KR20080040682A - 인터디지털 힘 스위치 및 센서 - Google Patents

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KR20080040682A
KR20080040682A KR1020087002332A KR20087002332A KR20080040682A KR 20080040682 A KR20080040682 A KR 20080040682A KR 1020087002332 A KR1020087002332 A KR 1020087002332A KR 20087002332 A KR20087002332 A KR 20087002332A KR 20080040682 A KR20080040682 A KR 20080040682A
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interdigital
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particles
interdigital electrode
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KR1020087002332A
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란지쓰 디비갈피티야
페이-정 첸
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

인터디지털 전자 디바이스는 전도체(210), 인터디지털 전극(220), 및 전도체와 인터디지털 전극을 그들 사이에 충분한 압력이 가해지는 동안 전기적으로 접속시키기 위하여 전도체와 인터디지털 전극 사이에 배치되는 복합 재료(230)를 포함한다. 복합 재료는 전기 절연층 내에 적어도 부분적으로 매립되는 전도성 입자들을 포함한다. 전도성 입자들은 상대 배향을 갖지 않으며 전도체와 인터디지털 전극 사이에서 이루어지는 실질적으로 모든 전기 접속이 z 방향이 되도록 배치된다. 전도체와 인터디지털 전극 중 적어도 하나는 다른 하나를 향해 이동될 수 있다.
전자 디바이스, 인터디지털, 전도체, 전극, 전도성 입자, 절연층

Description

인터디지털 힘 스위치 및 센서{INTERDIGITAL FORCE SWITCHES AND SENSORS}
본 발명은 인터디지털 전극(interdigital electrode)을 구비한 힘 작동 및 힘 감지 전자 디바이스에 관한 것이다.
힘 스위치(force switch) 및 힘 감지 멤브레인(force sensing membrane)은 접촉/터치를 검출하기 위하여, 힘 또는 가해진 하중의 상대적 변화를 검출 및 측정하기 위하여, 힘의 변화율을 검출 및 측정하기 위하여, 그리고/또는 힘 또는 하중의 제거를 검출하기 위하여 다양한 응용예에 사용된다.
힘 스위치 및 힘 감지 멤브레인은, 그렇지 않은 경우 분리되어 있는 전도성 필름들, 전극들 또는 회로들이 사용자에 의해 가해진 힘에 의해 함께 접합된 때 신호를 검출함으로써 전형적으로 기능한다.
예를 들면, 힘 감지 멤브레인은 2개의 전도 접점들 사이에 위치되는 전도성 입자를 포함하는 탄성중합체("탄성중합체성 층")로 전형적으로 구성된다. 전도 접점들 중 하나에 압력이 가해진 때, 전도 접점은 탄성중합체성 층의 표면에 대항하여 가압되어, 전도 경로가 생성된다. 이 전도 경로는 탄성중합체를 통과하는 굽은 경로를 형성하는 전도성 입자들의 체인(chain)으로 구성된다. 따라서, 탄성중합체 내의 전도성 입자의 밀집도(concentration)는 연속적인 경로를 형성하도록 소정의 임계치를 초과(즉, 퍼컬레이션 임계치(percolation threshold)를 초과)하여야 한다. 압력이 상승함에 따라, 전도 접점과 탄성중합체성 층의 표면 사이에 더 많은 수와 더 큰 영역의 접점이 생성된다. 따라서, 탄성중합체와 전도성 입자를 통과하는 더 많은 수의 전도 경로가 생성되어, 탄성중합체 층을 가로지르는 저항이 감소된다.
발명의 개요
전술한 바에 비추어, 종래 기술의 힘 스위치와 힘 감지 멤브레인 내의 전도 경로는 많은 전도성 입자 접점들로 구성되기 때문에, 저항 및 히스테리시스(hysteresis)가 변동될 수 있다.
간략하게, 일 태양에서, 본 발명은 전도성 입자의 밀집도가 퍼컬레이션 임계치 미만인 인터디지털 전자 디바이스(예컨대, 인터디지털 힘 스위치 및 힘 센서)를 제공한다. 인터디지털 전자 디바이스는 (a) 전도체, (b) 인터디지털 전극 및 (c) 전도체와 인터디지털 전극 사이에 배치되는 복합 재료를 포함한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "인터디지털 전극"이라는 용어는 디지트형(digitlike) 또는 핑거형(fingerlike)의 주기적 패턴을 갖는 평면내(in-plane) 전극을 지칭한다. 도 1은 예시적인 인터디지털 전극을 도시한다. 인터디지털 전극(100)은 핑거형 패턴을 포함하는 패드 영역(115)과 2개의 트레이스(trace)(125)를 포함한다. 이 패턴은 15개의 "핑거"(135)로 구성된다. "인터디지털"이라는 용어는 때로는 당업계에서 예컨대 "주기적"(periodic), "마이크로스트립"(microstrip), "빗"(comb)(또는 "빗형"(combed)), "격자"(grating) 또는 "서로 얽힌"(interdigitated) 과 같은 등가의 용어로 대체된다. 본 발명은 이들 용어 및 당업계의 임의의 다른 등가의 용어가 아닌 "인터디지털"이라는 용어의 사용에 의해 부당하게 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
전도체와 인터디지털 전극 중 적어도 하나는 다른 하나를 향해 이동될 수 있다(즉, 전도체가 인터디지털 전극을 향해 이동될 수 있으며, 또는 인터디지털 전극이 전도체를 향해 이동될 수 있고, 또는 전도체와 인터디지털 전극 모두가 서로를 향해 이동될 수 있음).
복합 재료는 전기 절연층 내에 적어도 부분적으로 매립되는 전도성 입자들을 포함한다. 전도성 입자들은 전도체와 인터디지털 전극을 그들 사이에 충분한 압력이 가해지는 동안 전기적으로 접속시킨다. 전도성 입자들은 상대 배향을 갖지 않으며 전도체와 인터디지털 전극 사이에서 이루어지는 실질적으로 모든 전기 접속이 z 방향이 되도록(즉, 전도체와 인터디지털 전극 사이에서 이루어지는 실질적으로 모든 전기 접속이 비교적 평면인 구조의 평면내(x-y) 방향이 아닌 두께 방향이 되도록) 배치된다.
