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Stand der Technik
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Zur Raumüberwachung und in Anwendungen in der Automobilindustrie werden unter anderem sensierende Kunststoff-Verbundfolien eingesetzt, die als Sensorarray mehrerer Sensoren ausgebildet sind und somit laterale Auflösungen ermöglichen.
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Hierbei sind unterschiedliche Sensor-Prinzipien bekannt. Resistive Messungen sind in
WO 2005000637 A1 ,
JP 2007292575 A ,
US 20070171058 A1 ,
JP 2005327226 A und
JP 2000021262 A gezeigt. Hierbei sind z. B. zwei leitende Bahnen oder Platten durch einen Widerstand voneinander getrennt. Bei Erhöhung des Drucks verändert sich der Widerstand zwischen den Bahnen.
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Optische Sensoren sind z. B. in der
WO 1996034262 A1 ,
EP 696 782 A1 und
EP 365 062 A1 beschrieben; hierbei wird eine optisch leitende Faser durch Druck deformiert, so dass nur noch ein Bruchteil der ursprünglichen Strahlung zum Empfänger gelangt. Magnetische Sensoren sind z. B. in der
DE 196 09 874 A1 beschrieben; zu ihrer Ausbildung werden z. B. magnetische Partikel in eine Folie eingebracht oder Pole in der Folie generiert, und das Magnetfeld durch eine Änderung des Abstandes zwischen zwei unterschiedlichen Folien verändert. Bei z. B. in der
JP 2006092393 A beschriebenen Vibrationssensoren wird eine Vibration erzeugt und eine Änderung der Frequenz und Amplitude durch Belastung detektiert.
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Kapazitive Sensoren, die z. B. in der
WO 2007147735 A1 beschrieben sind, messen eine Veränderung einer Kapazität. Die
DE 10 2006 027 213 A1 beschreibt eine Textilschicht-Anordnung, ein entsprechendes Array und ein Verfahren zum Herstellen der Textilschicht-Anordnung, bei der ein Silizium-Chip als elektronisches Bauelement zwischen zwei Textilschichten eingebracht wird und eine Belastung als kapazitives Signal ermitteln kann. Hierbei können Sensorflächen durch elektrisch leitfähige Schichten in dem Textilmaterial ausgebildet werden, z. B. durch Aufdrucken. Das elektronische Bauelement kann ein Sende-/Empfangselement, z. B. eine aktives oder passives RFID-Tag sein, das somit drahtlose Signale ausgibt.
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Nachteilhaft an einer derartigen Ausbildung ist jedoch, dass die Einbindung von Halbleiterbauelementen in den Schichtaufbau kostspielig und aufwendig ist, Weiterhin müssen mehrere Folien bzw. Textilschichten aufwendig miteinander verbunden werden, indem die Schichten bzw. Folien geeignet verlegt werden. Somit sind die Produktionskosten hoch.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß sind die Sensoreinheiten mit Sende- und Empfangseinrichtungen bzw. Transpondern ausgestattet, die im Radiowellenbereich Signale von einer zentralen Abfrageeinrichtung aufnehmen. Hierbei sind diese Sende- und Empfangseinrichtungen vollständig in dem Schichtsystem aus der (mindestens einen) nicht leitfähigen Schicht und den leitfähigen Schichten auf der Ober- und Unterseite der nicht leitfähigen Schicht ausgebildet. Hierbei können z. B. Kondensatoren zur zeitweisen Energiespeicherung und für einen Ausgangsschwingkreis durch Kondensatorflächen in den beiden leitfähigen Schichten, z. B. auch mit der nicht leitfähigen mittleren Schicht als Dielektrikum gebildet werden.
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Vorteilhafterweise sind sogar die gesamten Sensoreinheiten in diesem Schichtsystem ausgebildet, so dass hierzu keine weiteren Bauelemente, insbesondere auch keine Silizium-Chips in das Flächenelement eingebracht werden müssen. Bei Ausbildung kapazitiver Sensoreinheiten kann wiederum die nicht leitende Schicht als Dielektrikum oder Teil des Dielektrikums dienen, wobei die Kondensatorflächen auf der Oberseite und Unterseite der nicht leitenden, Schicht aufgetragen sind. Hierbei können z. B. Leiterbahnen in geeigneter Weise derartig verlegt werden, dass sie die Kondensatorflächen von als Sensoren dienenden Kondensatoren bilden. Weiterhin ist auch die Ausbildung von Druckschaltern als Sensoren möglich. Die Sensoreinheiten können insbesondere parallel geschaltet sein.
