[發明專利]一種點陣型柔性壓力分布傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201210013601.7
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102539035A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 武斌;王慰;康威;胡慶慶;王雯
• 申請（專利權）人: 江蘇物聯網研究發展中心
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 殷紅梅

1.?一種點陣型柔性壓力分布傳感器，其特征是：包括第一柔性襯底（31a）及位于所述第一柔性襯底（31a）下方的第二柔性襯底（31b），第一柔性襯底（31a）上設置若干均勻分布的行電極（35），所述行電極（35）上覆蓋有電連接的行電極力敏油墨（74），第一柔性襯底（31a）上對應于設置行電極（35）的另一端設有行引出電極（23a），所述行引出電極（23a）與行電極（35）相匹配并電連接；

第二柔性襯底（31b）上設置若干均勻分布的列電極（36），所述列電極（36）上覆蓋有電連接的列電極力敏油墨（75），第二柔性襯底（31b）對應于設置列電極（36）的另一端設有列引出電極（23b），所述列引出電極（23b）與列電極（36）相匹配并電連接；

第一柔性襯底（31a）對應設置行引出電極（23a）的一端與第二柔性襯底（31b）對應設置列引出電極（23b）的一端絕緣后粘結固定，且使得行電極（35）與列電極（36）間呈縱橫交錯分布，行電極（35）通過行電極力敏油墨（74）與列電極（36）的列電極力敏油墨（75）相接觸。

2.根據權利要求1所述的點陣型柔性壓力分布傳感器，其特征是：所述行電極力敏油墨（74）的材料包括油墨溶劑、油墨粘合劑及導電納米粒子；列電極力敏油墨（75）與行電極力敏油墨（74）的材料組份設置一致。

3.根據權利要求2所述的點陣型柔性壓力分布傳感器，其特征是：所述油墨溶劑與油墨粘合劑的質量比為1.5~6：1；油墨粘合劑與導電納米粒子的質量比為5~15：1；油墨溶劑為2-丁酮、乙二醇醚、四氫呋喃中的一種或幾種；油墨粘合劑為聚丙烯粘合劑、天然或人工合成橡膠粘合劑、環氧樹脂粘合劑、硅橡膠粘合劑中的一種或幾種，導電納米粒子的直徑為1~1000nm，導電納米粒子為碳粉、石墨烯、碳納米管中的一種或幾種。

4.根據權利要求3所述的點陣型柔性壓力分布傳感器，其特征是：所述油墨溶劑與油墨粘合劑的質量比為1.8~3：1；導電納米粒子的直徑為15~50nm。

5.根據權利要求1所述的點陣型柔性壓力分布傳感器，其特征是：所述第一柔性襯底（31a）對應設置行引出電極（23a）的端部設有用于將行引出電極（23a）引出的第一挖除區（13a），所述第一挖除區（13a）貫通第一柔性襯底（31a）；第二柔性襯底（31b）對應設置列引出電極（23b）的端部設有用于將列引出電極（23b）引出的第二挖除區（13b），所述第二挖除區（13b）貫通第二柔性襯底（31b）。

6.根據權利要求1所述的點陣型柔性壓力分布傳感器，其特征是：所述第一柔性襯底（31a）與第二柔性襯底（31b）通過印刷UV油墨并固化后絕緣粘結固定。

7.根據權利要求1所述的點陣型柔性壓力分布傳感器，其特征是：所述行電極力敏油墨（74）印刷覆蓋于相應的行電極（35）上，且相鄰的行電極（35）間形成第一凹坑（81），所述第一凹坑（81）的深度從行電極（35）對應印刷行電極力敏油墨（74）的表面延伸到第一柔性襯底（31a）表面；所述列電極力敏油墨（75）覆蓋于相應的列電極（36）上，且相鄰的列電極（36）間形成第二凹坑（82），所述第二凹坑（82）的深度從列電極（36）對應印刷列電極力敏油墨（75）的表面延伸到第二柔性襯底（31b）的表面。

