DE102016119534A1 - Schalter und Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents

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Abstract

Offenbart sind ein Schalter und ein Herstellungsverfahren davon. Der Schalter weist ein Basissubstrat (2) auf, und eine auf einer ersten Fläche oder einer zweiten Fläche des Basissubstrats (2) angeordnete Elektrode (1). Die flexible Elektrode (1) weist auf: ein Substrat (3) in einem Bereich von etwa 5 bis 70 Vol.-%, in das Substrat eingebettete leitfähige Partikel (4) in einem Bereich von etwa 29.9 bis 94.9 Vol.-% und einen Verschlechterungs-Hemmstoff in einem Bereich von 0.1 bis 1 Vol.-%, auf einer Grundlage einer Gesamtheit von 100 Vol.-% der Elektrode (1). Insbesondere ist das Substrat der Elektrode (1) flexibel, und somit ist die Elektrode (1) flexibel.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0184102 , beim Koreanischen Patentamt eingereicht am 22. Dezember 2015, deren gesamter Inhalt via Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft einen Schalter und ein Herstellungsverfahren davon.
  • Beschreibung bezogener Technik
  • Bei einem typischen mechanischen Schalter kann ein Schalter in einer vertikalen Richtung funktionieren mittels eines Drucks zum Kontaktieren eines elektrischen Kontakts, so dass der mechanische Schalter ein großes Volumen und eine komplexe Struktur haben kann.
  • Ein Berührungsschalter, der unter Verwendung von Kapazität funktioniert, wurde entwickelt, um ein solches Problem zu lösen. Allerdings wurde der Berührungsschalter, der eine flache Form oder eine feste gekrümmte Form aufweist, verwendet, indem eine Metallelektrode darin eingebaut wurde, was vorteilhaft sein kann für eine Vereinfachung und ein Dünnen der Struktur, jedoch eine Schwierigkeit darstellen kann, eine Betätigung davon zu spüren, wenn er berührt wird.
  • Aus diesem Grund wurde in der bezogenen Technik ein haptisches System verwendet, welches eine Vibration oder ein Geräusch nutzt, um das Betätigungsgefühl des Berührungsschalters zu verwirklichen, was Schwierigkeiten dabei haben kann, ein realistisches (Schalt-)Knopfgefühl bzw. Tastengefühl (kurz: Tastengefühl) zu vermitteln und einen Nachteil dahingehend aufweisen kann, dass es zusätzliche Ausstattung benötigt, wie beispielsweise einen elektrischen Motor für die Vibration. Dementsprechend wurden Untersuchungen bezüglich eines Schalters, der eine ultradünne Dicke aufweist und ein Betätigungsgefühl oder ein Tastengefühl eines Schaltknopfs vermitteln kann, fortgesetzt.
  • Die Information, die in diesem Hintergrundabschnitt bereitgestellt wird, dient nur dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds dieser Erfindung und kann deshalb Information enthalten, die nicht den einem Durchschnittsfachmann in diesem Land bekannten Stand der Technik darstellt.
  • KURZE ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
  • In bevorzugten Aspekten kann die vorliegende Erfindung einen Schalter bereitstellen, der eine wesentlich verringerte Dicke aufweist, und ein Herstellungsverfahren davon, welche ein Tastengefühl bei einer ultradünnen Dicke verwirklichen können und Glas mittels einer transparenten Gestaltung verwenden können.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann einen Schalter bereitstellen, aufweisend: ein Basissubstrat, und eine auf einer ersten Fläche oder einer zweiten Fläche des Basissubstrats angeordnete Elektrode. Ferner kann die Elektrode aufweisen: ein Substrat mit einem Volumenanteil in einem Bereich von 5 bis 70% (im Folgenden wird ein Volumenanteil auch ausgedrückt als Vol.-%), in das Substrat eingebettete leitfähige Partikel mit einem Volumenanteil in einem Bereich von 29.9 bis 94.9 Vol.-%, und einen Verschlechterungs-Hemmstoff mit einem Volumenanteil in einem Bereich von 0.1 bis 1 Vol.-%, ausgehend von einem Gesamt-Elektrodenvolumen von 100 Vol.-%. Insbesondere kann das Substrat der Elektrode flexibel sein, und deshalb kann die Elektrode flexibel sein.