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Erfindungsgemäß wird somit erkannt, dass energetisch autarke Sende- und Empfangseinrichtungen, insbesondere RFID-Tags, und kapazitive Sensorbereiche oder Druckschalter in dem Schichtmaterial eines sensierenden Flächenelementes auch ohne die z. B. in der
DE 10 2006 027 213 A1 beschriebenen Halbleiter-Bauelemente ausgebildet werden können. Somit kann z. B. ein Sensorarray in einer Matrix-Anordnung aus Zeilen und Spalten gebildet werden, deren Kreuzungsbereiche mit den Sende- und Empfangseinrichtungen verbunden sind.
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Die Erfindung ermöglicht somit einige Vorteile. Die Sende- und Empfangseinrichtungen erfordern keine zusätzliche Energieversorgung, sondern können die eingestrahlte Energie des Eingangssignals bzw. Abfragesignals nutzen. Die Antwortsignale können genau zugeordnet werden. Da die Ausbildung der Sende- und Empfangseinrichtungen und vorzugsweise auch der ganzen Sensoreinrichtung in einem einfachen Schichtaufbau möglich ist, sind keine zusätzlichen Halbleiter-Bauelemente erforderlich; somit ist die Herstellung deutlich kostengünstiger, wobei auch die Entsorgung vereinfacht ist. Hierbei ist eine hohe laterale Auflösung durch Ausbildung einer geeigneten Anzahl von Leiterbahnen möglich, so dass nicht nur die Präsenz eines Körpers, sondern auch die Erkennung unterschiedlicher Bewegungsmuster auf einem Fußboden ermöglicht wird.
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Die Sende- und Empfangseinrichtungen nehmen somit Abfragesignale von einer zentralen Abfrageeinrichtung auf und geben Antwortsignale in Abhängigkeit des gemessenen Zustandes, z. B. mit einer Angabe, ob eine Druckbelastung vorliegt.
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Die Antwortsignale können somit eine Kennung und ein Messsignal enthalten. Die Kennung kann erfindungsgemäß auch z. B. nur spaltenspezifisch sein, wobei insbesondere in jeder Spalte RFID-Transponder mit gleicher Frequenz verbaut werden. Eine Differenzierung der Zeilen kann dann auch erfolgen, indem zum einen Laufzeiten der Antwortsignale ausgewertet werden. Weiterhin kann z. B. in jeder Zeile eine RFID-Antenne zerstört werden, insbesondere an unterschiedlichen Stellen der Zeile, d. h. in unterschiedlichen Spalten. In Verbindung mit der Auswertung der Laufzeit der Signale ist so ein räumliches Auflösen des Sensorarrays möglich.
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Die als Dielektrikum dienende, flexible, nicht leitende Schicht kann auf ihrer Oberseite und Unterseite strukturiert sein, z. B. mit Vertiefungen bzw. Nuten, wobei die elektrisch leitfähige Schicht auf die strukturierten Seiten aufgetragen und an diese Strukturierung angepasst ist. Somit können insbesondere an der Oberseite und Unterseite Nuten bzw. rillenartige Vertiefungen ausgebildet sein, in denen Leiterbahnen als Teile der strukturierten leitfähigen Schichten ausbildet sind. Hierdurch ergibt sich der erfindungsgemäße Vorteil, dass die Belastbarkeit der leitfähigen Strukturen erhöht ist, da sie seitlich geschützt bzw. abgedeckt sind und somit nur von der Oberseite her belastet werden. Somit können die leitfähigen Schichten relativ dünn ausgebildet werden, was wiederum die Herstellungskosten senkt.
