触键以及用于其生产和使用的方法

摘要

公开了触键以及用于其生产和使用的方法。触键可以包括基底；导电层，其布置在基底的至少一个区域上；多孔层，其布置在导电层的至少一部分上；绝缘层，其布置在基底围绕导电层和多孔层的区域上以形成井状部，该井状部具有由绝缘层限定的侧壁以及至少部分地由多孔层限定的底部表面；电活性聚合物组合物，其布置在井状部中；以及柔性层，其在面对电活性聚合物组合物的表面的至少一部分上具有导电涂层，柔性层覆盖井状部以及绝缘层的围绕井状部的至少一部分。当触键被按压时，电场被激活，从而使得电活性聚合物组合物朝向柔性层移动，以提供触觉反馈。

权利要求

1.一种触键，其包括：

基底；

导电层，其布置在所述基底的至少一个区域上；

多孔层，其布置在所述导电层的至少一部分上；

绝缘层，其布置在所述基底围绕所述导电层和所述多孔层的区域上，以形成井状部，所述井状部具有由所述绝缘层限定的侧壁以及至少部分地由所述多孔层限定的底部表面；

电活性聚合物组合物，其布置在所述井状部中；以及

柔性层，其在面对所述电活性聚合物组合物的表面的至少一部分上具有导电涂层，所述柔性层覆盖所述井状部以及所述绝缘层的围绕所述井状部的至少一部分。

2.如权利要求1所述的触键，其中所述基底是玻璃、硅、塑料、不锈钢或其任意组合。

3.如权利要求1所述的触键，其中所述导电层是选自铝、金、钼、银、钨、钛、铜或其任意组合的金属导体。

4.如权利要求1所述的触键，其中所述导电层是铟锡氧化物、铟镓锌氧化物、氧化锌、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)、碳纳米管或其组合。

5.如权利要求1所述的触键，其中所述多孔层包括导电层的已氧化部分、所述导电层的已蚀刻部分或两者。

6.如权利要求1所述的触键，其中所述绝缘层是选自光刻胶、BCB、SU-8、MX5000干膜负性光刻胶或其任意组合的有机聚合物。

7.如权利要求1所述的触键，其中所述电活性聚合物组合物位于所述井状部的至少一部分中、所述多孔结构内的孔的至少一部分中或两者。

8.如权利要求1所述的触键，其中所述电活性聚合物组合物包括一种或多种电活性聚合物。

9.如权利要求1所述的触键，其中所述电活性聚合物组合物包括一种或多种pH响应聚合物以及一种或多种电解质。

10.如权利要求1所述的触键，其中所述电活性聚合物组合物包括一种或多种离子电活性聚合物。

11.如权利要求1所述的触键，其中所述柔性层是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚酰亚胺或其任意组合。

12.如权利要求1所述的触键，其中所述导电层被配置为电极，并且所述柔性层的所述导电涂层被配置为对电极。

13.一种生产触键的方法，所述方法包括：

在基底的至少一个区域上提供导电层；

在所述导电层的至少一部分上提供多孔层；

在所述基底围绕所述导电层和所述多孔层的区域上提供绝缘层以形成井状部，所述井状部具有由所述绝缘层限定的侧壁以及至少部分地由所述多孔层限定的底部表面；

将电活性聚合物组合物添加至所述井状部；

用柔性层覆盖所述井状部以及所述绝缘层的围绕所述井状部的至少一部分，所述柔性层在面对所述电活性聚合物组合物的表面的至少一部分上具有导电涂层。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述导电层是选自铝、金、钼、银、钨、钛、铜或其任意组合的金属导体。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述导电层是铟锡氧化物、铟镓锌氧化物、氧化锌、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)、碳纳米管或其组合。

16.如权利要求13所述的方法，提供所述多孔层包括改变所述导电层的至少一部分。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述改变步骤包括氧化所述导电层的至少一部分、蚀刻所述导电层的至少一部分或两者。

18.如权利要求13所述的方法，其中提供所述多孔层包括将多孔材料施加到所述导电层上。

19.如权利要求13所述的方法，其中所述绝缘层是选自光刻胶、BCB、SU-8、MX5000干膜负性光刻胶或其任意组合的有机聚合物。

20.如权利要求13所述的方法，其中提供所述绝缘层包括将所述绝缘层层压至所述基底上、将所述绝缘层旋转成形在所述基底上、将所述绝缘层挤出在所述基底上、将所述绝缘层喷涂在所述基底上或者通过光刻将所述绝缘层图案化在所述基底上。

21.如权利要求13所述的方法，其中所述添加步骤包括使用喷墨式打印机或注射器将所述电活性聚合物组合物添加至所述井状部。

22.如权利要求13所述的方法，其中所述电活性聚合物组合物包括一种或多种电活性聚合物。

23.如权利要求13所述的方法，其中所述电活性聚合物组合物包括一种或多种pH响应聚合物以及一种或多种电解质。

24.如权利要求13所述的方法，其中所述电活性聚合物组合物包括一种或多种离子电活性聚合物。

25.如权利要求13所述的方法，其中所述导电层被配置为电极，并且所述柔性层的所述导电涂层被配置为对电极。

26.一种使用具有至少一个触键的设备的方法，所述方法包括：按压所述至少一个触键，以激活电场，其中所述至少一个触键包括：基底；

导电层，其布置在所述基底的至少一个区域上；

多孔层，其布置在所述导电层的至少一部分上；

绝缘层，其布置在所述基底围绕所述导电层和所述多孔层的区域上以形成井状部，所述井状部具有由所述绝缘层限定的侧壁以及至少部分地由所述多孔层限定的底部表面；

电活性聚合物组合物，其布置在所述井状部中；以及

柔性层，其在面对所述电活性聚合物组合物的表面的至少一部分上具有导电涂层，所述柔性层覆盖所述井状部以及所述绝缘层的围绕所述井状部的至少一部分，其中，当所述电场被激活时，所述电场使得所述电活性聚合物组合物朝向所述柔性层移动，以提供触觉反馈。