  • Ferner ist vorgesehen, dass die Elektrode zumindest im Wesentlichen besteht aus dem Substrat mit einem Volumenanteil in einem Bereich von 5 bis 70 Vol.-%, den in das Substrat eingebetteten leitfähigen Partikeln mit einem Volumenanteil in einem Bereich von 29.9 bis 94.9 Vol.-%, und dem Verschlechterungs-Hemmstoff mit einem Volumenanteil in einem Bereich von 0.1 bis 1 Vol.-%, basierend auf dem Gesamtvolumen von 100 Vol.-% der Elektrode.
  • Der Begriff “flexibel” soll bedeuten, dass etwas leicht biegbar, modifizierbar, veränderbar oder anpassbar ist mittels einer Kraft oder eines Drucks, ohne zu brechen, wofür es geeignete physikalische Eigenschaften bereitstellt (z.B. Dimensionsstabilität und Biegefestigkeit). In bestimmten Ausführungsbeispielen können das flexible Substrat und die flexible Elektrode in der vorliegenden Erfindung nicht leicht brechbar sein mittels Biegens, Modifizierens, Veränderns oder Anpassens durch eine darauf angewendete Kraft. Sofern hierein nichts Anderes angedeutet ist, können das Substrat der Elektrode und die Elektrode in der vorliegenden Erfindung flexibel sein, womit ein flexibles Substrat bzw. eine flexible Elektrode bezeichnet sind.
  • Gemäß verschiedenen Aspekten kann eine Dicke des Schalters in einem Bereich von ungefähr 0.5 bis 3 mm geeignet sein.
  • Die leitfähigen Partikel können eines aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruß, Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen, Fulleren, Graphit, Kupferpulver, Silberpulver, Goldpulver, Nickelpulver und einer Kombination daraus.
  • Das Basissubstrat kann eines aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonharzen, acrylbasierten Harzen, Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS), Polypropylen (PP), Polyimid (PI), Polyamidimid (PAI), Polyphthalamid (PPA), einem Epoxidharz und Kombinationen davon.
  • Das flexible Substrat kann eines oder mehr aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyester, Polyurethan, Silikon, Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Polyethylenterephthalat (PET), und einem Oligomer oder Monomer davon.
  • Der Verschlechterungs-Hemmstoff kann einen aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer thioesterbasierten Verbindung, einer gehindertes-Phenol-basierten Verbindung, einer gehindertes-Amin-basierten Verbindung, einer phosphitbasierten Verbindung und einer Kombination davon.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Herstellungsverfahren eines Schalters bereitstellen. Das Verfahren kann aufweisen: Bereiten einer Paste, die ein Substrat, leitfähige Partikel und einen Verschlechterungs-Hemmstoff aufweist, Beschichten einer ersten Fläche (z.B. Oberfläche) (kurz: erste Fläche) oder einer zweiten Fläche (z.B. Oberfläche) (kurz: zweite Fläche) des Basissubstrats mit der Paste, und Bilden, mittels Trocknens und/oder Härtens der aufgetragenen Paste, einer Elektrode auf der ersten Fläche oder der zweiten Fläche des Basissubstrats.
  • Der Verschlechterungs-Hemmstoff kann einen/eines aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer thioesterbasierten Verbindung, einer gehindertes-Phenol-basierten Verbindung, einer gehindertes-Amin-basierten Verbindung, einer phosphitbasierten Verbindung und einer Kombination davon beim Herstellen der Paste, welche das Substrat, die leitfähigen Partikel und den Verschlechterungs-Hemmstoff aufweist.
  • Das Beschichten der ersten Fläche oder der zweiten Fläche des Basissubstrats mit der Paste kann ausgeführt werden mittels Siebdrucks, Druckens mit einem Drucker, Sprühbeschichtens, Eintauchens oder einer Kombination davon.
