於碸之樹脂、基於乙烯基之樹脂或該等材料之任何組合。在實例中，本文之聚合物或聚合材料可係UV可固化聚合物，例如(但不限於)UV可固化聚矽氧。
囊封層101可使用任何適宜製程(例如澆注、模製、衝壓或任何其他已知或下文研發之製造方法)來形成。此外，囊封層101可包括多種可選特徵，例如孔洞、突出、溝槽、凹痕、非導電互連件、或任何其他特徵。藉助非限制性實例，囊封層101可使用包覆模製製程來形成。通常，包覆模製容許先前製造之部件插入注射模製機器中之模具腔中，此在第一部件上或其周圍形成新塑膠部件、部分或層。一種該包覆模製製程包括直接澆注能夠在電子裝置上形成囊封層101之液體材料。然後液體材料可固化(例如，冷卻及凝固)。固化可在任何適宜條件下例如藉由在所澆注液體材料上施加壓力、加熱基板及/或施加真空來實施。
作為另一實例，可使用層壓製程將電子裝置包埋於囊封層101中。例如，可將囊封層101預澆注成片。然後可將液體黏著劑(例如，用於形成囊封層之未固化液體材料或任何其他適宜黏著劑)佈置於電子裝置上。然後可將囊封層101佈置於黏著劑上且施加壓力以擠出過量黏著劑。然後可使黏著劑固化以將囊封層101牢固地耦合至電子裝置之至少一部分，由此形成圖1之保形電子器件100。
保形電子器件100之電子裝置可經構形以變形，例如撓曲、彎曲、拉伸、扭曲及/或壓縮。因此，保形電子器件100之電子裝置將至少部分地與對象之表面、例如使用者之皮膚保形。根據一些實施例，電子裝置包括複數個藉由一或多個互連件互連之器件「島」。本文所提及之經囊封離散島(或「封裝」)係例如以「器件島」配置配置之離散操作性器件，且其本身或其部分能夠執行本文所述之功能。操作性器件之該功能可包括例如積體電路、物理感測器(例如，溫度、pH、 光、輻射等)、生物感測器、化學感測器、放大器、A/D及D/A轉換器、光學收集器、機電變換器、壓電致動器、發光電子裝置(例如，LED)及其任一組合。使用一或多個標準IC(例如，單晶矽上之CMOS)之目的及優點係使用高品質、高性能及高功能化電路組件，該等組件易於使用熟知製程來獲得及批量製造，且提供遠優於藉由被動構件製造之功能及數據世代的一系列功能及數據世代。
可藉由器件島之間之互連件至少部分地達成電子裝置撓曲、彎曲、拉伸、扭曲及/或壓縮之能力，同時器件島可保持更堅硬。器件島及電子裝置通常經構形以實施感測、量測及/或以其他方式量化靠近保形電子器件100之對象之一或多個參數。電子裝置容許保形電子器件100提供保形感測能力，從而提供與表面之透明機械緊密接觸，以改良對與至少一個對象相關之生理資訊或其他資訊的量測及/或分析。舉例而言，對象可係佩戴保形電子器件100之使用者。使用者可係人類或非人類動物。使用者可在身體部分上、例如在胳膊、腿、胸、腰、頭等上佩戴保形電子器件100，以獲得關於身體部分之一或多個參數之一或多個量測。該一或多個量測可係例如(但不限於)加速量測、肌肉活化量測、心率量測、心電圖(ECG)量測、電活性量測、溫度量測、水合度量測、中性活性量測、導電率量測、環境量測、壓力量測及其組合。
保形電子器件100之電子裝置可包括一或多個被動電子組件及/或一或多個主動電子組件。被動及/或主動電子組件提供多種感測模式。以舉例方式而非限制方式，該等組件可包括電晶體、放大器、光檢測器、光二極體陣列、顯示器、發光器件、光伏打器件、感測器、發光二極體、半導體雷射陣列、光學成像系統、大面積電子器件、邏輯閘陣列、微處理器、積體電路、電子器件、光學器件、光電器件、機械器件、微機電器件、奈米機電器件、微流化器件、熱器件及其他 器件結構。
根據一些實施例，電子裝置可使用一或多個參數來分析多種應用，例如醫學診斷、醫學治療、身體活動、運動、物理療法及/或臨床目的。舉例而言，可分析由保形電子器件100收集之一或多個參數之數據以及基於感測身體之其他生理量測收集的數據，以提供與醫學診斷、醫學治療、物理狀態、身體活動、運動、物理療法及/或臨床目的相關之有用資訊。在與醫藥之組合中，可使用一或多個參數之數據來監測及/或確定目標議題，包括對治療方案之順從性及/或效應。此外，保形電子器件100之大小、重量及/或放置並不阻礙一或多個參數之感測、量測或其他量化。
藉助特定實例且無限制，本文所述之保形電子器件100可操作以監測使用者之身體運動及/或肌肉活動，且收集指示監測之所量測數據值。監測可實時、以不同時間間隔及/或要求時實施。此外，保形電子器件100可經構形以將所量測之數據值儲存至保形電子器件100內之記憶體及/或將所量測之數據值傳達(例如，傳送)至外部記憶體或其他儲存器件、網路及/或板外計算器件。舉例而言，外部儲存器件可係伺服器，包括數據中心之伺服器。適用於本文所述原理中之任一者之計算器件之非限制性實例包括智慧型電話、平板電腦、筆記型電腦、板岩、電子書(或其他電子閱讀器)、手持式或佩戴式計算器件、Xbox®、Wii®或其他遊戲系統。
根據一些實施例，一或多個組件係藉由互連件進行電連接。互連件可為撓性、可彎曲、可拉伸及/或可擴大的且使電子裝置之組件電互連以在保形電子器件100內形成一或多個電路。互連件可由任何導電材料(例如銅、銀、金或其他導電金屬)形成。根據一些實施例，互連件可由半導體材料(例如矽、鍺、鎵、矽鍺等)形成，且可根據多種圖案化技術(例如半導體材料之光微影)來形成。
