开关及其制造方法与流程

本申请要求于2015年12月22日在韩国知识产权局所提交的韩国专利申请第10-2015-0184102号的优先权和权益，并通过引用将其全部内容纳入本文。
技术领域：
本发明涉及开关及其制造方法。
背景技术：
：对于典型的机械开关，开关可以由于压力而在竖直方向上操作，以接触电触点，因此，机械开关的体积很大而且结构复杂。为解决这样的问题，已经研发出了使用电容来操作的触碰开关。然而，通过在触碰开关中安装金属电极，已经使用了具有平坦形状或固定曲面形状的触碰开关，这有益于简化并减薄结构，但是难以在触碰该触碰开关时感知到其操作。因此，在现有技术中，已经使用了使用振动或声音的触觉系统，以实现触碰开关的操作感，但是仍然难以感觉到真实的按钮感，而且缺点在于存在需要额外设备(例如，用于振动的电机)。所以，正在继续研究可以实现超薄的厚度并且可以获取操作感或其开关按钮的按钮感的开关。公开于该发明
背景技术：
部分的上述信息仅仅旨在加深对发明背景的理解，因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。技术实现要素：在优选的方面，本发明可以提供厚度大幅减小的开关及其制造方法，其可以利用超薄厚度实现按钮感，并且由透明配置可使用玻璃。本发明的示例性实施方案可以提供一种开关，其包括底基材以及设置在底基材的第一表面或第二表面的电极。此外，基于总共100vol％的电极，电极可以包括：基材，其量在5至70vol％的范围中；导电粒子，其嵌入在基材中，量在29.9至94.9vol％的范围中；以及降解抑制剂，其量在0.1至1vol％的范围中。具体而言，电极的基材可以是柔性的，从而电极可以是柔性的。此外提供了可以主要由下列各者构成的电极：基于总共100vol％的电极，基材的量在5至70vol％的范围中；导电粒子嵌入在基材中，其量在29.9至94.9vol％的范围中；并且降解抑制剂的量在0.1至1vol％的范围中。术语“柔性”指的是容易弯曲、修改、改变或可以由力或压力调整而不断裂，从而提供合适的物理属性(例如，尺寸稳定性和抗弯性)。在特定的实施方案中，本发明中的柔性基材和柔性电极在被弯曲时不会容易地断裂、修改、改变或由施加于其上的力调整。除非相反指示，本发明中的电极的基材和电极可以是柔性的，从而分别表示柔性基材和柔性电极。在特定方面，开关的厚度可以在大约0.5至3mm的范围内。导电粒子可以包括选自炭黑、碳纳米管、石墨烯、富勒烯、石墨、铜粉、银粉、金粉、镍粉中的一者及其组合。底基材可以包括选自有机硅树脂、丙烯酸类树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚丙烯(PP)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺/酰亚胺(PAI)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、环氧树脂中的一者及其组合。柔性基材可以包括选自聚酯、聚氨酯、聚硅氧烷、丁腈橡胶(NBR)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)中的一者或多者以及其低聚物或单体。降解抑制剂可以包括选自硫酯类化合物、受阻酚类化合物、受阻胺类化合物、亚磷酸盐类化合物中的一种及其组合。本发明的示例性实施方案可以提供一种开关的制造方法。该方法可以包括：准备浆体，该浆体包括基材、导电粒子以及降解抑制剂；在底基材的第一表面或第二表面涂覆该浆体；以及，通过干燥或固化所涂覆的浆体，在底基材的第一表面或第二表面形成电极。在准备的包括基材、导电粒子以及降解抑制剂的浆体中，降解抑制剂可以包括选自硫酯类化合物、受阻酚类化合物、受阻胺类化合物、亚磷酸盐类化合物中的一种及其组合。浆体在底基材的第一表面或第二表面上的涂覆可以通过使用丝网印刷、打印印刷、喷涂涂覆、浸渍或其组合来进行。通过热固化或光固化，可以利用干燥或固化所涂覆的浆体而在底基材的第一表面或第二表面形成电极。导电粒子可以包括选自炭黑、碳纳米管、石墨烯、富勒烯、石墨、铜粉、银粉、金粉、镍粉中的一者及其组合。底基材可以包括选自有机硅树脂、丙烯酸类树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚丙烯(PP)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺/酰亚胺(PAI)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、环氧树脂中的一者及其组合。基材可以包括选自聚酯、聚氨酯、聚硅氧烷、丁腈橡胶(NBR)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)中的一者或多者以及其低聚物或单体。此外提供了可以包括本文所述的开关的车辆。下面公开本发明的其它方面。根据本发明的各种示例性实施方案，可以提供厚度大幅减小的开关以及其制造方法，其可以利用超薄的厚度实现按钮感，并且由透明配置可使用玻璃。