  • Das Bilden der Elektrode auf der ersten Fläche oder der zweiten Fläche des Basissubstrats mittels Trocknens und/oder Aushärtens der aufgetragenen Paste kann ausgeführt werden mittels Wärmeaushärtens oder Lichtaushärtens.
  • Die leitfähigen Partikel können eines aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruß, Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen, Fulleren, Graphit, Kupferpulver, Silberpulver, Goldpulver, Nickelpulver und einer Kombination davon.
  • Das Basissubstrat kann eines aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonharzen, acrylbasierten Harzen, Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS), Polypropylen (PP), Polyimid (PI), Polyamidimid (PAI), Polyphthalamid (PPA), einem Epoxidharz und einer Kombination davon.
  • Das Substrat kann eines oder mehr aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyester, Polyurethan, Silikon, Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Polyethylenterephthalat (PET) und einem Oligomer oder Monomer davon.
  • Ferner ist ein Fahrzeug bereitgestellt, welches den hierin beschriebenen Schalter aufweisen kann.
  • Andere Aspekte der Erfindung sind unten offenbart.
  • Gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können ein Schalter, der eine wesentlich verringerte Dicke aufweist, und ein Herstellungsverfahren davon bereitgestellt werden, welche ein Tastergefühl bei ultradünner Dicke ermöglichen und Glas bei einer transparenten Gestaltung verwenden können.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es ist zu verstehen, dass die beigefügten Zeichnungen nicht zwangsläufig maßstabsgerecht sind, und dass sie eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Eigenschaften präsentieren, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen hierin offenbarten Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich beispielsweise spezifischen Abmessungen, Ausrichtungen, Positionierungen und Formen, werden teilweise durch die geplante Nutzung und Anwendungsumgebung bestimmt.
  • In den Figuren bezeichnen Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile der vorliegenden Erfindung durchgängig in den mehreren Figuren der Zeichnung.
  • Das Obige und weitere Zwecke, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leichter verständlich sein anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
  • 1 stellt einen beispielhaften Schalter gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
  • 2 stellt eine beispielhafte flexible Elektrode eines Schalters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
  • 3 ist ein Diagramm, welches Ergebnisse eines an-Widerstands eines beispielhaften Schalters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 4 ist eine Photographie eines Lichtemissions-Testergebnisses eines beispielhaften Schalters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist ein Schemadiagramm, welches einen Lichtemissionsdisplayschalter Schalter gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. <Beschreibung von Symbolen>
    1 flexible Elektrode 2 Basissubstrat
    3 flexibles Substrat 4 leitfähiges Partikel
    5 Lücke
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck des Beschreibens von bestimmten Ausführungsformen und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung zu beschränken. Die wie hierin verwendeten Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“ sind dazu gedacht, auch die Pluralformen einzuschließen, außer der Kontext weist eindeutig auf etwas Anderes hin. Ferner ist zu verstehen, dass die Begriffe „aufweisen“ und/oder „aufweisend“ bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorliegen von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen und/oder Komponenten davon spezifizieren, aber nicht die Anwesenheit oder den Zusatz von einem oder mehr anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, weist der Begriff “und/oder“ jede sowie alle Kombinationen von einem oder mehreren der dazugehörig aufgezählten Gegenstände auf.
  • Sofern nichts anderes gesagt oder anhand des Kontextes offensichtlich ist, sind die Begriffe „etwa“ und „ungefähr“, welche hierin verwendet werden, zu verstehen als in einem Bereich von normaler, im Bereich der Technik bekannter Toleranz liegend, beispielsweise innerhalb von zwei Standardabweichungen vom Mittel. „Etwa“ und „ungefähr“ können verstanden werden als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05%, oder 0.01% des genannten Werts liegend. Sofern aus dem Kontext nicht klar etwas anderes hervorgeht, sind alle Zahlenwerte, welche hierin bereitgestellt werden, mit dem Begriff „etwa“ bzw. „ungefähr“ versehen.