27.如权利要求26所述的方法，其进一步包括释放所述至少一个触键，以去激活所述电场，其中所述电场的去激活使得所述电活性聚合物组合物远离所述柔性层移动。

说明书

触键以及用于其生产和使用的方法

背景技术

[0001] 随着计算机在消费者设备中更加流行，制造商发现旋钮和转盘能够是节省设备上的宝贵空间的计算机界面的一种形式。然而，这种界面在设计中是复杂的，并且可能不像常规的鼠标和/或键盘那样用户友好。

[0002] 触屏键盘已经被集成到消费者设备的显示器中，取代了单独消耗设备上的宝贵空间的情况。然而，触屏键盘缺少从使用常规的鼠标和/或键盘所能够感知的期望的触觉提示。触觉提示的缺少能够导致在触屏键盘上选择按键时的错误，从而使用户感到困扰。

[0003] 因此，在触屏键盘或触屏界面中提供触觉反馈是被期待的情况。

发明内容

[0004] 公开了触键。触键可以包括基底；导电层，其布置在基底的至少一个区域上；多孔层，其布置在导电层的至少一部分上；绝缘层，其布置在基底围绕导电层和多孔层的区域上以形成井状部，该井状部具有由绝缘层限定的侧壁以及至少部分地由多孔层限定的底部表面；电活性聚合物组合物，其布置在井状部中；以及柔性层，其在面对电活性聚合物组合物的表面的至少一部分上具有导电涂层，柔性层覆盖井状部以及围绕井状部的绝缘层的至少一部分。

[0005] 还公开了包括至少一个触键的设备。触键包括基底；导电层，其布置在基底的至少一个区域上；多孔层，其布置在导电层的至少一部分上；绝缘层，其布置在基底围绕导电层和多孔层的区域上形成井状部，该井状部具有由绝缘层限定的侧壁以及至少部分地由多孔层限定的底部表面；电活性聚合物组合物，其布置在井状部中；以及柔性层，其在面对电活性聚合物组合物的表面的至少一部分上具有导电涂层，柔性层覆盖井状部以及围绕井状部的绝缘层的至少一部分。

[0006] 还公开了包括至少一个触键的键盘。触键包括基底；导电层，其布置在基底的至少一个区域上；多孔层，其布置在导电层的至少一部分上；绝缘层，其布置在基底围绕导电层和多孔层的区域上以形成井状部，该井状部具有由绝缘层限定的侧壁以及至少部分地由多孔层限定的底部表面；电活性聚合物组合物，其布置在井状部中；以及柔性层，其在面对电活性聚合物组合物的表面的至少一部分上具有导电涂层，柔性层覆盖井状部以及围绕井状部的绝缘层的至少一部分。

[0007] 还公开了包括键盘的设备。键盘包括至少一个触键。触键包括基底；导电层，其布置在基底的至少一个区域上；多孔层，其布置在导电层的至少一部分上；绝缘层，其布置在基底围绕导电层和多孔层的区域上以形成井状部，该井状部具有由绝缘层限定的侧壁以及至少部分地由多孔层限定的底部表面；电活性聚合物组合物，其布置在井状部中；以及柔性层，其在面对电活性聚合物组合物的表面的至少一部分上具有导电涂层，柔性层覆盖井状部以及围绕井状部的绝缘层的至少一部分。

[0008] 还公开了生产触键的方法。该方法包括在基底的至少一个区域上提供导电层；在导电层的至少一部分上提供多孔层；在基底围绕导电层和多孔层的区域上提供绝缘层以形成井状部，该井状部具有由绝缘层限定的侧壁以及至少部分地由多孔层限定的底部表面；将电活性聚合物组合物添加至井状部；以及用柔性层覆盖井状部和围绕井状部的绝缘层的至少一部分，柔性层在面对电活性聚合物组合物的表面的至少一部分上具有导电涂层。

[0009] 还公开了使用具有至少一个触键的设备的方法。该方法包括按压至少一个触键，以激活电场，其中至少一个触键包括基底；导电层，其布置在基底的至少一个区域上；多孔层，其布置在导电层的至少一部分上；绝缘层，其布置在基底围绕导电层和多孔层的区域上以形成井状部，该井状部具有由绝缘层限定的侧壁以及至少部分地由多孔层限定的底部表面；电活性聚合物组合物，其布置在井状部中；以及柔性层，其在面对电活性聚合物组合物的表面的至少一部分上具有导电涂层，柔性层覆盖井状部以及围绕井状部的绝缘层的至少一部分；其中在电场被激活时，使得电活性聚合物组合物朝向柔性层移动，以提供触觉反馈。

