TWI557605B - 具有力度量測之位置觸碰感測器 - Google Patents

Description

具有力度量測之位置觸碰感測器

本發明提供可量測所施加力度且可用於電子顯示器上之觸碰感測器。

位置觸碰螢幕感測器可檢測施加至觸碰螢幕顯示器之表面之物體(例如，手指或輸入筆)之位點或接近觸碰螢幕顯示器之表面定位之物件之位點。此等感測器沿該顯示器之表面(例如，在平坦矩形顯示器之平面中)檢測該物體之該位點。位置觸碰螢幕感測器之實例包括電容式感測器、電阻感測器及投射式電容式感測器。此等感測器包括上覆於該顯示器上之透明導電元件。該等導電元件可與電子組件組合，該等電子組件可使用電信號來探測該等導電元件以確定接近該顯示器或與該顯示器接觸之物體之位點。

除位置感測外，量測與觸碰事件相關之力度量值通常可用於使用者輸入器件(例如，電腦使用者輸入器件)，例如觸碰螢幕顯示器。先前已闡述用於觸碰螢幕顯示感測器之包括力度量測在內之多種設計及構造。用於觸碰螢幕顯示感測器之包括力度量測在內之設計及構造包括基於應變計之實例，如美國專利第5,541,371號(Baller等人)中所揭示；基於導電跡線或電極之間之電容變化之實例，該等導電跡線或電極位於該感測器內不同層上，且由介電材料或包含材料及空氣之介電結構隔開，如美國專利第7,148,882號(Kamrath等人)及第7,538,760號(Hotelling等人)中所揭示；基於導電跡線之間之電阻變化之實例，該等導電跡線位於該感測器內不同層上，且由壓阻複合材料隔開，如美國專利公開案第2009/0237374號(Li等人)中所揭示；及基於導電跡線之間之偏振產生之實例，該等導電跡線位於該感測器內不同層上，且由壓電材料隔開，如美國專利公開案第2009/0309616號(Klinghult等人)中所揭示。大多數此等量測觸碰力度之觸碰螢幕顯示感測器受限於某些缺陷。該等缺陷包括透明導電元件(例如，基於氧化銦錫之元件)在應變時發生破裂之傾向、不適於插置於器件使用者與資訊顯示器之間之顯著感測元件(此乃因其可實質上遮掩顯示器之可觀看性)及大體積力度量測組件(其可產生不期望之器件或擋板厚度或其他大器件尺寸)。

因此，業內迫切需要觸碰顯示感測器系統，其可量測觸碰位置及力度而不導電材料破裂，不遮掩資訊顯示器之可觀看性，且不使用導致不期望之產品設計之大體積組件。所提供感測器克服該等缺陷中之一些或全部。

在一個態樣中，提供物件，其包括具有可觀看區之電子顯示器、具有表面之透明絕緣基板及力度感測元件，該力度感測元件包含至少一個佈置於該基板之該表面上之金屬跡線之微圖案，其中該透明絕緣基板佈置於該電子顯示器上，且其中該力度感測元件上覆於該電子顯示器之該可觀看區之至少一部分上，而不會實質上遮掩該顯示器之該可觀看區。該物件可進一步包含佈置於該電子顯示器上之透明位置觸碰感測元件。亦提供製作所提供觸碰螢幕顯示器之方法，其係藉由將金屬塗層佈置於該基板之該表面上且至少部分地蝕刻該金屬以形成佈置於該基板上之導電跡線之微圖案來達成。該方法可進一步包括提供具有凸起特徵之經上墨印模及使該經上墨印模之該等凸起特徵與該金屬塗層接觸，之後至少部分地蝕刻該金屬。該方法可進一步包括提供具有凸起特徵之經上墨印模，其中該經上墨印模經自組裝單層形成分子上墨，及使該經上墨印模之該等凸起特徵與該金屬塗層接觸，之後部分蝕刻該金屬。

在另一態樣中，提供物件，其包括電子顯示器，其具有可觀看區；透明絕緣基板，其佈置於該電子顯示器之該可觀看區之至少一部分上；及觸碰感測器，其佈置於該基板之表面上且上覆於該電子顯示器之該可觀看區之至少一部分上，其中該觸碰感測器包含力度感測元件，其中該力度感測元件包含第一組微網條帶及第二組微網條帶，其中該等微網條帶各自包含金屬導體跡線，其中該第一及第二組微網條帶佔據實質上平行之平面並在垂直於該等平面之方向上間隔開，且其中該第一組微網條帶中之至少一條帶與該第二組微網條帶中之至少一條帶交叉。所提供物件可進一步包含具有可觀看區之電子顯示器，其中該力度感測元件上覆於該顯示器之該可觀看區之至少一部分上，而不會實質上遮掩該顯示器之該可觀看區。

在此揭示內容中，

「導電跡線」係指導電材料圖案中之窄、線性圖案元件；例如寬度為2微米之導電線，其在長度上為100微米；

「電導電」係指具有在約10^-6至1歐姆-cm之間之體電阻率之材料；

「力度感測元件」係指感測器或器件受觸碰事件之力度影響之一部分，其影響方式使得影響程度與觸碰事件之力度量值有關且使得該量值可使用附接至力度感測元件之電子器件至少近似量測；本文所用力度感測元件可直接量測力度或可量測有關性質；

「整合(integrate或integration)」係指放置或使被動電路元件、力度元件或電容式感測元件直接佈置於基板之表面上；整合被動電路元件與離散被動電路元件相反，例如必須接合至基板且電連接至基板(例如，焊料接合或線接合)之晶片電阻器或晶片電容器；

「網」係指二維導電跡線網路，例如彼此正交延伸以產生矩形(例如，正方形)格柵之跡線；

「金屬」或「金屬化」係適於供既定目的導電之諸如元素金屬或合金等指導電材料。

「非導電」及「絕緣」可互換使用，且該等術語係指實質上不電導電之材料，例如具有至少10⁶歐姆-cm、較佳至少10⁸歐姆-cm、更佳至少10¹²歐姆-cm之體電阻率之材料。

導體微圖案、或導體微圖案之區、或感測器包含力度感測導體微圖案之至少一部分及觸碰感測微圖案之至少一部分之區之「開放面積分率」(或開放面積或開放面積之百分比)係該或該等微圖案未被導體遮蔽之比例；開放面積分率(或開放面積或開放面積之百分比)可表示為小數、分率或百分比；

「位置觸碰感測元件」係指可在元件之表面上或沿額外元件中上覆於該位置觸碰感測元件上之表面上檢測一或多個觸碰或接近觸碰事件之位點的元件；

「實質上平行」係指沿相同方向以某種方式近似定向之圖案元件；實質上平行之圖案元件之實例係沿相同方向定向且在平面內毗鄰但間隔開之微網條帶(細長條或條)；一些實質上平行之圖案元件在平直度或平行度上可具有偏差；

「自組裝單層」或「SAM」係指附接(例如，藉由化學鍵)至表面且相對於該表面且甚至相對於彼此採取較佳定向之分子之單分子層；

「觸碰感測器或感測」或「觸碰螢幕」係指可藉由一或多個身體部分(即，一或多根手指)之物理或鄰近觸碰(間接-干擾電場)啟動且可檢測觸碰事件之力度、觸碰事件之位置或二者之感測器元件；且

「可見光透明」係指透射可見光之至少60%之透射程度，其中透射%係標準化於入射光之強度。

包括所提供觸碰感測器之所提供物件及方法可克服可量測力度之先前觸碰螢幕顯示感測器之缺陷。所提供物件包括透明觸碰感測器，且包括導電微網條帶，其在應變時可抵抗破裂且最低程度地遮掩在上面佈置其之顯示器之可觀看性。另外，所提供物件及方法可避免使用大體積組件。

以上概述並非意欲闡述本發明之每個實施方案之每一所揭示實施例。對圖式之簡要說明及以下詳細說明更特定地例示說明性實施例。

在以下說明中，參照所附圖式組，該等圖式形成本說明之一部分且其中以舉例方式顯示若干具體實施例。應理解，涵蓋其他實施例且可做出其他實施例，此並不背離本發明之範圍或精神。因此，以下詳細說明不應視為具有限制意義。

除非另有指示，否則本說明書及申請專利範圍中所用之表示特徵大小、量及物理性質之所有數值在所有情形下皆應理解為由術語「約」修飾。因此，除非指示相反之情形，否則上述說明書及隨附申請專利範圍中所列之數值參數係近似值，其可端視彼等熟習此項技術者利用本文中所揭示之教示嘗試獲得之期望性質而變化。由端點列舉之數值範圍之使用包括在該範圍內之所有數值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4及5)及在該範圍內之任一範圍。

提供包括具有可觀看區之電子顯示器之物件。電子顯示器可為任一為電子器件之一部分或與電子器件電子連通之可見資訊顯示器。電子顯示器之實例包括平板顯示器，其含有通常在矩陣顯示器中產生可見輻射之電致發光(EL)燈、發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)或電漿組件。電子顯示器之其他實例包括反射或背光液晶顯示器(LCD)。電子顯示器之再一些實例包括反射顯示器，例如電泳(EP)顯示器或電潤濕顯示器。該顯示器具有可例如經由外殼中之開口或經由框架觀看之可觀看區，其可包含顯示器之全部區或顯示器之某一部分。通常，電子顯示器之可觀看區係包括以影像、圖或文字形式再現可變化資訊之構件之區。

所提供感測器包括佈置於電子顯示器上之基板。該基板可係透明基板，例如玻璃、聚合物、陶瓷或為可見光透明之任一其他基板。用於透明絕緣基板之例示性可用聚合物包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚伸乙基萘(PEN)、聚醯亞胺(PI)及三乙酸纖維素(TAC)。本文所用「可見光透明」係指透射可見光之至少一個偏振狀態之至少60%之透射程度，其中百分比透射係標準化於入射(視情況偏振)光之強度。使透射入射光之至少60%之物件包括具有顯微特徵(例如，具有介於0.5與10微米之間或介於1與5微米之間之最小尺寸(例如，寬度)之點、正方形或線)之含於其中或其上之不透明材料之圖案在可見光透明之含義內，該等顯微特徵將光局部地阻擋為小於80%之透射(例如，0%)；然而，在此等情形下，對於包括顯微鏡特徵且在寬度上量測該顯微鏡特徵之最小尺寸之1000次之近似各方等大區而言，平均透射率大於60%。