如圖1中所圖解說明，根據一些實施例，保形電子器件100可構形為撓性及/或可拉伸薄帶。然而，可在不背離本發明之精神及範疇的情況下改變保形電子器件100之形狀及構形。根據一些實施例且不限於，該等構形可包括例如可施加至使用者(例如人類皮膚)(例如，使用黏著層)之彈性貼片。該等彈性貼片可包括佈置在撓性及/或可拉伸基板(例如，囊封層101)中或上之保形電極(例如，作為電子裝置之一或多個組件)。
保形電器件100或可包括保形電子器件100(例如，作為子器件)之器件的非限制性實例包括可佩戴電子器件、可佩戴帶或任何其他等效帶，例如(但不限於)NIKE+FUELBAND®(Nike公司)、FITBIT®(Fitbit公司)、UPTM袖口(Jawbone)或LIVESTRONG®(Livestrong Foundation)。此外，根據本文所揭示態樣之保形電子器件100可納入其中變形限制性控制、調節及/或指示將合意之任何產品中。
保形電子器件100經構形以可變形(例如，撓性、可彎曲、可壓縮、可拉伸、可扭曲等)以至少能夠與對象(例如使用者之皮膚)之表面保形。儘管保形電子器件100具有保形性質，但保形電子器件100具有某些變形臨限值。因此，保形電子器件100之一或多個元件(例如囊封層101及/或電子裝置)可因變形超過變形臨限值而不合格。
保形電子器件100及/或保形電子器件100之一或多個元件的變形臨限值係超過保形電子器件100之鬆弛、非變形狀態之量化變形量。根據一些實施例，量化量係變形之範圍。以舉例方式而非限制方式，該範圍之上限可係前面緊接導致保形電子器件100損壞之變形量的變形量。導致保形電子器件100損壞之此一變形量構成變形限值。另一選擇為，該範圍之上限可為變形限值。
根據一些實施例，變形臨限值可係特定變形量，例如前面緊接變形限值之變形量或變形限值本身。根據一些實施例，變形臨限值可 係大於變形限值之範圍，例如其中該範圍之下限大於變形限值之範圍。另一選擇為，變形臨限值可係大於變形限值之特定變形量。
為防止因變形引起保形電子器件100受損，保形電子器件100包括指示器103。指示器103經構形以指示保形電子器件100或保形電子器件100之一或多個組件(例如電子裝置及/或囊封層101)的變形臨限值。單獨或與保形電子器件100之其他元件的一或多種特性相關的指示器103之一或多種特性經構形，使得指示器103在變形臨限值處顯現為可聽得見的，及/或提供觸覺反應。因此，指示器103經構形以在保形電子器件100或保形電子器件100之一或多個元件不合格及/或斷裂(或其指示)之前，提供保形電子器件100及/或保形電子器件100之一或多個元件的變形臨限值之指示。根據一些實施例，此外或另一選擇，指示器103可產生警示(例如，通信)並將其傳送至保形電子器件100外部之器件。然後該外部器件可基於自保形電子器件100之指示器103發送之警示提供指示。
指示器103可由多種材料(例如金屬、塑膠、織物等)形成，且可根據多種形狀形成。以舉例方式而非限制方式，指示器103可呈立方體、球形、條帶、帶等形狀。指示器103可在其外表面上包括多種圖案，例如線、波紋、鋸齒形等。根據一些實施例，指示器103係由具有基於例如高反射率、特定色彩等之高可視性之材料形成。根據一些實施例，指示器103可由撓性材料或剛性材料形成。根據撓性材料，指示器103可與保形電子器件100之形狀保形。根據剛性材料，儘管保形電子器件100變形，但指示器103仍可維持其形狀，例如提供保形電子器件100之變形臨限值之觸覺指示。
變形可係保形電器件100之任一類型之機械操縱，例如(但不限於)保形電子器件100之拉伸、壓縮、彎曲、撓曲及/或扭曲。該變形可沿一或多個軸，例如x軸、y軸及/或z軸。此外，在不同軸內可出現 不同類型之變形，例如在x軸內出現之拉伸變形以及在y軸內出現之壓縮變形。
根據上文所論述之變化形式，指示器103可指示變形臨限值。以舉例方式而非限制方式，變形指示器103可指示變形之範圍，其中該範圍之上限為變形限值。另一選擇為，指示器103可指示前面緊接變形限值之變形量之變形臨限值。因此，指示器103可指示保形電子器件100正接近及/或已達到變形限值。
另一選擇為，或此外，變形指示器103可指示適用於保形電子器件100之變形臨限值。此一變形臨限值可代表活化及/或起始保形電子器件100之一或多種功能所需之特定變形量。舉例而言，此一指示器可指示拉伸、彎曲及/或扭曲保形電子器件100以觸發保形電子器件100之一或多種功能的程度。
指示器103根據視覺指示、聽覺指示及/或觸覺指示中之一或多者指示變形臨限值。關於產生警示並將其傳送至外部器件之指示器103，該警示可使外部器件產生視覺指示、聽覺指示及/或觸覺指示中之一或多者。關於視覺指示且再言及圖1，保形電子器件100包括指示器103。指示器103靠近囊封層101之表面佈置，使得基於囊封層101之變薄(例如，囊封層101之一部分經構形以展現期望變薄程度)來提供視覺指示。隨著囊封層101變薄，指示器103經顯露處於囊封層101下方。顯露指示器103用作對使用者之保形電子器件100已達到變形臨限值之視覺指示。
控制指示器103及囊封層101之一或多種特性，使得於變形臨限值處顯露指示器103。控制囊封層101之厚度及透明度以及變形指示器103之可視性及深度，使得在將指定變形量施加至保形電子器件100時顯露變形指示器103。選擇指定量及/或類型，使得例如在達到變形限值之前提供指示。
