KR102503808B1 - 정전식 압력 감지용 다층 구조체 - Google Patents

Abstract

전자 소자들을 수용하기 위한 플렉시블 기판 필름(202),
프린트 전자 소자 기술, 선택적으로 스크린 프린팅 또는 잉크젯팅을 이용하여 상기 필름 상에 구비되는 다수의 플렉시블 센서 패드들(208),
상기 다층 구조체에 적용되는 압력의 표시를 얻기 위하여 상기 다수의 플렉시블 센서 패드들을 통하여 정전식 측정을 제어하기 위한, 상기 필름 상에 추가로 구비되는 적어도 하나의 전자 회로(204), 바람직하게는 집적 회로,
상기 적어도 하나의 전자 회로 및 다수의 정전식 센서 패드들을 전기적으로 연결하기 위한, 상기 필름 상에 추가로 프린트된 다수의 컨덕터 트레이스들(205),
상기 적어도 하나의 전자 회로를 포함하는 전기-구동 콤포넌트에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 소자(216A, 216B), 및
그 내부에 다수의 센서 패드들, 컨덕터 트레이스들 및 적어도 하나의 전자 회로가 실질적으로 내장된, 상기 필름 상에 몰딩된 적어도 하나의 플라스틱층(206B)을 포함하는 의복용, 선택적으로 신발류용 다층 구조체(200, 300).
상기 구조체와 관련된 제조방법(400)이 제시된다.

Description

정전식 압력 감지용 다층 구조체

일반적으로 본 발명은 전자 소자, 전자 장치, 관련된 구조체 및 제조방법에 관한 것이다. 특히, 제한되지는 않으나, 본 발명은 감지(sensing) 전자 소자를 도입하는 웨어러블 기술(Wearable technology)에 관한 것이다.

스마트 의류(smart clothing)와 같은 웨어러블 기술은 직물과 전자 소자를 융합하여 개인 및 비즈니스 목적으로 유비쿼터스 컴퓨팅의 다른 측면을 구현함으로써 착용자의 삶을 더욱 편안하게 만들어준다. 재료 기술 및 소형화의 최근의 발전으로 인해 사용자는 약 10년 또는 20년 전만 해도 꿈만 꾸었던 솔루션을 얻을 수 있었다. 다양한 스마트 시계 또는 일반적으로 손목 장치와 같은 하드 쉘 웨어러블 기술(Hard shell wearable technology)은 80년대의 손목 계산기 시계로부터 시작하여 스포츠/피트니스 컴퓨터, 활동 모니터 및 예를 들어, 내장 형태의 관점에서 휴대폰 및 태블릿에 근접하는 가장 최근의 다양한 커뮤니케이션이 가능한 장치로 진화하면서 오랫동안 제한적으로 이용되어 왔다. 또한, 지금까지, 몇몇 웨어러블 스마트 글래스 및 예를 들어, 개인 보안-관련 제품이 시장에 출시되었다.

E-텍스타일 또는 '스마트 텍스타일'은 감각 통합(sensory integration)과 같은 전자 소자와의 통합을 위해 제공되는 패브릭을 의미한다. e-텍스타일은 전도성 실(yarn)과 같은 전기 전도성 물질 및 그 안에 내장된 성분들에 원하는 전기적 특성을 제공하기 위한 절연 물질을 모두 포함할 수 있다.

또한, 신발, 부츠, 양말, 안창(insole) 등의 신발류는 웨어러블 전자 제품 및 스마트 의류의 출현으로 혜택을 볼 수 있다. 다른 의류와 마찬가지로 신발에도 프로세서, 메모리, 통신 인터페이스 및 센서와 같은 통합 전자 부품이 제공될 수 있다.

도 1은 감지 기능이 구비된 신발류용 스마트 안창 또는 밑창을 구성하기 위한 가능한 다층 구조체(100)의 일 예를 도시한 것이다. 상기 구조체의 다양한 층들은 단지 명확히 나타내기 위한 목적으로 서로 물리적으로 분리된 것으로 도시되어 있다.

상기 구조체(100)는 전자 부품이 구비될 수 있는 기저부(base part) 또는 베이스 기판(102)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 베이스(102)에는 전자 부품을 수용하기 위한 오목부가 구비될 수 있다. 추가의 층들은 상기 베이스 상에 구비된다. 이러한 층들은 함께 압력 센서를 형성하는 절연층들(104, 108) 및 감지층들(sensing layer)(106, 110)을 포함한다. 보호층들(112)은 외부 충격, 습기, 오물 등과 같은 환경의 잠재적으로 해로운 영향으로부터 하부의 특성을 보호하기 위해 상부에 제공될 수 있다. 상기 설정된 센서는, 예를 들어 감지층들(106, 110) 사이의 절연층(108)의 압축을 유발하는 착용자(이하, 사용자)의 발에 의해 다층 구조체에 부과된 압력으로 인한 커패시턴스(capacitance) 변화를 검출한다. 따라서, 커패시터 플레이트로서 작용하는 층들(106, 110) 사이의 거리는 상기 압력에 반응하여 상기 플레이트들 사이의 감지된 커패시턴스에 영향을 미친다. 대다수의 유사한 제품에서도 사용자의 움직임으로 인한 압력을 감지하기 위해 힘에 민감한 별도의 저항 센서가 배치되어 왔다.

상술한 밑창 구조체는, 예를 들어, 안창에 유도된 기계적 압력에 대한 모니터링 능력을 갖는 종래의 수동적인 안창에 비해 다양한 기능상의 이점을 제공할 수 있음에도 불구하고, 여전히 개선의 여지가 남아있는 것처럼 보인다.