따라서, 본 발명의 인터디지털 전자 디바이스는 많은 전도성 입자 접점들로 구성된 것보다 저항 및 히스테리시스의 변동이 작은 힘 스위치 및 힘 센서에 대한 당업계의 요구를 충족시킨다.
또한, 전도체가 필름 상의 전도성 코팅을 포함할 때, 본 발명의 인터디지털 전자 디바이스가 놀라운 감도를 나타내는 것으로 밝혀졌다.
도 1은 인터디지털 전극의 개략적인 평면도.
도 2는 인터디지털 전자 디바이스의 개략적인 측면도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 인터디지털 전자 디바이스에 유용한 복합 재료의 개략적인 측면도.
도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d는 본 발명의 인터디지털 전자 디바이스의 개략적인 측면도를 사용하여 본 발명의 인터디지털 전자 디바이스의 사용 방법을 도시하는 도면.
도 5는 전도 경로를 도시하는 인터디지털 전자 디바이스의 개략적인 측면도.
도 6은 실시예 1 및 비교 실시예 1에서 설명된 본 발명의 인터디지털 전자 디바이스에 대한 로그-로그 스케일의 저항 대 힘 도면.
도 7은 실시예 2 및 비교 실시예 2에서 설명된 본 발명의 인터디지털 전자 디바이스에 대한 로그-로그 스케일의 저항 대 힘 도면.
도 8은 실시예 3 및 비교 실시예 3에서 설명된 본 발명의 인터디지털 전자 디바이스에 대한 로그-로그 스케일의 저항 대 힘 도면.
본 발명이 다양한 변형 및 대안적인 형태를 따를 수 있지만, 그 특징이 예로서 도면에 도시되어 있으며 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 설명된 특정 실시 형태로 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 오히려, 본 발명은 본 발명의 사상 및 범주 내에 포함되는 모든 변형, 등가물 및 대안을 포함하고자 한다.
본 발명의 인터디지털 전자 디바이스는 접촉/터치를 검출하기 위하여, 힘 또는 가해진 하중의 상대적 변화를 검출 및 측정하기 위하여, 힘의 변화율을 검출 및 측정하기 위하여, 그리고/또는 하중 또는 힘의 제거를 검출하기 위하여 다양한 응용예에 사용될 수 있다.
본 발명의 인터디지털 전자 디바이스에 충분한 압력이 가해진 때, 전도체와 인터디지털 전극 사이의 전기 접촉이 이루어진다. 전도체와 인터디지털 전극 사이의 전기 접촉을 이루기 위하여, 본 발명은 바람직하게는 실질적으로 모든 전기 접촉이 하나 이상의 단일 입자들을 통하도록(즉, 전도체와 인터디지털 전극 모두가 동일한 입자 또는 입자들과 동시에 전기 접촉되도록) 하는 방식으로 분포되는 전도성 입자들을 채용한다. 전도성 입자들은 전기 절연층 내에 적어도 부분적으로 매립된다. 절연이라 함은 재료가 전도체 및 전도성 입자보다 실질적으로 낮은 전도성을 가짐을 의미한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "절연" 재료 또는 층은 약 109 옴(ohm)보다 큰 저항을 갖는다.
전기 절연층은 압력이 가해진 때 이루어진 전기 접속이 가해지는 압력이 없을 때 실질적으로 약화될 수 있게 한다.
예를 들어, 전기 절연층은 압력이 가해진 때 전기 접촉이 이루어질 수 있도록 변형될 수 있으며 가해지는 압력이 없을 때 전도체와 인터디지털 전극을 그들의 초기의 분리된 위치로 복귀시키는 탄성 재료일 수 있다.
전기 접촉이 하나 이상의 단일 입자들을 통해 이루어지도록 전도성 입자들을 분포시키는 것은 여러 가지 이점을 가질 수 있다. 전도체와 인터디지털 전극은 단일 입자들을 통해 전기 접촉 상태에 있기 때문에, 각각의 입자 접촉을 위한 접촉 저항에 기여하는 접촉 지점은 많아야 단지 2개가 존재하며(전도체와 접촉하는 전도성 입자가 하나의 접촉 지점이고, 인터디지털 전극과 접촉하는 동일한 전도성 입자가 다른 하나의 접촉 지점임), 이러한 접촉 지점의 수는 특정 인터디지털 전자 디바이스의 각각의 작동에 대해 일관되게 유지된다. 이는 디바이스가 작동될 때마다 비교적 낮은 접촉 저항과 더 일관되고 신뢰성 있으며 재생가능한 신호가 생성될 수 있게 한다. 더 낮은 접촉 저항은 신호 손실을 덜 발생시키며, 이는 결국 더 높은 신호 대 잡음 비율로 이어져서, 터치 또는 힘 센서 디바이스에서 위치 또는 압력 결정이 더욱 정확해지게 할 수 있다.
단일 입자 전기 접촉의 다른 이점은 입자 정렬 요건 및 바람직한 입자간(particle-to-particle) 배향이 존재하지 않는다는 것이다. 예를 들어, 입자를 배향 및 정렬시키기 위한 제조 동안의 자기장의 인가가 필요하지 않게 되어, 더 용이하며 덜 고가인 제조가 가능하게 된다. 또한, 자기 정렬(magnetic alignment)이 사용될 때, 전도성 입자들은 최종 필름의 전체 두께에 걸쳐 있게 되어, 압력이 없을 경우 전체 구조가 전도성을 갖지 않도록 하는 다른 절연층의 적용을 필요로 한다. 입자 정렬 요건이 없음으로 인해, 반복 작동될 때 및/또는 비교적 큰 힘이 가해질 때 굽힘 및 파단될 수 있는, 디바이스의 두께 방향으로 수직으로 배향되는 정렬된 와이어 또는 긴 봉을 채용하는 디바이스에 비해 내구성이 또한 개선될 수 있다. 입자 정렬 및 배향 요건이 없음으로 인해, 본 발명의 인터디지털 전자 디바이스는 디바이스가 곡선, 불규칙 또는 달리 편평하지 않은 형상에 장착되는 응용예에 특히 적합하다.