另一選擇為，對於某些應用而言，基板在可見光譜之一些區中可係不透明的，但仍可具有透明可觀看區。基板可具有能支撐力度感測元件之表面。因此，基板本身可不導電，且其可具有導電跡線可位於上面之表面。在一些實施例中，可將額外層(例如1至3個額外層)施加於該基板與該導電跡線圖案之間。舉例而言，將該基板之該表面弄平之鈍化層可存在於該基板與該導電跡線圖案之間。在該等情形下，儘管該基板可或可不導電，但上面直接佈置該導電跡線圖案之之層需要不導電。

在一些實施例中，所提供物件包括力度感測元件，其包含具有最小尺寸介於0.5微米與20微米之間之特徵的金屬導體微圖案(在本文中可與「金屬跡線之微圖案」互換使用)。在其他實施例中，力度感測元件之金屬導體微圖案之特徵的最小尺寸介於1微米與5微米之間。在其他實施例中，力度感測元件之金屬導體微圖案之特徵的最小尺寸介於1.5微米與4微米之間。最小尺寸意指導體微圖案可量測之最小尺寸。舉例而言，對於由線性導電跡線組成之微圖案而言，最小尺寸係跡線之寬度(或該或該等最窄跡線之寬度)。在一些實施例中，力度感測元件之金屬導體微圖案之開放面積分率可介於80%與99.75%之間。在一些其他實施例中，力度感測元件之金屬導體微圖案之開放面積分率可介於90%與99.5%之間。在其他實施例中，力度感測元件之金屬導體微圖案之開放面積分率可介於95%與99%之間。在一些實施例中，金屬導體微圖案之導體跡線寬度為約[X+0.5](以微米單位計)；且開放面積分率介於約[95-X]%與99.5%之間，其中0X4.5。在一些其他實施例中，金屬導體微圖案之開放面積分率介於約[98.5-(2.5X÷3.5)]%與[99.5-(X÷3.5)]%之間，其中0X3.5。

在一些實施例中，藉由(例如)在金屬導體上沈積暗材料或在金屬導體表面上形成暗反應產物使金屬導體之微圖案(例如，跡線)變暗，如業內已知。此等暗材料或暗反應產物之實例包括碳基材料、金屬硫化物或金屬氧化物。在一些實施例中，金屬導體之微圖案包括週期性網。在一些實施例中，形成相對於下伏顯示器之週期性像素圖案具有偏角之週期性網，如業內已知。在一些實施例中，金屬導體之微圖案包括隨機或假隨機網。在一些實施例中，微圖案(例如，導電金屬跡線之微圖案)之金屬導體係在可不為金屬之基質中包含金屬顆粒之複合材料，例如在得自可印刷導電油墨之聚合物基質中包含金屬顆粒之複合材料，如業內已知。

在一些實施例中，力度感測元件之至少一部分包含導電金屬跡線之至少一個微圖案(即，「力度感測元件金屬導體微圖案」)，其上覆於(即，佈置於)電子顯示器之可觀看區之至少一部分上，而不會實質上遮掩該顯示器之可觀看區。不實質上遮掩顯示器之可觀看區意指所提供具有金屬導體微圖案之力度感測元件之透明絕緣基板相對於上文所揭示者不更大程度地降低電子顯示器之可見光透射率，且穿過電子顯示器之光透射足夠明顯以使得由電子器件所顯示資訊不實質上失真並可由正常觀看者(無任一顯著視力損失者)讀取。具有金屬導體微圖案之力度感測元件之透明絕緣基板之可見光透射率與濁度二者可影響顯示器之可觀看性。可見光透射率已闡述於上文中。熟習此項技術員者可容易地量測濁度或光散射。應清楚，所提供包含力度感測元件之基板之濁度可小於約50%、小於約40%、小於約30%、小於約20%或甚至小於約10%。

當將具有金屬導體微圖案之力度感測元件之透明絕緣基板插置於觀看者與顯示元件之間時，微圖案相對於下伏顯示元件像素之大小及幾何形狀之特徵大小及幾何形狀亦可影響顯示器之可觀看性。對於所提供具有金屬導體微圖案之力度感測元件之透明絕緣基板而言，微圖案較佳包含金屬跡線，其中微圖案之最小特徵大小(例如，微圖案之跡線寬度)小於下伏像素寬度之一半(在跡線寬度方向中)、更佳小於下伏像素寬度之10%、最佳小於下伏像素寬度之5%。

用於形成導電跡線之至少一個微圖案之可用金屬之實例包括金、銀、鈀、鉑、鋁、銅、鎳、鉬、鎢、錫、合金或其組合。導體之厚度可(例如)介於5奈米(nm)與500 nm之間或介於10 nm與500 nm之間或介於15 nm與250 nm之間。在許多實施例中，導體之厚度小於1微米。可藉由以所期望薄片電阻開始且考量導體之感測圖案幾何形狀(且進行考量其對平面內之電流攜載剖面之影響)及體電阻率來計算導體之期望厚度，如業內已知。對於複雜的感測圖案幾何形狀，業內存在可用以計算薄片電阻之計算方法(例如，有限差方法或有限元方法)，在本文中稱作對感測圖案之性質進行建模。可使用數種技術來量測薄片電阻，包括四點探測技術及非接觸渦電流方法，如業內已知。

導電金屬跡線之微圖案可藉由任一適當圖案化方法產生，例如包括藉助蝕刻之光微影或藉助鍍覆之光微影之方法(例如，參見國專利第5,126,007號(Smulovich)；第5,492,611號(Sugama等人)；第5,512,131號(Kumar等人)；及第6,775,907號(Boyko等人))。另外，可利用其他例示性方法來形成導電金屬跡線之微圖案，例如雷射固化之遮蔽(金屬膜上之遮罩層之固化，且然後蝕刻)；(遮掩材料或用於後續金屬鍍覆之種材料之)噴墨印刷；(用於後續金屬鍍覆之種材料之)凹版印刷；微複製(在基板中形成微凹槽，然後用導電材料或用用於後續金屬鍍覆之種材料進行填充)；或微接觸印刷(基板之表面上之自組裝單層(SAM)圖案之衝壓或旋轉印刷)。利用高體積、高解析度印刷方法通常允許精確地放置導電元件，且亦允許導電跡線以與市售顯示器像素相容之標度(假隨機)變化，以限制原本可發生之光學異常(例如，莫爾(moir)圖案)。

本文中所論述之某些實施例可採用平側「導線狀」導體，其達成較利用透明導體之現有感測器為高之光透射。在某些實施例中，此等平側「導線狀」導體比現有圓導線解決方案提供更高之導體放置之可縮放性及控制。本文中所論述之微導體包括具有10 μm或更小之最大剖面尺寸之導體。小於3 μm對於諸多感測器應用係典型的。利用遮蔽及蝕刻之方法通常產生低縱橫比(0.05至0.5 μm厚×1 μm至10 μm寬)微導體。微複製之凹槽可產生較高縱橫比微導體，高達1:1以上。

可使用雷射固化之遮蔽來藉由藉助紫外雷射選擇性地使圖案固化來形成導電跡線圖案。此一製程通常與基於膜(例如，PET)或玻璃之基板一同工作。雷射固化遮蔽製程例示為

用金屬鍍覆基板(舉例而言，將銀或銅噴濺塗佈至玻璃或PET膜上)；將UV可固化遮蔽油墨均勻地塗佈至該經鍍覆基板上，(例如，旋塗及滴塗)；藉助雷射使該經印刷油墨之一部分固化以形成觸碰感測器之作用區中之導電跡線，且亦可使將電極互連至連接器墊之(較寬)線固化(可藉由光遮罩減小雷射之束寬度)；移除未經固化之油墨；及藉由蝕刻(除遮蔽油墨下方之圖案外)自該基板移除經鍍覆金屬。

可使用種油墨之噴墨印刷及鍍覆來藉由使用種油墨(觸媒油墨)之相對寬之線印刷期望圖案後跟藉助UV雷射進行選擇性固化來形成微導電跡線圖案，且類似於上文所述雷射固化遮蔽製程。用於此製程之基板可為膜(例如，PET)或玻璃。噴墨印刷製程使所用油墨之量最小化且因此在油墨(例如，種油墨)係昂貴時有用。若油墨具有相對低之成本，則可藉由另一製程代替噴墨印刷，例如，均勻地塗佈整個基板之旋塗或滴塗。

凹版印刷要求將欲印刷之影像「蝕刻」至在鼓狀物上旋轉之金屬板上。當該鼓狀物轉動時，油墨填充經蝕刻表面，油墨然後沈積於被印刷為經油墨填充之經蝕刻板之膜之表面上且該膜彼此接觸。可藉由上文所述方法中之任一者來印刷種油墨(或觸媒油墨)。在印刷及固化後，用諸如銅等金屬無電鍍鍍覆該等油墨，從而產生高導電性。種油墨製造商包括Conductive Inkjet Technology(Carclo之子公司，位於Cambridge,UK)及QinetiQ公司(Farnborough,England)。Cabot Printable Electronics及Displays of Albuquerque,NM製作噴墨可印刷銀導電油墨。

微複製係可用以形成導電跡線微圖案之又一製程。可用種油墨填充微複製之通道且然後對其進行鍍覆以使其導電。另一選擇為，可用本身導電之油墨填充該等通道，從而消除對鍍覆製程之需要。第三替代方案係用金屬塗佈基板，然後遮蔽凹槽(之底部)中之金屬之部分，然後蝕刻掉未被遮蔽之金屬(例如，參見PCT專利申請案第WO 2010/002679號(Stay等人)及第WO 2010/002519號(Moran等人))。可更改通道之實際形狀以優化提供最低光學干涉程度之剖面形狀及大小，同時仍確保高導電性及高生產良率。

經填充微複製通道可提供具有高縱橫比剖面(相對於經遮蔽金屬膜)之導體。因此，可在最小光學可見性(沿觀看方向之窄剖面)之情形下達成最大導電性。填充具有高縱橫比之微複製通道及期望形狀之通道之方法闡述於共同受讓之美國專利公開案第2007/0160811號(Gaides等人)中。

微接觸印刷係可用以形成導電跡線圖案之又一製程。微接觸印刷係在基板表面上衝壓或旋轉印刷自組裝單層(SAM)圖案。該方法展現若干在技術上重要之特徵，包括能夠實施極細標度圖案(例如，微米之十分之一之特徵大小)及使經圖案化單層擴展至金屬、陶瓷及聚合物之圖案化。在例示性微接觸印刷製程中，用金屬塗佈基板(例如，將銀或銅噴濺塗佈或鍍覆至玻璃或PET膜上)；將自組裝單層遮罩衝壓至該經鍍覆基板上；且藉由蝕刻(除該遮罩下方之圖案外)(即部分蝕刻)來移除在該基板上所塗佈之金屬。如業內已知，可將微接觸印刷與金屬沈積製程組合以產生加性圖案化製程(例如，包括無電鍍鍍覆)。