基於可施加至保形電子器件100之變形之不同類型及量，指示器之類型可發生變化。圖2A及2B展示根據本發明概念之態樣之保形電子器件200之拉伸變形的透視圖。保形電子器件200與圖1之保形電子器件100之相似之處在於其係撓性、可拉伸及可彎曲之帶。此外，與保形電子器件100一樣，保形電子器件200包括囊封保形電子器件200之電子裝置(未展示)之囊封層201。然而，保形電子器件200包括與圖1之保形電子器件100之不同之變形指示器203。
特定而言，圖2A展示呈未拉伸狀態之保形電子器件200。在未拉伸狀態下，保形電子器件200具有長度L及寬度W。由於保形電子器件200呈帶形式，故長度L大於寬度W。然而，根據本發明概念之其他實施例，長度L及寬度W可變化，使得保形電子器件之寬度W可等於或大於長度L。以舉例方式而非限制方式，呈未拉伸狀態之保形電子器件200之長度L及寬度W可分別為125毫米(mm)及10mm。保形電子器件200亦可具有指定厚度，例如1.75mm。
言及圖2B且如上文所述，保形電子器件200包括指示器203。指示器203可操作以向使用者提供視覺指示，以根據變形之特定類型及/或量中斷保形電子器件200之變形。以舉例方式而非限制方式，圖2B圖解說明相對於圖2A呈拉伸狀態之保形電子器件200(例如，因拉伸而變形)。在拉伸狀態下，保形電子器件200之長度L’及寬度W’可分別為例如150mm及9mm。此外，呈拉伸狀態之保形電子器件200之厚度可係例如1.5mm。隨著保形電子器件200被拉伸，指示器203顯現較強視覺對比。指示器203與囊封層201結合經構形以向使用者指示保形電子器件200已達到變形臨限值。即，隨著保形電子器件200被拉伸，厚度減小。隨著厚度減小，指示器203變得可視。
根據一些實施例，對應於指示器203之位置形成較薄囊封層201以有助於指示器203之可視性。舉例而言，可減小囊封層201之厚度以 在保形電子器件200變形時促進指示器203之更高量之視覺顯示。作為非限制性實例，囊封層201之厚度可局部或沿其整體減小0.25mm(例如，對應於指示器之位置)，以達成指示器203增加的視覺指示。
指示器203變得可視指示使用者中斷保形電子器件200之變形。根據圖2B中所圖解說明之實施例，指示器203變得可視指示使用者在保形電子器件200達到縱向變形之前或同時(例如在保形電子器件200損壞(例如，達到變形限值)之前)停止拉伸保形電子器件200。
如所圖解說明，指示器203在電子裝置之器件島205之間可呈蛇形互連件之形狀。蛇形互連件可為主動的，例如使保形電子器件200內電子裝置之一或多個組件電互連。舉例而言，蛇形互連件可電連接器件島205。另一選擇為，蛇形互連件可為被動的且僅用作指示器，同時不使電子裝置之器件島205電互連。
指示器之形狀及/或圖案可在不背離本發明概念之精神及範疇的情況下發生變化。根據一些實施例，指示器之圖案可用於進一步指示例如藉由提供一或多個進一步指示停止保形電子變形之標記來停止保形電子器件之變形。舉例而言，指示器之標記可拼讀為在變形達到指定變形臨限值時顯現之詞語，例如STOP。因此，僅藉由指示器所顯現，指示使用者停止變形。藉由指示器圖案之標記本身進一步強調該指示，從而進一步鑑別以供使用者停止。
儘管對圖1、2A及2B圖解說明且闡述為在保形電子器件內整合之對象或圖案，但指示器可在不背離本發明之精神及範疇的情況下具有多種式樣。根據一些實施例，一或多個指示器可包括囊封層內之裂紋或其他小特徵或缺陷。在非變形狀態下，裂紋或其他小特徵或缺陷係不可視的。然而，在達到例如變形臨限值時，裂紋或其他小特徵或缺陷變得可視以指示接近變形限值。
言及圖2C，圖2C展示根據本發明概念之態樣具有囊封層201中之 指示器207之保形電子器件200。在圖2A所展示之初始未變形狀態下、例如在未拉伸狀態下，保形電子器件200展現平滑表面。在變形狀態、例如拉伸狀態下，保形電子器件200將指示器207展現為囊封層201中之小模製裂紋及/或間隙。模製裂紋及/或間隙經設計以在變形臨限值處顯現來向使用者提供指示。舉例而言，在指定變形臨限值處，囊封層201將指示器207展現為在保形電子器件200變形時開放之小裂紋。此外或另一選擇，除拉伸外，裂紋可在扭曲、彎曲或其他變形類型期間顯現。因此，除藉由囊封層(例如，囊封層101及201)囊封指示器外，指示器可進一步處於囊封層內或構成囊封層之一部分，例如上述模製裂紋及/或間隙。
根據一些實施例，保形電子器件200可包括唯一指示器203或唯一指示器207。另一選擇為，根據一些實施例，保形電子器件200可包括指示器203及指示器207二者。根據一些實施例，指示器203及指示器207可經構形以在相同變形臨限值、例如低於變形限值之變形臨限值處顯現。另一選擇為，根據一些實施例，每一特定指示器可經構形以在不同變形臨限值處顯現。舉例而言，使指示器203顯現之變形臨限值可低於使指示器207顯現之變形臨限值。因此，對於拉伸，作為實例，在使用者拉伸保形電子器件200時，指示器203最初可顯現以通知使用者中斷變形。若使用者繼續使保形電子器件200在另一較高變形臨限值處變形，則指示器207可顯現以進一步指示使用者中斷保形電子器件200之變形。
因此，保形電子器件200在圖2C中相對於圖2B進一步拉伸。在圖2C之進一步拉伸狀態下，保形電子器件200之長度L”及寬度W”可分別為例如125mm及8mm。此外，圖2C中呈拉伸狀態之保形電子器件200之厚度可為例如1.25mm。
根據一些實施例，在指示器207可視時，指示器203仍可視。另 一選擇為，根據一些實施例，在指示器207可視時，指示器203可變得不可視(如圖2C中所展示)。