상기 얻어진 구조체는, 당연히 구조체에 내장되어 있는 전자 부품, 컨덕터 등을 갖는 상당 수의 물질층들이, 필요한 전기적 성능, 절연, 수용 및 보호 성능을 나타내기 위해 함께 결합됨으로써 당연히 어느 정도 뻣뻣해지고 두꺼워지기 쉽다는 것이 이해될 수 있으나, 이는 대상 신발에서 사용할 수 있는 제한된 공간, 및 재질 선택 및 강성(stiffness)/강도(rigidity) 및 균일 중량과 같은 관련 매개 변수로 인해 발생하는 사용자의 불편함의 관점에서 바람직하지 않다.
Sergio 등은 "A textile Based Capacitive Pressure Sensor", IEEE Conference Publications, Sensors, IEEE Vol. 2, 2000, pp. 1625-1630에서 정전식 감지 장치를 포함하는 스마트 직물을 생산하기 위한 몇 가지 해결방안을 논의하고 있다. 전도성 및 격리 섬유들은 패브릭에 내장된 직조(woven) 회로를 만들기 위해 사용될 수 있거나, 또는 전도성 실(threads)이 직물 위에 수놓아질 수 있다. 다른 대안으로서, 전도성 직물 패턴이 통합되고 스트립들로 분리되는 두개의 패브릭 조각들이 발포층(foam layer)의 양면에 배치되거나 또는 패브릭 기판 상에 에어 브러시로 탄성의 전도성 페인트가 도포될 수 있다.
Dinh 등은 "Polymer-based flexible capacitive pressure sensor for non-invasive medical monitoring applications", IEEE Conference Publications, Medical Measurements and Applications, IEEE International symposium 2014, pp. 1-5에서 캡톤(Kapton) 기판 위에 증착된 구리 전극들을 포함하는 폴리머계 플렉시블 압력 센서들을 설명하고 있다.
미국특허공개공보 제2015/018721호는 플렉시블 물질에 의해 코팅되거나 또는 캡슐화된, 플렉시블 직물층 및 비탄성의 기계적 직물의 인접한 고정층을 포함하는 플렉시블 직물 센서를 제시하고 있다.
Narakathu 등은 "A Novel Fully Printed and Flexible Capacitive Sensor" IEEE Conference Publications, Sensors, 2012 IEEE, pp. 1-4"에서 PET층 상에 프린트된 전극들 및 그 위에 추가의 층들이 구비된, 프린트된 플렉시블 정전식 센서를 개시하고 있다.
Li 등은 "An all-inkjet printed flexible capacitor on a textile using a new poly(4-vinylphenol) dielectric ink for wearable applications", IEEE Conference Publications, Sensors, 2012 IEEE, pp. 1-4에서 직물 기판 상에 잉크젯팅된 커패시터를 개시하고 있다.

본 발명의 목적은 사용자의 움직임과 관련된 다수의 미리 정의된 파라미터들을 모니터링하기 위한 감지 전자 소자를 통합하는 웨어러블 기술에서의 기존 해결방안과 관련된 상기 문제점들 중 하나 이상을 적어도 완화하기 위한 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따른 다층 구조체 및 관련 제조 방법의 구체예에 의해 달성된다.

본 발명의 하나의 측면에 따라, 의복용, 선택적으로 신발류용 다층 구조체는 다음을 포함한다;

전자 소자들을 수용하기 위한 플렉시블 기판 필름,

프린트 전자 소자(printed electronics) 기술, 선택적으로 스크린 프린팅 또는 잉크젯팅을 이용하여 상기 필름 상에 구비되는 다수의 플렉시블 센서 패드들,

상기 다층 구조체에 적용되는 압력의 표시를 얻기 위하여, 상기 다수의 센서 패드들을 통하여 전기용량 측정(capacitive measurements)을 제어하기 위한, 상기 필름 상에 추가로 구비되는 적어도 하나의 전자 회로, 바람직하게는 집적 회로,

상기 적어도 하나의 전자 회로 및 상기 다수의 센서 패드들을 전기적으로 연결하기 위한, 상기 필름 상에 추가로 프린트된 다수의 컨덕터 트레이스들,

상기 적어도 하나의 전자 회로를 포함하는 전기-구동 콤포넌트에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 소자, 및

그 내부에 상기 다수의 센서 패드들, 컨덕터 트레이스들 및 적어도 하나의 전자 회로가 실질적으로 내장된, 상기 필름 상에 몰딩된 적어도 하나의 플라스틱층.

하나의 구체예에서, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 신호 프로세서와 같은 상기 적어도 하나의 전자 회로는, 상기 패드들과 구조체에 위치되는 외부 요소들, 전형적으로 사용자의 발바닥과의 사이의 커패시턴스를 감지하기 위해 구성된다. 사용자의 발 및 특히 발바닥은 구조체의 상부 표면을 아래로 눌러서 하부 물질의 변형을 일으키지만, 상기 발바닥 및 하나 이상의 상기 패드들 또한 그의 커패시턴스가 전자 소자에 의해 감지될 수 있는 커패시터를 구성한다. 커패시턴스는 상기 발바닥과 패드(들) 사이의 거리에 의존하며, 예를 들어, 상기 구조체에 적용되는 압력의 양을 나타낸다.

선택적으로, 복수의 패드들은, 예를 들어 서로 인접하거나, 또는 몇몇의 다른 바람직한 형태인 기판의 표면 상에 형성될 수 있기 때문에, 커패시턴스/압력 데이터가 공간 해상도를 가지고, 즉 상기 패드들의 위치들에 대응하는 다수의 위치에서 수집될 수 있다. 따라서, 예를 들어. 커패시턴스 또는 압력 분포는 기판 필름상의 다양한 위치의 관점에서 공간적으로 결정될 수 있다.

부가적인 또는 대안적인 다른 구체예에서, 상기 적어도 하나의 전자 회로는 그 위에 순차적으로 제공되는 적어도 두 개의 중첩하는 플라스틱층들에 의해 캡슐화된다. 후자의 층은 제1층 보다 많은 소자들 및/또는 상기 필름의 표면(면적)을 커버할 수 있다. 상기 제1층은 적어도 하나의 전자 회로를 커버 및 보호하기 위해 먼저 형성될 수 있고, 그 위에 제2층이, 예를 들어 센서 패드들 및 컨덕터들을 포함하는 상기 필름을 더 커버하도록 형성된다.

부가적인 또는 대안적인 추가의 구체예에서, 상기 구조체는 제2 기판, 선택적으로 FPC(Flexible Printed Circuit) 상에 처음부터 구비된 적어도 하나의 전자 회로를 포함하는 서브-어셈블리 또는 서브-유닛을 포함한다. 따라서, 상기 서브-어셈블리는 나머지 다층 구조체와는 별개로 적어도 부분적으로 분리되어 미리 제조되고, 최종적으로는 그 위에 센서 패드와 같은 다른 소자들에 필요한 기계적 및 전기적 연결을 갖는 플렉시블 기판 필름 상에 장착되는데, 이는 접착제 및/또는 납땜의 사용을 필요로 할 수 있다. 선택적으로, 상술한 제1 몰딩 층은 플렉시블 기판 필름상에서 이동되기 전에 적어도 하나의 전자 회로 및 선택적으로 상기 제2 기판 상에 구비되어 있을 수 있다.

또 다른 부가적인 또는 대안적인 구체예에서, 상기 적어도 하나의 전자 회로는 다수의 수동 및/또는 능동 컴포넌트들을 더 포함한다. 예를 들어, 레지스터, 커패시터, 인덕터/코일, 다이오드, LED(발광 다이오드) 및/또는 트랜지스터가 구비될 수 있다.

또 다른 구체예에서, 상기 구조체는 가속도계를 추가로 포함한다.

다른 구체예에서, 상기 구조체는 트레이스들 상에 배치된 보호 소자 또는 보호층을 더 포함한다. 예를 들면, 상기 목적을 위해 접착 테이프가 사용될 수 있다.

다른 구체예에서, 상기 적어도 하나의 전자 회로는 프린트된 전자 소자 기술을 이용하여 적어도 부분적으로 형성된다. 선택적으로 또는 부가적으로, 예를 들어, 표면 실장 컴포넌트(SMT, 표면 실장 기술)를 사용할 수 있다.