  • Es ist zu verstehen, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-„ oder andere ähnliche Begriffe, welche hierin verwendet werden, allgemein Motorfahrzeuge einschließt, wie beispielsweise Personenkraftwagen einschließlich Sportnutzfahrzeugen (SUV), Bussen, Lastwagen, verschiedenen Nutzfahrzeugen, Wasserfahrzeugen einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Flugzeugen und ähnlichem, und auch umfasst Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Steckdosenhybrid Elektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und Fahrzeuge mit anderem alternativem Kraftstoff (z.B. Kraftstoff, der aus anderen Rohstoffen als Erdöl gewonnen wird). Ein Hybridfahrzeug, auf welches hierin Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, welches zwei oder mehr Leistungsquellen aufweist, beispielsweise Fahrzeuge mit sowohl Kraftstoffantrieb als auch Elektroantrieb.
  • Hierin werden im Folgenden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Allerdings dienen die beispielhaften Ausführungsformen nur der Erläuterung und sollten nicht so ausgelegt werden, als würden sie die vorliegende Erfindung beschränken, und die vorliegende Erfindung wird nur definiert durch den Schutzumfang der Ansprüche wie unten beschrieben.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, wie in 1 und 2 gezeigt, ein Schalter oder ein ultradünner Schalter, der ein Basissubstrat 2 und eine Elektrode (flexible Elektrode) 1 aufweist, die auf einer ersten Fläche oder einer zweiten Fläche des Basissubstrats 2 angeordnet ist, bereitgestellt sein. Die flexible Elektrode 1 kann aufweisen ein flexibles Substrat 3, leitfähige, z.B. elektrisch leitfähige, Partikel 4, welche in dem flexiblen Substrat enthalten sind, und einen Verschlechterungs-Hemmstoff. Basierend auf einer Gesamtheit von 100 Vol.-% der flexiblen Elektrode können die leitfähigen Partikel enthalten sein mit einem Volumenanteil in einem Bereich von etwa 29.9 bis 94.9 Vol.-%, das flexible Substrat kann enthalten sein mit einem Volumenanteil in einem Bereich von etwa 5 bis 70 Vol.-%, und der Verschlechterungs-Hemmstoff kann enthalten sein mit einem Volumenanteil in einem Bereich von etwa 0.1 bis 1 Vol.-%. Eine Dicke des ultradünnen Schalters kann in einem Bereich von etwa 0.5 bis 3 mm liegen.
  • Das Basissubstrat kann verschiedene Formen aufweisen, wie beispielsweise eine flache Form oder eine kuppelähnliche Form, und die kuppelähnliche Form kann eine halbkugelähnliche Form, eine trapezoide Form, eine Dreieckspyramidenform und Ähnliches aufweisen, was nicht besonders beschränkt zu sein braucht.
  • Die leitfähigen Partikel können eines aufweisen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruß, Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen, Fulleren, Graphit, Kupferpulver, Silberpulver, Goldpulver, Nickelpulver und einer Kombination davon.
  • Das Basissubstrat kann eines aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonharzen, acrylbasierten Harzen, Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS), Polypropylen (PP), Polyimid (PI), Polyamidimid (PAI), Polyphthalamid (PPA), einem Epoxidharz und einer Kombination davon.
  • Das flexible Substrat kann eines oder mehr aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyester, Polyurethan, Silikon, Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Polyethylenterephthalat (PET), und einem Oligomer oder einem Monomer davon.
  • In dem ultradünnen Schalter gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann die flexible Elektrode gebildet sein aus einem Polymermaterial, welches (z.B. elektrisch) leitfähige Partikel, wie z.B. Kohlenstoffpartikel oder Metallpartikel, aufweist. Dementsprechend kann der Schalter so hergestellt werden, dass er ein Tastergefühl aufweist, was bei verschiedenen Nutzerumgebungen anwendbar sein kann, und mit einer ultradünnen Dicke. Ferner kann die Elektrode in verschiedenen Formen gebildet sein mittels Nutzens eines flexiblen Materials und mittels Nutzens von Glas für eine transparente Anordnung. Insbesondere kann der ultradünne Schalter gemäß der beispielhaften Ausführungsform vorteilhaft für ein Fahrzeug genutzt werden. Insbesondere in dem Fahrzeug kann es gefährlich sein, eine Position des Schalters zu finden (und beispielsweise vorher zu suchen) und den Schalter zu betätigen, während das Fahrzeug fährt. Ein Ausbilden eines Vorsprungs in dem Schalter zum Verringern eines solchen Risikos kann einen Fahrer in die Lage versetzen, die Position des Schalters zu finden und den Schalter zu betätigen, ohne die Aufmerksamkeit des Fahrers zu beeinträchtigen.