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Weiterhin ergibt sich der erfindungsgemäße Vorteil, dass die Herstellung durch Beschichtung in einem Endlosverfahren und somit wiederum sehr gleichmäßig und kostengünstig erfolgen kann. Dies ist insbesondere mit einem Prägedruck, z. B. durch Prägewalzen im Endlosverfahren mittels Metallsubstraten, oder Druckverfahren, z. B. im Rollendruck mit leitfähiger Druckpaste im Endlosverfahren, oder auch in Druckverfahren mittels Sieb oder durch Aufjetten möglich. Nachfolgend kann das beschichtete Dielektrikum gegebenenfalls ergänzend bearbeitet werden kann, z. B. durch eine zusätzliche Walze, um die Schichtausbildung ggf. noch zu verändern. Insbesondere können erfindungsgemäß nachträglich gezielt die Defekte in der Matrixanordnung der Sende- und Empfangseinrichtungen ausgebildet werden, um die oben beschriebene Unterscheidung der Zeilen zu ermöglichen.
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Das erfindungsgemäße Flächenelement kann auf seiner Oberseite und/Unterseite zusätzliche Isolationsschichten aufweisen, z. B. einen begehbaren Belag eines Fußbodens, oder nach unten eine Isolationsschicht gegenüber dem Untergrund bzw. Fußboden.
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Neben der Anwendung als Fußbodenbelag sind weiterhin auch Anwendungen im Automobilbereich zur Ausbildung druckempfindlicher bzw. taktiler Flächen mit lateraler Auflösung möglich. Weiterhin ist auch eine Anwendung z. B. im medizinischen Bereich für Pflaster möglich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Flächenelement gemäß einer Ausführungsform in Aufsicht bzw. teilweiser Durchsicht;
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1a eine schematisierte Detailvergrößerung mit einem erfindungsgemäßen Transponder;
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2 zeigt eine gegenüber 1 abgewandelte Ausführungsform;
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3 zeigt ein Pflaster als weitere erfindungsgemäße Anwendung des Flächenelementes;
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4 zeigt einen Schnitt durch ein Flächenelement gemäß einer Ausführungsform;
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5 zeigt einen Schnitt durch ein Flächenelement gemäß einer weiteren Ausführungsform mit strukturiertem Dielektrikum;
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6 zeigt einen Schnitt durch ein Flächenelement gemäß einer weiteren Ausführungsform mit porösem Dielektrikum;
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7 zeigt die Herstellung mittels Auftragens von Flüssigkeiten durch Jetten bzw. Drucken durch Tröpfchenauftrag;
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8 zeigt die Herstellung mittels eines Prägeprozesses;
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9 zeigt die Herstellung mittels eines Druckprozesses;
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10 zeigt die Herstellung mittels eines Rollendrucks mit leitfähiger Druckpaste;
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Ein erfindungsgemäßes Flächenelement 1 weist gemäß 1 bis 6 eine flexible, elektrisch nicht leitende Schicht 2 aus, die z. B. eine Kunststofffolie sein kann. Ihr Material kann hierbei dielektrisch sein. Hierbei kann die flexible, nicht leitende Schicht 2 auch wiederum aus mehreren, miteinander verbundenen nicht leitenden Einzelschichten zusammengesetzt sein. Die nicht leitende Schicht 2 weist zwei Außenflächen auf, die nachfolgend entsprechend der gezeigten Verwendung als Oberseite 2a und Unterseite 2b bezeichnet werden. Die Oberseite 2a ist vorteilhafterweise mit parallelen Nuten 7a bzw. Rillen oder länglichen Vertiefungen strukturiert, Entsprechend ist die Unterseite 2b vorteilhafterweise mit parallelen Nuten 7b bzw. Rillen oder länglichen Vertiefungen strukturiert, wobei die Nuten 7a und 7b zueinander orthogonal verlaufen.