다른 구체예에서, 상기 구조체는 사용자 인터페이스를 더 포함한다. 상기 사용자 인터페이스는 터치 인터페이스, 터치-감지 영역, 정전식 터치-감지 영역, 버튼, 스위치, 디스플레이, 표시등 및 표시 LED로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 요소를 포함할 수 있다.

또 다른 구체예에서, 상기 구조체는, 적어도 하나의 외부 요소, 선택적으로 태블릿, 패블릿(phablet), 휴대 전화, 손목 장치, 스마트 워치, 스마트 고글, 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 네트워크 인프라 구조, 네트워크 소자 및 랩탑 컴퓨터로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 외부 요소와 통신하기 위한 데이터 인터페이스를 더 포함한다. 상기 데이터 인터페이스는 무선 또는 유선일 수 있다.

다른 구체예에서, 상기 적어도 하나의 전자 회로는 명령들 및/또는 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함한다. 상기 데이터는 센서 데이터 또는 센서 데이터에 기초한 데이터, 예를 들어, 커패시턴스 데이터, 압력 데이터 및/또는 가속 데이터를 포함할 수 있다.

또 다른 구체예에서, 상기 전력 공급 소자는 배터리, 선택적으로 충전식 배터리 또는 적어도 그를 위한 커넥터를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 전력 공급 소자는 외부 전원과 결합하기위한 배선 및/또는 커넥터를 포함할 수 있다. 상기 외부 전원은 충전식 또는 일회용 타입의 외부 배터리를 포함할 수 있다.

상기 다층 구조체의 일 구체예를 포함하는 신발류용 안창 또는 밑창이 제공될 수 있다.

상기 다층 구조체의 구체예를 포함하는 헬멧과 같은 모자류가 제공될 수 있다.

상기 다층 구조체의 구체예를 포함하는 압축 의복 또는 신축성 의복이 제공될 수 있다.

하나의 다른 측면에 따라, 의복, 선택적으로 신발류용 다층 구조체를 제조하는 방법은 다음의 단계들을 포함한다:

전자 소자들을 수용하기 위한 플렉서블 기판 필름을 수득하는 단계,

프린트 전자 소자 기술, 선택적으로 스크린 프린팅 또는 잉크젯팅을 이용하여 상기 필름 상에 다수의 플렉시블 센서 패드들을 프린팅하는 단계,

적어도 상기 센서 패드들을 전자 회로와 전기적으로 연결하기 위해 상기 필름 상에 다수의 컨덕터 트레이스들을 프린팅하는 단계,

다층 구조체에 적용되는 압력의 표시를 얻기 위하여 상기 다수의 센서 패드들을 통하여 전기용량 측정을 제어하기 위한 전자 회로, 바람직하게는 집적 회로를 상기 필름 상에 제공하는 단계,

전자 회로를 포함하는 전기-구동 컴포넌트에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 소자를 제공하는 단계, 및

상기 다수의 센서 패드들, 컨덕터 트레이스들 및 적어도 하나의 전자 회로가 그 내부에 실질적으로 내장된 적어도 하나의 플라스틱층을 상기 필름 상에 몰딩하는 단계.

본 발명의 방법의 구체예에 따라, 상기 전력 공급 소자는 프린트된 컨덕터 트레이스들을 통해 전자 회로에 연결될 수도 있다. 선택적으로, 다른 컨덕터들(예를 들어, 와이어들)이 상기 목적을 위해 이용될 수 있다.

상기 방법은 다음의 단계들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 단계를 더 포함할 수 있다:

선택적으로 플렉시블한 제2 기판을 제공하고, 상기 플렉시블 기판 필름 상에 서브-어셈블리로서 후속 배치하기 위해, 우선 그 위에 적어도 전자 회로를 고정하고, 상기 플렉시블 기판 필름 상에 상기 전자 회로 및 센서 패드들을 오버 몰딩하기 전에 상기 전자 회로를 먼저 오버-몰딩하는 단계; 상기 플렉시블 기판 필름 상에 가속계를 제공하고, 몰딩 전에 하나 이상의 센서 패드들 및/또는 트레이스들을 보호 소자 또는 층으로 커버하는 단계; 및 오버몰딩된 플렉시블 기판 구조체 위에 하나 이상의 추가의 층들을 제공하는 단계.

상기 이용된 몰딩 방법은, 예를 들어 사출 성형(injection molding)을 포함할 수 있다.

상기 구조체의 다양한 구체예들에 관하여 이전에 제시된 고려 사항들은 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 필요하다면 약간 변경하여 상기 방법의 구체예들에 유연하게 적용될 수 있다.

본 발명의 유용성은 각각의 특정 구체예에 따른 복수의 이슈들로부터 발생한다. 상기 수득된 다층 구조체는 원하는 구조체를 구현하기 위해 다른 소자 또는 호스트 장치와 통합될 수 있다. 상기 구조체는 유연하고, 얇으며, 가볍고, 적절한 상태로 유지될 수 있으며, 이러한 특징들 모두는 일반적으로 신발류, 모자류, 또는 기타 의복류와 관련하여 다양한 상황에서 솔루션의 유용성을 긍정적으로 확장시키는 요인들이 된다. 상기 기타 의복류는 예를 들어, 셔츠(예를 들어, 압축 셔츠), 재킷, 바지 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 의료용 또는 스포츠용으로, 또는 때때로 둘 모두의 용도로 설계된 압축 의류에서, 상기 구조체는 보다 전통적이고, 예를 들어 더욱 루즈한(loose) 솔루션에 비하여, 스너그 피트(snug fit) 또는 상기 의복과 사용자의 신체와의 직접적인 피부 접촉에 의해 영향을 받을 수 있으며, 그 때문에 상기 구조체의 얇은 두께, 경량감 및 유연성이 유리하게 되는 착용감 및 예를 들어, 신체 커패시턴스를 감지하는 측면에서 기능적인 신뢰성까지 추가로 제공할 수 있다.

상기 구조체와 맞닿은 사용자의 신체(발바닥 피부)와 같은 외부 요소가, 상기 플렉시블 기판 상의 적어도 하나의 내장된 프린트된 전도성 패드 영역에 더하여, 하나의 커패시터 플레이트로서 이용될 수 있기 때문에, 사이에 절연 물질들을 갖는 여러 겹이 중첩되어 적층된 감지층들의 사용은 생략될 수 있다. 상기 구조체는 다수의 추가층들을 구비할 수 있으며, 각각의 층은 예를 들어, 단열성, 유연성/강성, 완충성 등에 대한 바람직한 특성들을 갖는다. 상기 구조체는 목표 환경(소정의 내부 치수를 갖는 신발과 같은 사용처)에 필요한 정도로 정확하게 성형 및/또는 절단될 수 있다. 프린트된 전자 소자 기술의 적용은 예를 들어, 기판 상의 센서 패드들 및 컨덕터 트레이스들의 위치결정을 유연하게 하고 비교적 단순하게 한다. 보다 복잡하고 잠재적으로 활성인 컴포넌트가 유사하게 제공될 수 있다. 상기 내장된 전자 소자들은 충격, 습기, 열/냉기 또는 일반적으로 극단적인 온도 또는 온도 변화, 먼지 등과 같은 외부 요소들로부터 보호된 상태로 유지된다.