본 발명의 인터디지털 전자 디바이스는 또한 매우 얇게 제조될 수 있는데, 이는 복합 재료가 가장 큰 전도성 입자보다 약간 크기만 하면 되기 때문이다. 신뢰성 있는 성능과 충분한 해상도를 계속 유지하면서 비교적 낮은 입자 로딩이 사용될 수 있다. 입자는 또한 작동력(즉, 인터디지털 전자 디바이스를 작동시키는 데에 필요한 힘)이 멤브레인의 표면에 걸쳐 균일하도록 분포될 수 있다. 더 낮은 입자 밀도를 사용하는 능력은 또한 더 적은 수의 입자가 사용되게 하므로 비용면에서 이점이 될 수 있다.
도 2는 전도성 층(210)의 형태인 전도체, 인터디지털 전극(220), 전도체와 인터디지털 전극 사이의 복합 재료(230), 및 인터디지털 전자 디바이스를 가로지르는 (여기서는 저항으로 도시된) 전기 응답(260)을 측정하기 위한 수단을 포함하는 인터디지털 전자 디바이스(200)를 도시한다. 전도성 층(210)과 인터디지털 전극(220) 중 적어도 하나는 예컨대 외부의 압력이 가해짐으로써 다른 하나를 향해 이동될 수 있다. 복합 재료(230)는 전기 절연층 내에 완전하게 또는 부분적으로 매립되는 전도성 입자를 갖는다.
전도성 층(210)은 전도성 시트, 포일 또는 코팅일 수 있다. 전도성 층의 재료는 예컨대 금속, 반도체, 도핑된 반도체, 반금속(semi-metal), 금속 산화물, 유기 전도체 및 전도성 중합체 등과 이들의 혼합물과 같은 임의의 적합한 전도성 재료를 포함할 수 있다. 적합한 무기 재료는 예컨대 구리, 금 및 전자 디바이스에 통상 사용되는 기타 금속 또는 금속 합금과, 투명한 전도성 산화물(예컨대, 산화인듐주석(ITO), 산화안티몬주석(ATO) 등)과 같은 투명한 전도성 재료를 포함한다. 흑연이 또한 사용될 수 있다. 적합한 유기 재료는 예컨대 전도성 유기 금속 화합물과, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리티오펜과 같은 전도성 중합체와, 유럽 특허 공개 EP 1172831호에 개시된 것과 같은 재료를 포함한다.
몇몇 응용예(예컨대, 건강관리/의료 응용예)의 경우, 전도성 층은 수증기에 대해 투과성인 것이 바람직하다. 바람직하게는, 전도성 층의 수증기 투과율(moisture vapor transmission rate, MVTR)은 ASTM E-96-00에 따른 워터법(water method)을 사용하여 측정할 때 약 400 g 물/㎡/24시간 이상(더 바람직하게는 약 800 이상; 더욱 더 바람직하게는 약 1600 이상; 가장 바람직하게는 약 2000 이상)이다.
전도체는 자립형일 수 있으며, 또는 (도 2에는 도시 안된) 기판 상에 제공될 수 있다. 적합한 기판은 강성(예컨대, 강성 플라스틱, 유리, 금속 또는 반도체)이거나 연성(예컨대, 연성 플라스틱 필름, 연성 포일 또는 얇은 유리)일 수 있다. 기판은 응용예에 따라 투명하거나 불투명할 수 있다.
전도체는 또한 제2 인터디지털 전극일 수 있다.
바람직하게는, 전도체는 플라스틱 필름 상에 제공된 금속 또는 전도성 중합체 코팅을 포함한다. 더 바람직하게는, 전도체는 폴리에스테르 필름 상의 금속 또는 전도성 중합체 코팅을 포함한다. 가장 바람직하게는, 전도체는 폴리에스테르 필름 상의 폴리에틸렌-다이옥시티오펜(PEDOT), 산화인듐주석(ITO) 또는 투명한 은 코팅을 포함한다.
인터디지털 전극은 전형적으로 절연 기판 상의 전도성 핑거형 패턴(fingerlike pattern)을 포함한다. 패턴화되는 전도성 재료는 전술한 바와 같이, 예컨대 금속, 반도체, 도핑된 반도체, 반금속, 금속 산화물, 유기 전도체 및 전도성 중합체 등과 이들의 혼합물과 같은 임의의 적합한 전도성 재료를 포함할 수 있다. 적합한 기판은 강성(예컨대, 강성 플라스틱 또는 유리)이거나 연성(예컨대, 연성 플라스틱 필름, 얇은 유리 또는 직물)일 수 있다. 기판은 응용예에 따라 투명하거나 불투명할 수 있다.
바람직하게는, 인터디지털 전극은 플라스틱 기판 상의 은 잉크 또는 ITO를 포함한다. 더 바람직하게는, 인터디지털 전극은 폴리에스테르 기판 상의 은 잉크 또는 ITO를 포함한다.
몇몇 응용예(예컨대, 건강관리/의료 응용예)의 경우, 인터디지털 전극의 기판은 수증기에 대해 투과성인 것이 바람직하다. 바람직하게는, 기판의 수증기 투과율(MVTR)은 ASTM E-96-00에 따른 워터법을 사용하여 측정할 때 약 400 g 물/㎡/24시간 이상(더 바람직하게는 약 800 이상; 더욱 더 바람직하게는 약 1600 이상; 가장 바람직하게는 약 2000 이상)이다.
전도성 재료를 패턴화하는 데에 유용한 방법은 사용되는 전도성 재료의 유형에 좌우될 것이다. 예컨대, 은 잉크, 은-팔라듐 잉크 및 탄소 잉크와 같은 몇몇 재료는 스크린 인쇄를 사용하여 패턴화될 수 있다. 산화주석, 산화아연,산화인듐주석, 산화안티몬 및 산화안티몬주석과 같은 합금의 전도성 코팅이 중합체 기판 상에 스퍼터링 또는 플라즈마 증착되고, 그 후 표준 에칭 기술을 사용하여 패턴화될 수 있다. 기타 전도성 재료가 전자 비임 열 증발(electron beam thermal evaporation)에 의해 증착되고, 그 후 종래의 마스크 에칭을 사용하여 패턴화될 수 있다.
당업계에 공지되어 있는 바와 같이, 인터디지털 패턴은 그 면적, 핑거의 수, 및/또는 핑거들의 출력 신호 강도를 제어하기 위한 그들 사이의 간격을 변경함으로써 조절될 수 있다. 전형적으로, 인터디지털 전극의 핑거들 사이의 간격은 단락을 방지하기 위하여 전도성 입자들보다 넓다.