通常，力度感測元件(金屬跡線之微圖案)可使用印刷製程來製造。其可使用微接觸印刷製程來製造。微接觸印刷係自組裝單層(SAM)至具有經浮凸圖案化彈性體印模之基板之經圖案化轉印。可根據該印模之高浮凸圖案將該SAM轉印至該基板。薄膜金屬上之經微接觸印刷SAM可用作蝕刻抗蝕劑。薄膜金屬導體之高解析度微圖案化可係可行的，舉例而言，特徵大小(例如，跡線寬度)為1微米或更小。藉由微接觸印刷後跟蝕刻之對薄膜金屬之減法微圖案化闡述於美國專利第5,512,131號(Kumar等人)中。用以在透明觸碰螢幕顯示器上形成感測器件之整合被動電路元件的微接觸印刷已揭示於(例如)2010年4月27日申請之U.S.S.N. 12/767,884(Weaver等人)中。

在一個實施例中，所提供物件中所包括力度感測元件可係橫向電阻式應變計。圖1a係基板之透視圖，該基板包括4個佈置於基板之表面上之力度感測元件。圖1b係展示一個圖1a中所示基板上所包括力度感測元件的分解圖。在圖1a中，圖解說明具體的物件100之一部分(減去具有可觀看區之電子顯示器，未圖示)。物件部分100包括具有表面之透明絕緣基板102，在所圖解說明實施例中，其係玻璃或透明絕緣聚合物之厚透明板。物件100具有4個佈置於基板102之表面上之力度感測元件104。在所圖解說明實施例中，該基板為實質上剛性，但可因觸碰事件之力度而撓曲。力度感測元件在物件區內，當該物件上覆於(即，佈置於)電子顯示器件上時，其上覆於電子顯示器之可觀看區之至少一部分上，但不會實質上遮掩顯示器之可觀看區。在所圖解說明實施例中，力度感測元件104位於顯示器之可觀看部分之轉角中且如圖1b中所示及所述，其係由微網之金屬導電跡線構成，該等金屬導電跡線具有如上文所揭示之高開放面積分率，從而可增強上面佈置該等力度感測元件之電子顯示器件之可觀看性。

在一些實施例中，觸碰感測器當與適宜電子器件組合時，包含亦用作位置觸碰感測元件之力度感測元件。舉例而言，在圖1a中，當複數個力度感測元件104與基板102整合時，個別力度感測元件之回應差可用於確定觸碰事件之位置、以及觸碰事件之力度量值。在一些實施例中，觸碰感測器當與適宜電子器件組合時，包含與位置觸碰感測元件隔開之力度感測元件。舉例而言，力度感測元件104可進一步與位置觸碰感測元件(例如電阻式位置觸碰感測元件)組合，此等電阻位置觸碰感測元件為業內所熟知(例如，參見美國專利公開案第2005/0076824號(Cross等人))。在一種此方法中，力度感測元件104可整合於基板102上，其中基板102構成電阻式位置觸碰感測元件之一部分。在此方法中，力度感測元件104可整合於作為基板102之半剛性基片(例如，聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)或玻璃)之一側上且導電聚合物塗層可佈置於相反側上，該導電聚合物塗層構成氣隙隔開之電阻式位置觸碰感測元件之底部(例如)導電層，如業內已知。亦舉例而言，力度感測元件104可進一步與表面電容式位置觸碰感測元件組合，此等表面電容式位置觸碰感測元件為業內所熟知(例如，參見美國專利第6,549,193號(Huang等人))。最後，舉例而言，力度感測元件104可進一步與投射式電容式位置觸碰感測元件組合，此等投射式電容式位置觸碰感測元件為業內所熟知(例如，參見美國專利公開案第2005/0083307號(Aufderheide等人))。

圖1b係圖1a中所示力度感測元件之一者之分解圖。力度感測元件104係橫向電阻式應變計感測元件且包括金屬跡線之微圖案(本文稱作「微網」)106，該微圖案包括導電金屬跡線之U形格柵或微網。微圖案106之末端與電阻量測器件108電連通。力度感測元件104之電阻隨微圖案應變而變化。舉例而言，力度感測元件104之電阻隨著在其長軸方向上拉伸該元件而增加(因此用作應變計)，如當元件位於撓曲基板之外側(凸形)表面上時，使基板彎曲(或撓曲)而在元件之長軸方向上具有弧所引起。當力度感測元件104相對於面向使用者之觸碰表面位於剛性基板之下側上時，可形成此一效應。在圖1a之具體的物件中，4個位於實質上矩形基板102之轉角中之力度感測元件的組合可檢測因(例如)觸碰事件所致基板之撓曲、及來自觸碰事件之力度量及力度位點。觸碰事件之力度之位點及量值可藉由量測所有4個元件之電阻變化並比較量測變化與與已記錄於校準程序中之觸碰力度之已知位點及量值相關之電阻變化來確定。電阻之量測為彼等熟習此項技術者已知。使用校準程序在觸碰事件位置與多個感測元件之回應之間建立關係為彼等熟習觸碰顯示技術者已知，例如表面電容式觸碰顯示技術、聲脈衝識別觸碰顯示技術或基於力度之觸碰顯示技術。

在另一態樣中，提供觸碰感測器，其包括具有表面之透明絕緣基板、透明力度感測元件(例如，當感測器與電子顯示器組合以形成觸碰螢幕電子顯示器時，佈置於電子顯示器之可觀看區內之力度感測元件)，其中該力度感測元件包含金屬跡線之初級微圖案，其佈置於基板表面上；反電極，其為透明且與金屬跡線之初級微圖案間隔開；及壓力回應材料，其插置於金屬跡線微圖案與反電極之間且在一些實施例中與其直接毗鄰(本文稱作「兩層力度感測觸碰感測器」)。金屬跡線之初級微圖案具有網之幾何形狀且開放面積分率介於80%與99.75%之間。在一些其他實施例中，力度感測元件之金屬跡線之初級微圖案的開放面積分率可介於90%與99.5%之間。在其他實施例中，力度感測元件之金屬跡線之初級微圖案的開放面積分率可介於95%與99%之間。在一些實施例中，金屬跡線之初級微圖案之導體跡線寬度為約[X+0.5](以微米(μm)計)；且開放面積分率介於約[95-X]%與99.5%之間，其中0X4.5。在一些其他實施例中，金屬跡線之初級微圖案之開放面積分率介於約[98.5-(2.5X÷3.5)]%與[99.5-(X÷3.5)]%之間，其中0X3.5。金屬跡線之初級微圖案包括最小尺寸介於0.5 μm與20 μm之間之特徵。在其他實施例中，力度感測元件之金屬跡線之初級微圖案之特徵的最小尺寸介於1 μm與5 μm之間。

在一些實施例中，力度感測元件之金屬跡線之初級微圖案之特徵的最小尺寸介於1.5 μm與4 μm之間。特徵之最小尺寸意指金屬跡線之初級微圖案之特徵可量測的最小尺寸。舉例而言，對於由線性導電跡線組成之微圖案而言，最小尺寸係跡線之寬度(或該或該等最窄跡線之寬度)。根據導電跡線之初級微圖案之全部先前說明，反電極可為導電跡線之次級微圖案。另一選擇為，反電極可包含透明導電氧化物(例如，氧化銦錫)，或其可包含導電聚合物(例如，聚(3,4-伸乙基二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸酯(PEDOT-PSS))。壓力回應材料可為(例如)因應所施壓力產生偏振之壓電材料、因應所施壓力展現體電導率變化之壓阻材料或在施加(例如)局部單軸壓力下容易變形之低模數絕緣或甚至可壓縮絕緣材料。後一低模數或可壓縮材料當插置於金屬跡線之初級微圖案與反電極之間時，在本文中稱作呈可變形電介體形式之壓力回應材料。可變形電介質之實例包括呈開孔發泡體、凝膠及未交聯或低交聯聚合物(例如聚胺基甲酸酯或聚矽氧)形式之材料。此等材料可展現小於10 MPa、小於5 MPa、小於2 MPa或甚至小於1 MPa之彈性模數。在一些實施例中，可變形介電材料展現介於0.05 MPa與5 MPa之間之彈性模數。在一些實施例中，可變形介電材料展現介於0.1 MPa與1 MPa之間之彈性模數。呈可變形電介質形式之壓力回應材料之其他實例包括由空氣隔開之圖案化絕緣材料(例如，噴墨印刷點圖案)或具有氣穴之結構化絕緣材料(例如，波紋狀)(例如，藉由壓紋形成之波紋狀聚合物膜)。反電極較佳佈置於第二透明絕緣基板表面上。通常，具有金屬跡線之初級微圖案之透明絕緣基板可相對於反電極及第二透明絕緣基板之位置朝向觸碰感測器(或觸碰顯示器)使用者定向。在此態樣中，提供觸碰感測器，其具有平面形式之撓性透明絕緣基板，其具有兩個主表面，第一表面朝向感測器使用者(本文稱作構造頂部)定向且第二表面具有佈置於其上之導電跡線之初級微圖案；壓力回應材料層，其位於呈網形式之導電跡線之初級微圖案下方；其呈平面形式之反電極(例如，呈網形式之導電跡線之次級微圖案或透明導電氧化物材料塗層)及第二透明絕緣基板，其剛性較佳大於上述撓性透明絕緣基板。較佳地，撓性透明絕緣基板比第二透明絕緣基板薄。通常，撓性透明絕緣基板之厚度小於150 μm、更通常小於100 μm。第二透明絕緣基板之厚度可大於150 μm、至少為250 μm或甚至至少500 μm(例如，1 mm、1.5 mm、2 mm)。撓性透明絕緣基板可為聚合物膜，例如包含以下之膜：聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)、聚(萘二甲酸乙二酯)(PEN)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)或聚碳酸酯。撓性透明絕緣基板可為薄玻璃片(例如，100 μm厚或更小)。第二透明絕緣基板可為聚合物片或玻璃片，例如聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)、聚(萘二甲酸乙二酯)(PEN)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚碳酸酯或鈉鈣矽玻璃。

在兩層力度感測觸碰感測器之一些態樣中，提供觸碰螢幕顯示感測器(觸碰感測器)用於與具有可觀看區之電子顯示器組合，該感測器包括具有表面之透明絕緣基板及佈置於該表面上之力度感測元件。力度感測元件可包含兩組微網微圖案條帶且每一微網條帶皆可包括金屬導體跡線。力度感測元件及觸碰感測元件可上覆於顯示器之可觀看區之至少一部分上而不會實質上遮掩顯示器之可觀看區。每一微網條帶可為透明的。力度感測元件可為透明的。力度感測元件若與適宜電子器件組合，則其亦可用作位置觸碰感測元件，另一選擇為，力度感測元件可與單獨位置觸碰感測元件(例如，電阻式位置觸碰感測元件、表面電容式位置觸碰感測元件或投射式電容位置觸碰感測元件，如業已闡述)組合。