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Auf der Oberseite 2a ist eine obere leitfähige Schicht 3 aufgetragen und strukturiert. Auf der Unterseite 2b ist entsprechend eine untere leitfähige Schicht 4 aufgetragen und strukturiert. Die leitfähigen Materialien der oberen und unteren leitfähigen Schicht 3, 4 können insbesondere polymere Leiter oder leitfähige Tinten sein. Auf der oberen leitfähigen Schicht 3 ist vorteilhafterweise gemäß 4 eine obere Isolationsschicht 5 aufgetragen, insbesondere als Schutz gegen den Abrieb der oberen leitfähigen Schicht 3. Entsprechend ist auf der unteren leitfähigen Schicht 2b eine untere Isolationsschicht 6 aufgetragen. In 1 und 2 sind die Isolationsschichten 5 und 6 der besseren Darstellbarkeit halber nicht dargestellt. Gemäß der gezeigten Anwendung liegt das gesamte Flächenelement 1 auf einem Untergrund 8, z. B. einem Fußboden eines Raumes. Das Flächenelement 1 kann lose auf den Untergrund 8 gelegt oder auch z. B. verklebt sein. 3 zeigt eine Anwendung als Pflaster 9, wobei hier die obere Isolationsschicht 5 eine Abdeckung nach oben bildet und der Untergrund entsprechend die menschliche Haut sein kann.
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In der oberen leitfähigen Schicht 3 sind gemäß 1 und 2 obere Leiterbahnen 3a strukturiert, die sich parallel zueinander in einer lateralen Richtung des Flächenelementes 1 durchgängig erstrecken. In der unteren leitfähigen Schicht 4 sind entsprechend untere Leiterbahnen 4a ausgebildet, die sich parallel zueinander durch das Flächenelement 1 erstrecken. Bei der oben beschriebenen Strukturierung der Oberseite 2a und Unterseite 2b der leitfähigen Schicht 2 können die Leiterbahnen 3a und 4a in den Nuten 7a und 7b ausgebildet sein. Somit können die Nuten 7a, 7b durch die Leiterbahnen 3a, 3b aufgefüllt sein, so dass die Anordnung der 1 und 2 somit nach oben bündig bzw. plan abschließt, so dass nachfolgend die obere Isolationsschicht 5 und die untere Isolationsschicht 6 auf plane Flächen aufgetragen werden.
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Die oberen Leiterbahnen 3a und die unteren Leiterbahnen 4a kreuzen sich in Sensorbereichen 14. Hierzu verlaufen die oberen Leiterbahnen 3a und unteren Leiterbahnen 4a vorteilhafterweise orthogonal bzw. senkrecht zueinander, so dass sie in den Sensorbereichen unter einem 90° Winkel zueinander stehen. In den Sensorbereichen 14 werden erfindungsgemäß somit Sensoreinheiten 15-nm als Kondensatoren ausgebildet, die jeweils eine obere Kondensatorfläche 3a-nm und eine untere Kondensatorfläche 4a-nm aufweisen, wobei die obere Kondensatorfläche 3a-nm als Teilbereich einer oberen Leiterbahn 3a und die untere Kondensatorfläche 4a-nm als Teilbereich einer unteren Leiterbahn 4a ausgebildet ist. Als Dielektrikum der Sensoreinheiten 15-nm dient ein dazwischen liegender Bereich der nicht leitenden Schicht 2; je nach Strukturierung der nicht leitenden Schicht 2 kann dieses Dielektrikum auch in besonderer Weise ausgebildet sein.
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Somit wird eine Sensoranordnung 70 von einzelnen Sensoreinheiten 15-nm in Matrixanordnung bzw. Array-Anordnung mit Zeilen und Spalten geschaffen, wobei jeder Sensor 15-nm in einem Sensorbereich 14 ausgebildet ist.
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Die Auslesung der Sensoreinheiten 15-nm erfolgt drahtlos über energetisch autarke RFID-Transponder 72-nm (RFID-Sende- und Empfangseinrichtungen, RFID-Antennen). In 1a ist schematisch der Aufbau eines RFID-Transponder 72-nm gezeigt, mit einer Antenne 74 und einem als Energiespeicher dienenden Kondensator 71, sowie einer Steuereinrichtung 76, die eine Messung der Kapazität des aus den Leiterbahnbereichen 3a, 4a und dem Dielektrikum 2 gebildeten Kondensatorbereichs 14 durchführt.