전도체와 인터디지털 전극 사이에 배치된 복합 재료는 전기 절연층 내에 적어도 부분적으로 매립된 전도성 입자를 포함한다. 전도성 입자는 디바이스에 압력이 가해져서 전도체 또는 인터디지털 전극이 서로에 대해 이동될 때(즉, 전도체가 인터디지털 전극을 향해 이동되거나, 그 반대의 경우), 전기 접속이 전도체 및 인터디지털 전극 모두와 접촉하는 단일 입자를 통해 이루어질 수 있도록 배치된다.
전기 절연층을 위한 예시적인 재료는 전도체와 인터디지털 전극 사이의 충분한 전기적 분리를 유지할 수 있으며 절연 재료가 하나 이상의 단일 입자 접점들을 통한 전도체의 전기 접촉을 허용하도록 압축되게 하고 전도체와 인터디지털 전극이 그들 사이에 충분한 압력이 더 이상 가해지지 않을 때 전기적으로 분리된 상태로 복귀되게 하는 변형성과 탄성을 나타내는 그러한 재료를 포함한다. 적합한 절연 재료는 실리콘, 폴리실록산, 폴리우레탄, 폴리실리콘-폴리우레탄, 고무, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 페놀 니트릴 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 폴리에테르-블록-아미드 및 폴리올레핀 등을 포함한다.
몇몇 응용예(예컨대, 건강관리/의료 응용예)의 경우, 전기 절연층은 수증기에 대해 투과성인 것이 바람직하다. 바람직하게는, 탄성중합체성 재료의 수증기 투과율(MVTR)은 ASTM E-96-00에 따른 워터법을 사용하여 측정할 때 약 400 g 물/㎡/24시간 이상(더 바람직하게는 약 800 이상; 더욱 더 바람직하게는 약 1600 이상; 가장 바람직하게는 약 2000 이상)이다.
몇몇 응용예에서, 전기 절연층 재료는 실질적으로 습도에 의해 영향을 받지 않는 것이 또한 바람직하다.
도 3a는 전기 절연층(350) 내에 부분적으로 매립된 전도성 입자(340)를 포함하는 복합 재료(330)의 일례를 도시한다. 도 3b는 전기 절연층(351) 내에 완전하게 매립된 전도성 재료(341)를 포함하는 다른 복합 재료(331)의 일례를 도시한다. 도 3a 및 도 3b가 본 발명에 유용한 복합 재료의 실시 형태를 예시하고 있지만, 전도성 입자가 탄성중합체성 층 또는 재료의 임의의 특정한 표면에 대한 임의의 적합한 위치에서 임의의 적합한 비율로 완전하게 또는 부분적으로 매립되는 임의의 적합한 배열이 사용될 수 있다. 본 발명은 전도성 입자가 디바이스의 두께 방향으로 중첩되는 절연 인스턴스(isolated instance)를 갖는 복합 재료를 배제하지 않는다.
바람직하게는, 가장 큰 전도성 입자는 적어도 입자 크기를 복합재의 두께 방향(z)으로 측정할 때 전기 절연 재료 층의 두께보다 적어도 약간 작다. 이는 전기 단락을 방지하는 데에 도움이 될 수 있다.
적합한 전도성 입자는 연속적인 전도성 외부 표면을 갖는 임의의 적합한 입자를 포함한다. 예를 들어, 전도성 입자는 중실(solid) 입자(예컨대, 금속 구), 전도성 재료로 코팅된 중실 입자, 전도성 외부 쉘(shell)을 가진 중공(hollow) 입자, 또는 전도성 재료로 코팅된 중공 입자일 수 있다. 전도성 재료는 예컨대 금속, 전도성 금속 산화물, 유기 전도체와 전도성 중합체, 반도체 등을 포함할 수 있다. 코팅된 입자의 코어는 중실 또는 중공의 유리 또는 플라스틱 비드(bead), 세라믹 입자, 탄소 입자, 금속 입자 등일 수 있다. 전도성 입자는 투명하거나, 반투명하거나, 착색되거나 또는 불투명할 수 있다. 이들은 거칠거나 매끄러운 표면을 가질 수 있으며, 강성이거나 변형가능할 수 있다.
"입자" 라는 용어는 구형 비드, 긴 비드, 절단 섬유(truncated fiber), 불규칙한 형상의 입자 등을 포함한다. 일반적으로, 입자는 1:1 내지 약 1:20의 종횡비(aspect ratio)(즉, 가장 좁은 치수 대 가장 긴 치수의 비(예컨대, 섬유의 경우에 종횡비는 길이:직경임))를 가지며 응용예에 따라 약 1 ㎛ 내지 약 500 ㎛ 범위의 특징 치수(characteristic dimension)를 갖는 미립자 물체를 포함한다. 전도성 입자는 임의의 바람직한 배향 또는 정렬 없이 복합 재료 내에서 분산된다.
복합 재료는 임의의 적합한 방식으로 제공될 수 있다. 일반적으로, 복합 재료를 제조 또는 제공하는 것은 전도성 입자를 분포시켜서 전도성 입자를 전기 절연 재료 내에 적어도 부분적으로 매립시키는 것을 수반한다. 예를 들어, 입자를 먼저 표면 상에 분포시키고, 전기 절연 재료를 입자의 층 위로 코팅하거나, 층 상으로 가압하거나, 또는 층에 라미네이팅할 수 있다. 입자가 그 상으로 분포되는 표면은 인터디지털 전자 디바이스의 일 층, 예컨대 전도체, 또는 입자가 전기 절연 재료 내에 매립된 후에 제거되는 캐리어 기판일 수 있다. 다른 예로서, 입자를 전기 절연 재료 내에서 분산시킬 수 있고, 그에 따른 복합재를 코팅하여 복합 재료를 형성할 수 있다. 또 다른 예로서, 전기 절연 재료를 예컨대 코팅에 의해 하나의 층으로서 제공할 수 있고, 그 후 전도성 입자를 전기 절연 재료의 층 상에 분포시킬 수 있다. 입자는, 전기 절연 재료를 선택적으로 가열하여 재료가 연화되게 한 상태에서 입자를 전기 절연 재료의 층 내부로 가압함으로써, 또는 전기 절연 재료가 경화되지 않은 또는 아니면 연화된 상태에 있을 때 입자를 전기 절연 재료 층 상으로 분포시키고 선택적으로 입자를 전기 절연 재료 층 내부로 가압한 후에 전기 절연 재료 층을 경화, 냉각 등에 의해 굳힘으로써 매립될 수 있다. 2단계(two part) 시스템뿐만 아니라, 열, 수분 및 광 경화 반응이 채용될 수 있다.