附图说明应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其呈现了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和形状将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记表示本发明的同样的或等同的部分。通过随后结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其他目的、特征以及优点，在这些附图中：图1示出了根据本发明的示例性实施方案的示例性开关。图2示出了根据本发明的示例性实施方案的示例性柔性电极。图3是示出了根据本发明的示例性实施方案的示例性开关的导通电阻结果的示意图。图4是示出了根据本发明的示例性实施方案的示例性开关的发光测试结果的照片。图5是示出了采用根据本发明的示例性实施方案的示例性开关的发光显示器开关的示意图。附图标记1：柔性电极2：底基材3：柔性基材4：导电粒子5：间隙。具体实施方式在本文中所应用的术语仅出于描述特定的示例性实施方案的目的，而并非旨在限制本发明。本文所用的单数形式“一个(a)”、“一个(an)”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚作出相反表示。还应了解当在本说明书中使用时，术语“包含”和/或“包括”指所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一种或多种其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。如本文中所应用，术语“和/或”包括一个或更多相关联的列出的项的任何和所有组合。除非特别地规定或从上下文是明显的，将本文中所使用的术语“大约”理解为在本领域的正常公差范围之内，例如在平均值的2倍标准偏差之内。“大约”可以理解为在规定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％，或0.01％之内。除非从上下文另有明确，本文中提供的所有的数值都通过了术语“大约”来修正。应了解本文所用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语一般包括机动车辆，如客运汽车，包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆、包括多种小船和船舰的船只、飞机等，并包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他选择性的燃料车辆(例如衍生自除了石油之外的来源的燃料)。本文所指的混合动力车辆为具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力车辆和电动车辆。下面将描述本发明的示例性实施方案。然而，示例性实施方案仅是示意性的，而不应理解为限制本发明，本发明由前述权利要求书的范围所限定。根据本发明的示例性实施方案，如图1和图2所示，可以提供这样的开关或超薄开关：其包括底基材2和设置在底基材2的第一表面或第二表面的电极(柔性电极)1。柔性电极1可以包括柔性基材3、包括在柔性基材中的导电粒子4以及降解抑制剂。基于总共为100vol％的柔性电极，可以包括量在大约29.9至94.9vol％的范围内的导电粒子，可以包括量在大约5至70vol％的范围内的柔性基材，可以包括量在大约0.1至1vol％的范围内的降解抑制剂。超薄开关的厚度可以在大约0.5至3mm的范围内。底基材可以具有各种形状，例如平坦形状或穹形形状，穹形形状可以包括半球形状、梯形形状、三角锥形状等，其并没有特别的限制。导电粒子可以包括选自炭黑、碳纳米管、石墨烯、富勒烯、石墨、铜粉、银粉、金粉、镍粉中的一者及其组合。底基材可以包括选自有机硅树脂、丙烯酸类树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚丙烯(PP)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺/酰亚胺(PAI)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、环氧树脂中的一者及其组合。柔性基材可以包括选自聚酯、聚氨酯、聚硅氧烷、丁腈橡胶(NBR)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)中的一者或多者以及其低聚物或单体。在根据本示例性实施方案的超薄开关中，柔性电极可以由包括导电粒子(例如，碳粒子或金属粒子)的聚合物材料形成。因此，开关可以制造为具有适合于各种用户环境的按钮感且具有超薄的厚度。此外，通过使用任意柔性材料，电极可以制作为各种形状，并且对于透明配置可以使用玻璃。特别地，根据示例性实施方案的超薄开关可以有益地用于车辆。具体而言，在车辆中，在车辆行驶时找到开关的位置并且操纵开关是危险的。在开关上形成凸起以降低这样的风险可以使驾驶员可以精确地找到开关的位置并且操纵开关，而不干扰驾驶员的注意力。将参考图2描述超薄开关的示例性功能。在产生了用于确定开关的操作的开-关信号时，可以利用由橡胶或塑料材料形成的柔性基材3的拉伸属性,该柔性基材包括导电粒子4(不同于电极接触方法或静电方法)。例如，当附接电极材料的塑料穹形结构(图2中未示出)可以被拉伸或压缩时，电极也可以被拉伸或压缩，从而在大约-20至20％的范围内变形。