所提供觸碰螢幕顯示感測器中之力度感測元件可包括壓力回應材料元件，例如壓阻式、壓電式或電容式感測元件。壓阻感測元件量測材料電阻因所施機械應力之變化。壓阻式感測元件可包括壓阻材料。壓阻材料之實例包括半導體材料，例如鍺、多晶矽、非晶矽、碳化矽及單晶矽。在一些實施例中，壓阻材料可包括存於基質(例如絕緣基質)中之導電顆粒。導電顆粒可包括透明導體或半導體。在一個實施例中，壓阻材料包含分散於絕緣、透明、可變形基質中之氧化銦錫(ITO)、銻摻雜氧化錫(ATO)、鋁摻雜氧化鋅(AZO)或其他透明導電氧化物之顆粒。在一些實施例中，基質可包括聚合材料，例如丙烯酸系黏著劑、聚矽氧、聚胺基甲酸酯或含氟彈性體(例如聚二氟亞乙烯或其與(例如)六氟丙烯(HFP)或四氟乙烯(TFE)之共聚物或三元聚合物中之任一者)。在兩層力度感測元件中作為壓力回應材料之可用壓阻材料的其他實例包括複合材料，其包含絕緣基質及導電長絲，例如碳奈米管或金屬奈米線(例如，銀、金)。可用金屬奈米線及自其製得之複合材料闡述於美國專利公開案第2008/0259262號(Jones等人)中。此等複合材料可為透明的且此等長絲可為肉眼不可見的。所提供觸碰螢幕顯示器中之力度感測元件及觸碰感測元件可具有上文針對具有可觀看區之電子顯示器之物件所述之任一特徵。

壓電式感測元件可包括壓電材料。壓電感測材料使用「壓電效應」將機械脈衝或機械或聲振動轉化為電偏振或電信號。在一些實施例中，壓電材料包括本身可與電場(即鐵電)對準並使材料改變尺寸之偏振分子或域。壓電材料之實例包括石英、鈦酸鋇或鋯鈦酸鉛(PZT)。壓電材料之其他實例包括聚二氟亞乙烯及有關組合物。在一些實施例中，用於力度感測元件之壓電材料可包括聚合物，例如，聚二氟亞乙烯(PVDF)或其衍生物，例如經輻照PVDF或PVDF與其他單體(HFP或TFE)之共聚物。壓電聚合物因其易處理性、撓性及光學性質(折射率、透明度、濁度)而優於現有申請案中之壓電陶瓷。

兩層力度感測觸碰感測器可包括額外材料，其插置於金屬跡線之初級微圖案與壓力回應材料之間或反電極與壓力回應材料之間。在金屬跡線之初級微圖案之間納入額外材料可用於緩解金屬跡線之微圖案與壓力回應材料之間之任何不利相互作用。不利相互作用之實例將為硬導電填充劑顆粒(例如，ITO)對金屬跡線之微圖案之機械損害。可插置於金屬跡線之初級微圖案與壓力回應材料之間或反電極與壓力回應材料之間之可用額外材料的一實例係導電聚合物(例如，PEDOT-PSS、聚苯胺或聚伸苯基伸乙烯基)。

圖2係所提供觸碰螢幕顯示感測器(觸碰感測器)之一實施例之一部分的透視圖。圖2圖解說明觸碰螢幕顯示感測器200。觸碰螢幕顯示感測器200包括透明基板202。透明基板202可為剛性的，且在一些實施例中，可為電子顯示器件之一部分。通常，透明基板202可為玻璃或透明聚合物板，例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯或聚碳酸酯。佈置於透明剛性基板202上者係一組實質上平行之微網條帶204。每一微網條帶皆附接至單獨電極206。第二組實質上平行之微網條帶208實質上垂直於第一組實質上平行之微網條帶204對準且該等條帶中之每一者皆附接至單獨電極210。每一微網條帶包括具有大分率寬開口間隔之金屬跡線陣列(展示於分解圖222中)。該兩組條帶在z方向中由壓力回應材料212隔開，壓力回應材料包括壓阻材料、壓電材料、電阻材料或電容絕緣材料中之至少一者(壓力回應材料)。圖2中所示一般構造可包括所列示材料中之任一者。用以隔開兩組條帶之可用材料可包括(例如)為彼等熟習此項技術者所熟知之各向異性黏著劑。

圖3a及3b係所提供觸碰螢幕顯示感測器300之側視圖。圖3a係原感測器(未施加力度)之圖解說明。感測器300包括剛性透明基板302，其可為電子器件顯示器之頂部層。第一組實質上平行之微網條帶304佈置於剛性基板302上。每一條帶皆附接至個別電極(未圖示)。壓阻、壓電、電阻或電容材料層312佈置於第一組實質上平行之微網條帶304上。第二組實質上平行之微網條帶308與第一組實質上平行之微網條帶304由層312隔開且經定向與其正交，但在與其平面實質上平行之平面內。在一些實施例中，第一組之每一微網條帶與第二組條帶之每一微網條帶交叉，在z方向上間隔開，從而形成力度感測元件之二維陣列。撓性透明絕緣基板310位於第二組實質上平行之微網條帶上方。

圖3b顯示圖3a中所圖解說明之相同感測器，只是已將力度(例如觸碰力度)施加至撓性絕緣基板310上，以壓縮兩組條帶中之一或多者交叉之材料。如在圖3b中所見，在壓縮下方之區中，第一微網條帶304及直接在壓縮部位下之第二微網條帶308具有已變形之電阻、電容或其他壓力回應感測材料。藉由電監測陣列中之每一力度感測元件，可量測由微網條帶所覆蓋整個區上之力度量及該力度量之位點。因此，本說明感測器(具有插置於正交組透光微網條帶之間之壓阻、壓電或可變形介電材料或結構)可量測局部施加力度之多次觸碰(例如2次觸碰、3次觸碰、4次觸碰或甚至多達5次、10次或20次觸碰)之力度量及該力度量之位點。亦即，本說明感測器係位置多觸碰感測器。其亦可闡述為全點可定址或成像感測器。

在一些實施例中，一次用作位置觸碰感測元件之至少一部分之金屬導體微圖案的至少一部分可在另一次用作力度感測元件之至少一部分。在此等實施例中，使用依序可使用微圖案條帶對位置觸碰感測做出必要量測及可對力度感測做出必要量測之電子器件。在其他實施例中，可用作位置觸碰感測元件之一部分之金屬導體微圖案的至少一部分可同時用作力度感測元件之至少一部分。在此等實施例中，所用電子器件同時可對位置觸碰感測做出必要量測及對力度感測做出必要量測。

為進一步闡述力度感測元件金屬導體微圖案與位置觸碰感測金屬導體微圖案之間之位置關係，有時闡述該等微圖案在顯示器平面內之相對位置(或當投射至顯示器之平面中時；或換言之，當顯示器使用者以與顯示器平面呈垂直角度或接近垂直角度觀看顯示器所看到)係有用的。力度感測微圖案與位置觸碰感測微圖案之間之相對位置之此後一態樣在本文中稱作平面內相對位置。在一些實施例中，力度感測元件金屬導體微圖案之至少一部分與位置觸碰感測金屬導體微圖案之至少一部分之間之平面內相對位置應使得包含力度感測元件金屬導體微圖案之部分與位置觸碰感測金屬導體微圖案之部分之區(例如，4 mm²區、10 mm²區或100 mm²區)之開放面積之開放面積分率介於0.80與0.9975之間(即，介於80%與99.75%之間)。在一些較佳實施例中，力度感測元件之金屬導體微圖案之開放面積分率介於0.90與0.995之間。在一些更佳實施例中，力度感測元件之金屬導體微圖案之開放面積分率介於0.95與0.99之間。

利用導電金屬微圖案實施量測以進行位置觸碰感測闡述於本文所引用揭示內容中。利用導體微圖案實施量測以進行力度感測包括(例如)：i)導體微圖案之電阻變化；ii)毗鄰一或多個導體微圖案之一或多個部分或插置於其間之材料之電阻變化；iii)一或多個導體微圖案之一或多個部分相對於其環境之間之電容(「自電容」)或相對於反電極之間之電容(即，互電容)之變化；及iv)一或多個導體微圖案之一或多個部分之間相對於反電極之偏振(電荷)之變化(如藉由插置於一或多個導體微圖案之一或多個部分與反電極之間之壓電材料所形成)。

量測導體微圖案因應施加至感測器之力度之電阻變化且包括微圖案之應變回應(即，其中所施加力度造成導體微圖案變形)構成微圖案作為電阻式應變計之用途。在較佳實施例中，力度感測金屬導體微圖案係整合於感測器之透明基板上或其中作為該透明基板上或其中之導體材料圖案。整合意指導體材料之圖案直接在基板表面上或毗鄰該基板(即，不為利用(例如)焊料或導電黏著劑所安裝離散應變計組件之一部分)。金屬跡線之適宜微圖案之其他實例包括用於單微跡線或用於微網之蛇形導電路徑。用作電阻式應變計元件之導電材料之蛇形路徑為業內已知(例如，參見PCT專利公開案第WO 94/02921號(Young))。

所提供物件可進一步包含適於上覆於電子顯示器上之透明位置觸碰感測元件。觸碰感測元件可包括用於定位一或多個觸碰或近觸碰(「鄰近」)事件之位置之構件。用於定位位置一或多個觸碰或近觸碰事件之構件可基於光學、目視或電檢測。光學檢測構件可包括(例如)邊緣安裝紅外照相機(一維)系統，如美國專利公開案第2010/0045629號(Newton)中所述。目視檢測構件可包括二維成像照相機及影像分析，如(例如)美國專利公開案第2009/0278799號(Wilson)中所述。電檢測構件可包括電阻式觸碰感測器，如(例如)美國專利第3,662,105號(Hurst等人)中所述。電檢測構件可包括表面電容式觸碰感測器，如(例如)美國專利第6,549,193號及第6,781,579號(皆為Huang等人)中所述。通常，電檢測構件包括投射式電容式觸碰感測器，如(例如)美國專利公開案第2009/0219257號(Frey等人)中所述。