압력 측정을 위해 이용될 수 있는 정전식 감지 외에, 예를 들어, 다른 측정들 및/또는 계산들이 편리하게 실행될 수 있다. 얻어진 센서 데이터는 걸음걸이, 보행자세, 보폭, 걸음수 등과 같은 착용자의 움직임의 다양한 특성을 결정하는데 이용될 수 있다.

용어, "다수의"는 본 명세서에서 하나(1)로부터 시작하는 임의의 양의 정수, 예를 들어, 하나, 둘, 또는 셋을 나타낼 수 있다.

용어 "복수의"는 각각 둘에서 시작하는 임의의 양의 정수를 나타낼 수 있다.

본 발명의 다른 구체예들은 첨부된 종속항들에 개시되어 있다.

다음으로, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다:
도 1은 다층 구조체의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 다층 구조체의 일 구체예의 측단면도이다.
도 3은 신발류에서의 본 발명의 일 구체예의 정면 단면도 또는 평단면도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 일 구체예를 개시하는 공정 흐름도이다.

도 1은 이미 상기에서 설명되었다.

도 2는 본 발명에 따른 다층 구조체의 구체예의 측단면도(200)를 도시한다.

상기 구조체는 플렉시블 기판 필름, 또는 '포일'(202)을 포함하고, 반드시 그런 것은 아니지만, 전형적으로 플라스틱이다. 예를 들어, 상기 필름(202)은 폴리머, 열가소성 물질, PMMA(폴리 메틸메타크릴레이트), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드, 메틸메타크릴레이트와 스티렌의 공중합체(MS 수지), 유리 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질로 실질적으로 구성되거나 또는 그를 포함한다.

상기 사용된 물질들 및 그들의 비율은 당연하게, 예를 들어, 필름(202)의 유연성에 영향을 미치고, 이는 물질들을 선택할 때 다른 잠재적인 관련 요소들에 더하여 고려되어야만 한다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 상기 물질의 광 투과율은 만약, 예를 들어, LED 또는 OLED(유기 LED)와 같은 발광 장치가 표시 또는 조명 목적을 위해 상기 필름 위에 제공되고, 발광된 빛이 상기 필름을 관통해야만 하는 것과 연관될 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 검출기와 같은 감광 소자가 제공될 수 있다. 이러한 측면들은 사례별로 고려해야 할 수도 있다. 따라서, 상기 필름은 미리 지정된 파장에 관한 구체예에 따라 광학적으로 실질적으로 투명하거나, 반투명하거나 또는 불투명할 수 있다.

상기 필름(202)의 치수 및 두께는 구체예마다 다를 수 있다. 예를 들어, 신발 밑창 또는 안창, 또는 다른 의복에 내장되는 경우, 실질적으로 평탄한 필름의 폭 및 길이는 수십 또는 수백 밀리미터 정도일 수 있다. 상기 필름(202)의 형상은 일반적으로 목표 위치의 대상들, 예를 들어 신발 내부 및/또는 발바닥 형태를 따르거나 이에 맞추도록 구성될 수 있다. 상기 두께는 동일한 구체예 내에서도 다를 수 있다. 예를 들어, 수십 밀리미터, 약 1밀리미터 또는 수 밀리미터일 수도 있다.

상기 기판(202)은 각 사용 시나리오에 의해 설정된 요건에 따라 형성될 수 있다. 상기 기판(202)은 예를 들어, 직사각형, 원형, 또는 정사각형의 일반적인 모양일 수 있다. 상기 기판은 구멍/관통 구멍과 같은 오목부, 절단부 또는 개구부가 없거나, 또는 예를 들어, 기판(202) 상에 구비된 소자들에 대한 액세스를 제공하기 위해 상기 오목부, 절단부 또는 개구부를 기판의 각 측면 상에 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리 교체 또는 UI 특징(예를 들어, 터치 감지 영역, 버튼 또는 스위치) 액세스를 위해, 상기 기판 (202)은 관련된 액세스 루트를 구비할 수 있다.

요소(204)는 기판 필름 (202)의 적어도 한 면에 제공된 전자 소자들을 지칭한다. 바람직하게는 상기 전자 소자들(204)은 다수의 능동 컴포넌트 및 선택적으로 수동 컴포넌트를 포함한다. 상기 전자 소자들(204)은, 예를 들어, 미리 결정된 구성에 따라 기판(202) 상에 프린트되고, 프린트된 컨덕터 트레이스들과 같은 중간 컨덕터들(205)을 통해 전자 소자들(204)에 연결된 다수의 센서 패드 영역들(208)을 이용하는 감지 기능을 위한 적어도 하나의 집적 회로(IC)와 같은 제어 전자 소자들을 포함한다. 바람직하게는, 각각의 센서 패드 영역(208)은 적어도 하나의 컨덕터 트레이스(205)에 의해 제공된다. 적합한 전도성 잉크, 페인트 또는 접착제가 기본적으로 상기 기판(202) 상에 전도성 물질의 얇은 층으로 나타날 수 있는 패드들(208) 및/또는 트레이스들(205)을 형성하는데 이용될 수 있다.

선택적으로, 상기 전자 소자들(204)은 다수의 추가의 센서들, 또는 가속계, 온도 센서, 서미스터 등과 같은 감지 기능부들을 포함할 수 있다.

상기 전자 소자들(204)은 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서, 신호 프로세서, DSP(디지털 신호 프로세서), 프로그래머블 로직 칩, 메모리, 트랜지스터, 레지스터, 커패시터, 인덕터, 메모리 어레이, 메로리 칩, 데이터 인터페이스, 트랜스시버, 무선 트랜스시버, 트랜스미터, 리시버, 무선 트랜스미터 및 무선 리시버로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 소자를 포함할 수 있다.

따라서, 상기 전자 소자들(204)은 명령, 및 패드들(208)에 의해 캡쳐된 데이터 및/또는 그러한 데이터를 사용하여 파생된 데이터 및/또는 다른 감지 특성에 의해 제공된 데이터와 같은 다른 데이터를 저장하기 위한 내부 또는 외부 메모리를 갖는 적어도 하나의 프로세싱 유닛을 기능적으로 포함할 수 있다. 상기 데이터는 저장될 수 있다. 또한 상기 데이터는 태블릿, 패블릿, 손목 장치, 일부 다른 타입의 컴퓨터 장치 또는 네트워크 서비스/인프라와 같은 외부 엔티티(entity)로 전송될 수도 있다. 상기 데이터는 태블릿, 페블릿 또는 모바일 장치와 같은 근거리 엔티티로 먼저 전송될 수 있으며, 거기서 상기 데이터는 저장, 처리, 분석 및/또는 네트워크 커넥션 또는 일반적으로 통신 커넥션을 통해 도달할 수 있는 네트워크 서비스, 또는 서버, 또는 다른 엔티티로 전송될 수 있다.