  • Eine beispielhafte Funktion des ultradünnen Schalters wird mit Bezug auf 2 beschrieben.
  • Wenn ein ON-OFF Signal zum Bestimmen einer Betätigung des Schalters erzeugt wird, ist es möglich, eine Dehnungseigenschaft des flexiblen Substrats 3 zu nutzen, welches aus einem Gummi- oder Plastikmaterial gebildet ist, welches leitfähige Partikel 4 aufweist, anstelle eines Elektrode-Kontakt-Verfahrens oder eines Elektrostatik-Verfahrens. Wenn beispielsweise eine kuppelähnliche Kunststoffstruktur (nicht dargestellt in 2), an welcher ein Elektrodenmaterial angebracht ist, gedehnt oder zusammengedrückt werden kann, kann die Elektrode auch gedehnt oder zusammengedrückt werden, wodurch sie in einem Bereich von etwa –20 bis 20 % verformt wird. Wenn eine solche Stauchung oder Dehnung eine Verlängerung des flexiblen Substrats 3, welches aus einem Gummi- oder Kunststoffmaterial gebildet ist, verursacht, können Abstände zwischen den leitfähigen Partikeln 4 vergrößert werden, so dass Lücken 5 gebildet werden. Dadurch kann ein vorbestimmter Widerstand des Elektrodenmaterials plötzlich geändert werden. Zu diesem Zeitpunkt kann der Schalter betrieben (z.B. geschaltet) werden mittels Erfassens eines somit geänderten Spannungs- oder Stromwerts. Anders ausgedrückt kann die Zahl von Lücken 5 zwischen den leitfähigen Partikeln 4 erhöht werden mittels des Vorgangs des Dehnens des Gummimaterials, wodurch der spezifische Widerstand des Materials erhöht wird. Dementsprechend kann der Schalter betrieben (z.B. geschaltet) werden mittels Nutzens einer anderen Spannung oder eines anderen Stroms.
  • Für das Basissubstrat des ultradünnen Schalters und der flexiblen Elektrode können eine Materialart und eine Form gewählt werden. Dementsprechend können beispielsweise eine transparente Folienart-Schalterstruktur, eine transluzente Folienart-Schalterstruktur oder eine opake Folienart-Schalterstruktur erzielt werden.