根據一些實施例，指示器207之受控裂紋可至少部分地降低保形電子器件200上由變形引起之應力。指示器207之裂紋可以受控方式釋放例如囊封層201中之應力以減小一定所施加應力。
如上文所述，指示器可指示接近及/或達到變形臨限值。根據一些實施例，例如在使用者已使保形電子器件變形超過變形限值且損壞該器件時，指示器可指示大於保形電子器件之變形限值之變形臨限值。儘管例如當中斷變形時，指示低於變形限值之變形臨限值之指示器可返回至正常非指示性狀態，但變形臨限值大於變形限值之指示器並不返回至正常非指示性狀態。此一指示器一旦顯露即可視為永久指示器。根據一些實施例，一或多個永久指示器可包括例如在達到變形臨限值時部分或完全斷裂之絲線、具有內建故障區之織物(例如耐綸網布)或當保形電子器件變形至變形臨限值時破裂之其他類似特徵。
上述指示器代表例示性視覺指示器。根據一些實施例，指示器可提供變形臨限值之聽覺指示，例如接近變形臨限值及/或超過變形臨限值。舉例而言，指示器可發出破裂音作為保形電子器件經受低於變形限值之變形臨限值時之聽覺指示。此一指示器可包括例如當保形電子器件變形時產生破裂及/或撕裂音之材料，例如耐綸網布。
根據一些實施例，根據相對於保形電子器件及/或保形電子器件之一或多個組件(例如電子裝置之互連件)的變形臨限值之耐綸網布之變形臨限值選擇耐綸網布(或其他材料)。聽覺指示器經選擇以具有小於保形電子器件100及/或一或多個組件之變形臨限值的變形臨限值，使得聽覺指示器在保形電子器件及/或一或多個組件達到其變形限值之前提供聽覺指示。因此，使保形電子器件變形之使用者可因應聽覺指示在使保形電子器件及/或一或多個組件損壞之前中斷變形。
根據一些實施例，指示器可提供變形、例如接近變形限值及/或超過變形限值之觸覺指示。該觸覺指示可基於例如形狀變化。觸覺指示器可引起保形電子器件表面附近之形狀變化。形狀變化可對應於保形電子器件內引起保形電子器件中使用者可感覺到之觸覺變化的指示器輪廓或外形。保形電子器件內之一或多個特徵可整合至保形電子器件中作為觸覺指示器。觸覺指示器之非限制性實例包括例如蛇形、波紋形、波形、鋸齒形及/或環扣形觸覺特徵。
根據一些實施例，保形電子器件之電子裝置內之主動互連件可構成觸覺指示器。互連件可為保形電子器件之電連接一或多個組件之主動導電互連件。另一選擇為，互連件可為被動非導電及/或非連接特徵。
舉例而言，互連件可佈置在保形電子器件之靠近表面之一部分中，使得互連件之輪廓或外形在保形電子器件變形時、例如在保形電子器件變形至低於變形限值之變形臨限值時突出。
根據一些實施例，指示器可提供視覺指示及觸覺指示二者。例如，互連件可靠近表面佈置，使得基於互連件之平面外變形結合頂層之變薄(例如，囊封層之一部分經構形以展現期望變薄程度)來提供視覺指示。此用作對使用者之保形電子器件接近變形限值之視覺指示。此外，與頂層之變薄組合，指示器可引起形狀變化，例如使表面相對於不在指示器上方之表面(或防止表面進一步變薄)升高至指示器上方。可使用者感覺到保形電子器件輪廓之變化作為觸覺指示器。
如本文所述之保形電子器件可經構形以包括聽覺指示器、視覺指示器及觸覺指示器中之一或多者之任一組合。根據一些實施例，保形電子器件可經構形，使得在不同方向(例如，旋轉及線性方向)上施加之變形產生不同量之視覺指示及聽覺指示。保形電子器件亦可包括一或多個組件，例如接收器及傳送器，用於將一或多個警示(例如， 通信)傳送至一或多個外部器件。舉例而言，保形電子器件之指示器可產生一或多個警示。例如經由無線通信媒體將該一或多個警示傳送至一或多個外部器件，且在基於指示器之一或多個外部器件處產生聽覺指示器、視覺指示器及觸覺指示器中之一或多者。
圖3-5B圖解說明根據本發明概念之態樣之變形類型的多個實例。圖3-5B中所圖解說明之保形電子器件300代表如上文所述之保形電子器件。
言及圖3，保形電子器件300包括囊封指示器303及電子裝置305之囊封層301。囊封層301及指示器303中之一或多者經構形，使得保形電子器件300變形(例如，彎曲)至變形臨限值顯露保形電子器件300之彎曲部分附近的指示器303(或使得指示器303變得更可視)。如所圖解說明，指示器303可呈蛇形互連件之形狀。該等互連件可用於指示變形之唯一目的或亦可使電子裝置305之一或多個組件電互連。指示器303提供達到變形臨限值且接近保形電子器件300之變形限值之視覺指示。
除為可視指示器外，圖3之指示器303亦可為觸覺指示器。當保形電子器件300變形(例如，彎曲)時，指示器303使得囊封層301之表面在指示器303上方以相對於不在指示器303上方之囊封層301升高。由升高的囊封層301產生之輪廓對於使用者係可視指示以及觸覺指示，其指示保形電子器件300接近(例如，例如在應變限值之5%-10%內)及/或已達到變形臨限值。
圖4展示根據本發明概念之態樣之圖3保形電子器件300的另一例示性變形類型。如圖4中所圖解說明，變形係使保形電子器件300扭曲。舉例而言，使保形電子器件300扭曲至扭曲變形臨限值顯露保形電子器件300之扭曲部分附近的指示器303(或使指示器變得更可視)。而且，儘管圖解說明且闡述為蛇形圖案，但指示器303可在不背離本 發明之精神及範疇的情況下呈其他形狀及圖案形式。
如圖3中所圖解說明及闡述，指示器301可提供變形臨限值之視覺及觸覺指示二者。當保形電子器件300變形(例如，在圖4中為扭曲)時，指示器303使囊封層301之表面在指示器303上方以相對於不在指示器303上方之囊封層301升高。由升高的囊封層301產生之輪廓對於使用者係保形電子器件300之變形臨限值之可視指示以及觸覺指示。