전도성 입자를 분산시키는 방법은 예컨대 미국 특허 출원 공개 제03/0129302호(챔버스(Chambers) 등)에 개시된 것을 포함한다. 간단하게는, 입자들이 전기 절연 재료의 층 상에 무작위로 배치될 때 입자들을 분포시키는 것을 돕는 전기장의 존재 하에서 입자들이 전기 절연 재료의 층 상으로 분산될 수 있다. 입자들은 이들이 상호간에 반발할 수 있도록 전기적으로 대전된다. 따라서, 측방향 전기 접속 및 입자 응집은 실질적으로 방지된다. 전기장은 또한 필름에 대한 입자의 인력을 생성하도록 사용된다. 이러한 방법은 전도성 입자들의 무작위 비응집성 분포를 생성할 수 있다. 입자들은 비교적 (단위면적당 입자의 수가) 균일한 입자 분포를 갖는 미리선택된 밀도로 적용될 수 있다. 또한, 웨브가 입자 분포에 추가로 기여할 수 있도록 완충 역할(buffed)을 할 수 있다.
전도성 입자를 분산시키는 다른 방법이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 국제 출원 공개 WO 00/00563호에 개시된 바와 같이 입자가 미세복제 이형 라이너(micro-replicated release liner)의 포켓 내에 침착될 수 있다. 그 후, 전기 절연 재료가 이러한 입자 충전된 라이너 상에 코팅되거나 그에 대항하여 가압될 것이다.
접착성 멤브레인의 전도체와 제2 전도체 사이에서 이루어지는 실질적으로 모든 전기 접촉이 하나 이상의 단일 입자 접점들을 통하도록 입자들이 복합 재료 내에 분포된다면, 입자들을 분포 또는 분산시키는 임의의 다른 방법이 사용될 수 있다. 이와 같이, 복합재 내의 적층된 입자들(즉, 복합재의 두께 방향으로 중첩된 위치에 있는 2개 이상의 입자들)의 발생을 감소 또는 제거할 수 있도록 주의를 기울여야 한다.
입자를 매체 상으로 배치하는 데에 사용되는 방법은 평면(x-y)내 방향으로의 입자들 사이의 접촉이 최소화되는 것을 보장하여야 한다. 바람직하게는, 2개 이하의 입자가 (예컨대, 30 ㎠ 면적 내에서) 접촉 상태에 있어야 한다. 더 바람직하게는, 2개의 입자는 (예컨대, 30 ㎠ 면적 내에서) 서로 접촉 상태에 있지 않다. 이는 입자 접촉에 기인한 평면내 방향으로의 임의의 전기 단락을 방지할 것이다.
전도성 입자들은 모든 입자들이 크기(또는 형상)면에서 동일하지 않도록 하는 크기 분포를 가질 수 있다. 이러한 상황에서, 더 큰 전도성 입자가 더 작은 이웃하는 입자에 앞서 또는 심지어 이 입자를 제외하고서 전기 접촉을 이룰 수 있다. 이와 같은 상황의 발생 여부 및 그 정도는 입자들의 크기 및 형상 분포, 입자 응집의 존재 또는 부재, 입자의 로딩 밀도 및 공간적 분포, 전도체(또는 전도체/기판 조합)가 휘어지고 국부적 변화에 순응하는 능력, 입자의 변형성, 입자가 매립되는 재료의 변형성 등에 좌우된다. 이들 및 다른 특성은 전도체와 인터디지털 전극 사이에 충분한 압력이 가해진 때 단위당 원하는 수의 단일 입자 전기 접촉이 이루어지도록 조절될 수 있다. 특성은 또한 전도체와 인터디지털 전극 사이에 가해진 상이한 압력 크기와 대비되는 하나의 주어진 압력 크기에 있을 때 단위당 원하는 수의 단일 입자 전기 접촉이 이루어지도록 조절될 수 있다.
몇몇 실시 형태에서는 입자 크기 분포가 비교적 좁게 되는 것이 바람직할 수 있으며, 몇몇 상황에서는 모든 입자들이 실질적으로 동일한 크기인 것이 바람직할 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 2중 모드의 입자 크기 분포를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 복합 재료 내에 2개의 상이한 유형의 입자들, 즉 더 큰 입자와 더 작은 입자가 분산되는 것이 바람직할 수 있다.
도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d는 하나 이상의 단일 입자들을 통한 물리적 접촉에 의해 전기 접촉이 달성되는 인터디지털 힘 센서인 본 발명의 인터디지털 전자 디바이스의 사용 방법을 예시한다. 인터디지털 전자 디바이스(400)는 전도체(410), 인터디지털 전극(420), 전도체들 사이에 배치된 전기 절연층(450) 내에 전도성 입자(440)를 포함하는 복합 재료(430), 및 인터디지털 전자 디바이스를 가로지르는 전기 응답(460)을 측정하기 위한 수단을 포함한다.
인터디지털 전자 디바이스가 힘 감지 응용예에 사용될 때, 전기 절연층은 압력 해제시 실질적으로 그의 최초 치수로 복귀할 수 있어야 한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "실질적으로 그의 최초 치수로 복귀할 수 있다"는 것은 층이 예컨대 10초 내에(바람직하게는 1초 이하 내에) 그의 최초 두께의 90% 이상(바람직하게는 95% 이상; 더 바람직하게는 99% 이상; 가장 바람직하게는 100%)으로 복귀할 수 있음을 의미한다. 바람직하게는, 전기 절연층(경화성 재료인 경우에는 그의 완전하게 경화된 상태)은 넓은 온도 범위에 걸쳐 실질적으로 일정한 저장 탄성 계수(storage modulus)(G')(더 바람직하게는 약 0℃ 내지 약 100℃에서 실질적으로 일정한 저장 탄성 계수; 가장 바람직하게는 약 0℃ 내지 60℃에서 실질적으로 일정한 저장 탄성 계수)를 갖는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "실질적으로 일정한"은 약 50% 미만(바람직하게는 75% 미만)의 변동을 의미한다. 바람직하게는, 전기 절연층은 1 ㎐ 및 23℃에서 약 1 x 103 ㎩ 내지 약 9 x 105 ㎩의 G' 및 약 0.01 내지 약 0.60의 손실 탄젠트(loss tangent)(탄젠트 델타(tan delta))를 갖는다. 또한, 전기 절연층은 자기 회복성(self-healing)을 갖는(즉, 균열, 천공 또는 관통 발생시 스스로 치유될 수 있는) 것이 바람직하다.