상기 전자 소자들(204)은 데이터 인터페이스(213)를 포함할 수 있다. 외부 요소들로 데이터를 전송하기 위해 트랜스시버 또는 트랜스미터가 구현될 수 있다. 프로그램 제어 파라미터, 제어 명령, 소프트웨어 업데이트, 데이터 요청 등과 같은 데이터를 수신하기 위해, 트랜스시버 또는 리시버가 구현될 수 있다. 양방향 통신은 유선 또는 무선일 수 있으며, 선택적으로 RF(Radio Frequency) 또는 유도 커플링 기반 기술을 사용할 수 있다. 독점 기술이 적용될 수 있다. 선택적으로, 예를 들어 선택된 Bluetooth ™ (standard 또는 low-power), RFID (전파 식별; Radio Frequency Identification), NFC(근거리 무선 통신; Near Field Communication) 또는 다른 단거리 무선 통신 기준(short-range wireless communication standard)에 따를 수 있다. 상기 기술은 선택적으로 수동적일 수 있다. 즉, 패블릿, 스마트폰 또는 태블릿과 같은 원격 요소가 상기 구조체의 트랜스시버 또는 트랜스미터에 에너지를 공급하여 그로부터의 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다.

일부 구체예에서, 상기 데이터 인터페이스(213)는 본 명세서에서 상세히 기재된 전력 공급 소자와 통합될 수 있다.

다양한 감지 및/또는 다른 기능들이 전용 ICs, 전용 콤포넌트들, 또는 공유 ICs/전자 소자들(다용도 전자 소자들)에 의해 구현될 수 있다.

상기 전자 소자들(204)은 스크린 프린팅 또는 잉크젯팅과 같은 프린트된 전자 소자 기술에 의해 얻어지는 프린트된 전자 소자들을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 선택적으로, 상기 전자 소자들(204)은, 예를 들어 표면-실장 소자들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판 상에 전자 소자들(204)을 기계적으로 고정시키는데 접착제가 이용될 수 있다. 전기적 및 기계적 연결을 확립하기 위해 접착제 및/또는 땜납과 같은 전도성 물질들을 적용할 수 있다.

요소들(216A 및 216B)은 전력 공급 소자를 의미한다. 상기 전력 공급 소자(216A, 216B)는 배터리 또는 적어도 배터리 트레이 또는 그를 위한 베이(bay)를 포함할 수 있다. 상기 배터리는 일회용이거나 충전식일 수 있다. 따라서, 상기 기판(202) 및/또는 추가의 층들을 형성 및/또는 치수화함으로써 배터리에 도달하거나 또는 배터리를 변경시킬 수 있는 통로, 및 예를 들어 해치(hatch)가 제공될 수 있다.

일부 구체예에서, 상기 전력 공급 소자는, 외부 전원, 예를 들면 배터리와 연결가능한 상기 구조체(200)의 주변부에 커넥터 및/또는 배선 또는 배터리와 같은 적어도 하나의 소자 또는 컴포넌트(216B)를 포함할 수 있다. 이들 또는 일부 다른 구체예에서, 상기 전력 공급 소자는 전력 공급을 필요로 하는 전자 소자들(204)과 더욱 가깝게 연결되도록 위치되어 있는 컴포넌트(들)(216A)을 포함할 수 있다. 요소들(216A, 216B)이 구현되는 경우, 이들을 전기적으로 연결하기 위해 중간 배선, 또는 예를 들어 전도성 트레이스들이 이용될 수 있다.

일부 구체예에서, 압전 변환기(piezo-electric transducer)와 같은 에너지 하베스팅(harvesting) 부품이 전력 공급 소자(216A, 216B)에 통합될 수 있다.

일부 구체예에서, 전자 소자들(204)의 전부는 아닐지라도 적어도 일부, 및 선택적으로, 예를 들어 전력 공급 소자(216A)는 물질, 바람직하게는 플라스틱으로 된 적어도 2개의 내포된(nested) 층들(206A, 206B) 내에 몰딩되어 있다. 상기 층들(206A 및 206B)의 물질은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.

그럼에도 불구하고, 바람직하게는 적어도 하나의 몰딩된 층(206B)이 상기 기재층(206B) 상에 제공되어 전자 소자들(204) 및 선택적으로 전력 공급 소자(216A)를 또한 커버한다. 상기 몰딩된 층(206B)은 실질적으로 기판(202) 전체에 걸쳐 연장될 수 있다. 또한, 하부 전자 소자들에 대향하는 방향으로 실질적으로 평면인 (상부) 표면을 더 가질 수 있다. 대안적으로, 상기 표면은 오목부 및 돌출부를 갖는 원하는 3차원 형상을 나타내도록 성형될 수 있다. 이러한 3d-형태는 예를 들어, 안창/밑창 타입의 용도와 관련하여, 인간 발바닥을 수용하고, 그와 일치되고, 그리고/또는 그를 지지하도록 구성될 수 있다. 일부 다른 사용 시나리오에서, 상기 형상은 접촉하는 요소, 예를 들어 헬멧의 라이너(liner) 또는 쉘(shell)의 형상에 잘 맞춰지도록 구성될 수 있다.

플렉시블 기판(202)을 층(206B)을 형성하는 물질이 사출되는 몰드 내로 인서트로서 위치시킴으로써, 상기 기판은 사출 성형을 사용하여 상기 층(206B)에 의해 오버 몰딩될 수 있다. 선택적으로, 다중-샷 몰딩 공정이 다중 몰딩된 층들 및 선택적으로 물질들에 적용될 수 있다.

상기 층들(206A, 206B)의 물질(들)은 상기 기판 필름(202)과 유사한 물질(들), 예를 들어, 열가소성 수지, 엘라스토머 및/또는 PMMA와 같은 폴리머 물질을 포함할 수 있다. 상기 물질들이 직접 또는 간접적으로 인체 또는 특히 피부에 연결되는 경우, 상기 물질들은 미리 결정된 유연성 및 예를 들어 목표 설치 환경에 잘 맞추기 위한, 그리고/또는 예를 들어 신발류 또는 모자류와 관련한 사용자 경험에 추가하기 위한 완충 특성을 나타내는 탄성의 플렉시블 재료를 포함할 수 있다.