8.根據權利要求1所述的點陣型柔性壓力分布傳感器，其特征是：所述行電極力敏油墨（74）印刷覆蓋于相應的行電極（35）上，且相鄰的行電極（35）間形成第一凹坑（81），所述第一凹坑（81）的深度從行電極（35）對應印刷行電極力敏油墨（74）的表面延伸到第一柔性襯底（31a）表面；所述列電極力敏油墨（75）覆蓋于相應的列電極（36）上，并覆蓋于相鄰列電極（36）間的第二柔性襯底（31b），以在第二柔性襯底（31b）上形成列力敏油墨接觸平面（92）。

9.根據權利要求1所述的點陣型柔性壓力分布傳感器，其特征是：所述行電極力敏油墨（74）印刷覆蓋于相應的行電極（35）上，并印刷覆蓋于相鄰行電極（35）間的第一柔性襯底（31a）上，以在第一柔性襯底（31a）上形成行力敏油墨接觸平面（91）；所述列電極力敏油墨（75）印刷覆蓋于相應的列電極（36）上，并印刷覆蓋于相鄰列電極（36）間的第二柔性襯底（31b），以在第二柔性襯底（31b）上形成列力敏油墨接觸平面（92）。

10.一種點陣型柔性壓力分布傳感器的制備方法，其特征是，所述壓力分布傳感器的制備方法包括如下步驟：

（a）、提供柔性襯底材料，所述柔性襯底材料包括相互連接的第一柔性襯底（31a）及第二柔性襯底（31b）；

（b）、在上述柔性襯底材料上通過絲網印刷得到所需第一柔性襯底（31a）及第二柔性襯底（31b）對應的器件邊框（24）；

（c）、在上述第一柔性襯底（31a）通過絲網印刷分別得到行電極（35）、行引出電極線（22a）、行引出電極（23a）及第一挖除區邊框（25a），行電極（35）位于第一柔性襯底（31a）的第一傳感區（11a）；并在第二柔性襯底（31b）上通過絲網印刷分別得到列電極（36）、列引出電極線（22b）、列引出電極（23b）及第二挖除區邊框（25b），且在第一柔性襯底（31a）與第二柔性襯底（31b）的結合部印刷得到裁剪線（40）；列電極（36）位于第二柔性襯底（31b）的第二傳感區（11b）；

（d）、在第一傳感區（11a）及第二傳感區（11b）上印刷所需的力敏油墨，得到覆蓋行電極（35）的行電極力敏油墨（74）及覆蓋列電極（36）的列電極力敏油墨（75）；

（e）、沿第一挖除區邊框（25a）挖除第一柔性襯底（31a）的襯底材料，形成第一挖除區（13a），并沿第二挖除區邊框（25b）挖除第二柔性襯底（31b）的襯底材料，形成第二挖除區（13b）；

（f）、在上述第一柔性襯底（31a）上對應的行電極引出區（12a）印刷UV油墨，并使得行引出電極（23a）裸露；同時，在第二柔性襯底（31b）上對應的列電極引出區（12b）印刷UV油墨，并使得列引出電極（23b）裸露；

（g）、利用UV燈使得上述印刷后的UV油墨進行初步固化；

（h）、在上述第一柔性襯底（31a）上對應第一傳感區（11a）及行電極引出區（12a）外的區域再次印刷UV油墨，并在第二柔性襯底（31b）上對應第二傳感區（11b）及列電極引出區（12b）外的區域再次印刷UV油墨；

（i）、將上述第一柔性襯底（31a）與第二柔性襯底（31b）沿裁剪線（40）翻轉，并使得第一柔性襯底（31a）與第二柔性襯底（31b）對應印刷UV油墨的表面相接觸，并再利用UV燈使得第一柔性襯底（31a）與第二柔性襯底（31b）通過UV油墨絕緣后粘結固定；

（j）、沿器件邊框（24）及裁剪線（40）對柔性襯底材料進行裁剪，得到所需的壓力分布傳感器。