힘 감지 응용예에 사용되는 전기 절연층을 위해 적합한 재료는 예를 들어 천연 및 합성 고무(예컨대, 스티렌 부타디엔 고무 또는 부틸 고무, 폴리아이소프렌, 폴리아이소부틸렌, 폴리부타디엔, 폴리클로로프렌, 아크릴로니트릴/부타디엔 및 작용화 탄성중합체, 예컨대 카르복실 또는 하이드록실 개질 고무 등), 아크릴레이트, 폴리다이메틸실록산을 포함하지만 그에 제한되지 않는 실리콘, 스티렌계 블록 공중합체(예컨대, 스티렌-아이소프렌-스티렌 또는 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체), 지방족 아이소시아네이트, 방향족 아이소시아네이트 및 이들의 조합에 기반한 것을 포함하지만 이로 제한되지 않는 폴리우레탄, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 글리콜 폴리올, 및 이들의 조합을 포함한다. 적합한 열가소성 폴리우레탄 중합체는 비에프 굿리치(BF Goodrich)로부터 에스탄(Estane™)이라는 명칭으로 입수할 수 있다. 2개 초과의 평균 작용기를 갖는(예컨대, 3작용성 또는 4작용성 성분) 폴리올 및/또는 폴리아이소시아네이트를 포함시킴으로써 열경화성 제형이 또한 사용될 수 있다. 폴리우레아, 예컨대 폴리아이소시아네이트의 폴리아민과의 반응에 의해 형성되는 것이 또한 적합할 수 있다. 적합한 폴리아민은 폴리에테르 및 폴리에스테르 아민, 예컨대 헌츠만(Huntsman)에 의해 제프아민(Jeffamine™)이라는 명칭으로 판매되는 것을 포함하는 광범위한 종류로부터 선택될 수 있으며, 폴리아민 작용성 폴리다이메틸실록산, 예컨대 미국 특허 제6,441,118호(셔먼(Sherman) 등)에 개시된 것; 탄성중합체성 폴리에스테르, 예컨대 듀퐁(DuPont)의 하이트렐(Hytrel™)이라는 명칭의 것; 소정의 메탈로센 폴리올레핀, 예컨대 메탈로센 폴리에틸렌(예를 들면, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼(Dow Chemical)로부터의 인게이지(Engage™) 또는 어피니티(Affinity™) 중합체)가 또한 적합할 수 있다. 플루오르화 탄성중합체, 예컨대 다이네온(Dyneon™) 플루오로탄성중합체(미국 미네소타주 오크데일 소재의 다이네온 엘엘씨(Dyneon LLC)로부터 입수가능함) 또는 비톤(Viton™) 플루오로탄성중합체(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 듀퐁 퍼포먼스 엘라스토머즈(DuPont Performance Elastomers)로부터 입수가능함)가 또한 적합할 수 있다. 탄성중합체성 재료는 예를 들어 탄화수소 수지(예컨대, 폴리테르펜) 또는 신장유(extending oil)(예컨대, 나프텐계유 또는 가소제)에 의해, 또는 유기 또는 무기 충전재, 예컨대 폴리스티렌 입자, 점토, 실리카 등의 첨가에 의해 개질될 수 있다. 충전재는 미립자 또는 섬유질 형태(morphology)를 가질 수 있다. 미소구체(예컨대, 악조 노벨(Akzo Nobel)로부터의 엑스판셀(Expancel™) 미소구체)가 또한 탄성중합체성 재료 내에 분산될 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 전도체(410)와 인터디지털 전극(420) 사이에 가해진 압력이 없을 때, 이들은 전기 절연 탄성중합체성 층(450)에 의해 전기적으로 절연되어 유지된다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 충분한 압력(P)이 전도체(410)에 가해진 때, 단일 입자 접점들을 통해 전도체(410)와 인터디지털 전극(420) 사이의 전기 접촉이 이루어질 수 있다. 단일 입자 접점들은 하나 이상의 단일 전도성 입자들이 전도체 및 인터디지털 전극 모두와 개별적으로 접촉하는 전도체와 인터디지털 전극 사이의 그러한 전기 접점들이다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 더 큰 압력(P')이 전도체(410)에 가해진 때, 탄성중합체성 층(450)은 더욱 압축되어, 더 많은 단일 입자 접점들이 형성될 수 있다. 도 4d에 도시된 바와 같이, 모든 압력이 제거된 때, 탄성중합체성 층(450)은 실질적으로 그의 최초 치수로 복귀되어, 전기 접촉이 이루어지지 않는다.
도 5는 본 발명의 작동된 인터디지털 전자 디바이스의 전도 경로를 도시한다. 디바이스(500)에서, 충분한 압력(P)이 전도체(510)에 가해지면, 단일 입자 접점들을 통해 전도체(510)와 인터디지털 전극(520)(기판(570) 상에 배치된 것으로 도시됨) 사이의 전기 접촉이 이루어진다. 전도 경로(580)는 인터디지털 전극의 제1 핑거(520a)와 제1 전도성 입자(540a)를 통과하여 전도체(510)를 가로지르고 제2 전도성 입자(540b)와 인터디지털 전극의 제2 핑거(520b)를 통과하여 하향으로 이어진다. 인터디지털 전극의 2개의 핑거는 인터디지털 전자 디바이스를 가로지르는 전기 응답(560)을 측정하는 수단에 접속된다.
본 발명의 인터디지털 전자 디바이스는 힘을 검출하기 위하여 또는 디바이스에 걸친 힘의 변화를 측정하기 위하여 전기 응답(예컨대, 저항, 컨덕턴스, 전류, 전압 등)을 측정하는 수단에 전기적으로 접속될 수 있다. 전기 응답을 측정하는 수단은 예컨대 인터디지털 전극의 2개의 핑거 또는 트레이스에 접속될 수 있으며, 또는 인터디지털 전극과 전도체의 일부에 접속될 수 있다. 전기 응답은 임의의 적합한 수단을 사용하여(예컨대, 저항계, 멀티미터, 발광 다이오드(LED)의 어레이 또는 적절한 회로에 의한 오디오 신호에 의해) 판독될 수 있다.