附图说明

[0010] 通过下面结合附图给出的详细说明和随附的权利要求，本公开的前述特征以及其它特征将变得更加清晰。应理解的是，这些附图仅描绘了依照本公开的多个实施例，其不应视为对本公开范围的限制，将通过利用附图结合附加的具体描述和细节对本公开进行描述。

[0011] 图1是根据一些实施例的触键的一部分的横截面视图，该触键具有基底、布置在基底的区域上的导电层以及布置在导电层的至少一部分上的多空层；

[0012] 图2显示根据一些实施例的来自图1的部分，并且示出了布置在基底围绕导电层和多孔层的区域上的以形成井状部的绝缘层井状部；

[0013] 图3显示根据一些实施例的来自图2的部分，布置在井状部中的电活性聚合物组合物，以及覆盖所述井状部和所述绝缘层的至少一部分的柔性层。

具体实施方式

[0014] 在以下的详细说明中，将参考附图，附图构成了详细说明的一部分。在附图中，除非上下文指出，否则相似的符号通常表示相似的组件。在详细说明、附图和权利要求中所描述的示例性实施例不意在限制。可以使用其它实施例，并且可以做出其它改变，而不偏离本文呈现的主题的精神或范围。将易于理解的是，如本文大致描述且如图中所图示的，本公开的方面能够以各种不同配置来布置、替代、组合、分离和设计，所有这些都在本公开中明确地构思出并成为本公开的部分。

[0015] 本公开涉及，在其他客体之中，触键、包括一个或多个触键的设备和键盘以及用于其制备和使用的方法。触键能够包括基底；导电层，其布置在基底的至少一个区域上；多孔层，其布置在导电层的至少一部分上；绝缘层，其布置在基底围绕导电层和多孔层的区域上以形成井状部，该井状部具有由绝缘层限定的侧壁以及至少部分地由多孔层限定的底部表面；电活性聚合物组合物，其布置在井状部中；以及柔性层，其在面对电活性聚合物组合物的表面的至少一部分上具有导电涂层，柔性层覆盖井状部以及围绕井状部的绝缘层的至少一部分。在一些实施例中，导电涂层接触电活性聚合物组合物。

[0016] 例如，触键能够被包含到设备、键盘或具有或使用键盘的设备中。设备能够是例如计算机、平板电脑或移动电话。因此，本公开还涉及包括至少一个如本文中所述的触键的设备、包括至少一个如本文中所述的触键的键盘以及具有包括至少一个如本文中所述的触键的键盘的设备。

[0017] 用于生产触键的方法能够包括：在基底的至少一个区域上提供导电层；在导电层的至少一部分上提供多孔层；在刚性基底围绕导电层和多孔层的区域上提供绝缘层以形成井状部，该井状部具有由绝缘层限定的侧壁以及至少部分地由多孔层限定的底部表面；将电活性聚合物组合物添加至井状部；以及用柔性层覆盖井状部以及围绕井状部的绝缘层的至少一部分，柔性层在面对电活性聚合物组合物的表面的至少一部分上具有导电涂层。导电涂层可以在柔性层覆盖井状部时接触电活性聚合物组合物。

[0018] 对于包括至少一个触键的设备，使用该设备的方法能够包括：按压至少一个触键以激活电场，其中至少一个触键包括基底；导电层，其布置在基底的至少一个区域上；多孔层，其布置在导电层的至少一部分上；绝缘层，其布置在基底围绕导电层和多孔层的区域上以形成井状部，该井状部具有由绝缘层限定的侧壁以及至少部分地由多孔层限定的底部表面；电活性聚合物组合物，其布置在井状部中；以及柔性层，其在面对电活性聚合物组合物的表面的至少一部分上具有导电涂层，柔性层，其覆盖井状部以及围绕井状部的绝缘层的至少一部分，并且其中当电场被激活时，使得电活性聚合物组合物朝向柔性层移动(例如，通过体积膨胀、弯曲或其他模式的变形)，以提供触觉反馈。使用该设备的方法可以进一步包括释放至少一个触键，以去激活电场，其中在电场被去激活时，使得电活性聚合物组合物远离柔性层移动，例如返回其在电场被激活之前的原始状态或体积。通过在柔性层上施加力，触键可以被按压，并且通过从柔性层移除力触键可以被释放。通常通过施加来自用户的手指或触笔的压力，触键被按压，也能够通过其他身体部分或物品按压触键。

[0019] 电活性聚合物组合物可以包括一种或多个电活性聚合物。电活性聚合物能够是在存在电场的情况下例如通过体积膨胀或弯曲而变形的任何聚合物。合适的电活性聚合物可以包括离子电活性聚合物和pH响应聚合物。

[0020] 在电活性聚合物组合物包括一种或多种离子电活性聚合物的情况下，电活性聚合物组合物能够在电场施加时朝向柔性层变形。电活性聚合物组合物能够通过以各种方式弯曲而朝向柔性层变形。在一些示例中，电活性聚合物组合物的一个或多个端部部分朝向柔性层移动，从而电活性聚合物组合物的一个或多个端部部分在柔性层上施加力。在其他示例中，电活性聚合物组合物的一个或多个端部部分远离柔性层移动，以形成弯曲表面，从而使得弯曲表面朝向柔性层移动并在柔性层上施加力。导电层(底部电极)和导电涂层(顶部电极)能够被配置为形成能够在电活性聚合物组合物上施加电场的一对电极。当电场被施加时，离子电活性聚合物中的阳离子朝向负极迁移。阳离子可以在负极附近排列。阳离子的重新分布使得离子电活性聚合物更靠近负极的部分朝向负极变形。