선택적으로, 전자 소자(204)의 적어도 일부 및 선택적으로 전력 공급 소자(216A)는 상기 기판(202) 상에 서브-어셈블리 또는 서브-시스템으로서 제공된다. 상기 서브-어셈블리는 먼저 별도의 '2차' 기판(202B) 상에 준비될 수 있으며, 그 다음에 2차 기판(202B) 및 관련된 전자 소자들은 상기 기판(202) 상에 앙상블로서 제공되어, 전기적으로 및 기계적으로 기판(202)에 고정된다. 열 및/압력을 이용하는 고정화 공정에 추가하여 또는 이를 대신하여 예를 들어, 접착제, 땜납, 전도성 접착제 등이 결합 공정에 사용될 수 있다. 선택적으로, 상기 서브-어셈블리는 상기 기판(202) 상에 설치되기 전에 206A로 오버몰딩된다. 대안적으로, 이러한 선택적인 오버몰딩(206A)은 상기 기판(202) 상에 설치된 후에 수행될 수도 있다.

상기 기판(202) 아래에, 보호층 및/또는 절연층과 같은 적어도 하나의 추가 층(210)이 제공될 수 있다. 상기 추가 층(210)은 기판, 및 배터리 또는 그의 UI와 같은 소자들에 대한 액세스를 제공하기 위한 개구부를 선택적으로 포함할 수 있다.

유사하게, 적어도 하나의 상부층(212)이 제공될 수 있다. 상기 상부층(212)은 보호 기능, 미적 기능, 절연 기능, 완충/축임(damping) 기능, 촉각 기능(원하는 촉감 및/또는 마찰 특성의 제공) 및 예를 들어 심미적(aesthetical) 기능을 가질 수 있다. 상기 층(212)은 이미 상술한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 직물, 생물학적 물질(예를 들어, 가죽) 또는 고무 또는 고무 타입의 물질을 추가로 포함할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 층(들)(212)(존재한다면)은, 본 발명과 관련하여 사용되는 정전식 감지 및 잠재적인 다른 감지 방법을 가능하게 하기 위하여, 치수화 되고, 또한 물질의 관점에서 구성될 것이다.

커패시턴스의 측정에 관해서는, 커패시턴스, 커패시턴스의 변화 또는 '상대적' 커패시턴스는, 예를 들어 다수의 패드들(208)이 적어도 하나의 층으로서 구비될 수 있기 때문에 제안된 배치에 의해 결정될 수 있고(선택적으로 패드들(208)이 3차원 구조, 예를 들어 다수 중첩된 층들로 배열될 수 있음), 상기 적어도 하나의 층은 절연체(상기 경우에는 적어도 몰딩된 층(206B))를 통하여 사용자의 전도성 신체 또는 다른 컨덕터와 정전식으로 연결되는 다수의 전극을 규정한다. 패드들(208)에 전압을 인가하면 정전기 장(electrostatic field)이 발생되어, 그 결과, 패드들(208) 부근에 인간의 발바닥, 손가락 등과 같은 컨덕터(214)를 갖다대면 커패시터가 형성된다.

그런 다음, 측정된 커패시턴스의 변화는 패드들(208)에 대한 컨덕터의 거리와 같은 위치에서 반응한다. 상기 컨덕터는, 횡측 방향으로, 즉 상기 기판 필름(202)에 의해 한정된 평면 내에 공간적으로 분포된 다수의 패드들(208)의 제공을 통하여, 그리고 관련 커패시턴스를 모니터링함으로써 상기 평면을 따라 실질적으로 추가로 위치될 수 있다. 따라서, 커패시턴스/압력 표시의 위치결정을 위한 패드 레벨 해상도가 적어도 얻어질 수 있다.

선택적으로 또는 부가적으로, 단일 패드(영역)을 단일 전극으로서 또는 단일 전극에 의해 제공되는 영역으로서 고려하는 대신에, 상기 단일 패드(영역)은 다수의 전극들(전압원에 독립적으로 연결된 컨덕터들)에 의해 전기 공급을 받을 수 있으므로, 상기 위치 결정은 동일한 패드에 연결된 개별 전극들(예를 들면, 전극 전류)을 모니터링하는 것에 기초할 수 있다.

따라서, 상기 제안된 구조체는, 구체예에 따라, 커패시턴스의 변화 표시 외에, 예를 들어, 압력(변화), 또한 움직임, 체중 전달, 자세 및 동일한 데이터를 이용하여 파생가능한 다양한 다른 매개 변수들을 검출하기 위해 구성될 수 있다. 상기 구조체에 의해 추가 센서들이 구현되는 경우, 모니터링을 위해 추가 변수들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서는 온도 데이터 및 가속도계 가속 데이터 및 그로부터 파생될 수 있는 속도 데이터와 같은 데이터를 제공할 수 있다.

상기 층들(210 및 212)은 명확성을 위해 기판(202) 및 몰딩된 플라스틱층(206B)과 별개로 도시되어있다. 실제 상황에서는, 상기 층들(210, 212)은 적절한 적층 또는 몰딩 기술에 의해 기판(202) 및 플라스틱층(206B)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 접착제, 열 및/또는 압력이 이용될 수 있다.

도 3은 신발류와 관련된 본 발명의 일 구체예를 평단면도(300)를 통해 도시한다. 도 2의 구체예와 같이, 본 발명의 구체예에 따른 상기 다층 구조체는 신발 밑창 또는 안창의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 선택적으로 서로 다른 크기 및/또는 형상을 갖는 복수의 센서 패드 영역들(208)이 상기 기판 상에 프린트될 수 있다. 정전식 감지를 위한 전극을 형성하기 위해 전압이 공급될 수 있다.

인간 발바닥의 다양한 영역은 상기 구조체의 전용 센서 패드들(208)과 접촉될 수 있다. 예를 들어, 발의 둥글게 볼록한 부분(ball)의 영역 또는 사용자 발의 일부 다른 미리 지정된 영역은 기판 상의 적어도 하나의 전용 위치-매칭 패드(208)(개념적 참조를 위해 도면의 상부 패드들 참조)와 접촉될 수 있는 반면에, 예를 들어 뒤꿈치 영역에는 적어도 하나의 다른 전용 패드(208)(도면의 최하단 패드(208) 참조)가 구비될 수 있다.

따라서, 하나의 단일 센서 패드 또는 집합체로 간주되는 다수의 센서 패드들에 의한 센서 데이터를 사용하여 파생되는 인간 발바닥 압력 분포에 의한 밑창/안창에 적용되는 전체 또는 평균 압력과 같은 일반적인 특성들뿐 아니라, 분포 변화, 자세 등이 상기 데이터로부터 추론될 수 있다. 소아적 상태, 선택적으로 평발까지도 상기 데이터를 기반으로 추론될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 방법의 일 구체예를 개시하는 공정 흐름도(400)를 포함한다.