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Eine zentrale Abfrageeinheit 60 sendet ein Abfragesignal Si, das insbesondere breitbandig sein kann, z. B. von 60 bis 120 MHz. Die RFID- Transponder 72-nm nehmen das Abfragesignal Si über ihre Antenne 74 auf und speichern die hierdurch aufgenommene Energie in ihrem internen Kondensator 71. Sie benutzen die Energie, um die Messung durchzuführen und ein Ausgabesignal Sa über ihre Antenne 74 zurückzusenden. Hierbei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass nur diejenigen RFID-Transponder 72-nm das Antwortsignal Sa ausgeben, die eine Betätigung des Kondensatorbereichs 14, d. h. eine Druckbelastung ermitteln. Alternativ hierzu kann jedoch auch vorgesehen sein, dass alle RFID- Transponder 72-nm immer ein Antwortsignal Sa ausgeben. Das Antwortsignal kann z. B. binär sein und eine Druckbelastung oder fehlende Druckbelastung anzeigen.
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Die RFID-Transponder 72-nm senden ihre Ausgabesignals Sa vorzugsweise auf unterschiedlichen Frequenzen. Aufgrund der unterschiedlichen Frequenzen fm können die Signale getrennt und einzeln ausgewertet werden. Weiterhin können die RFID-Transponder 72-nm auch in ihrem Antwortsignal Sa spezifische Kennungen aussenden, die eine eineindeutige Zuordnung zu der Spaltenzahl m und der Zeilenzahl n ermöglicht. Die unterschiedlichen Resonanzfrequenzen können durch unterschiedliche Ausbildungen ihrer internen Schwingkreis-Kondensatoren und/oder der Induktivitäten ihrer Antennen 74 erreicht werden.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass eine spalten- oder zeilenweise Differenzierung durch unterschiedliche Sendefrequenzen erfolgt. So können z. B. gemäß 1 die RFID-Transponder 72-nm spaltenweise gleiche Sendefrequenzen fm aufweisen und innerhalb einer Zeile variieren, so dass z. B. die RFID-Transponder 72-nm mit der Spaltenzahl m = 1 bei f1 = 60 MHz, mit Spaltenzahl m = 2 bei f2 = 70 MHz, mit Spaltenzahl m = 3 bei f3 = 80 MHz, mit Spaltenzahl m = 4 bei f4 = 90 MHz, usw. senden. Die Unterscheidung der Zeilen kann dann durch Messung der Laufzeit der Antwortsignale Sa erfolgen. Somit ist grundsätzlich eine räumliche Auflösung der Sensoranordnung 70 (Sensorarray) möglich.
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Die Ausführungsform der 2 ist gegenüber 1 dahingehend abgewandelt, dass in jeder Zeile und/oder jeder Spalte jeweils ein Transponder 72-nm zerstört ist und somit in der Matrixanordnung Fehlstellen 73 gebildet sind. Dies kann z. B. jeweils wie gezeigt für n = m, d. h. mit diagonalem Verlauf über die Sensoranordnung 70 erfolgen. Durch diese partiell zerstörten Transponder 72-nm kann somit eine Unterscheidung der Zeilen n ermöglicht werden; in Verbindung der Laufzeit der Signale ist so ein räumliches Auflösen des Sensorarrays möglich.
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Die gesamten Sensoreinheiten 15-nm, d. h. auch die Ausbildung der Transponder 72-nm, erfolgt in den leitfähigen Schichten 3, 4 und gegebenenfalls mit der nicht leitfähigen Schicht 2, vorzugsweise ohne zusätzliche Mittel wie Halbleiter-Bauelementen.
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Die zentrale Abfrageeinheit 60 nimmt die Antwortsignale Sa auf, so dass sie von der zentrale Abfrageeinheit 60 oder einer nachgeschalteten Einrichtung räumlich ausgewertet werden können. Die zentrale Abfrageeinheit 60 kann insbesondere oberhalb des Flächenelementes 1 vorgesehen sein, z. B. an einer Wand oder Zimmerdecke.
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Entsprechend weist das Pflaster 9 der 3 den Sensor 15, eine Dünnschichtbatterie 9-1 und eine RFID-Antenne 74 auf.