圖5A及5B展示施加至保形電子器件300之另一例示性變形類型之透視圖。圖5A圖解說明呈未拉伸狀態之保形電子器件300，且圖5B圖解說明呈拉伸狀態之保形電子器件300。如圖5A相對於圖5B中所圖解說明，在未拉伸狀態下，指示器303不可視。然而，在拉伸狀態下，指示器303變得可視以指示保形電子器件300之變形臨限值。在反應中，使用者可中斷保形電子器件300變形以防止保形電子器件300損壞。
圖6展示根據本發明概念之其他態樣之保形電子器件600之指示器603的透視圖。如上文所論述，指示器之圖案可用於進一步指示例如藉由提供一或多個標記來停止相關保形電子器件之變形。舉例而言，圖6展示包括圖案之指示器603之透視圖，該圖案用於進一步指示使用者停止保形電子器件之變形。更特定而言，圖6中所展示呈變形(例如，拉伸)狀態之保形電子器件600處於變形臨限值處。保形電子器件600包括囊封層601。在囊封層601內係指示器603。根據保形電子器件600及囊封層601之變形狀態，囊封層601顯露指示器603。指示器603包括標記STOP，以進一步通知使用者在達到變形臨限值時停止保形電子器件600之變形。舉例而言，指示器603可係在囊封層601內形成之切段，其在保形電子器件600達到變形臨限值時顯現。
圖7展示根據本發明概念之其他態樣之保形電子器件700之另一指示器703的俯視圖。保形電子器件700包括囊封層701。囊封層701之 頂表面包括呈傾斜切段形式之指示器703。圖7中所展示例如呈拉伸狀態之保形電子器件700處於變形臨限值處。在拉伸狀態下，囊封層701顯露呈傾斜切段形式之指示器703以通知使用者停止保形電子器件700之變形。指示器703構成視覺指示器及觸覺指示器二者。舉例而言，指示器703之切段可顯露囊封層701之可具有不同色彩之下層。使保形電子器件700變形之使用者皆可感覺到指示器703之切段且觀察到色彩差別作為停止使保形電子器件700變形之指示。
如上文所述，例如當使用者已使保形電子器件變形超過變形限值且損壞器件時，指示器可指示大於保形電子器件之變形限值之變形臨限值。舉例而言，變形臨限值大於變形限值之指示器並不返回至正常非指示性狀態。此一指示器一旦顯露即可視為永久指示器。
圖8A及8B展示根據本發明概念之其他態樣之保形電子器件800之永久指示器803的透視圖。言及圖8A，保形電子器件800包括囊封層801及指示器803。指示器803可附加至囊封層801之頂表面，或可包埋於囊封層801內。
在鬆弛狀態下且在變形至變形臨限值之前，指示器803係單件的。舉例而言，指示器803可係全像膜。言及圖8B，在保形電子器件800變形超過變形限值後，指示器803發生斷裂以指示經歷超過變形限值之變形的保形電子器件800。舉例而言，指示器803經構形以指示超過保形電子器件800、囊封層801及電子裝置(未展示)中之一或多者之變形限值的變形臨限值。指示器803可顯露保形電子器件800無法基於經歷超過變形限值之變形之保形電子器件800正確地發揮功能。儘管根據單一圖案展示為不同指示器，但指示器803可在不背離本發明之精神及範疇的情況下具有多種其他圖案之形狀，例如貼片之外形。
圖9A-9C展示根據本發明概念之其他態樣之保形電子器件之另一永久指示器的透視圖。言及圖9A，保形電子器件900包括囊封層901 及指示器903。指示器903呈垂片形式且包埋在囊封層901內。
如圖9B中所展示，當囊封層901拉伸時，指示器903亦拉伸，使得垂片自嚙合狀態(圖9A)變成脫離狀態(圖9B)。指示器903中自圖9A之嚙合狀態變成圖9B之脫離狀態對應於超過指示器903(另外，例如保形電子器件900之一或多個組件)之變形限值的變形臨限值。
言及圖9C，即使囊封層901返回至鬆弛狀態，指示器903仍保持在脫離狀態下，以向使用者顯露保形電子器件900經歷了超過至少指示器903之變形限值的變形。
圖10A及10B展示根據本發明概念之其他態樣之保形電子器件1000之永久指示器1003的視圖。保形電子器件1000包括囊封層1001。呈活結連接形式之指示器1003包埋於及/或附加至囊封層1001中。指示器1003可由兩個聯鎖件1005形成，其中一個件包括開合，且另一個件包括索節。在變形至變形臨限值前之鬆弛狀態下，指示器1003呈開合與索節聯鎖之聯鎖狀態。如圖10B中所展示，在保形電子器件1000變形超過變形限值時，例如變形至大於變形限值之變形臨限值時，指示器1003自件1005之聯鎖位置解鎖(例如，開合離開索節)。儘管保形電子器件1000返回至鬆弛狀態，但指示器1003仍保持在解鎖位置。此指示(例如，對於使用者)保形電子器件1000經歷了超過變形限值之變形。
圖11A及11B展示根據本發明概念之其他態樣之保形電子器件1100之指示器1103的視圖。保形電子器件1100可係例如使用者所佩戴之貼片。保形電子器件1100包括囊封層1101。指示器1103包埋在囊封層1101內。指示器1103包括處於室1107內填充有染料之膠囊1105。然而，膠囊1105可在不背離本發明之精神及範疇的情況下填充有與室1107內之材料不同之其他材料(或在室1105內不存在材料)。