스택된 다층 구조체를 제조하는 방법의 개시 단계에서, 시작 단계(402)가 실행될 수 있다. 시작 단계(402) 동안에, 물질, 컴포넌트 및 공구 선택, 획득, 교정 및 다른 구성과 같은 필요한 작업이 일어날 수 있다. 개별 요소들 및 물질 선택이 함께 작업되고, 선택된 제조 공정 및 설치 공정을 견뎌낼 수 있도록 특별한 관리가 이루어져야만 하며, 이러한 관리는 제조 공정 사양 및 컴포넌트 데이터 시트를 기준으로, 또는 예를 들어 생산된 원형(prototype)을 조사하고 테스트함으로써 미리 확인하는 것이 바람직하다. 따라서, 특히 몰딩/IMD(인-몰드 장식), 라미네이션, 본딩, 열성형 및/또는 인쇄 장비와 같은 사용되는 장비는 상기 시작 단계에서 작동 상태로 준비시킬 수 있다.

단계(404)에서, 전자 소자를 수용하기 위한 적어도 하나의, 바람직하게는 플렉시블 기판 필름이 얻어진다. 기판 물질로 이미 만들어진 소자, 예를 들어 플라스틱 필름 롤이 얻어질 수 있다. 일부 구체예들에서, 상기 기판 필름 자체는 원하는 출발 물질(들)로부터 몰딩 또는 다른 방법에 의해 처음부터 내부에서(in-house) 제조될 수 있다. 선택적으로, 상기 기판 필름은 가공처리된다. 예를 들어, 개구부, 오목부, 절단부 등을 구비하여, 이를 통한 전기적 및/또는 광학적으로 전도성 접속을 제공할 수 있게 된다.

단계(406)에서, 하나 이상의 센서 패드들이 상기 기판 상에 프린트된다. 잉크 또는 페인트와 같은 프린트 전도성 물질로 코팅된 기판 표면 상의 소정의 영역이 패드를 형성할 수 있다. 예를 들면, 스크린, 잉크젯, 플렉소그래픽, 그라비어 또는 오프셋 리소그래픽 프린팅을 이용할 수 있다.

패드들, 제어 소자들 및 선택적으로 전력 공급 소자와 같은 다양한 전기 소자들은 잉크와 같은 전도성 물질의 프린트된 트레이스들을 사용하여 기능적으로 연결될 수 있다.

따라서, 단계(408)에서, 패드들과 같은 다수의 전기 구동 컴포넌트들에 전력을 공급하기 위해 다수의 컨덕터 트레이스들이 상기 필름 상에 제공된다. 상기 기판 필름의 한 면 또는 양면은 패드들을 수용하기 위해 구성될 수 있다. 바람직하게는, 사용 중에, 패드-기반 측정을 통해 그 결과가 모니터링되는 발바닥과 같은 외부 요소(들)에 맞닿는 적어도 하나의 면에는 적어도 하나 이상의 패드들이 제공된다. 신발류의 적용에서, 상기 면은 사용자의 발에 맞닿는 밑창/안창의 미리 정의된 상부면 일 것이다.

상기 기판의 물질에 따라(다양하게 적용 가능한 물질들의 예가 이미 상술되어 있음), 상기 트레이스들은 적절한 기술, 바람직하게는 스크린 프린팅 또는 잉크젯팅과 같은 프린트 전자 소자들을 기반으로 하는 기술을 사용하여 형성 될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어, 에칭-기반 방법이 고려될 수 있다.

단계(410)에서, 예를 들어, 프린트된 패드를 이용하는 측정을 제어하기 위한 전자 회로와 같은 전자 소자들, 선택적으로 하나 이상의 IC(들)이 제공된다. 상기 기판 필름의 한 면 또는 양면은 전자 소자들을 수용하도록 구성될 수 있다. 다시, 상기 컴포넌트들의 적어도 일부를 직접 상기 필름 상에 실제적으로 제조하기 위해 프린트 전자 기술들이 적용될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, SMD(표면-실장 장치) 및/또는 수동 컴포넌트들과 같은 다수의 이미-제조된 컴포넌트들이 상기 필름 상에 구성될 수 있다. 기계적 부착을 위해 접착제가 이용될 수 있는 반면, 소자들 간의 전기적 연결을 위해서는 땜납 및 전도성 잉크가 사용가능하다.

단계(411)는 IC(들) 및/또는 다양한 컴포넌트들과 같은 전자 소자가 구비된 원래 분리된 제2 기판을 통합할 수 있는 하나 이상의 서브-시스템 또는 '서브-어셈블리'의 선택적인 부착을 나타낸다. 다층 구조체의 전자 소자들의 적어도 일부 또는 전부는 이러한 서브-어셈블리를 통해 기판 필름에 제공될 수 있다. 선택적으로, 상기 서브-어셈블리는 메인 기판에 부착되기 전에 플라스틱 보호층에 의해 적어도 부분적으로 오버몰딩될 수 있다. 예를 들어, 서브-어셈블리와 제1(호스트) 기판의 기계적 결합을 위해 접착제, 압력 및/또는 열이 사용될 수 있다. 서브-어셈블리의 소자들과 이차 기판 상의 나머지 전기 소자들 사이에 전기 연결을 제공하기 위한 적용가능한 옵션의 예들로는 땜납, 배선 및 전도성 잉크를 들 수 있다.

단계(412)에서, 배터리 및 관련 컨덕터들과 같은 전력 공급 소자 및/또는 필요한 배선을 갖는 외부 전원용 커넥터가 구비되어, 상기 구조체가 사용될 때 전자 소자들의 적어도 일부에 전력을 공급한다. 선택적으로, 상기 배터리는 충전식이며, 외부 전원을 사용하여 충전될 수 있다. 일부 구체예에서, 전자 소자에 에너지를 제공하거나 및/또는 배터리를 충전하기 위해 다수의 에너지 하베스팅 소자들이 상기 구조체에 구비될 수 있다. 이러한 하베스팅 소자들은, 예를 들어 압전 변환기 또는 열전기 변환기들을 포함할 수 있다.

단계(414)에서, 적어도 하나의 플라스틱층이 상기 기판 필름 상에 몰딩되고, 그 위에 전자 소자들이 몰딩된다. 상기 기판 필름은 한 면 또는 양면 상에 상기 플라스틱으로 실질적으로 커버될 수 있다.

일부 구체예들에서, 몰딩 단계 전 또는 몰딩 단계에서 임의로 이미 전자 소자들을 포함하는 기판 필름이 (열)성형될 수 있다. (열)성형가능한 물질을 포함하는 기판은 표적 환경, 예를 들어 신발류, 헬멧, 또는 셔츠, 예를 들어 압축 셔츠, (압축) 반바지들 또는 일반적으로 (압축) 긴바지들과 같은 다른 호스트 의류의 안쪽에 보다 잘 맞도록 성형될 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 상기 기판은 예를 들어, 인간 공학적으로, 인간 발바닥을 수용하는 모양일 수 있다.

상기 결과의 얻어진 적층 구조체의 전체적인 두께는, 사용된 물질 및 제조 및 후속 사용의 관점에서 필요한 강도를 제공하는 관련된 물질의 최소 두께에 크게 의존한다. 이들 측면들은 사례별로 고려되어야 한다. 예를 들어, 상기 구조체의 전체 두께는 약 1mm일 수 있지만, 더 두껍거나 또는 더 얇은 구체예들도 또한 충분히 실행 가능하다.