[0021] 在电活性聚合物组合物包括一种或多种pH响应聚合物的情况下，由于电场而产生的pH改变，电活性聚合物组合物能够在电场下膨胀。电活性聚合物组合物能够进一步包括一种或多种电解质。该一种或多种电解质可以呈含水形式，例如，溶解在水中。替换地，该一种或多种电解质可以溶解在一种或多种非水溶剂中，或者水与一种或多种非水溶剂(例如，甲醇、乙醇、丙三醇等)的混合物中。合适的电解质包括醋酸钠、NaCl,NaClO4,Na2SO4,Na2CO3,NH4COOH,NaHCO3,NH4HCO3或其任意组合。导电层(底部电极)和导电涂层(顶部电极)能够被配置为通过将电活性聚合物组合物布置在导电涂层(顶部电极)与导电层(底部电极)的多孔层之间而形成电解池。导电层(底部电极)和导电涂层(顶部电极)均能够起到阳极或阴极的作用。当电场被施加在电活性聚合物组合物之上时，一系列电化学反应在阳极处和阴极处发生，以导致电活性聚合物组合物的溶胀。

[0022] 在阳极(其是电解池的正极端并且是电子离开含水电解质溶液的位置)处，氧从水中被释放，在反应A中产生氢离子和电子：

[0023] 2H2O→O2+4H++4e‐  (A)

[0024] 氢离子含量的增加导致阳极周围的pH值降低。

[0025] 在阴极(其是电解池的负极端子)处，电子被注入电活性聚合物组合物中并且电子与水反应，以释放氢气并产生如反应B中所描述的氢氧离子：

[0026] 2H2O+2e‐→H2+2OH‐  (B)

[0027] 氢氧离子含量的增加提高了阴极周围的pH值。

[0028] 当在阳极处产生的氢离子将pH响应聚合物的聚合物链中的官能团(例如胺基)质子化时发生电活性聚合物组合物的溶胀，使得已质子化的团产生静电排斥以及聚合物链铺展开。聚合物链上已质子化的团吸引来自电解质的阴离子，并且阴离子另外吸引相邻聚合物链的已质子化的团，由此促进聚合物链进一步铺展以及由此电活性聚合物组合物的进一步溶胀，这增大了电活性聚合物组合物的总体积。电解质能够用作盐桥，以平衡电解池内的电荷。

[0029] 触键开始位于休息位置，或者处于“关闭”状态，在该位置或状态中，导电涂层(顶部电极)和导电层(底部电极)彼此不进行电通信。当位于休息位置时，导电涂层(顶部电极)与导电层(底部电极)间形成开路。当触键被按压时，导电涂层(顶部电极)与导电层(底部电极)形成闭路。当电路被闭合时，电活性聚合物组合物能够(在电活性聚合物组合物包含离子电活性聚合物的情况下)由于离子的位移而变形或弯曲，或者(在电活性聚合物组合物包含pH响应聚合物的情况下)由于产生氢离子的电化学反应而溶胀，如上所述。

[0030] 电源能够被连接至导电涂层(顶部电极)和导电层(底部电极)，例如，通过使线从电池的正极端子到一个电极并且之后另外的线从电池的负极端子到另一电极，以形成电路。开关能够被配置在电路内，从而使得，当触键位于休息位置时开关被“打开”，并且当触键被按压时开关被“闭合”。导电层(底部电极)上的多孔层将电解池分成靠近正极端子(阳极)的低pH区域和靠近负极端子(阴极)的高pH区域。因此，当电路被闭合时，在正极端子(阳极)和多孔层之间(例如，在低pH区域中)的电活性聚合物组合物可以在触键被按压时体积膨胀或弯曲。当触键被释放时，电路打开，并且电活性聚合物组合物体积收缩或恢复至其原始状态。收缩或返回至原始状态能够通过使经过电解池的电流反向而加速。例如，如果顶部和底部电极被放置在反偏压下，由于电活性聚合物组合物被放置在阴极(负极端子)和多孔层之间，那么电活性聚合物组合物的收缩速率能够高于如果电路仅仅打开的情况。

[0031] 导电层(底部电极)能够被布置在离散区域中的基底上，从而使得每个电解池(触键)能够被独立对待。例如，当键盘上的一个触键被按压时，只有被按压的按键将溶胀，并且其余的触键则不会溶胀。