  • Insbesondere kann eine LED Beleuchtung spezielle Effekte erzielen unter Verwendung der vorliegenden Erfindung. Ein herkömmlicher Schalter nutzt ein Verfahren, bei welchem eine LED um den Schalter herum angeordnet sein kann, und dann kann ein Beleuchtungseffekt an einer Oberseite des Tasters angewendet werden mittels Verwendens eines Streufilms. Dementsprechend kann ein Schalter, wenn die LED genutzt wird, eine beträchtliche Dicke aufweisen. Allerdings kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein transparenter oder transluzenter Streufilm genutzt werden, und eine Stufe oder Unebenheit kann an einem Flächenabschnitt angebracht sein. Dementsprechend kann Licht emittiert werden zu einem gesamten Bereich oder einem Teil davon, wie beispielsweise Text, durch laterale Beleuchtung. Die Stufe oder die Unebenheit kann gebildet werden mittels mechanischen Schneidens, Pressens, Spritzgießens oder Laserstrahlbearbeitung, ohne besondere Beschränkungen hinsichtlich des Verfahrens. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Lichtemissions-Displayschalter so hergestellt werden, dass er eine Dicke von 1 bis 2 mm aufweist, was wesentlich dünner ist als ein herkömmlicher Schalter in der bezogenen Technik. Ferner kann in dem Fall, dass eine transparente Folie bzw. ein transparenter Bogen (kurz: transparente Folie) genutzt wird, Licht durch die Unebenheit zu einem Textabschnitt emittiert werden, und somit kann der Schalter, der an einem Fenster oder einem Spiegel angebracht werden kann (4 und 5), hergestellt werden. Darüber hinaus kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Herstellungsprozess vereinfacht werden im Vergleich zum Fall eines herkömmlichen Berührungsschalters, der eine transparente Elektrode nutzt, und sie kann angewendet werden auf gekrümmtes Glas.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Herstellungsverfahren eines ultradünnen Schalters bereitgestellt werden. Das Verfahren kann aufweisen: Bereiten einer Paste, die ein Substrat (flexibles Substrat), leitfähige Partikel und einen Verschlechterungs-Hemmstoff aufweist, Auftragen der Paste auf eine erste Fläche oder eine zweite Fläche des Basissubstrats und Bilden, mittels Trocknens und/oder Aushärtens der aufgetragenen Paste, einer flexiblen Elektrode auf der ersten Fläche oder der zweiten Fläche des Basissubstrats.
  • Der Verschlechterungs-Hemmstoff kann einen/eines aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer thioesterbasierten Verbindung, einer gehindertes-Phenol-basierten Verbindung, einer gehindertes-Amin-basierten Verbindung, einer phosphitbasierten Verbindung und einer Kombination davon beim Bereiten der Paste, die das flexible Substrat, die leitfähigen Partikel und den Verschlechterungs-Hemmstoff aufweist.
  • Das Auftragen der Paste auf die eine Fläche oder einander entgegengesetzte Flächen des Basissubstrats kann ausgeführt werden unter Verwendung von Siebdruck, Drucken mit einem Drucker, Sprühbeschichten, Eintauchen oder einer Kombination davon.
  • Das Bilden der flexiblen Elektrode auf der einen Fläche oder einander entgegengesetzten Flächen des Basissubstrats mittels Trocknens oder Aushärtens der aufgetragenen Paste kann ausgeführt werden mittels Aushärtens durch Wärme oder Lichtaushärtung.
  • Die leitfähigen Partikel können eines aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruß, Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen, Fulleren, Graphit, Kupferpulver, Silberpulver, Goldpulver, Nickelpulver und einer Kombination davon.
  • Das Basissubstrat kann eines aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonharzen, acrylbasierten Harzen, Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS), Polypropylen (PP), Polyimid (PI), Polyamidimid (PAI), Polyphthalamid (PPA), einem Epoxidharz und einer Kombination davon.
  • Das flexible Substrat kann eines oder mehrere aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyester, Polyurethan, Silikon, Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Polyethylenterephthalat (PET) und einem Oligomer oder Monomer davon.
  • Die folgenden beispielhaften Ausführungsformen veranschaulichen die vorliegende Erfindung genauer. Allerdings dienen die folgenden beispielhaften Ausführungsformen nur einer Veranschaulichung, und der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
  • BEISPIEL
  • Hierin wird ein Material/eine Zusammensetzung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
  • Beispiele – Herstellung ultradünner Schalter
  • Beispiel 1
  • Ruß (Ketjen Black (Lion Co. Ltd.)), natürliche Graphitflocken (Aldrich) und Silberpulver (Aldrich) wurden zubereitet für leitfähige Partikel. Ein Polyester-Kunstharz (ES-120, SK Chemicals) wurde für ein flexibles Substrat genutzt. TINUVIN® 770 (Ciba-Geigy) wurde als ein Verschlechterungs-Hemmstoff genutzt zum Verhindern einer Verschlechterung des Kunstharzes.