如圖11B中所展示，在保形電子器件1100之囊封層1101經歷滿足 指示器1103之變形臨限值之變形時，膠囊1105發生斷裂，從而容許染料填充室1107之空白區域。舉例而言，指示器1103之膠囊1105經構形以在超過保形電子器件1100、囊封層1101及保形電子器件1100內之電子裝置(未展示)中之一或多者之變形限值的變形臨限值處發生斷裂。來自室1107內膠囊1105之染料指示至少指示器1103之膠囊1105經歷滿足變形臨限值、且例如超過保形電子器件1100之變形限值之變形。
圖12A及12B展示根據本發明概念之其他態樣之保形電子器件1200之永久指示器1205的視圖。如圖12A中所展示，保形電子器件1200包括囊封層1201。囊封層1201包括在指示器1205上方之頂層1203(圖12B)。在保形電子器件1200尚未經歷頂層1203及/或指示器1205之變形臨限值之鬆弛狀態下，囊封層1201之頂層1203覆蓋指示器1205。
言及圖12B，在使保形電子器件1200暴露於滿足頂層1203之變形臨限值之變形時，頂層1203撕裂且顯露下方之指示器1205。舉例而言，囊封層1201之頂層1203經構形以在超過保形電子器件1200、囊封層1201及保形電子器件1200內之電子裝置(未展示)中之一或多者的變形限值之變形臨限值處發生斷裂。
上述指示器展示機械指示器之多種實例以提供變形之視覺、聽覺及觸覺指示。根據一些實施例，指示器可呈電指示器形式，且可整合至保形電子器件之電子裝置之一或多個組件中。舉例而言，電指示器可提供對保形電子器件之變形之電反應。該電反應可呈例如活化保形電子器件或與保形電子器件連通之器件(例如智慧型電話)上之光(例如，紅色警告光)的信號形式。
根據其他實施例，保形電子器件可包括處理器作為電子裝置之一個組件。對指定變形量之反應，處理器可執行儲存在一或多個處理器可讀媒體上之電腦程式代碼，以將通信(例如，文字訊息，郵件訊息等)傳送至計算器件。作為指示器，該通信可以視覺方式及/或聽覺方 式指示保形電子器件正在根據變形臨限值變形且可能接近變形限值。作為非限制性實例，計算器件可為一或多種智慧型電話、平板電腦、筆記型電腦、板岩、電子書(或其他電子閱讀器)、手持式或佩戴式計算器件、Xbox®、Wii®或其他遊戲系統。
儘管主要揭示為機械變形，但根據本發明概念之一些態樣，變形亦可包括化學及/或熱變形及/或保形電子器件之暴露。以舉例方式而非限制方式，化學暴露可包括使保形電子器件暴露於可損壞及/或影響保形電子器件之操作之水分或其他液體及/或氣體。此外，以舉例方式而非限制方式，熱暴露可包括使保形電子器件暴露於正常操作條件外之溫度，例如高溫及/或低溫。根據一些實施例，該熱暴露可進一步包括使保形電子器件於該等溫度下暴露超過臨限時間段。
關於化學變形指示器，保形電子器件之囊封層可包括一或多種在暴露於一或多種化學品時反應之材料。以舉例方式而非限制方式，在暴露於水時反應之材料(例如，指示器)可整合在囊封層內。此一指示器指示對保形電子器件可能的水損壞，例如落入槽中及/或留在洗滌循環中。此外或另一選擇，此一指示器可提供保形電子器件之當前功能及/或用途之指示。舉例而言，化學變形指示器可指示及/或確定在游泳時保形電子器件何時磨損，或在淋浴時保形電子器件何時磨損。
關於熱暴露，可將溫度敏感性材料納入保形電子器件之一部分(例如囊封層)中，以提供關於熱變形臨限值之溫度指示。以舉例方式而非限制方式，溫度敏感性材料可係形狀記憶合金(例如鎳鈦合金)(其係經受利用溫度變化之玻璃轉變之材料)、壓電材料或熱電材料。
根據一些實施例，保形電子器件可經受高溫(例如(但不限於)熱天、在汽車或輻射器或加熱器中)或低溫(冬天或在冷卻器中)。在對熱變形之反應中，熱敏材料可破裂，例如玻璃轉變使材料變得易碎且破 裂，或可改變形狀，例如使形狀記憶合金自平直且撓性變成捲曲且堅硬。
根據其他實施例，熱敏材料可能因暴露於不期望溫度而改變導電狀態(例如對於熱電材料或壓電材料)。如上文所述，導電狀態之改變可構成電指示器，其係由保形電子器件之電子裝置之組件(例如，處理器及/或燈)暫存。根據一些實施例，在收到電指示器後，可向使用者，例如向使用者之計算器件(例如，智慧型電話、平板電腦等)發送警示。此外或另一選擇，可將記錄儲存至保形電子器件之記憶體以指示該器件經受不期望溫度條件。
根據一些實施例，保形電子器件可包括應變限制器。該應變限制器可操作以改變囊封層、一或多個電子組件、保形電子器件或其組合因應施加至保形電子器件之變形的位移。應變限制器防止及/或阻止在保形電子器件上添加更多應變或變形力時保形電子器件之額外變形或位移。
應變限制器可在保形電子器件上形成或可整合至一部分(或全部)保形電子器件中。舉例而言，應變限制器可整合至保形電子器件之囊封層中。應變限制器提供增加的對保形電子器件之變形之抗性以防止使用者使保形電子器件變形超過變形臨限值。應變限制器可隨著使用者使保形電子器件變形而提供不同的抗性速率或函數。不同的抗性速率或函數可端視保形電子器件之期望性能特徵而定。因此，應變限制器容許使用者使保形電子器件變形直至達到變形臨限值，例如(但不限於)拉伸之百分比。期望變形臨限值經選擇以防止使用者導致保形電子器件之操作特徵不合格或以其他方式損壞。在達到變形臨限值時，例如，應變限制器發揮防止保形電子器件額外變形之功能。