[0032] 本文中公开的一些实施例涉及触键。图1-3是根据一些实施例的触键形成的各个阶段的横截面视图。图1是触键200的一部分的横截面侧视图，其包括基底100、布置在基底100的一个区域上的导电层110以及布置在导电层110上的多孔层120。在一些实施例中，基底100是刚性的。在一些实施例中，刚性基底100具有大约130MPa至大约185MPa的杨氏模量，包括大约130MPa、大约135MPa、大约140MPa、大约145MPa、大约150MPa、大约155MPa、大约
160MPa、大约165MPa、大约170MPa、大约175MPa、大约180MPa、大约185MPa或这些值中任意两个之间的值。在一些实施例中，基底100包括玻璃、硅、塑料、不锈钢或其任意组合。在一些实施例中，基底包括塑料和硅。在一些实施例中，基底100是真空兼容材料。真空兼容材料可以是能够在真空设备(例如真空炉、等离子刻蚀和沉积装置、溅镀或蒸发室或在小于大约
5Torr(大约667Pa)的压力下操作而不会有显著的机械变形或脱气的任意装置)中被处理的任意材料。

[0033] 在一些实施例中，导电层110是金属导体。在一些实施例中，金属导体是铝、金、钼、银、钨、钛、铜或其任意组合。在一些实施例中，导电层是铝。除了金属导体之外，导电层110可以替换地为其他可导电材料。在一些实施例中，导电层110是铟锡氧化物、铟镓锌氧化物、氧化锌、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)、碳纳米管或其组合。导电层可以通过溅镀、化学气相沉积或溶液沉淀而形成在基底上。基于导电层110的材料，导电层110可以是透光的。例如，透明材料导电层110可以包括铟锡氧化物、铟镓锌氧化物、氧化锌、PEDOT以及碳纳米管。导电层110能够具有低电阻系数。在一些实施例中，导电层110具有等于或小于大约
0.003Ohm-cm的电阻率，包括大约0.003Ohm-cm、大约0.0028Ohm-cm、大约0.0026Ohm-cm、大约0.0024Ohm-cm、大约0.0022Ohm-cm、大约0.002Ohm-cm或这些值的任意两个之间的电阻率。

[0034] 导电层110能够被布置在基底100的至少一个区域上。例如，导电层110可以被布置在基底100的表面的一个或多个部分上，或者基底100的表面的整个表面上。导电层110的尺寸和形状不限。在一些实施例中，导电层110具有与键盘特征相对应的尺寸和形状。在一些实施例中，在基底的至少一个区域上提供导电层110包括将导电层图案化为与键盘特征相对应的尺寸和形状。例如，导电层110能够利用常规的光刻法被图案化，以形成期望的尺寸和形状。键盘特征能够例如是字母按键、数字按键、空格键或键盘的任意其他按键。

[0035] 多孔层可以形成薄膜,在触键处于休息位置或处于“关闭”状态时(即，在触键没有被按压时),电活性聚合物组合物退回(retreat into)到该薄膜中。在一些实施例中，多孔层120具有微孔。例如，多孔层可以是多微孔薄膜。多孔层能够具有平均直径为大约0.005μm至大约0.02μm的孔，包括大约0.005μm、大约0.010μm、大约0.015μm、大约0.02μm或这些值中任意之间的任何直径。在一些实施例中，多孔层120具有至少大约50μm的厚度，包括大约60μm、大约70μm、大约80μm、大约90μm、大约100μm、这些值中任意之间的厚度或者更大的厚度。在一些实施例中，多孔层120包括导电层的氧化部分、导电层的蚀刻部分或两者。流入，在导电层110是铝的情况下，多孔层能够是氧化铝、蚀刻铝或两者。

[0036] 在一些实施例中，在导电层110上提供多孔层120包括改变导电层110的至少一部分。改变步骤可以包括氧化导电层110的至少一部分、蚀刻导电层110的至少一部分或者两者。例如，在导电层110被氧化以形成多孔层120的情况下，导电层可以是金属，并且多孔层120可以是金属氧化物；并且在导电层110被蚀刻以形成多孔层120的情况下，导电层可以是金属，并且多孔层120可以是蚀刻金属。在一些实施例中，改变步骤包括阳极氧化导电层110的至少一部分，以形成多孔金属氧化物层120。多孔层120的厚度能够被控制，从而使得导电层110的至少一部分在氧化或蚀刻过程期间不会被消耗。例如，蚀刻或氧化能够被控制，从而使得导电层110的至少一部分保持完整，并且并导电层110不会全部都变成多孔的。在一些实施例中，氧化步骤包括控制导电层的氧化，从而使得导电层的至少一部分不被氧化。在一些实施例中，蚀刻步骤包括控制导电层的蚀刻，从而使得导电层的至少一部分不被蚀刻。
作为蚀刻或氧化导电层110以形成多孔层120的替换，多孔层能够被单独形成并施加在导电层110上。在一些实施例中，提供多孔层120包括将多孔材料施加在导电层110上。

[0037] 图2是来自图1的触键200的部分的横截面侧视图，其中绝缘层130被布置在基底100围绕导电层110和多孔层120的表面的区域上以形成井状部135。在一些实施例中，绝缘层130是非多孔的。在一些实施例中，绝缘层130是有机聚合物。在一些实施例中，有机聚合物是光刻胶、BCB、SU-8、MX5000干膜负性光刻胶或其任意组合。在一些实施例中，绝缘层是SU-8和BCB。绝缘层130能够通过将绝缘层130层压在基底100上、将绝缘层130旋转成形在基底100上、将绝缘层130挤出在基底100上、将绝缘层130喷涂在基底100上或通过光刻法将绝缘层130图案化在基底上而被提供在基底上。绝缘层130在被提供在基底上时能够被图案化到井状部135中。在一些实施例中，绝缘层130可以使用常规的光刻法技术或如上所述的其他方法而被图案化在井状部中。在一些实施例中，绝缘层130能够是至少大约50微米厚或者如以下将参考图3描述的具有能够形成具有足以包含电活性聚合物组合物的深度的井状部
135的厚度。例如，绝缘层130能够具有大约50微米、大约60微米、大约70微米、大约80微米、大约90微米、大约100微米的厚度，或者这些值中任意两个之间的厚度。