본 발명의 인터디지털 전자 디바이스는 또한 전술한 방식으로, 하지만 인터디지털 전극이 전도체를 향해 이동되어 사용될 수도 있다.
본 발명의 인터디지털 전자 디바이스는 절환가능 힘 작동 전자 디바이스 및 힘 감지 디바이스로서 많은 응용예에서 유용하다. 힘 스위치는 예컨대 멤브레인 스위치 및 터치 패널로서 유용하다. 힘 센서는, 예컨대 캐스트(cast) 하부의 과도한 압력의 경고를 위한 것, 또는 욕창 및 당뇨병성 발 또는 다리 궤양의 방지를 목적으로 압력을 모니터링하기 위한 것과 같은 건강관리 응용예에서 유용하다. 이들은 또한, 예를 들어 자동차 응용예(예컨대, 좌석 센서 또는 에어백 전개용), 소비자 응용예(예컨대, 선반 상의 물품의 존재 또는 그의 부족을 감지하는 하중/중량 센서 또는 "스마트 시스템"으로서), 제조 응용예(예컨대, 닙 롤(nip roll) 압력을 모니터링함), 스포츠 응용예(예컨대, 속도, 힘 또는 충격을 모니터링하기 위해서, 또는 클럽이나 라켓의 그립 센서로서) 등에서 유용하다.
본 발명의 목적 및 이점은 하기의 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 재료 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건과 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
시험 유닛
디바이스에 가한 수직력을 측정하는 로드 셀(미국 코네티컷주 하트포드 소재의 오메가 엔지니어링 인크.(Omega Engineering Inc.)로부터 입수가능한 모델 LCFD-1㎏)로 구성된 힘 장치로 불리는 장치를 사용하여 디바이스를 평가하였다. 평가할 디바이스를 로드 셀 상에 수평으로 배치하고 테이프로 고정시켰다. 약 275 ㎪의 압축 공기에 의해 컴퓨터 제어되는, 2개의 밸브(미국 오하이오주 신시내티 소재의 클립파드 인스투르먼트 래버러토리(Clippard Instrument Laboratory)로부터의 모델 EC-2-12)에 연결된 공압 작동식 실린더(미국 코네티컷주 노워크 소재의 에어포트 코포레이션(Airport Corporation)으로부터의 모델 E9X 0.5N)를 로드 셀 바로 위에 위치시켰다. 밸브들을 순차적으로 개폐하여, 실린더를 미리설정된 일정한 단계로 하향으로 이동시켜서, 로드 셀 상에 배치한 디바이스에 대한 힘을 증가시켰다. 로드 셀을 기해진 힘을 표시하는 표시 장치(미국 코네티컷주 하트포드 소재의 오메가 엔지니어링 인크.로부터 입수가능한 모델 DP41-S-A)에 연결시켰다. 힘이 미리설정된 한계에 도달하면, 배기 밸브를 사용하여 공기를 시스템으로부터 배기시켜서, 디바이스에 대한 힘을 감소시켰다.
디바이스를 그 디바이스의 전기 응답을 기록하도록 멀티미터에 연결시켰다. 디지털 멀티미터(미국 오하이오주 클리블랜드 소재의 키슬리 인크.(Keithley Inc.)로부터의 키슬리 모델 197A 마이크로볼트 DMM)를 사용하여 디바이스의 저항을 측정하였다. 로드 셀로부터 판독되는 가한 힘 및 멀티미터로부터 판독되는 디바이스의 전기 응답을 PC 기반 데이터 획득 시스템을 사용하여 저장하였다. 가한 힘은 10 내지 1000 그램중(gram weight) 범위였으며, 힘은 약 2.8 g/s(167 g/min)의 속도로 가하였다.
n-값의 설명
디바이스를 가로지르는 저항을 측정하면, 저항 응답 대 힘을 로그-로그 플롯(plot)으로 그릴 수 있다. 소정 범위에서, 거듭제곱 법칙 관계(power law relation)가 공식: 저항 = A/Fn에 의해 주어질 수 있는데, 여기서 A는 상수이고, F는 힘이며, n("n-값")은 로그-로그 플롯 상에서 최적합선(best-fit line)(선형 회귀법에 의해 결정됨)의 기울기이다. n-값은 디바이스의 감도를 나타낸다. n-값이 커질수록, 가하는 힘의 주어진 변화에 대한 디바이스의 저항 변화가 커진다. n-값이 작다는 것은 가하는 힘의 동일한 변화에 대한 저항 변화가 작다는 것을 의미한다.
일반적 절차
경화되지 않은 탄성중합체의 층(약 25 미크론 두께)을 전도체 상으로 나이프 코팅(knife coating)하였다. phr(parts per hundred parts of rubber)(고무 100부당 부)로 표현한 탄성중합체의 조성은 하기와 같다:
Figure 112008007274822-PCT00001
쓰리엠 컴퍼니(3M Company)(미국 미네소타주 세인트폴 소재)로부터 SD120으로 구매가능한, 산화인듐주석(ITO)으로 코팅된 유리 비드를 크기가 약 50 미크론 미만인 비드를 선택하기 위하여 당업계에 잘 알려진 구매가능한 체(sieve)를 사용하여 스크리닝하였다. 본질적으로 미국 특허 출원 공개 제03/0129302호(챔버스 등)에 설명된 바와 같은 입자 분배기를 사용하여 탄성중합체의 경화되지 않은 층 위로 비드를 분배하였다. 탄성중합체를 실온에서 경화시켰다. 그 후, 제2 전도체 또는 인터디지털 전극을 경화된 탄성중합체 상에 고정시켜 디바이스를 형성하였다. 최종 디바이스를 전술한 힘 장치를 사용하여 시험하였다.