本發明觸碰螢幕顯示感測器通常可使用微接觸印刷製程來製造。微接觸印刷包括將官能化分子自彈性體印模至基板之接觸轉印，該基極經選擇以結合呈(例如)自組裝單層(SAM)形式之官能化分子。微接觸印刷製程大體闡述於美國專利第5,512,131號(Kumar等人)中。微接觸印刷之自組裝單層可用作圖案化蝕刻遮罩。就施加至絕緣基板(例如，聚合物膜、玻璃或陶瓷基板)上之(例如)薄金屬膜之蝕刻遮罩而言，自組裝單層允許根據SAM之圖案蝕刻圖案化金屬膜。儘管本文所述感測器之製造有利地包括微接觸印刷步驟，但本文所述感測器並不以任何方式限於此一製造方法。可使用能產生所述圖案、微圖案、組件、力度感測元件或感測區之任一製造方法。本發明之可用導體圖案亦可使用基於光微影之製程來製造。儘管未必可容易地達成，但本發明之可用導體圖案亦可使用撓性版印刷、平凹版印刷或基於圖案化導電材料之其他方法藉由嵌入微結構化基板中來製造，如(例如)PCT專利公開案第WO 2010/002519號(Moran等人)或WO 2010/002679(Stay等人)中所述。

所提供力度感測器及包括力度感測器之顯示器可用於形成具有優於現有觸碰顯示器之特性的觸碰使用者介面。特定而言，所提供力度感測器及包括力度感測器之顯示器具有記錄一或多次觸碰之力度值以及觸碰位點之能力(即，多觸碰力度量測感測器及多觸碰力度量測觸碰顯示器)。相對於傳統電阻式或表面電容式觸碰感測器或顯示器(固有地單觸碰)，所提供感測器及顯示器可解析多觸碰位點且亦提供對觸碰力度之量測。相對於組裝於剛性蓋片(例如，玻璃或聚碳酸酯)下之先前矩陣型互電容式感測器，所提供感測器及顯示器提供對多觸碰力度之量測，而不僅僅是位點。相對於基於透明導電氧化物(例如，氧化銦錫，ITO)電極之先前矩陣型互電容式、壓阻式或壓電式力度量測觸碰感測器或顯示器，所提供感測器及顯示器提供更穩健之材料構造，其較不易於破裂及使用性能降格。相對於記錄觸碰事件之位點之先前力度量測觸碰面板，所提供感測器及顯示器包括微圖案化金屬導體作為感測元件之一部分，該等感測元件可上覆有顯示器之可觀看區，藉此避免將大體積力度感測器置於可觀看區外側之需要，此需要可不期望地增加包括觸碰顯示器在內之器件之總體大小。形成穩健、耐久、非顯示遮掩性、經顯示器上覆、多觸碰力度量測感測器元件或感測器元件允許設計並製造具有較寬範圍輸入資料之電子器件。舉例而言，當包括上述能力及特徵時，可使遊戲器件、工業設備控制或電腦圖形使用者介面具有更強使用者友好性且更為強大。

藉由以下實例進一步闡釋本發明之目標及優點，但不應將該等實例中所引用之特定材料及其量以及其他條件及細節理解為對本發明之不適當限制。

實例(全部為預示性)

第一圖案化基板

使用熱蒸發塗佈器用100 nm銀薄膜蒸氣塗佈厚度為125微米(μm)之由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)製得之第一可見光基板以產生第一銀金屬化膜。PET係以產品編號ST504購自E.I. du Pont de Nemours,Wilmington,DE。銀係以99.99%純度3 mm球形物購自Cerac公司，Milwaukee,WI。

抵靠10 cm直徑矽晶圓(業內有時稱作「母模板(master)」)模製厚度為3 mm之第一聚(二甲基矽氧烷)印模(稱作PDMS且以SYLGARD 184購自Dow Chemical公司，Midland,MI)，該矽晶圓已預先使用標準光微影技術圖案化。在65℃下將PDMS於矽晶圓上固化2小時。此後，自晶圓剝離PDMS以產生具有兩個不同低密度區之第一印模，該等區具有凸起特徵之圖案，即第一連續六邊形網圖案(網條帶)及第二不連續六邊形網圖案。凸起特徵界定共邊六邊形之邊緣。不連續六邊形係在線段中含有選擇性斷開者。選擇性斷開之長度小於10 μm。斷開設計為近似5 μm。為降低其可見性，較佳地，斷開應小於10 μm、或甚至5 μm或更小、或介於1 μm與5 μm之間。每一凸起六邊形輪廓圖案具有2 μm之高度，具有1%至3%面積覆蓋率(對應於97%至99%開放面積)及寬度為2 μm至3 μm之線段。第一印模亦包括界定500 μm寬互連跡線之凸起特徵。第一印模具有第一結構化側，其具有六邊形網圖案區及互連跡線特徵；及相反的第二實質上平坦側。

第一圖案化基板係如下藉由微接觸印刷製備。將印模(結構化側朝上)置於含有2 mm直徑玻璃珠粒之玻璃培養皿中。因此，第二實質上平坦側與玻璃珠粒直接接觸。該等珠粒用於自皿底拉離印模，從而允許以下油墨溶液接觸印模之基本上全部平坦側。用移液管將10 mM 1-十八硫醇(購自TCI America,Portland OR)存於乙醇中之油墨溶液吸取至印模下方之培養皿中。油墨溶液與印模之第二實質上平坦側直接接觸。在足夠上墨時間(例如，3 h)後，倘若油墨已擴散至印模中，則自培養皿移除第一印模。將經上墨印模(結構化側朝上)置於工作表面上。使用手持式輥將第一銀金屬化膜施加至印模之經上墨結構化表面上，以便銀膜與結構化表面直接接觸。該金屬化膜在經上墨印模上保留15 s。然後自經上墨印模移除第一金屬化膜。將所移除膜置於銀蝕刻劑溶液中達3分鐘，該溶液含有存於去離子水中之(i) 0.030莫耳硫脲(Sigma-Aldrich,St. Louis,MO)及(ii) 0.020莫耳硝酸鐵(Sigma-Aldrich)。在蝕刻步驟後，用去離子水沖洗所得第一基板並用氮氣乾燥以產生第一圖案化表面。倘若使經上墨印模與第一金屬化基板之銀接觸，則在蝕刻後銀將保留。因此，自經上墨印模與銀膜之間不接觸之位點移除銀。

圖4、4a及4b展示具有複數個第一網條帶402之第一圖案化基板400，該複數個第一網條帶在該基板之第一側上交替介於複數個第一不連續區404之間，該第一側係含有經蝕刻及圖案化銀金屬化膜之側(自膜基板之前側觀看；即，自上面佈置經蝕刻及圖案化銀金屬之側觀看)。第一圖案化基板包含導電跡線之微圖案，該微圖案包含網條帶及不連續區。網條帶之寬度量測為3 mm且以3 mm間隔開。

該基板具有為實質上裸露PET膜之相反第二側。第一網條帶402中之每一者皆具有佈置於一端之對應500 μm寬導電互連跡線406。圖4a展示第一網條帶402之分解圖，其具有複數個形成六邊形網結構之連續線。圖4b展示第一不連續區404之分解圖，其具有複數個形成不連續六邊形網結構之不連續線(展示為每一六邊形中之選擇性斷開)。網條帶402及不連續區404之每一網結構皆具有97%至99%開放面積。每一線段之寬度為2 μm至3 μm。

第二圖案化基板

與第一圖案化基板相似，第二圖案化基板係藉由微接觸印刷使用第二可見光基板製得，以產生第二銀金屬化膜。所產生第二印模具有插置於第二不連續六邊形網圖案之間之第二連續六邊形網圖案(網條帶)。

圖5、5a及5b展示具有複數個第二網條帶522之第二圖案化基板520，該複數個第二網條帶在第二基板之第一側上交替介於複數個第二不連續區524之間(自背側透過膜基板觀看；即，自與上面佈置經蝕刻及圖案化銀金屬相反之側觀看)。第二圖案化基板包含導電跡線之微圖案，該微圖案包含網條帶及不連續區。該等網條帶之寬度量測為5.5 mm且其以0.5 mm間隔。第二網條帶522中每一者皆具有佈置於一端之對應500 μm寬第二導電互連跡線526。圖5a展示一個第二網條帶522之分解圖，其具有複數個形成六邊形網結構之連續線。圖5b展示一個第二不連續區524之分解圖，其具有複數個形成不連續六邊形網結構之不連續線(展示為每一六邊形中之選擇性斷開)。選擇性斷開之長度小於10 μm。斷開設計為近似5 μm。為降低其可見性，較佳地，斷開應小於10 μm、5 μm或更小或介於1 μm與5 μm之間。網條帶522及每一不連續區524之每一網結構皆具有97%至99%開放面積。每一線段之寬度為2 μm至3 μm。

實例1-具有壓阻壓力回應材料之觸碰感測器之顯示器的形成

使用上文製得之第一及第二圖案化基板來產生如下兩層力度感測觸碰感測器，其包括壓阻壓力回應材料。壓力回應材料插置於第一與第二圖案化基板之間，其中每一基板之圖案化表面(具有導電跡線之微圖案)面向壓力回應材料。壓力回應材料係分散於基質中之透明導電顆粒之複合材料。使用得自美國專利第5,763,091號(Kawata等人)之實例1中之導電ITO油墨的膜作為壓力回應材料。可將該膜塗佈至第一圖案基板之導電跡線之微圖案上。將該膜選擇性地塗佈於基板表面上以覆蓋第一條帶及第一不連續區，而不覆蓋圖4中互連跡線406之終端。接下來，藉助施加壓力將第二圖案化基板層壓至壓力回應材料之表面上，從而產生圖6之觸碰感測器(近似40 mm×60 mm感測面積)。第二圖案化基板之定向應使得其導電跡線之微圖案面向壓力回應材料。使用導電ITO油墨之膜塗佈及層壓係以該膜不覆蓋互連跡線606及626之終端之此一方式來實施，從而允許與互連跡線之終端電接觸。