단계(416)는 가능한 후처리 작업을 의미한다. 추가의 층들이 상기 다층 구조체에 부가될 수 있다. 상기 구조체는 신발류, 헬멧, 압축 의류, 기타 의복 등과 같은 호스트 장치 또는 호스트 요소에 설치될 수 있다.

당업자는 다양한 방법 단계들의 실행 순서가 구체예 및 사용 시나리오에 따라 변경될 수 있다는 사실을 이해할 것이다. 예를 들어, 일부 구체예들에서, 트레이스들(408)은 패드들(406) 이전에 제공될 수 있거나, 교대로 생성될 수 있다. 그러나, 전력 공급 소자(들)(412)은 (다른) 전자 소자들(410) 전에 또는 그와 연결하여 제공될 수 있다.

본 발명의 범위는 그의 균등예와 함께 첨부된 청구항들에 의해 결정된다. 당업자는 개시된 구체예들이 단지 예시적인 목적을 위해 구성되었고, 상기에서 검토된 제안된 해결방안의 혁신적인 핵심은 각각의 실제 사용에 더 잘 맞는 추가 구체예들, 구체예 조합들, 변형들 및 균등예를 포함할 것이라는 사실을 이해할 것이다. 제공된 다층 구조체에 관하여, 일부 구체예들에서, 상기 구조체는, 예를 들어, 층의 타입마다 단 하나의 구성예 대신에 복수의 기판들 및/또는 상부 플라스틱 층들을 포함할 수 있다. 유사한 층들은 서로 인접하거나, 그 사이에 상이한 층(들)을 가질 수 있거나, 또는 다층 구조체에서 일부 다른 구조를 형성할 수 있다. 또한, 상기에서 명시적으로 검토되지 않은 다수의 추가 층들, 예를 들어 열적, 전기적, 화학적 또는 기타 절연/차단성, 전도성 또는 활성층이 상기 구조체에 포함될 수 있다. 일부 측면에서, 센서 패드들 및/또는 컨덕터 트레이스들은 프린트된 전자 소자 기술 이외의 다른 기술을 사용하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 증착(또는 다른 부가 기술) 및 에칭(또는 일부 다른 제거 기술)이 고려될 수 있다.

Claims (14)

1. 전자 소자들을 수용하기 위한 플렉시블 기판 필름(202),
   프린트 전자 소자 기술을 이용하여 상기 플렉시블 기판 필름 상에 구비되는 다수의 플렉시블 센서 패드들(208)을 포함하는 의복용 다층 구조체(200, 300)로서,
   상기 다층 구조체에 적용되는 압력의 표시를 얻기 위하여 상기 다수의 플렉시블 센서 패드들을 통하여 전기용량 측정을 제어하기 위한, 상기 플렉시블 기판 필름 상에 추가로 구비되는 적어도 하나의 전자 회로(204),
   상기 적어도 하나의 전자 회로 및 상기 다수의 플렉시블 센서 패드들을 전기적으로 연결하기 위한, 상기 플렉시블 기판 필름 상에 추가로 프린트된 다수의 컨덕터 트레이스들(205),
   상기 적어도 하나의 전자 회로를 포함하는 전기-구동 컴포넌트에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 소자(216A, 216B), 및
   그 내부에 상기 다수의 플렉시블 센서 패드들, 컨덕터 트레이스들 및 적어도 하나의 전자 회로가 실질적으로 내장된, 상기 필름 상에 몰딩된 적어도 하나의 플라스틱층(206B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 의복용 다층 구조체(200, 300).
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 플렉시블 센서 패드들 중 적어도 하나와 상기 구조체 상에 배치되는 외부 전도성 소자와의 사이의 커패시턴스를 모니터링하고, 상기 다수의 플렉시블 센서 패드들 중 적어도 하나와 커패시터를 기능적으로 형성하도록 구성되는 다층 구조체.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 압력의 표시 위치를 결정할 수 있도록 상기 다수의 플렉시블 센서 패드들은 상기 플렉시블 기판 필름 상에 적어도 실질적으로 2차원 구조를 규정하는 복수의 센서 패드들을 포함하는 다층 구조체.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 플렉시블 센서 패드들 중 하나의 패드에 의해 규정된 센서 영역 내에 상기 압력의 표시 위치를 결정할 수 있도록 상기 패드는 복수의 전극들을 구비하는 다층 구조체.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 전자 회로는 집적 회로를 포함하는 다층 구조체.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 전자 회로는 측정된 데이터 또는 그것으로부터 파생되는 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함하는 다층 구조체.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 전자 회로는 외부 전자 소자와 통신하기 위한 데이터 인터페이스를 포함하는 다층 구조체.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 전력 공급 소자는 배터리, 일회용 배터리, 교체용 배터리, 배터리용 커넥터, 외부 전원과 연결하기 위한 커넥터, 에너지 하베스팅 소자 및 압전 변환기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 소자를 포함하는 다층 구조체.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 전자 회로의 적어도 일부의 전자 소자는 분리된 기판과 함께 서브-어셈블리로서 규정되고 제공되는 다층 구조체.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 플라스틱층의 몰딩 동안에, 그 내부에 내장된 상기 전자 소자들의 적어도 일부를 보호하기 위해 상기 적어도 하나의 전자 회로의 전자 소자들의 적어도 일부 상에 몰딩된 초기 플라스틱층을 추가로 포함하는 다층 구조체.
    
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 다층 구조체를 포함하는 의복.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 의복은 압박 의류인 의복.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 의복은 신발류인 의복.
    
14. 전자 소자들을 수용하기 위한 플렉시블 기판 필름을 수득하는 단계(404),
    프린트 전자 소자 기술을 이용한 상기 플렉시블 기판 필름 상에 다수의 플렉시블 센서 패드들을 프린팅하는 단계(406)를 포함하는 의복용 다층 구조체의 제조방법으로서,
    적어도 상기 다수의 플렉시블 센서 패드들을 전자 회로와 전기적으로 연결하기 위해 상기 플렉시블 기판 필름 상에 다수의 컨덕터 트레이스들을 프린팅하는 단계(408),
    상기 다층 구조체에 적용되는 압력의 표시를 얻기 위하여 상기 다수의 플렉시블 센서 패드들을 통하여 전기용량 측정을 제어하기 위한 전자 회로를 상기 플렉시블 기판 필름 상에 제공하는 단계(410),
    상기 전자 회로를 포함하는 전기-구동 컴포넌트에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 소자를 제공하는 단계(412), 및
    상기 다수의 플렉시블 센서 패드들, 컨덕터 트레이스들 및 적어도 하나의 전자 회로가 그 내부에 실질적으로 내장된 적어도 하나의 플라스틱층을 상기 플렉시블 기판 필름 상에 몰딩하는 단계(414)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조체의 제조방법.
    

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