실시예 1 내지 6
금속 필름 또는 금속 포일 전도체(하기의 표에 나타낸 바와 같음)를 가진 인터디지털 디바이스를 상기 일반적 절차에 따라 구성하였다. 캐나다 퀘벡주 세인트-로렌트 소재의 클릭터치 아메리카, 인크.(ClickTouch America, Inc.)로부터 구매 한 인터디지털 전극을 250 미크론 두께의 폴리에스테르 기판에 상에 은 잉크를 스크린 인쇄하여 구성하였다. 인터디지털 전극의 개략도는 도 1에 도시되어 있다. 핑거형 패턴(15개의 "핑거"를 가짐)의 치수는 10 ㎜ x 10 ㎜였다. 트레이스는 길이가 9 ㎜였고, 서로 0.25 ㎜만큼 이격되었다.
인터디지털 디바이스를 전술한 힘 장치를 사용하여 시험하였다. 실시예 1 내지 3에 대한 시험 데이터가 각각 도 6, 도 7 및 도 8에 도시된 로그-로그 플롯 상에 (비교 실시예 1 내지 3으로부터의 시험 데이터와 함께) 그려져 있다. 각각의 인터디지털 디바이스에 대한 최적합선의 n-값은 하기의 표에 나타나 있다. 1 kOhm의 저항을 나타내는 데 필요한 힘으로서 정의되는 각각의 인터디지털 디바이스의 작동력(Fi)이 또한 나타나 있다.
비교 실시예 1 내지 3
2개의 금속 필름 전도체(하기의 표에 나타낸 바와 같음) 사이에 개재된 탄성중합체를 가진 디바이스를 상기 일반적 절차에 따라 구성하였다. 이 디바이스를 전술한 힘 장치를 사용하여 시험하였다. 시험 데이터가 도 6, 도 7 및 도 8에 도시된 로그-로그 플롯 상에 (실시예 1 내지 3으로부터의 시험 데이터와 함께) 그려져 있다. 각각의 인터디지털 디바이스에 대한 최적합선의 n-값은 하기의 표에 나타나 있다. 1 kOhm의 저항을 나타내는 데 필요한 힘으로서 정의되는 각각의 디바이스의 작동력(Fi)이 또한 나타나 있다.
Figure 112008007274822-PCT00002
본 발명의 범주와 사상으로부터 벗어남이 없이 본 발명에 대한 다양한 변형 및 변경이 당업자에게 명백하게 될 것이다. 본 발명은 본 명세서에 기술된 예시적인 실시 형태와 실시예에 의해 부당하게 제한되어서는 안 되며 이러한 실시예와 실시 형태는 본 명세서에서 하기에 기술된 청구의 범위에 의해서만 제한되는 본 발명의 범주 내의 단지 예로서 제공된다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (20)

  1. (a) 전도체,
    (b) 인터디지털 전극, 및
    (c) 전도체와 인터디지털 전극을 그들 사이에 충분한 압력이 가해지는 동안 전기적으로 접속시키기 위하여 전도체와 인터디지털 전극 사이에 배치되는 복합 재료
    를 포함하며,
    복합 재료는 전기 절연층 내에 적어도 부분적으로 매립되는 전도성 입자들을 포함하고,
    전도성 입자들은 상대 배향을 갖지 않으며 전도체와 인터디지털 전극 사이에서 이루어지는 실질적으로 모든 전기 접속이 z 방향이 되도록 배치되며,
    전도체와 인터디지털 전극 중 적어도 하나는 다른 하나를 향해 이동될 수 있는 인터디지털 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 전도성 입자들은 전도체와 인터디지털 전극 사이에서 이루어지는 실질적으로 모든 전기 접속이 단일 입자들을 통하도록 배치되는 인터디지털 전자 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 전도성 입자들은 2개 이하의 입자가 서로 접촉되도록 배치 되는 인터디지털 전자 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 2개의 입자가 서로 접촉되지 않는 인터디지털 전자 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 전도체는 플라스틱 필름 상에 제공된 금속 코팅을 포함하는 인터디지털 전자 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 금속 코팅과 플라스틱 필름은 투명한 인터디지털 전자 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 전도체는 인터디지털 전극을 포함하는 인터디지털 전자 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 인터디지털 전극은 기판 상에 배치되는 인터디지털 전자 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 기판은 연성인 인터디지털 전자 디바이스.
  10. 제8항에 있어서, 기판은 투명한 인터디지털 전자 디바이스.
  11. 제1항에 있어서, 전도체와 인터디지털 전극은 투명한 인터디지털 전자 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 전도체와 인터디지털 전극 중 적어도 하나는 투명한 전도성 산화물을 포함하는 인터디지털 전자 디바이스.
  13. 제1항에 있어서, 디바이스를 가로지르는 전기 응답을 측정하는 수단을 추가로 포함하는 인터디지털 전자 디바이스.
  14. 제1항에 있어서, 전기 절연층은 압력의 해제시 실질적으로 그 최초 치수로 복귀될 수 있는 인터디지털 전자 디바이스.
  15. 제14항에 있어서, 전기 절연층은 약 0℃ 내지 약 100℃에서 실질적으로 일정한 G'를 갖는 탄성중합체성 재료를 포함하는 인터디지털 전자 디바이스.
  16. 제15항에 있어서, 전기 절연층은 약 0℃ 내지 약 60℃에서 실질적으로 일정한 G'를 갖는 탄성중합체성 재료를 포함하는 인터디지털 전자 디바이스.
  17. 제14항에 있어서, 전기 절연층은 1 ㎐ 및 23℃에서 약 1 x 103 ㎩ 내지 약 9 x 105 Pa의 G' 및 약 0.01 내지 약 0.60의 손실 탄젠트를 갖는 탄성중합체성 재료를 포함하는 인터디지털 전자 디바이스.
  18. 제14항에 있어서, 전기 절연층은 자기 회복성(self-healing)을 갖는 탄성중합체성 재료를 포함하는 인터디지털 전자 디바이스.
  19. 제14항에 있어서, 디바이스를 가로지르는 동적 전기 응답을 측정하는 수단을 추가로 포함하는 인터디지털 전자 디바이스.
  20. 제1항에 있어서, 디바이스는 힘 작동 스위치 또는 힘 센서인 인터디지털 전자 디바이스.
KR1020087002332A 2005-07-29 2006-07-26 인터디지털 힘 스위치 및 센서 KR20080040682A (ko)

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US11/192,780 2005-07-29
US11/192,780 US7509881B2 (en) 2005-07-29 2005-07-29 Interdigital force switches and sensors

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