[發(fā)明專利]一種紙基柔性觸控傳感器及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410168233.2
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN103970352A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周軍;鐘其澤;鐘俊文;程曉峰;胡琦旑
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬

1.一種紙基柔性觸控傳感器，其特征在于，該紙基柔性觸控傳感器包括：

第一組件，所述第一組件由紙基絕緣層和第一金屬導(dǎo)電層共同組成，其中第一金屬導(dǎo)電層包括呈平面陣列式排布的多個像素單元，這些像素單元通過磁控濺射、熱蒸鍍或者噴墨打印的方式沉積于紙基絕緣層的整個下表面，并從每個像素單元的側(cè)面各自引出電極以集成形成第一電極；

第二組件，所述第二組件由紙基絕緣層、第二金屬導(dǎo)電層和駐極體材料層共同組成，其中第二金屬導(dǎo)電層同樣包括呈平面陣列式排布的多個像素單元，這些像素單元通過磁控濺射、熱蒸鍍或者噴墨打印的方式沉積于紙基絕緣層的整個上表面且與第一金屬導(dǎo)電層的多個像素單元相互對置，并從每個像素單元的側(cè)面各自引出電極以集成形成第二電極；駐極體材料層的材質(zhì)選自聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、乙烯四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯三氟乙烯共聚物、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯和聚二甲基硅氧烷這些材料中的一種或其組合，并通過涂覆或粘合的方式形成在第二金屬導(dǎo)電層的整個上表面；

第三組件，所述第三組件聯(lián)接在第一組件與第二組件之間，并呈現(xiàn)為具備多個孔洞的隔離層形式，其中各個孔洞對應(yīng)設(shè)置在第一、第二金屬導(dǎo)電層兩者相互對置的像素單元之間，且其形狀和大小與像素單元相匹配；當(dāng)按壓及釋放該紙基柔性觸控傳感器時，所述第一金屬導(dǎo)電層與駐極體材料層之間的間隙發(fā)生變化，相互對置的像素單元之間的電容也隨著發(fā)生變化并導(dǎo)致電子經(jīng)由第一、第二電極聯(lián)通的外部電路中振蕩，從而產(chǎn)生交流電檢測信號予以輸出。

2.如權(quán)利要求1所述的紙基柔性觸控傳感器，其特征在于，所述紙基絕緣層的材質(zhì)選自牛皮紙、繪圖紙、書面紙或者銅版紙等。

3.如權(quán)利要求1或2所述的紙基柔性觸控傳感器，其特征在于，所述第一、第二金屬導(dǎo)電層由金、銀、銅、鋁或者它們的氧化物等材料制成。

4.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的紙基柔性觸控傳感器，其特征在于，在所述駐極體材料層與第一金屬導(dǎo)電層相對置的表面上，優(yōu)選加工有多個微納米量級的凹凸結(jié)構(gòu)。

5.一種用于制造紙基柔性觸控傳感器的方法，其特征在于，該制造方法包括下列步驟：

(a)第一組件的制備步驟：

將選自牛皮紙、繪圖紙、書面紙或者銅版紙等材質(zhì)的紙張切割成所需尺寸的片狀結(jié)構(gòu)，然后通過磁控濺射、熱蒸鍍或噴墨打印的方式在其表面上沉積形成第一金屬導(dǎo)電層，其中第一金屬導(dǎo)電層包括呈平面陣列式排布的多個像素單元，并且每個像素單元的側(cè)面各自引出電極以集成形成第一電極；

(b)第二組件的制備步驟：

將同樣選自牛皮紙、繪圖紙、書面紙或者銅版紙等材質(zhì)的紙張切割成所需尺寸的片狀結(jié)構(gòu)，并通過磁控濺射、熱蒸鍍或噴墨打印的方式在其表面上沉積形成第二金屬導(dǎo)電層，其中第二金屬導(dǎo)電層包括呈平面陣列式排布的多個像素單元，并且各個像素的側(cè)面各自引出電極以集成形成第二電極；然后通過旋涂、噴涂或者粘合的方式將駐極體材料制備到第二金屬導(dǎo)電層上，所述駐極體材料經(jīng)過極化或者摩擦處理，使之帶上電荷；

(c)第三組件的制備步驟：

將選自于紙基材質(zhì)、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、乙烯四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯三氟乙烯共聚物、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯，聚二甲基硅氧烷這些材料中的一種或其組合的片狀材料切割成所需尺寸，并對其加工形成形狀與大小與所述第一、第二組件的像素單元相匹配的多個孔洞；

(d)封裝步驟：

將所述第一、第二組件通過封裝工藝與第三組件進行聯(lián)接，并使得第一組件和第二組件的像素單元相互對置，第三組件的孔洞結(jié)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置在兩者之間。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟(b)中，所述駐極體材料層的材質(zhì)選自于聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、乙烯四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯三氟乙烯共聚物、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯，聚二甲基硅氧烷，聚二甲基硅氧烷這些材料中的一種或其組合。