当这样的压缩或拉伸导致由橡胶或塑料材料形成的柔性基材3延长时，导电粒子4之间的距离可以增加，从而形成间隙5。因此，电极材料的预定电阻可以突然改变。此时，可以通过检测因此改变的电压或电流值而操作开关。换言之，导电粒子4之间的间隙5的数量可以通过橡胶材料的拉伸动作而增加，从而增加材料的特定电阻。因此，可以通过使用不同的电压或电流来操作开关。对于超薄开关的底基材和柔性电极，可以选择材料的类型和形状。结果，例如，可以获得透明片式(sheettype)的开关结构、半透明片式的开关结构或者不透明片式的开关结构。特别地，通过使用本发明，LED照明可以获得特定的效果。常规开关采用可以将LED设置在开关附近的方法，然后通过使用散射膜而可以将照明效果应用到上方按钮。因此，当采用LED时，开关会具有较大厚度。然而，根据本发明的示例性实施方案，可以使用透明或半透明的散射膜，可以将阶梯或不均匀性应用至表面部分。因此，光可以照射至其整个区域或一部分，例如，利用侧方照明的文字TEXT。可以通过机械切割、按压、注入模塑或激光束加工来形成阶梯或不均匀性，但是不限于特定的工艺。根据本发明的本示例性实施方案，发光显示器开关可以制造为具有1至2mm的厚度，这相比于现有技术中的常规开关而大幅减小。此外，对于采用透明片的情况，光可以经由不均匀性而照射至文字部分，从而，可以制造可以附接至窗口或镜子(图4和图5)的开关。另外，根据本发明的示例性实施方案，相比于采用透明电极的常规触碰开关，制造工艺可以得到简化，并且其可以应用至曲面玻璃。根据本发明的另一示例性实施方案，可以提供超薄开关的制造方法。该方法可以包括：准备浆体(paste)，该浆体包括基材(柔性基材)、导电粒子以及降解抑制剂；将该浆体涂覆于底基材的第一表面或第二表面；以及，通过干燥或固化所涂覆的浆体，柔性电极形成于底基材的第一表面或第二表面。在准备包括柔性基材、导电粒子以及降解抑制剂的浆体中，降解抑制剂可以包括选自硫酯类化合物、受阻酚类化合物、受阻胺类化合物、亚磷酸盐类化合物中的一种及其组合。可以通过使用丝网印刷、打印印刷、喷涂涂覆、浸渍或其组合来进行浆体在底基材的一个表面或相对表面上的涂覆。通过热固化或光固化可以进行通过干燥或固化所涂覆的浆体的在底基材的一个表面或相对表面上的柔性电极的形成。导电粒子可以包括选自炭黑、碳纳米管、石墨烯、富勒烯、石墨、铜粉、银粉、金粉、镍粉中的一者及其组合。底基材包括选自有机硅树脂、丙烯酸类树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚丙烯(PP)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺/酰亚胺(PAI)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、环氧树脂中的一者及其组合。柔性基材可以包括选自聚酯、聚氨酯、聚硅氧烷、丁腈橡胶(NBR)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)中的一者或多者以及其低聚物或单体。下面的示例性实施方案更加具体地示出了本发明。然而，下面的示例性实施方案仅用作示意性目的，本发明的范围不限于此。示例在下文，将参照所附附图描述根据本发明的示例性实施方案(的材料/构成)。示例-制造超薄开关示例1准备了炭黑(KetjenBlack(LionCo.Ltd.))、天然石墨薄片(Aldrich)以及银粉(Aldrich)作为导电粒子。采用聚酯树脂(ES-120，SKChemicals)作为柔性基材。使用770(Ciba-Geigy)作为防止树脂降解的降解抑制剂。为形成电极，相对于总共为100vol％的电极，将20vol％的炭黑、2vol％的银粉、30vol％的石墨以及0.3vol％的降解抑制剂混合，并且其中加入聚酯树脂作为剩余部分。接下来，使用搅拌器来进行混合步骤，以形成混合物浆体。接下来，使用丝网印刷方法来将所形成的浆体涂覆于PET膜(LOTTE化学公司)。接下来，将浆体加热至130℃，在其上部涂覆粘合剂，再在其上覆盖PET膜。然后，在150℃的温度下处理，从而制造厚度为1mm的超薄开关。示例2相对于总共100vol％的电极，除了将20vol％的炭黑、30vol％的石墨以及0.3vol％的降解抑制剂混合，并且其中加入了聚酯树脂作为剩余部分，超薄开关使用与示例1相同的方法制造。实验示例：实验示例1：通过将微阻计连接至在示例1和示例2中制造的薄膜电极开关的相对的终端来测量常态导通电阻和工作导通电阻。测量结果显示在下面的表1和图3中。可以确定开关操作正常。表1常态电阻(Ω)最大工作电阻(Ω)示例11019示例21330或更大实验示例2：在示例1和示例2中所制造的电极结构的侧方安装LED，以将光漫射导引至PET膜，并且将黑色涂料涂覆于开关的表面。然后，使用激光来刻蚀文字部分而形成不均匀性。可以确定，在LED处漫射的光在不均匀处散射，以具有照明效果。尽管已经结合目前被认为是实用的示例性实施方案描述了本发明，应该理解本发明不限于公开的实施方案，而是相反地，旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变化和等同布置。当前第1页1 2 3