  • Um eine Elektrode zu bilden wurden 20 Vol.-% des Rußes, 2 Vol.-% des Silberpulvers, 30 Vol.-% des Graphits, und 0.3 Vol.-% des Verschlechterungs-Hemmstoffs gemischt, bezüglich einer Gesamtheit von 100 Vol.-% der Elektrode, und das Polyester-Kunstharz wurde als der Rest hinzugefügt. Danach wurde ein Mischen-Schritt ausgeführt mittels Verwendens eines Quirls zum Bilden einer Paste der Mischung.
  • Als nächstes wurde die gebildete Paste auf einen PET-Film (LOTTE Chemical Corporation) aufgetragen unter Verwendung eines Siebdruckverfahrens.
  • Als nächstes wurde die Paste auf eine Temperatur von 130 °C erhitzt, ein Haftmittel wurde an einem oberen Teil davon aufgebracht, und ein PET-Film wurde darüber gedeckt. Dann wurde sie bei einer Temperatur von 150 °C weiterverarbeitet, um einen ultradünnen Schalter zu bilden, der eine Dicke von 1 mm aufweist.
  • Beispiel 2
  • Ein ultradünner Schalter wurde hergestellt unter Verwendung desselben Verfahrens wie in Beispiel 1, abgesehen davon, dass 20 Vol.-% des Rußes, 30 Vol.-% des Graphits und 0.3 Vol.-% des Verschlechterungs-Hemmstoffs gemischt wurden bezüglich einer Gesamtheit von 100 Vol.-% der Elektrode, und das Polyester-Kunstharz als der Rest hinzugefügt wurde.
  • Experimentalles Beispiel
  • Experimentelles Beispiel 1
  • Ein normaler an-Widerstand und ein an-Widerstand während der Betätigung wurden gemessen mittels Verbindens eines Mikrowiderstand-Messgeräts mit entgegengesetzten Anschlüssen eines in Beispiel 1 bzw. Beispiel 2 hergestellten Dünnfilm-Elektrodenschalters.
  • Messergebnisse sind dargestellt in der folgenden Tabelle 1 und 3. In 3 sind Beispiel 1 und Beispiel 2 gezeigt. Es wurde ermittelt, dass der Schalter normal betrieben wurde. Table 1
    Normaler Widerstand (Ω) Maximalwiderstand im Betrieb (Ω)
    Beispiel 1 10 19
    Beispiel 2 13 30 oder more
  • Experimentelles Beispiel 2
  • Eine LED wurde an eine Seite einer in Beispiel 1 und Beispiel 2 hergestellten Elektrodenstruktur montiert, um abgestrahltes Licht in einen PET-Film zu leiten, und eine schwarze Farbe wurde auf eine Fläche des Schalters aufgetragen. Dann wurde ein Textbereich abgetragen unter Verwendung eines Lasers zum Bilden einer Unebenheit. Es wurde ermittelt, dass von der LED abgegebenes Licht an der Unebenheit gestreut wurde, um einen Beleuchtungseffekt zu bewirken.
  • Obwohl die Erfindung beschrieben wurde in Verbindung damit, was gegenwärtig als praktische beispielhafte Ausführungsformen betrachtet werden, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern soll, im Gegensatz dazu, verschiedene Änderungen und äquivalente Anordnungen umfassen, welche innerhalb des Geistes und Umfangs der beigefügten Ansprüche liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2015-0184102 [0001]

Claims (16)

  1. Ein Schalter, aufweisend: ein Basissubstrat (2) und eine auf einer ersten Fläche oder einer zweiten Fläche des Basissubstrats (2) angeordnete Elektrode (1), wobei die Elektrode (1) aufweist: ein Substrat (3) mit einem Volumenanteil in einem Bereich von etwa 5 bis 70%, in das Substrat (3) eingebettete leitfähige Partikel (4) mit einem Volumenanteil in einem Bereich von etwa 29.9 bis 94.9%, und einen Verschlechterungs-Hemmstoff mit einem Volumenanteil in einem Bereich von etwa 0.1 bis 1%, wobei allen Volumenanteilen eine Gesamtheit von 100% der Elektrode (1) zugrunde liegt.