所述兩層力度感測觸碰感測器可連接至電子器件(在互連跡線606及626之終端處)，其經設計以相繼在每一交叉區630處探測第一圖案化基板與第二圖案化基板之間之電阻。圖6展示觸碰螢幕感測器元件640之俯視圖，其中第一及第二圖案化基板已經層壓。區630代表第一網條帶與第二網條帶之重疊。區632代表第一網條帶與第二不連續區之重疊。區634代表第二網條帶與第一不連續區之重疊。且，區636代表第一與第二不連續區之間之重疊。儘管存在複數個該等重疊區，但為便於說明，圖中僅繪示每一者中之一個區。利用電子器件對電阻之量測可藉由業內之任一適宜方法來實施。對每一重疊區630之電阻之量測允許對感測器內電阻變化進行檢測及映射，該電阻變化係因施加至呈壓阻材料形式之壓力回應材料之局部壓力(即，觸碰壓力)所引起。因此，上述觸碰感測器可用作位置觸碰感測器，且兩個具有導電跡線微圖案之圖案化基板以及所插置壓阻壓力回應材料代表位置觸碰感測元件。當施加增加之壓力時，壓力回應壓阻材料內電阻因導電顆粒間之接觸增加而漸進地降低。因此，上述觸碰感測器可與電子器件組合以產生力度感測觸碰感測器系統。上述觸碰感測器可用作力度觸碰感測器，且兩個具有導電跡線微圖案之圖案化基板以及所插置壓阻壓力回應材料代表力度感測元件。將上述觸碰感測器進一步層壓至1 mm厚聚碳酸酯之基片上。層壓該感測器，其中其第二圖案化基板之背側(即，上面未佈置導電跡線微圖案之主表面)面向該基片。其他適宜基片係聚(甲基丙烯酸甲酯)或玻璃(例如，1 mm厚)。使用Optically Clear Laminating Adhesive 8172(來自3M公司，St. Paul,Minnesota)將該感測器層壓至基片上以產生多層構造。將層壓至基片上之上述觸碰感測器上覆並安裝至具有30 mm×41 mm可觀看區之液晶顯示器(LCD)(即，電子顯示器，以ANDpSi025TD-LED-KIT購自Purdy Electronics公司，Sunnyvale,California)之前側上。安裝該觸碰感測器，其中其基片面向該顯示器。觸碰感測器之交叉區630上覆於電子顯示器之可觀看區上(即，交叉區630佈置於電子顯示器之可觀看區內)。

實例2-具有壓阻壓力回應材料之觸碰感測器之顯示器的形成

可使用上文製得之第一及第二圖案化基板來產生如下兩層力度感測觸碰感測器，其包括壓阻壓力回應材料。壓力回應材料可插置於第一與第二圖案化基板之間，其中每一基板之圖案化表面(具有導電跡線之微圖案)面向壓力回應材料。壓力回應材料係依序為以下材料組份之多層：i)第一導電聚合物層，ii)分散於基質中之透明導電顆粒之複合層，及iii)第二導電聚合物層。第一導電聚合物層與第二導電聚合物層具有相同組成及厚度。使用得自美國專利第5,763,091號(Kawata等人)之實例1中之導電ITO油墨的膜作為分散於基質中之透明導電顆粒之複合材料。使用PEDOT-PSS塗層(CLEVIO PH 1000，購自H. C. Starck,Newton,Massachusetts)作為第一及第二導電聚合物層。將第一導電聚合物層塗佈至第一圖案基板之導電跡線之微圖案上。根據聚合物製造商說明書將第一導電聚合物塗佈至第一圖案化基板上以覆蓋第一條帶及第一不連續區，而不覆蓋圖4中互連跡線406之終端。接下來，根據聚合物製造商說明書將第二導電聚合物層塗佈至第二圖案化基板上以覆蓋第二條帶及第二不連續區，而不覆蓋圖5中互連跡線526之終端。接下來，將得自美國專利第5,763,091號(Kawata等人)之實例1中之導電ITO油墨的膜塗佈至第一導電聚合物層上以覆蓋第一條帶及第一不連續區，而不覆蓋圖4中互連跡線406之終端。最後，藉助施加壓力將第二圖案化基板層壓至第一圖案化基板上。第二導電聚合物表面之暴露表面(在塗佈後)毗鄰得自第一圖案化基板上導電ITO油墨之膜之表面，以產生圖6之觸碰感測器(近似40 mm×60 mm感測面積)。第二圖案化基板之定向應使得其導電跡線之微圖案面向壓力回應材料。導電聚合物塗佈、使用導電ITO油墨之膜塗佈及層壓係以不覆蓋互連跡線606及626之終端之此一方式來實施。

所述兩層力度感測觸碰感測器可連接至電子器件(在互連跡線606及626之終端處)，其經設計以相繼在每一交叉區630處探測第一圖案化基板與第二圖案化基板之間之電阻。圖6展示觸碰螢幕感測器元件640之俯視圖，其中第一及第二圖案化基板已經層壓。區630代表第一網條帶與第二網條帶之重疊。區632代表第一網條帶與第二不連續區之重疊。區634代表第二網條帶與第一不連續區之重疊。且，區636代表第一與第二不連續區之間之重疊。儘管存在複數個該等重疊區，但為便於說明，圖中僅繪示每一者中之一個區。利用電子器件對電阻之量測可藉由業內之任一適宜方法來實施。對每一重疊區630之電阻之量測允許對感測器內電阻變化進行檢測及映射，該電阻變化係因施加至呈壓阻材料形式之壓力回應材料之局部壓力(即，觸碰壓力)所引起。因此，上述觸碰感測器可用作位置觸碰感測器，且兩個具有導電跡線之微圖案之圖案化基板以及壓阻壓力回應材料代表位置觸碰感測元件。當施加增加之壓力時，壓力回應壓阻材料內電阻因導電顆粒間之接觸增加而漸進地降低。因此，上述觸碰感測器可與電子器件組合以產生力度感測觸碰感測器系統。上述觸碰感測器可用作力度觸碰感測器，且兩個具有導電跡線微圖案之圖案化基板以及壓阻壓力回應材料代表力度感測元件。將上述觸碰感測器進一步層壓至1毫米厚聚碳酸酯之基片上。層壓該感測器，其中其第二圖案化基板之背側(即，上面未佈置導電跡線微圖案之主表面)面向該基片。其他適宜基片係聚(甲基丙烯酸甲酯)或玻璃(例如，1毫米厚)。使用Optically Clear Laminating Adhesive 8172(來自3M公司，St. Paul,Minnesota)將該感測器層壓至基片上以產生多層構造。將層壓至基片上之上述觸碰感測器上覆並安裝至具有30 mm×41 mm可觀看區之液晶顯示器(LCD)(即，電子顯示器，以ANDpSi025TD-LED-KIT購自Purdy Electronics公司，Sunnyvale,California)之前側上。安裝該觸碰感測器，其中其基片面向該顯示器。觸碰感測器之交叉區630覆於電子顯示器之可觀看區上(即，交叉區630佈置於電子顯示器之可觀看區內)。

實例3-具有壓阻壓力回應材料之觸碰感測器之顯示器的形成

可使用上文製得之第一及第二圖案化基板來產生如下兩層力度感測觸碰感測器，其包括壓阻壓力回應材料。在依序為以下材料組份之多層中包括壓力回應材料：i)第一透明導電黏著劑層，ii)壓阻層，及iii)第二透明導電黏著劑層。第一及第二圖案化基板之條帶區首先經透明導電黏著劑材料印刷以形成第一及第二透明導電黏著劑層。透明導電黏著劑材料係根據美國專利公開案第2003/0114560號(Yang等人)之實例24來製備。透明導電黏著劑材料係使用噴墨印刷來印刷，如業內已知。接下來將不導電壓敏黏著劑材料印刷於第一及第二圖案化基板中除互連跡線606及626外之所有互補區(互補至條帶區)中。不導電透明導電黏著劑材料係根據美國專利公開案第2003/0114560號(Yang等人)之實例24來製備，只是不添加抗靜電劑C。壓力回應材料可插置於第一與第二圖案化基板之間，其中每一基板之圖案化表面(具有導電跡線之微圖案)面向該壓力回應材料。接下來，將得自美國專利第5,763,091號(Kawata等人)之實例1中之導電ITO油墨的膜塗佈至第一透明導電黏著劑層上以覆蓋第一條帶及第一不連續區，而不覆蓋圖4中互連跡線406之終端。最後，利用輥將具有第二透明導電黏著劑之第二圖案化基板層壓至第一圖案化基板上。第二透明導電黏著劑表面之暴露表面(在印刷後)毗鄰得自第一圖案化基板上導電ITO油墨之膜之表面，以產生圖6之觸碰感測器(近似40 mm×60 mm感測面積)。第二圖案化基板之定向應使得其導電跡線之微圖案面向壓力回應材料。黏著劑印刷、使用導電ITO油墨之膜塗佈及層壓係以不覆蓋互連跡線606及626之終端之此一方式來實施。

所述兩層力度感測觸碰感測器可連接至電子器件(在互連跡線606及626之終端處)，其經設計以相繼在每一交叉區630處探測第一圖案化基板與第二圖案化基板之間之電阻。圖6展示觸碰螢幕感測器元件640之俯視圖，其中第一及第二圖案化基板已經層壓。區630代表第一網條帶與第二網條帶之重疊。區632代表第一網條帶與第二不連續區之重疊。區634代表第二網條帶與第一不連續區之重疊。且，區636代表第一與第二不連續區之間之重疊。儘管存在複數個該等重疊區，但為便於說明，圖中僅繪示每一者中之一個區。利用電子器件對電阻之量測可藉由業內之任一適宜方法來實施。對每一重疊區630之電阻之量測允許對感測器內電阻變化進行檢測及映射，該電阻變化係因施加至呈壓阻材料形式之壓力回應材料之局部壓力(即，觸碰壓力)所引起。因此，上述觸碰感測器可用作位置觸碰感測器，且兩個具有導電跡線之微圖案之圖案化基板以及壓阻壓力回應材料代表位置觸碰感測元件。當施加增加之壓力時，壓力回應壓阻材料內電阻因導電顆粒間之接觸增加而漸進地降低。因此，上述觸碰感測器可與電子器件組合以產生力度感測觸碰感測器系統。上述觸碰感測器可用作力度觸碰感測器，且兩個具有導電跡線微圖案之圖案化基板以及壓阻壓力回應材料代表力度感測元件。將上述觸碰感測器進一步層壓至1毫米厚聚碳酸酯之基片上。層壓該感測器，其中其第二圖案化基板之背側(即，上面未佈置導電跡線微圖案之主表面)面向該基片。其他適宜基片係聚(甲基丙烯酸甲酯)或玻璃(例如，1毫米厚)。使用Optically Clear Laminating Adhesive 8172(來自3M公司，St. Paul,Minnesota)將該感測器層壓至基片上以產生多層構造。將層壓至基片上之上述觸碰感測器上覆並安裝至具有30毫米×41毫米可觀看區之液晶顯示器(LCD)(即，電子顯示器，以ANDpSi025TD-LED-KIT購自Purdy Electronics公司，Sunnyvale,California)之前側上。安裝該觸碰感測器，其中其基片面向該顯示器。觸碰感測器之交叉區630上覆於電子顯示器之可觀看區上(即，交叉區630佈置於電子顯示器之可觀看區內)。

