Herstellung

Herstellung der PyzoFlex®-Sensoren

Die Herstellung erfolgt mittels eines im industriellem Maßstab kostengünstig anwendbaren Siebdruckprozesses. Die fertig gedruckten Sensoren werden mit einer Hysteresepolung elektrisch aktiviert und sind danach multifunktional einsetzbar.

Das Substrat der Sensorfolien bildet ein transparentes Kunststoffsubstrat aus PET, aber auch andere Materialien wie Glas oder beschichtetes Papier sind denkbar. In einem ersten Schritt werden horizontal verbundene Grundelektroden gedruckt. Anschließend wird das gesamte Substrat mit dem funktionalen bzw. aktiven Material überzogen. Im letzten Schritt wird eine Lage mit vertikal verbunden Deckelektroden aufgebracht. Die Grund- und Deckelektroden liegen direkt übereinander und bilden einen Platenkondensator. Ladungsverschiebungen in der dazwischen liegenden ferroelektrischen Schicht erzeugen eine elektrische Spannung zwischen den beiden Elektroden.

Siebdruck

Siebgedruckte PyzoFlex® Folie mit der halbautomatischen Siebdruckanlage THIEME Lab 1000 mit zweifachem Kamerasystem für eine optimale Ausrichtungsgenauigkeit der gedruckten Schichten

Die Sensorschicht aus dem ferroelektrischen Co-Polymer P(VDF-TrFE) ist annähernd transparent. Wird eine transparente Sensorfolie benötigt, können die Deckelektroden ebenfalls mit PEDOT:PSS gedruckt werden, wodurch eine Transparenz von zirka 85% erreicht werden kann. Soll die Sensorfolie auf die Detektion von Temperaturänderungen beziehungsweise IR-Strahlung optimiert sein, kann die oberste Elektrodenschicht mit einer höher absorbierenden Karbontinte gedruckt werden. Ein großer Vorteil dieses Herstellungsverfahrens ist, dass der Druckprozess ohne aufwendige Anforderungen (Reinraumumgebung, Vakuum, Aufdampfen, hohe Temperaturen) auskommt und damit eine günstige, industrielle Herstellung ermöglicht.

Siebgedruckte, ferroelektrische PVDF:TrFE Sensormatrix für neuartige Mensch-Maschine Schnittstellen die neuartige, druckbasierte, intuitive Interaktionen zwischen Mensch und Maschine (Computer) ermöglichen.

Hysterese Polung

Die piezo- und pyroelektrischen Eigenschaften des Sensormaterials werden durch eine elektrische Polung aktiviert. Dabei werden die nach dem Druckprozess zufällig ausgerichteten Dipole im Material vertikal zu den Sensorelektroden ausgerichtet.