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Gemäß 4 ist die flexible, nicht leitende Schicht 2 aus durchgängigem Material ausgebildet. Sie kann insbesondere eine Polymerfolie mit einem geringen Elastizitätsmodul, z. B. kleiner als 10 MPa sein, so dass eine Kapazitätsänderung insbesondere durch Änderung des Abstandes zwischen den die Kondensatorelektroden darstellenden Leiterbahnbereichen erfolgt. Gemäß 5 weist die Schicht 2 eine Strukturierung mit vertikalen Freiräumen 10 auf. Gemäß 6 ist die nicht leitende Schicht 2 porös bzw. mit Einschlüssen 12 aus Gas bzw. Luft ausgebildet, z. B. durch ein geschäumtes Kunststoffmaterial, z. B. Polystyrolschaum oder einem geschäumten Polyurethan. Durch die Freiräume 10 oder die Porösität wird eine höhere Kompressibilität erreicht.
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Die Herstellung des erfindungsgemäßen Flächenelementes 1 kann gemäß 8 durch einen Prägeprozess erfolgen, wobei die flexible, nicht leitende Schicht 2 als bereits strukturiertes Dielektrikum, d. h. bereits strukturierter Oberseite 2a und strukturierter Unterseite 2b, zusammen mit einem oberen Metallsubstrat 20 zur Ausbildung der oberen leitfähigen Schicht 3, und einem unteren Metallsubstrat 22 zur Ausbildung der unteren leitfähigen Schicht 4, zwischen eine strukturierte obere Laminierwalze 18 und eine strukturierte untere Laminierwalze 19 geführt wird, die sich gegenläufig drehen. Die obere Laminierwalze 18 weist eine strukturierte Außenfläche 18a auf. Entsprechend weist die untere Laminierwalze 19 eine strukturierte Außenfläche 19a auf. Die Metallsubstrate 20 und 22 können Metallbänder sein, vorteilhafterweise sind die Metallsubstrate 20, 22 jedoch wiederum mehrschichtig ausgebildet, so dass z. B. auf einer Trägerschicht 20a und 22a aus Kunststoff ein Metallmaterial aufgetragen ist, das nachfolgend beim Prägeprozess bzw. Laminieren in die Nuten 7a und 7b der Oberseite 2a und Unterseite 2b eingepresst wird.
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Nach dem Verprägen wird in Prozessrichtung hinter den Walzen 18, 19 somit jeweils Reste der Metallsubstrate 20 und 22 abgeführt, z. B. als Trägermaterial 20a und 22a mit verbleibenden Metallresten. Die Führung der Metallsubstrate 20, 22 bzw. ihrer Reste und gegebenenfalls auch der Schicht 2 kann – in für den Fachmann bekannter Weise- über Führungsrollen 23 erfolgen, wobei in 8 eine Führungsrolle 23 gezeigt ist. Weiterhin wird hinter den Laminierwalzen 18, 19 das Flächenelement 1 – hier ohne die Isolationsschichten 5 und 6 – als geprägtes Dielektrikum in einem Endlosverfahren herausgeführt. Wenn die zusätzliche Ausbildung der Isolationsschichten 5 und 6 gewünscht ist, können diese nachfolgend aufgetragen werden, vorteilhafterweise wiederum in einem Endlosverfahren, z. B. wiederum durch Walzen. Das geprägte Dielektrikum kann nachfolgend noch vor der Beschichtung mit den Isolationsschichten 5 und 6 weiter bearbeitet werden, z. B. durch eine Bearbeitungswalze 2, die eine Defektwalze zur Ausbildung der Fehlstellen 73 darstellen kann. Hierbei sind auch weitere Bearbeitungen der Ober- oder Unterseite des beschichteten Dielektrikums möglich. So können auf der Oberseite zur Ausbildung elektronischer Komponenten weitere Schritte erfolgen.
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9 zeigt die Ausbildung der oberen leitfähigen Schicht 3 auf der strukturierten Oberseite 2a des Dielektrikums 2 mittels eines Drucksiebs 26, wobei eine leitfähige Druckpaste 27 durch die Sieböffnungen 28 gedrückt wird, z. B. durch laterales Verstreichen mittels eines Druckrakels 29.