實例4-具有壓電壓力回應材料之觸碰感測器之顯示器的形成

可使用上文製得之第一及第二圖案化基板來產生如下兩層力度感測觸碰感測器，其包括壓電壓力回應材料。在依序為以下材料組份之多層中包括壓力回應材料：i)第一透明導電黏著劑層，ii)壓電層，及iii)第二透明導電黏著劑層。第一及第二圖案化基板之條帶區首先經透明導電黏著劑材料印刷以形成第一及第二透明導電黏著劑層。透明導電黏著劑材料係根據美國專利公開案第2003/0114560號(Yang等人)之實例24來製備。透明導電黏著劑材料係使用噴墨印刷來印刷，如業內已知。接下來將不導電壓敏黏著劑材料印刷於第一及第二圖案化基板中除互連跡線606及626外之所有互補區(互補至條帶區)中。不導電透明導電黏著劑材料係根據美國專利公開案第2003/0114560號(Yang等人)之實例24來製備，只是不添加抗靜電劑C。隨後壓力回應壓電材料插置於第一與第二圖案化基板之間，其中每一基板之圖案化表面(具有導電跡線之微圖案)面向該壓力回應材料。壓電層係根據美國專利公開案第2010/0068460號(Moriyama等人)中之比較實例1製備之PVDF膜。藉由根據美國專利第6,080,487號之實例4處理壓電層之每一主表面使其適於黏著至黏著劑層。藉由利用輥將第一及第二圖案化基板壓層至壓電材料來插置壓電材料，從而產生圖6中所示之兩層觸碰感測器(近似40 mm×60 mm感測面積)。

所述兩層力度感測觸碰感測器可連接至電子器件(在互連跡線606及626之終端處)，其經設計以探測第一條帶及第二條帶中每一者之電勢。圖6展示觸碰螢幕感測器元件640之俯視圖，其中第一及第二圖案化基板已經層壓。區630代表第一網條帶與第二網條帶之重疊。區632代表第一網條帶與第二不連續區之重疊。區634代表第二網條帶與第一不連續區之重疊。且，區636代表第一與第二不連續區之間之重疊。儘管存在複數個該等重疊區，但為便於說明，圖中僅繪示每一者中之一個區。利用電子器件對電壓之量測可藉由業內之任一適宜方法來實施。對每一條帶之電壓之量測允許對感測器內電壓變化進行檢測及映射，該電阻變化係因施加至呈壓電材料形式之壓力回應材料之局部壓力(即，觸碰壓力)所引起。因此，上述觸碰感測器可用作位置觸碰感測器，且兩個具有導電跡線之微圖案之圖案化基板以及壓電壓力回應材料代表位置觸碰感測元件。當施加增加之壓力時，壓力回應壓電材料內電壓之量值漸進地增加，如藉由其壓電性質所述及藉由其壓電係數所量化。因此，上述觸碰感測器可與電子器件組合以產生力度感測觸碰感測器系統。上述觸碰感測器可用作力度觸碰感測器，且兩個具有導電跡線微圖案之圖案化基板以及壓電壓力回應材料代表力度感測元件。將上述觸碰感測器進一步層壓至1 mm厚聚碳酸酯之基片上。層壓該感測器，其中其第二圖案化基板之背側(即，上面未佈置導電跡線微圖案之主表面)面向該基片。其他適宜基片係聚(甲基丙烯酸甲酯)或玻璃(例如，1 mm厚)。使用Optically Clear Laminating Adhesive 8172(來自3M公司，St. Paul,Minnesota)將該感測器層壓至基片上以產生多層構造。將層壓至基片上之上述觸碰感測器上覆並安裝至具有30 mm×41 mm可觀看區之液晶顯示器(LCD)(即，電子顯示器，以ANDpSi025TD-LED-KIT購自Purdy Electronics公司，Sunnyvale,California)之前側上。安裝該觸碰感測器，其中其基片面向該顯示器。觸碰感測器之交叉區630上覆於電子顯示器之可觀看區上(即，交叉區630佈置於電子顯示器之可觀看區內)。

實例5-具有可變形介電壓力回應材料之觸碰感測器之顯示器的形成

如下使用上文製得之第一及第二圖案化基板來產生兩層力度感測觸碰感測器，其包括介電壓力回應材料。壓力回應材料插置於第一與第二圖案化基板之間，其中每一基板之圖案化表面(具有導電跡線之微圖案)面向壓力回應材料。壓力回應材料係電絕緣彈性膜。使用具有美國專利第7,538,760號之觸碰墊1000之黏著劑層的PET彈性膜作為壓力回應材料。將一片壓力回應材料切割成第一及第二圖案化基板之條帶陣列之大小。利用輥將壓力回應材料層壓至第一圖案化基板表面之導體圖案化表面上以覆蓋第一條帶及第一不連續區，而不覆蓋圖4中互連跡線606之終端。接下來，利用輥將第二圖案化基板層壓至壓力回應材料之表面上，從而產生圖6之觸碰感測器(近似40 mm×60 mm感測面積)。第二圖案化基板之定向應使得其導電跡線之微圖案面向壓力回應材料。層壓係以不覆蓋互連跡線606及626之終端之此一方式來實施，以允許與互連跡線之終端電接觸。

所述兩層力度感測觸碰感測器可連接至電子器件(在互連跡線606及626之終端處)，其經設計以相繼在每一交叉區630處探測第一圖案化基板與第二圖案化基板之間之電容(即，互電容)。圖6展示觸碰螢幕感測器元件640之俯視圖，其中第一及第二圖案化基板已經層壓。區630代表第一網條帶與第二網條帶之重疊。區632代表第一網條帶與第二不連續區之重疊。區634代表第二網條帶與第一不連續區之重疊。且，區636代表第一與第二不連續區之間之重疊。儘管存在複數個該等重疊區，但為便於說明，圖中僅繪示每一者中之一個區。

用於做出對透明感測器元件(條帶)之互電容量測的電子器件係PIC18F87J10(Microchip Technology,Chandler,Arizona)、AD7142(Analog Devices,Norwood,Massachusetts)及MM74HC154WM(Fairchild Semiconductor,South Portland,Maine)。PIC18F87J10係該系統之微控制器。其控制該MM74HC154WM所驅動對感測器條帶之選擇。其亦組態AD7142以做出適當量測。該系統之用途包括設定眾多校準值，如業內已知。該等校準值在不同觸碰螢幕間可有所不同。該系統可驅動16個不同條帶且AD7142可量測12個不同條帶。AD7142之組態包括選擇用以轉換之通道數目、在應施加電容偏移之情況下如何精確或快速地進行量測、及類比-數位轉換器之連接。來自AD7142之量測係16位元值，其代表透明感測器元件矩陣中導電條帶之間之交叉點的電容。

在AD7142完成其量測後，其經由中斷向微控制器發出信號，以指示其收集資料。微控制器隨後經由SPI埠收集資料。在接收資料後，微控制器將MM74HC154WM遞增至下一驅動線並清除AD7142中之中斷，從而向其發出信號以獲取下一組資料。在根據上述情形進行抽樣恆定地運行的同時，微控制器亦經由串列介面將資料發送至具有監視器之電腦。如彼等熟習此項技術者已知，串列介面允許簡單電腦程式再現來自AD7142之原始資料並查看在觸碰與不觸碰之情況下值如何變化。電腦程式端視16位元值之值而在顯示器上再現不同色彩。當16位元值低於某一值時，基於校準，顯示區再現白色。高於該閾值時，基於校準，顯示區再現綠色。資料係以4位元組標頭(0xAAAAAAAA)、1位元組通道(0x00-0x0F)、24位元組資料(代表電容量測)及回車(0x0D)之格式異步發送。

對每一重疊區630之互電容之量測允許對感測器內電容變化進行檢測及映射，該電容變化係因施加至呈可變形介電材料形式之壓力回應材料之局部壓力(即，觸碰壓力)所引起。因此，上述觸碰感測器可用作位置觸碰感測器，且兩個具有導電跡線之微圖案之圖案化基板以及所插置可變形介電壓力回應材料代表位置觸碰感測元件。當施加增加之壓力時，壓力回應壓阻材料內電容因第一條帶及第二條帶之間之隔開減小而漸進地增加。因此，上述觸碰感測器可與電子器件組合以產生力度感測觸碰感測器系統。上述觸碰感測器可用作力度觸碰感測器，且兩個具有導電跡線微圖案之圖案化基板以及所插置可變形介電介電壓力回應材料代表力度感測元件。將上述觸碰感測器進一步層壓至1毫米厚聚碳酸酯之基片上。層壓該感測器，其中其第二圖案化基板之背側(即，上面未佈置導電跡線微圖案之主表面)面向該基片。其他適宜基片係聚(甲基丙烯酸甲酯)或玻璃(例如，1 mm厚)。使用Optically Clear Laminating Adhesive 8172(來自3M公司，St. Paul,Minnesota)將該感測器層壓至基片上以產生多層構造。將層壓至基片上之上述觸碰感測器上覆並安裝至具有30毫米×41 mm可觀看區之液晶顯示器(LCD)(即，電子顯示器，以ANDpSi025TD-LED-KIT購自Purdy Electronics公司，Sunnyvale,California)之前側上。安裝該觸碰感測器，其中其基片面向該顯示器。觸碰感測器之交叉區630上覆於電子顯示器之可觀看區上(即，交叉區630佈置於電子顯示器之可觀看區內)。

實例6-具有積體應變計之觸碰感測器之顯示器的形成

具有力度感測元件之觸碰感測器係根據以下步驟來製造。提供基片基板。將包含金屬跡線微圖案之應變計元件(力度感測元件)整合至基片表面上。將應變計連接至適於量測通過應變計之電流之電阻的電子器件。

包含金屬導體跡線微圖案之應變計係藉由微接觸印刷及蝕刻在基片上製造。使用熱蒸發塗佈器用100 nm銀薄膜蒸氣塗佈厚度量測為2 mm之聚碳酸酯基片以產生第一銀金屬化膜。聚碳酸酯基片係以LEXA購自SABIC Innovative Plastics,Riyadh,Saudi Arabia，且量測為168 mm×220 mm。銀係以99.99%純度3 mm球形物購自Cerac公司，Milwaukee,WI。

抵靠10 cm直徑矽晶圓(業內有時稱作「母模板」)模製厚度為3 mm之PDMS印模，該矽晶圓已預先使用標準光微影技術圖案化。PDMS係以產品SYLGARD 184購自Dow Chemical公司，Midland,MI。在65℃下將PDMS於矽晶圓上固化2 h。此後，自晶圓剝離PDMS以產生具有凸起特徵之圖案之印模。印模之凸起特徵包括具有連續正方形網圖案之區(網環)及具有不連續正方形網圖案之區。連續正方形網圖案呈圖1b之網環形式。亦即，凸起特徵界定共邊正方形之邊緣，其界定連續正方形網環(圖1b中所圖解說明之連續、完整網環)。不連續正方形網圖案係在線段中含有選擇性中斷者，該等線段原本會界定完整正方形網圖案。PDMS印模在與圖1b之網環互補之區內包括不連續正方形網圖案(未圖示)。中斷設計為近似5 μm。為降低其可見性，較佳地，中斷應小於10 μm、更佳5 μm或更小，例如，介於1 μm與5 μm之間。每一凸起正方形輪廓圖案具有2 μm之高度，具有2%面積覆蓋率(對應於98%開放面積)及寬度為2 μm之線段。正方形網具有200 μm之間距。印模具有第一結構化側，其具有正方形網圖案區及互連跡線特徵；及相反的第二實質上平坦側。