[0038] 图3是来自图2的触键200的部分的横截面侧视图，但其具有被布置在井状部135中的电活性聚合物组合物140，以及在面对电活性聚合物组合物140的表面的至少一部分上具有导电涂层155的柔性层150。在一些实施例中，电活性聚合物组合物140位于井状部135的至少一部分中、多孔层120内的孔的至少一部分中，或两者中。电活性聚合物组合物可以包括一种或多种电活性聚合物。在一些实施例中，电活性聚合物组合物140包括一种或多种离子电活性聚合物。该一种或多种离子电活性聚合物可以包括 或其任意组合。 是美国特拉华州E.I.DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY的注册商标，并且由拥有该注册商标下的该公司生产。 是日本东京ASAHI GLASS COMPANY的
注册商标，并且由拥有该注册商标下的该公司生产。离子电活性聚合物可以嵌有添加剂，以改善材料特性。例如，银颗粒可以被嵌入离子电活性聚合物中，以增大聚合物响应于所施加的电场的变形范围。在一些实施例中，在一些实施例中，电活性聚合物组合物140包括一种或多种pH响应聚合物以及一种或多种电解质。该一种或多种pH响应聚合物能够包括聚氧亚丙基三胺、聚乙二醇缩水甘油醚、壳聚糖、聚丙烯酸或其任意组合。该一种或多种电解质可以是含水形式。该一种或多种电解质可以包括醋酸钠、NaCl,NaClO4,Na2SO4,Na2CO3,NH4COOH,NaHCO3,NH4HCO3或其任意组合。电活性聚合物组合物140能够使用各种方法被添加至井状部135。在一些实施例中，电活性聚合物组合物140使用喷墨式打印机被添加至井状部135。在一些实施例中，电活性聚合物组合物140使用注射器被添加至井状部135。在添加期间，电活性组合物140可以处于半液体状态或者处于液体状态。基于存在于组合物140中电活性聚合物的类型，电活性聚合物140在添加之后可以处于半液体状态或者处于液体状态(例如，对于一些pH响应聚合物而言)，或者电活性聚合物组合物140在添加之后可以至少部分固化或固化(例如，对于一些离子电活性聚合物而言)。

[0039] 柔性层150覆盖井状部135以及绝缘层130的围绕井状部135的至少一部分。在一些实施例中，柔性层150包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚酰亚胺或其任意组合。在一些实施例中，柔性层150是聚对苯二甲酸乙二醇酯。例如，井状部135以及绝缘层130的至少一部分能够被聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜覆盖。在一些实施例中，柔性层150可以是大约25微米至大约125微米厚，包括25微米、大约35微米、大约45微米、大约55微米、大约65微米、大约75微米、大约85微米、大约95微米、大约105微米、大约115微米、大约125微米或这些值中任意两个之间的厚度。在一些实施例中，柔性层150的至少一部分或其整个表面被涂覆有导电涂层155。在一些实施例中，导电涂层是铟锡氧化物、氧化锌、铟锌氧化物、金、银、铝、镍、钼、钨、或其任意组合。在一些实施例中，导电涂层155能够是铟锡氧化物(ITO)。
导电涂层155可以通过溅镀、化学气相沉积或溶液沉淀而被形成在柔性层150上。在一些实施例中，导电层110被配置为电极，并且柔性层150的导电涂层155被配置为对电极。在一些实施例中，覆盖井状部以及以柔性层围绕井状部的绝缘层的至少一部分包括将柔性层粘附至绝缘层。可以使用任何已知的粘合剂(例如，环氧树脂)将柔性层粘附至绝缘层。

[0040] 本文中所述的触键能够被包含在键盘中，例如，以具有一个或多个触键的触控板的形式。触键还能够通常被包含在通用设备或者在包括或使用键盘的设备中。例如，所述的基底能够被提供有在基底的一个或多个区域上的如本文所述的导电层。一个或多个区域的数量和位置将取决于触键的预先确定的数量以及键盘上的触键的预先确定的位置。例如，被设计为在26按键字母键盘和12按键数字键盘之间互换的键盘能够具有足够的区域(大概为26个)，以执行这两个功能。对于小型键盘，导电层能够是透光的导体，例如ITO。对于较大的键盘，导电层能够是低电阻率金属(例如，铝)，以最小化电阻/电容(RC)损失。小型键盘可以更好地与作为导电层的透明导体配合，而大型键盘可以更好地与作为导电层的低电阻率金属配合。这是因为(由于透明导体造成的)线路电阻对于较大键盘而言变得重要，因为电流必须行进较长距离。然而，对于较高的电流应用，透明导体可以适于较大键盘。基底的每个区域上的导电层能够被图案化为体现键盘上相应触键的尺寸的形状。