根據一些實施例，應變限制器可根據線性函數或速率提供因應變形之抗性。基於線性函數或速率，使用者感覺到因應保形電子器件 變形之恆定抗性。該抗性可保持恆定直至達到變形臨限值。在達到變形臨限值時，應變限制器經構形以增加對變形之抗性，使得額外力不會使保形電子器件變形(或最小程度變形)。抗性之增加可較為顯著，例如硬停，其中所添加使保形電子器件變形之額外力提供較小至無的變形(例如，無額外位移)。根據一些實施例，增加抗性可阻止使用者使保形電子器件進一步變形(例如，藉由拉伸縱向移位)。
根據一些實施例，應變限制器可根據指數函數或速率來提供因應變形力之抗性。在較小變形力下，應變限制器不提供針對變形之抗性(或最小抗性)。在較低變形力下，使用者自由地使保形電子器件變形而不感覺到應變限制器之抗性。然而，應變限制器所提供之抗性隨變形力之增加而呈指數增加。該指數增加可經構形以出現在保形電子器件、電子裝置、囊封層或其組合之變形臨限值處。根據一些實施例，抗性之指數增加可阻止使用者使保形電子器件進一步變形(例如，藉由拉伸縱向移位)。自無抗性(或最小抗性)轉變至抗性(例如在硬停時)容許使用者感覺到保形電子器件不受限制直至達到變形臨限值，而非感覺到恆定限制直至基於提供恆定抗性之應變限制器之變形臨限值。
以舉例方式而非限制方式，基於指數函數或速率，應變限制器之自無抗性轉變至抗性(例如，硬停)可具有一定百分比，例如30%。因此，此百分比以及發生硬停時之變形百分比可端視保形電子器件之性能特徵而變化。
圖13A展示根據本發明概念之態樣之保形電子器件1300的應變限制器1303。特定而言，圖13A展示具有囊封層1301及應變限制器1303之保形電子器件1300。應變限制器1303可囊封在囊封層1301內，或可處於囊封層1301之表面上。
應變限制器1303根據指數函數或速率提供針對變形力之抗性。 因此，圖13B展示圖13A之應變限制器1303之位移(沿x軸)對施加(沿y軸)至保形電子器件1300之力的曲線。儘管圖解說明且闡述為位移對力，但該函數可展現為變形百分比(例如，拉伸百分比)對力。如圖13B中所展示，應變限制器1303提供針對變形力無(或最小)之抗性直至施加臨限位移量，例如5磅力。在小於5磅力下，應變限制器1303提供最小抗性。因此，在小於5磅力下，使用者不會感覺到應變限制器1303之抗性，且在使保形電子器件1300變形中不受應變限制器1303約束。然而，在大於5磅力之力下，應變限制器1303需要較高量之力以使保形電子器件1300移位。
儘管圖13B圖解說明且闡述為展現變形相對於力之指數函數，但應變限制器1303則可展現變形相對於力之線性函數。根據此一實施例，圖13B之曲線變化，使得較低位移(例如，介於0與20mm之間)需要較大力。因此，使用者感覺到對保形電子器件之變形恆定之抗性。儘管變形對力之函數可在例如線性與指數之間變化以改變使用者在器件變形中之感覺，但兩種函數皆可包括相同上限，如例如硬停，以防止使用者使器件進一步變形。上限可基於保形電子器件之期望變形特徵、例如大最大位移或小最大位移而變化。
鑒於圖13A之應變限制器整合至保形電子器件1300中，保形電子器件1300展現類似移位(例如，拉伸)行為。應變限制器1303防止使用者使保形電子器件1300拉伸超過如由應變限制器1303設定之期望限值，例如35-40mm之位移。相比之下，在無應變限制器1303的情況下，使用者可使保形電子器件1300變形(例如，拉伸)至一定程度，使得保形電子器件1300可不合格，例如使囊封層1301不合格及/或保形電子器件1300內之電子裝置(未展示)不再發揮功能。
根據一些實施例，藉由根據步階函數特徵(例如圖13B指數函數中之步階)增加對變形之反應，使用者可感覺到使保形電子器件1300 變形(例如，拉伸、彎曲、壓縮及/或扭曲)所需之力量之差別。因此，根據一些實施例，應變限制器1303可發揮限制施加至保形電子器件1300之應變及向使用者指示(例如，作為指示器)變形臨限值的功能二者。此一變形臨限值可構成保形電子器件1300之破壞性斷裂或其他損壞之前拉伸之範圍(例如，達到保形電子器件1300之變形限值)。
形成應變限制器之材料經構形以控制在一個(例如，單向)或多個(例如，雙向、多向)方向上之變形。根據一些實施例，應變限制器係由織物形成。該織物經選擇使得其不阻礙保形電子器件之保形性質。根據織物應變限制器，可使用不同類型之織物(或紡織物)來達成不同的力分佈。在圖13B內，織造織物展現所圖解說明之力對位移曲線。該等織造織物包括例如牛仔布、亞麻布、棉斜紋布、緞、雪紡紗、燈芯絨、粗呢及帆布。可拉伸織物(或紡織物)展現因應所施加力之更具線性(或非步階反應)之位移增加。然而，可拉伸織物仍可用於限制由使用者置於保形電子器件上之應變。該等可拉伸織物包括例如彈性布、編織物、針織布、拉伸緞及拉伸毛綢織物。
如本文所述之保形電子器件可包括聽覺指示器、視覺指示器及觸覺指示器中之一或多者之任一組合，除一或多個應變限制器外，其包括一或多個對外部器件產生聽覺指示、視覺指示及觸覺指示之元件。此外，根據一些實施例，應變限制器亦可體現用於指示變形臨限值之指示器。
圖14展示根據本發明概念之態樣具有應變限制器1405之保形電子器件1400。保形電子器件1400包括囊封電子裝置1403(例如，器件島)之囊封材料1401。囊封材料1401進一步囊封應變限制器1405。應變限制器1405可操作以改變保形電子器件1400因應變形力之位移。根據一些實施例，應變限制器1405可提供針對變形之步階反應，其中一或多個步階對應於使應變限制器1405移位所需之力量之大幅增加。因 此，該等步階可提供變形臨限值之觸覺指示。