  2. Der Schalter gemäß Anspruch 1, wobei eine Dicke des Schalters in einem Bereich von etwa 0.5 bis 3 mm liegt.
  3. Der Schalter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die leitfähigen Partikel (4) einen/eine aufweisen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruß, Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen, Fulleren, Graphit, Kupferpulver, Silberpulver, Goldpulver, Nickelpulver, und einer Kombination davon.
  4. Der Schalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Basissubstrat (2) eines aufweist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonharzen, acrylbasierten Harzen, Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS), Polypropylen (PP), Polyimid (PI), Polyamidimid (PAI), Polyphthalamid (PPA), einem Epoxidharz und einer Kombination davon.
  5. Der Schalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Substrat (3) eines oder mehr aufweist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyester, Polyurethan, Silikon, Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Polyethylenterephthalat (PET), und einem Oligomer oder Monomer davon.
  6. Der Schalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Verschlechterungs-Hemmstoff einen/eines aufweist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer thioesterbasierten Verbindung, einer gehindertes-Phenol-basierten Verbindung, einer gehindertes-Amin-basierten Verbindung, einer phosphitbasierten Verbindung, und einer Kombination davon.
  7. Der Schalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Substrat (3) flexibel ist und die Elektrode (1) flexibel ist.
  8. Der Schalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Elektrode (1) zumindest im Wesentlichen besteht aus: dem Substrat (3) mit einem Volumenanteil in einem Bereich von etwa 5 bis 70%, den in das Substrat (3) eingebetteten leitfähigen Partikeln (4) mit einem Volumenanteil in einem Bereich von etwa 29.9 bis 94.9%, und dem Verschlechterungs-Hemmstoff mit einem Volumenanteil in einem Bereich von etwa 0.1 bis 1%, wobei allen Volumenanteilen eine Gesamtheit von 100% der Elektrode (1) zugrunde liegt.
  9. Ein Herstellungsverfahren eines Schalters, das Verfahren aufweisend: Bereiten einer Paste, die ein Substrat (3), leitfähige Partikel (4), und einen Verschlechterungs-Hemmstoff aufweist, Aufbringen der Paste auf eine erste Fläche oder eine zweite Fläche eines Basissubstrats (2), und Bilden, mittels Trocknens und/oder Aushärtens der aufgebrachten Paste, einer Elektrode (1) auf der ersten Fläche oder der zweiten Fläche des Basissubstrats (2).
  10. Ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Verschlechterungs-Hemmstoff einen/eines aufweist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer thioesterbasierten Verbindung, einer gehindertes-Phenol-basierten Verbindung, einer gehindertes-Amin-basierten Verbindung, einer phosphitbasierten Verbindung, die das Substrat (3), die leitfähigen Partikel (4) und den Verschlechterungs-Hemmstoff aufweist.
  11. Das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das Aufbringen der Paste auf der ersten Fläche oder der zweiten Fläche des Basissubstrats (2) ausgeführt wird unter Verwendung von Siebdruck, Drucken mittels eines Druckers, Sprühbeschichtung, Eintauchen, oder einer Kombination davon.
  12. Das Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Bilden der Elektrode (1) auf der ersten Fläche oder der zweiten Fläche des Basissubstrats (2) mittels Trocknens und/oder Aushärtens der aufgetragenen Paste ausgeführt wird mittels Wärme-Aushärtens oder Lichtaushärtens.
  13. Das Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die leitfähigen Partikel (4) eines aufweisen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruß, Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen, Fulleren, Graphit, Kupferpulver, Silberpulver, Goldpulver, Nickelpulver und einer Kombination davon.
  14. Das Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Basissubstrat (2) eines aufweist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonharzen, acrylbasierten Harzen, Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS), Polypropylen (PP), Polyimid (PI), Polyamidimid (PAI), Polyphthalamid (PPA), einem Epoxidharz, und einer Kombination davon.
  15. Das Herstellungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Substrat (3) eines oder mehr aufweist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyester, Polyurethan, Silikon, Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Polyethylenterephthalat (PET), und einem Oligomer oder Monomer davon.
  16. Ein Fahrzeug, aufweisend einen Schalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
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