[0041] 示例

[0042] 示例1-具有pH响应聚合物的触键

[0043] 提供触键。触键具有由玻璃制成的刚性基底。铝导电层通过溅镀被布置在玻璃基底的区域上。每个区域上的导电层可以具有0.003Ohm-cm的电阻率，并且被图形化为与键盘的每个按键相对应的尺寸和形状。氧化铝多孔层被布置在导电层上，其具有平均直径为大约0.012μm的孔。多孔层通过阳极氧化导电层的至少一部分而被生成在导电层上。基底上围绕导电层和多孔层的区域通过使用光刻法技术提供有非多孔SU-8绝缘层，以形成井状部。井状部具有由绝缘层限定的侧壁以及由多孔层限定的底部表面。绝缘层的厚度是大约55微米厚。井状部通过利用注射器将组合物注射进入井状部,使井状部被电活性聚合物组合物填充。电活性聚合物组合物包括聚氧亚丙基三胺、聚乙二醇缩水甘油醚、壳聚糖、乙酸钠水溶液(电解质)。井状部以及围绕井状部的绝缘层的部分被覆盖有由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成，并具有大约75微米厚度的柔性层。在组装之前，铟锡氧化物导电涂层通过溅镀而被形成在柔性层上。柔性层通过使用环氧树脂粘附到围绕井状部的绝缘层的部分而覆盖井状部。当组装好时，导电涂层面对并接触电活性聚合物组合物。导电层被配置为电极(阴极)，并且导电涂层被配置为对电极(阳极)。电极和对电极被电连接至电池，以形成电路。开关被包括在电路中，并且被设置为使得当触键处于休息位置时开关被“打开”并且在触键被按压时开关被“闭合”。

[0044] 示例2-具有离子电活性聚合物的触键

[0045] 提供触键。触键具有由玻璃制成的刚性基底。碳纳米管导电层通过溶液沉积被布置在玻璃基底的区域上。每个区域上的导电层可以具有10-4Ohm-cm的电阻率，并且被图案化为与键盘的每个按键相对应的尺寸和形状。基底上围绕导电层的区域通过使用光刻法技术提供有非多孔SU-8绝缘层，以形成井状部。井状部具有由绝缘层限定的侧壁，以及由多孔层限定的底部表面。绝缘层的厚度是大约55微米厚。井状部通过利用注射器将组合物注射进入井状部，使井状部被电活性聚合物组合物填充。电活性聚合物组合物可以是嵌有的银。井状部以及围绕井状部的绝缘层的部分被覆盖有由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成并具有大约75微米厚度的柔性层。在组装之前，铟锡氧化物导电涂层通过溅镀而被形成在柔性层上。柔性层通过使用环氧树脂粘附到围绕井状部的绝缘层的部分而覆盖井状部。当组装好时，导电涂层面对并接触电活性聚合物组合物。导电层被配置为电极(阴极)，并且导电涂层被配置为对电极(阳极)。电极和对电极被电连接至电池，以形成电路。开关被包括在电路中，并且被设置为使得当触键处于休息位置时开关被“打开”并且在触键被按压时开关被“关闭”。

[0046] 示例3-来自示例2的触键的变型

[0047] 提供触键，其具有与示例2中描述的相同的结构配置，但构成触键的部件中一些的材料和尺寸不同。在该示例中，基底是塑料和硅的组合，导电层由铟镓锌氧化物制成，绝缘层是SU-8和BCB的组合，柔性层由聚酰亚胺制成，并且柔性层上的导电涂层是钼。此处描述的部件使用示例2中描述的方法形成。电活性聚合物组合物与示例2中的类似。绝缘层的厚度为大约80微米，并且柔性层的厚度为大约125微米。

[0048] 示例4-来自示例1的触键的变型

[0049] 提供触键，其具有与示例1中描述的相同的结构配置，但构成触键的部件中一些的材料和尺寸不同。在该示例中，基底是不锈钢，导电层由钛制成，多孔层是氧化钛，绝缘层是MX5000干膜负性光刻胶，柔性层由聚酰亚胺制成，并且柔性层上的导电涂层是铟锡氧化物。此处描述的部件使用示例1中描述的方法形成。电活性聚合物组合物与示例1中的类似。绝缘层的厚度为大约85微米，并且柔性层的厚度为大约25微米。

[0050] 示例5-使用具有示例1和4的触键的设备

[0051] 此处将描述使用示例1和4的触键的方法。

[0052] 通过针对84个触键中的每一个重复方法以形成键盘，具有84个触键的设备使用示例1的方法被生产。

[0053] 当触键中的一个被用户的手指按压时，柔性层的导电涂层(对电极或阳极)与导电层(电极或阴极)形成闭合电路。随着阳极将电子从水中拉出形成氧气和氢离子，阳极(其为正极端子)处pH值降低。pH值降低使得电活性聚合物组合物朝向柔性层膨胀，由此产生抵抗的触感。