具有積體應變計(力度感測元件)之基片製備如下。將印模(結構化側朝上)置於含有2 mm直徑玻璃珠粒之玻璃培養皿中。因此，第二實質上平坦側與玻璃珠粒直接接觸。該等珠粒用於自皿底拉離印模，從而允許以下油墨溶液接觸印模之基本上全部平坦側。將10 mM 1-十八硫醇(購自TCI America,Portland OR)存於乙醇中之油墨溶液吸取至印模下方之培養皿中。油墨溶液與印模之第二實質上平坦側直接接觸。在足夠上墨時間(例如，3 h)後，倘若油墨已擴散至印模中，則自培養皿移除第一印模。將基片(金屬化側朝上)置於工作表面上。將印模置於金屬化基片表面上的1 cm轉角內，如圖1中所示定向，其中環末端指向轉角。使經上墨印模接觸金屬化基板15 s，且隨後將其移除。對基片之其他三個轉角重複上述衝壓程序。將基片置於銀蝕刻劑溶液中達3分鐘，該溶液含有存於去離子水中之(i) 0.030莫耳硫脲(Sigma-Aldrich,St. Louis,MO)及(ii) 0.020 M硝酸鐵(Sigma-Aldrich)。在蝕刻步驟後，用去離子水沖洗所得基片並用氮氣乾燥以產生第一圖案化表面。倘若使經上墨印模與第一金屬化基片之銀接觸，則在蝕刻後銀將保留。因此，自經上墨印模與銀膜之間不接觸之位點移除銀。結果係在聚碳酸酯基片上整合4個網環透明應變計，其中每一轉角中有一個。

圖1展示所得觸碰感測器，其具有透明網環應變計，即整合於聚碳酸酯基片上之力度感測元件104(各包含金屬跡線之微圖案)，該等應變計呈導電網環(展示於圖1b中)之形式。網環應變計展現因應基片變形而變化之電阻。具體而言，對於經定向具有相對於觸碰壓力在背側上且在轉角處支撐之積體應變計的基片而言，觸碰壓力增加會使得該等應變計經拉伸並使得其電阻值升高。電阻變化程度與施加至觸碰感測器之力度大約成正比。因此，每一網環應變計(包含導電跡線之微圖案)構成力度感測元件104。觸碰位置可藉由依照如業內已知(例如)美國專利公開案第2009/0243817號(Son)中之校準程序比較4個應變計(力度感測元件)之電阻變化來確定。每一網環應變計(包含導電跡線之微圖案)構成位置觸碰感測元件。將上述觸碰感測器上覆並安裝至具有158 mm×210 mm可觀看區之液晶顯示器(LCD)(即，電子顯示器，以ANDpSi104EA5S-HB-KIT購自Purdy Electronics公司，Sunnyvale,California)之前側上。安裝觸碰感測器，其中其積體應變計面向該顯示器。觸碰感測器之積體應變計(力度感測元件104)上覆於電子顯示器之可觀看區上(即，力度感測元件104佈置於電子顯示器之可觀看區內)。

熟習此項技術者將明瞭對本發明之各種修改及更改，此並不背離本發明之範圍及精神。應理解，本發明不欲不適當地受到本文中所列闡釋性實施例及實例之限制，且此等實例及實施例僅以實例方式呈現，本發明之範圍僅欲受到如下文中所列申請專利範圍之限制。此揭示內容中所引用之所有參考文獻皆以整體引用之方式併入本文中。

100．．．物件

102．．．基板

104．．．力度感測元件

106．．．微圖案

108．．．電阻量測器件

200．．．觸碰螢幕顯示感測器

202．．．透明基板

204．．．第一組實質上平行之微網條帶

206．．．單獨電極

208．．．第二組實質上平行之微網條帶

210．．．單獨電極

212．．．壓力回應材料

220．．．觸碰螢幕顯示感測器之一部分

300．．．觸碰螢幕顯示感測器

302．．．剛性基板

304．．．第一組實質上平行之微網條帶

308．．．第二組實質上平行之微網條帶

310．．．撓性絕緣基板

312．．．壓阻、壓電、電阻或電容材料層

400．．．第一圖案化基板

402．．．第一網條帶

404．．．第一不連續區

406．．．導電互連跡線

520．．．第二圖案化基板

522．．．第二網條帶

524．．．第二不連續區

526．．．第二導電互連跡線

606．．．互連跡線

626．．．互連跡線

630．．．交叉區

632．．．區

634．．．區

636．．．區

640．．．觸碰螢幕感測器元件

圖1a係基板之透視圖，該基板包括4個佈置於該基板表面上之力度感測元件；

圖1b係展示一個圖1a中所示基板上所包括力度感測元件之分解圖；

圖2係所提供觸碰螢幕顯示感測器之一實施例之一部分的透視圖；

圖2A係所提供圖2之觸碰螢幕顯示感測器之一部分(220)的分解圖；

圖3a及3b係所提供觸碰螢幕顯示感測器之側視圖；圖3a係原感測器之圖示且圖3b係當感測器受到局部力度壓縮時之圖示，該局部力度係如當用(例如)手指觸碰並擠壓時發生；

圖4、4a及4b係所提供物件之一實施例之示意圖；

圖5、5a及5b係所提供物件之一實施例之示意圖；及

圖6係所提供觸碰螢幕顯示器中所用觸碰感測器之示意圖。

200．．．觸碰螢幕顯示感測器

202．．．透明基板

204．．．第一組實質上平行之微網條帶

206．．．單獨電極

208．．．第二組實質上平行之微網條帶

210．．．單獨電極

212．．．壓力回應材料

220．．．觸碰螢幕顯示感測器之一部分

Claims (27)

1. 一種物件，其包含：電子顯示器，其具有可觀看區；透明絕緣基板，其具有表面；及力度感測元件，其包含至少一個佈置於該基板之該表面上之金屬跡線之微圖案，該微圖案係包含二維之該金屬跡線網路之網型式，其中該透明絕緣基板佈置於該電子顯示器上，且其中該力度感測元件上覆於該電子顯示器之該可觀看區之至少一部分上，而不會實質上遮掩該顯示器之該可觀看區。
2. 如請求項1之物件，其進一步包含透明位置觸碰感測元件。
3. 如請求項1之物件，其中該透明絕緣基板包含聚合物片或玻璃片。
4. 如請求項3之物件，其中該聚合物片包含聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯或玻璃。
5. 如請求項1之物件，其中該等金屬跡線包含銀、金、鈀、鉑、銅、鎳、鋁、鉬或鎢。
6. 如請求項1之物件，其中該力度感測元件包含橫向電阻式應變計感測元件。
7. 如請求項1之物件，其中該力度感測元件之開放面積分率為至少80%。
8. 如請求項1之物件，其中該等金屬跡線之寬度介於0.5微 米與20微米之間。
9. 一種製作如請求項1之物件之方法，其中該力度感測元件係藉由包含以下之方法來製造：在該基板之該表面上佈置金屬塗層；及蝕刻該金屬以形成佈置於該基板上之導電金屬跡線之微圖案。
10. 如請求項9之製作物件之方法，其進一步包含提供具有凸起特徵之經上墨印模及使該經上墨印模之該等凸起特徵與該金屬塗層接觸，之後蝕刻該金屬。
11. 如請求項10之製作物件之方法，其中該經上墨印模包含自組裝單層形成分子。
12. 一種物件，其包含：電子顯示器，其具有可觀看區；透明絕緣基板，其佈置於該電子顯示器之該可觀看區之至少一部分上；及觸碰感測器，其佈置於該基板之表面上且上覆於該電子顯示器之該可觀看區之至少一部分上；其中該觸碰感測器包含力度感測元件，其中該力度感測元件包含第一組微網條帶及第二組微網條帶，其中該等微網條帶各自包含金屬導體之跡線，且係為包含二維之該跡線網路之網型式，其中該第一及第二組微網條帶佔據實質上平行之複數 個平面並在垂直於該等平面之方向上間隔開，且其中該第一組微網條帶中之至少一條帶與該第二組微網條帶中之至少一條帶交叉。
13. 如請求項12之物件，其進一步包含位置觸碰感測元件，該位置觸碰感測元件上覆於該顯示器之該可觀看區之至少一部分上，而不會實質上遮掩該顯示器之該可觀看區。
14. 如請求項12之物件，其中該力度感測元件包含壓阻材料、壓電材料或電容式力度感測元件。
15. 如請求項14之物件，其中該壓阻材料包含分散於基質中之透明導電顆粒。
16. 如請求項15之物件，其中該等透明導電顆粒包含氧化銦錫。
17. 如請求項14之物件，其中該壓電材料包含聚合物。
18. 如請求項17之物件，其中該壓電材料包含聚二氟亞乙烯或其衍生物。
19. 如請求項12之物件，其中該力度感測元件包含電阻式應變計元件。
20. 如請求項12之物件，其中該等實質上平行之微網條帶包含寬度為約0.5微米至約10微米之跡線。
21. 如請求項12之物件，其中該力度感測元件之該微網之開放面積分率為至少80%。
22. 如請求項12之物件，其中該第一組微網條帶經定向以使該等實質上平行之微網條帶實質上正交於該第二組微網 條帶中之該等實質上平行之微網條帶。
23. 如請求項22之物件，其中每一實質上平行之微網條帶包含電極。
24. 如請求項23之物件，其中該力度感測元件包含一個來自每一組平行微網條帶之電極，且其中該力度感測元件位於該等條帶交叉之位置。
25. 一種製作如請求項12之物件之方法，其中該力度感測元件係藉由包含以下之方法來製造：在該基板之該表面上佈置金屬塗層；及蝕刻該金屬以形成佈置於該基板上之導電金屬跡線之微圖案。
26. 如請求項25之製作物件之方法，其進一步包含提供具有凸起特徵之經上墨印模及使該經上墨印模之該等凸起特徵與該金屬塗層接觸，之後蝕刻該金屬。
27. 如請求項26之製作物件之方法，其中該經上墨印模包含自組裝單層形成分子。