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10 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens, wobei die als Dielektrikum dienende strukturierte nicht leitende Schicht 2 zwischen eine sich drehende obere Druckwalze 32 und eine sich gegenläufig zu dieser drehende untere Druckwalze 34 geführt wird, wobei die Druckwalzen strukturierte Oberflächen 32a und 34a aufweisen und entsprechend den Laminierwalzen 18, 19 der 8 ausgebildet sein können. Hierbei wird die Druckpaste 27 den Oberseiten 32a und 34a in Drehrichtung der Druckwalzen 32 und 34 vor dem Kontakt mit der nicht leitenden Schicht 2 zugeführt, z. B. über fest stehende Druckrakel 35 und 36 bzw. geeignete Streichwerkzeuge. Somit werden wiederum die Nuten 7a und 7b auf der Oberseite 2a und Unterseite 2b durch die Druckpaste 27 gefüllt, so dass ein beschichtetes Dielektrikum als Flächenelement 1 in einem fortlaufenden Prozess abgeführt und gegebenenfalls nachträglich bearbeitet und/oder weiter beschichtet werden kann.
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7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Variante eines Herstellungsverfahrens, bei dem die obere leitfähige Schicht 3 – entsprechend gegebenenfalls auch die untere leitfähige Schicht 4 – in Form einzelner Tröpfchen 38 leitfähiger Tintenflüssigkeit 42 aufgetragen wird. Hierzu kann insbesondere ein Jet-Ventil 40 vorgesehen sein bzw. mehrere derartige Jet-Ventile 40, die z. B. über Halterungen 41 an einer gemeinsamen Vorrichtung angebracht sind und geeignet mit Tintenflüssigkeit 42 beschickt werden, wobei die Jet-Ventile 40 jeweils ein geeignetes Tinten-Reservoir aufweisen können. Jedes Jet-Ventil 40 weist somit an seiner Unterseite Düsen 44 auf, aus denen die Tröpfchen 38 auf die strukturierte Oberseite 2a oder Unterseite 2b der dielektrischen, nicht leitenden Schicht 2 abgegeben werden.
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Die Sendereinrichtungen 72 können insbesondere als Teil der oberen leitfähigen Schicht 3 mit aufgeprägt werden, d. h. zusätzlich und kontaktiert mit den oberen Leiterbahnen 3a; insbesondere die Ausbildung von RFID-Transpondern ist durch Prägen sehr gut möglich. Erfindungsgemäß sind hierbei auch Durchkontaktierungen zwischen der oberen leitfähigen Schicht 3 und der unteren leitfähigen Schicht 4 möglich, z. B. durch Ausbildung eines Durchgangslochs in der dielektrischen Schicht 2, z. B. durch einen Stanzprozess, der in einem zusätzlichen Schritt oder auch z. B. durch die Laminierwalzen 18 und 19 oder auch die Druckwalzen 32 und 34 erfolgen kann, so dass nachfolgend das auflaminierte, aufgedruckte oder aufgejettete leitfähige Material sich durch das Durchgangsloch erstreckt und die Durchkontaktierung zwischen der oberen leitfähigen Schicht 3 und der unteren leitfähigen Schicht 4 ausbildet.
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Erfindungsgemäß kann lediglich differenziert werden, ob entweder ein belasteter oder unbelasteter Zustandes vorliegt. Es wird erkannt, dass grundsätzlich bereits eine Auswertung dahingehend möglich ist, dass bei den Sensoreinheiten 15-nm zwischen unbelastet und belastet (kleinerer Elektrodenabstand und ggf. veränderte Dielektrizitätszahl) unterschieden wird. Grundsätzlich ist jedoch erfindungsgemäß auch eine detailliertere analoge Auswertung möglich, um z. B. zu erkennen, ob die Belastung durch einen schweren oder nicht schweren Körpern, z. B. einen Mensch oder ein kleineres Tier erfolgt.
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In die dielektrische Schicht 2 können grundsätzlich auch piezoaktive Materialien eingebracht werden, so dass die Sensoreinheiten ergänzend auch Piezo-Signale ausgeben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2005000637 A1 [0002]
- JP 2007292575 A [0002]
- US 20070171058 A1 [0002]
- JP 2005327226 A [0002]
- JP 2000021262 A [0002]
- WO 1996034262 A1 [0003]
- EP 696782 A1 [0003]
- EP 365062 A1 [0003]
- DE 19609874 A1 [0003]
- JP 2006092393 A [0003]
- WO 2007147735 A1 [0004]
- DE 102006027213 A1 [0004, 0008]
