[发明专利]具有集成传感器系统的片材

说明书

一种由聚合物材料制成的挠性片材、优选设有颗粒结构或隆起的塑料材料片材，该片材具有功能性表面区域，这些功能性表面区域是以开关元件、传感器元件或操作元件的形式设计的，使得至少在这些功能性表面区域的范围中，该片材具有多层式设计，其中，至少一个由导电聚合物材料制成的层被安排在这些功能性表面区域中，其中该由导电材料制成的层位于后侧上、与该片材的可见表面间隔开、并且连接至电子的控制与调节装置上，该装置检测该片材在这些功能性表面区域中的电气特性的变化并且将其转换成致动信号、开关信号或控制信号。

技术领域

本发明涉及一种挠性片状材料、优选设有颗粒结构或隆起并且由聚合物材料制成的塑料片材，该片状元件具有功能性表面区域，这些功能性表面区域是以开关元件、传感器元件或操作元件的形式设计的，该片状材料总体具有单层或多层式设计、但至少在这些功能性表面区域的范围中具有多层式设计。

背景技术

这样的片状材料是以大量物件上的覆层的形式已知的。因此，例如，机动车辆的仪表盘、座椅套和门衬里具有皮革或纺织品覆盖物、或具有带有三维隆起表面或颗粒结构的仿制皮革内部饰件/塑料内部饰件。仅列举几个实例，家具或其他日用物件、PC或办公室机器壳体和电话等等通常也设有挠性片状材料、或设有带颗粒的/隆起的塑料片材。

用于机动车辆内部饰件、用于家具、包袋等等的片材(通常也被称为仿制皮革)也是已知的并且通常具有多层式结构、通常具有泡沫背衬并且在其上侧上显示出多种多样形式和构型的三维结构表面。该多层式结构总体上由设有该隆起的或带印记的表面的上部顶层或装饰层、以及一个或多个下层组成。该顶层通常设有涂覆层并且也可以是有色的。通过适当地配制这些层、包括通过经适配的柔软度或者通过已经提到的泡沫层，获得了令人愉悦的触觉效果，即该塑料片材具有令人愉悦的“柔软”感觉，还有某种光泽，即某些反射特性。

由于例如在装饰膜的情况下、还有在汽车内部的区域中，总体上有非常强的趋势来改进高品质的印象和“功能化”，因此此类物件的表面通常旨在具有特定的特性或功能。

在机动车辆的乘客隔室中，必须并且可以由车辆乘客来控制大量功能，例如空调系统、加热功能、车窗升降器的致动、反射镜和灯的设置、音乐系统设置、导航设备设置、通信装置的操作等等。

操作这些功能通常必须要大量分开的控制器、开关和设置按钮等等，这些是凹入例如作为“人机界面(HMI)”的仪表盘和门饰件的表面中的，这在设计者进行车辆的内部设计时必须加以考虑并且通常影响对乘客隔室的设计线。此外，现代车辆中的大量可见的设置可能性通常看起来令人迷惑、并且由此使得直观的操作更困难。

将传感器系统集成到物件的用户界面中以提供操作功能的概念已经是一些想法的主题。然而，就所关注的具有颗粒化的或隆起的表面的柔性片材、例如用于汽车的乘客隔室的仿制皮革片材(不仅在生产过程中受到极端应变并且当被施加到固定的支撑件上时也在操作过程中经历极高的温度波动)而言，集成传感器系统是困难的、因此迄今都没有在实践中采用。

一方面，触摸传感器已经在许多领域中确立为HMI，例如作为智能电话上的触摸屏装置。这样的操作元件或功能使得直观操作成为可能，同时避免了机械按钮、开关、旋钮或拨盘。

在这样的触摸传感器的情况下，电阻性和电容性系统是已知的。电阻性系统通常是基于具有导电或半导电材料(通常ITO＝铟锡氧化物)的两个层，这两个层通过薄的空气层或微点间隔开。施加至某个点上的压力具有的作用是，使得这两个层相接触并且由此改变被传输穿过下层的电气测量信号。以此方式，可以定位这个接触点。这样的系统对于例如电话以及操作装置的显示器等刚性应用而言是标准的。然而，以此方式不能实现有挠性的同时可延展的应用。