[0054] 当触键被释放时，电场被移除，由此将触键重新设置到“休息”位置。在休息位置中，电极和对电极之间形成的电路断开。电活性聚合物组合物收缩回其原始体积。

[0055] 示例6-使用具有示例2和3的触键的设备

[0056] 此处将描述使用示例2和3的触键的方法。

[0057] 通过针对84个触键中的每一个重复方法以形成键盘，具有84个触键的设备使用示例2的方法被生产。

[0058] 当触键中的一个被用户的手指按压时，柔性层的导电涂层(对电极或阳极)与导电层(电极或阴极)形成闭合电路。加在电活性聚合物组合物上的电场使得阳离子朝向对电极(阳极)迁移，由此使得电活性聚合物靠近对电极的部分通过弯曲朝向柔性层移动。电活性聚合物的弯曲形成弯曲表面，其在柔性层上施加力，由此产生抵抗的触感。

[0059] 当触键被释放时，电场被移除，由此将触键重新设置到“休息”位置。在休息位置中，电极和对电极之间形成的电路断开。电活性聚合物组合物返回其原始状态。

[0060] 以上示例1至6描述了触键的各种配置以及制造和使用触键的方法。如通过示例所证实的，触键能够在用户按压每个按键时向用户提供触觉提示，由此减少在选择键盘(例如，触屏按键)上的按键时的错误以及改善用户使用设备的体验。

[0061] 本公开不限于本文所描述的特定实施例，这些实施例意在各方案的示例。能够在不偏离其精神和范围的情况下做出多种改进和变型，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。通过前面的说明，除了本文所列举的那些之外，在本公开的范围内的功能上等同的方法和装置对于本领域技术人员而言将是显而易见的。旨在使这些改进和变型落在所附权利要求书的范围内。本公开仅受所附权利要求书以及这些权利要是所给予权利的等同方案的整个范围所限制。应当理解的是，本公开不限于特定的方法、试剂、化合物组成或生物系统，当然这些会变化。还应理解的是，本文所使用的术语是仅仅是为了描述特定实施例的目的，而不意在限制。

[0062] 关于本文中公开的这一或其他过程和方法，本领域技术人员将理解，过程和方法中执行的功能可以以不同的顺序实施。而且，所列出的步骤和操作仅仅作为示例提供，并且在不损坏所公开的实施例的本质的前提下，步骤和操作中的一些可以是任选的，被组合成更少的步骤和操作，或者扩展成额外的步骤和操作。

[0063] 关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员能够根据上下文和/或应用适当地从复数变换成单数和/或从单数变换成复数。为了清晰的目的，本文中明确地阐明了各单数/复数的置换。

[0064] 本领域技术人员将理解，一般地，本文所使用的术语，尤其是随附权利要求(例如，随附权利要求的主体)中所使用的术语，通常意在为“开放式”术语(例如，术语“包括”应当解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，等等)。本领域技术人员还理解，如果意图表达被引入的权利要求记述项的具体数量，该意图将明确地记述在权利要求中，并且在不存在这种记述的情况下，不存在这样的意图。例如，为辅助理解，下面的随附权利要求可能包含了引导性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引导权利要求记述项。然而，这种短语的使用不应解释为暗指不定冠词“一”或“一个”引导权利要求记述项将包含该所引导的权利要求记述项的任何特定权利要求局限于仅包含一个该记述项的实施例，即使当同一权利要求包括了引导性短语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如“一”或“一个”的不定冠词(例如，“一”和/或“一个”应当解释为表示“至少一个”或“一个或多个”)；这同样适用于对于用于引导权利要求记述项的定冠词的使用。另外，即使明确地记述了被引导的权利要求记述项的具体数量，本领域技术人员将理解到这些记述项应当解释为至少表示所记述的数量(例如，没有其它修饰语的仅记述“两个记述项”表示至少两个记述项或两个或两个以上的记述项)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯用法的那些实例中，通常这样的构造旨在表达本领域技术人员理解该惯用法的含义(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等等的系统)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯用法的那些实例中，通常这样的构造旨在表达本领域技术人员理解该惯用法的含义(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等等的系统)。本领域技术人员将进一步理解，呈现两个以上可选项的几乎任何分离词和/或短语，无论是在说明书、权利要求或附图中，都应理解为设想包括一项、任一项或两项的可能性。例如，术语“A或B”将理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

[0065] 另外，在根据马库什组(Markush group)描述本公开的特征或方案的情况下，本领域技术人员将理解的是本公开也因此以马库什组的任何独立成员或成员的子组来描述。

[0066] 本领域技术人员将理解的是，为了任何以及全部的目的，例如在提供所撰写的说明书方面，本文所公开的全部范围也涵盖了任何和全部的可能的子范围及其子范围的组合。能够容易地认识到任何所列范围都充分地描述了同一范围并且使同一范围分解成至少均等的一半、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等等。作为非限制示例，本文所论述的每个范围能够容易地分解成下三分之一、中三分之一和上三分之一，等等。本领域技术人员还将理解的是，例如“多达”、“至少”等所有的语言包括所记述的数量并且是指如上文所论述的随后能够分解成子范围的范围。最后，本领域技术人员将理解的是，范围包括每个独立的成员。因此，例如，具有1-3个单元的组是指具有1个、2个或3个单元的组。类似地，具有1-5个单元的组是指具有1个、2个、3个、4个、或5个单元的组，等等。

[0067] 通过前面的论述，将理解到本文已经为了示例的目的描述了本公开的各实施例，并且可以在不偏离本公开的范围和精神的情况下进行各种改进。因此，本文所公开的各个实施例不意在限制，真正的范围和精神是通过随附的权利要求表示的。