展示例如在變形臨限值處呈變形(例如，拉伸狀態)之圖14保形電子器件1400。因此，應變限制器1405可進一步包括指示變形臨限值之指示器1407。由指示器1407指示之變形臨限值可對應於與應變限制器1405之力對位移之一或多個步階增加相關的相同或不同的變形臨限值。因此，應變限制器1405經構形以改變保形電子器件1400因應變形之位移且基於在應變限制器1405上體現之指示器1407指示變形臨限值。舉例而言，隨著保形電子器件1400變形，囊封層1401之厚度減小，此結合應變限制器1405藉由改變位移調節變形之作用會顯露應變限制器1405上之指示器1407。
儘管應變限制器1405圖解說明且闡述為包括指示器1407，但根據一些實施例，保形電子器件(例如，保形電子器件1400)可包括與應變限制器分開之指示器。舉例而言，可在具有單獨應變限制器之保形電子器件中形成本文所述之任一指示器。
儘管已說明且闡述了本發明之具體實施例及應用，但應理解本發明並不限於本文所揭示之精確構築及組成，且可在不背離本發明之如隨附申請專利範圍中所界定之精神及範疇的情況下自前述描述明瞭多種修改、改變及變化形式。更通常而言，彼等熟習此項技術者將易於瞭解，本文所闡述之所有參數、尺寸、材料及構形皆意欲具有實例性且實際參數、尺寸、材料及/或構形將端視使用該等教示內容之特定應用而定。熟習此項技術者僅使用常規實驗即可認識或能夠斷定本文所闡述之特定發明性實施例之諸多等效內容。因此應理解，前述實施例僅以舉例方式來呈現且實施例可以與明確闡述之方式不同之方式來實踐。本發明之實施例係關於本文所闡述之每一個別特徵、系統、物品、材料、套組及/或方法。此外，若該等特徵、系統、物品、材料、套組及/或方法不相互矛盾，則兩個或更多個該等特徵、系統、 物品、材料、套組及/或方法之任一組合包括於本發明之範疇內。
100‧‧‧保形電子器件
101‧‧‧囊封層
103‧‧‧指示器

Claims (20)

  1. 一種保形電子器件，其包含：電子裝置，其可操作以量測於其上或靠近其佈置有該保形器件之對象的一或多個參數；囊封該等電子裝置之保形層；及變形指示器，其經構形以指示該等電子裝置、該保形層、該保形器件或其組合之變形臨限值。
  2. 如請求項1之保形電子器件，其中該保形層之厚度經構形以在變形臨限值處顯露該變形指示器。
  3. 如請求項2之保形電子器件，其中該變形臨限值係該等電子裝置之臨限值，且該保形層之厚度經構形以在該保形器件在該變形臨限值處變形時顯露該變形指示器。
  4. 如請求項1之保形電子器件，其中相對圍繞該變形指示器之該保形層之厚度經構形以顯露該變形指示器，且該變形臨限值大於該保形電子器件之變形限值。
  5. 如請求項1之保形電子器件，其中該變形指示器包含複數個連接該等電子裝置之組件之互連件。
  6. 如請求項5之保形電子器件，該等電子裝置包含：複數個離散器件島，其中該複數個互連件電連接該複數個離散器件島中之兩者或更多者。
  7. 如請求項1之保形電子器件，其中該變形指示器包含視覺變形指示器、聽覺變形指示器、觸覺變形指示器或其組合。
  8. 如請求項1之保形電子器件，其中該等電子裝置包含：壓電材料，其經構形以因應該保形器件之變形產生電荷， 其中該變形指示器可操作以至少部分地基於該電荷指示該變形臨限值。
  9. 如請求項1之保形電子器件，其中該變形臨限值係關於機械變形、化學變形、熱變形或其組合。
  10. 如請求項1之保形電子器件，其中該變形指示器經構形以改變該保形層在該變形臨限值處之表面構形。
  11. 一種保形電子器件，其包含：保形基板；一或多個佈置在該保形基板上及/或其內之電子組件，該一或多個電子組件可操作以量測佩戴該保形器件之使用者之一或多個參數；及應變限制器，其可操作以改變該保形基板、該一或多個電子組件、該保形電子器件或其組合因應施加至該保形電子器件之變形之位移。
  12. 如請求項11之保形電子器件，其中該應變限制器可操作以根據步階函數改變該保形基板、該一或多個電子組件、該保形電子器件或其組合因應該保形電子器件之該變形的位移。
  13. 如請求項12之保形電子器件，其中該步階函數中之步階對應於該保形基板、該一或多個電子組件、該保形電子器件或其組合之變形臨限值。
  14. 如請求項11之保形電子器件，其中該應變限制器經構形以防止該保形電子器件在等於或大於變形臨限值處移位。
  15. 如請求項11之保形電子器件，其中該應變限制器係由織造織物形成。
  16. 如請求項15之保形電子器件，其中該織造織物包含牛仔布、亞麻布、棉斜紋布、緞、雪紡紗、燈芯絨、粗呢、帆布或其組 合。
  17. 如請求項11之保形電子器件，其中該應變限制器可操作以限制該保形器件在多個方向上之位移。
  18. 一種保形電子器件，其包含：一或多個電子組件，該一或多個電子組件可操作以量測佩戴該保形器件之使用者之一或多個參數；保形囊封層，其圍繞該一或多種電子裝置；變形指示器，該變形指示器經構形以指示該保形電子器件之變形臨限值，其中該囊封層可操作以在該保形電子器件之該變形臨限值處顯露該變形指示器。
  19. 如請求項18之保形電子器件，其中該囊封層包含該變形指示器作為一或多個在該囊封層上在該保形電子器件之該變形臨限值處顯現之標記。
  20. 如請求項18之保形電子器件，其中該一或多個標記包含該囊封層中之一或多個經設計之裂紋、間隙或其組合。
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