[發明專利]一種彎曲傳感器

在審

• 申請號: 201710018366.5
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106595469A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 高松;李夢真
• 申請（專利權）人: 昆山工研院新型平板顯示技術中心有限公司;昆山國顯光電有限公司
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16
• 代理公司: 北京布瑞知識產權代理有限公司11505
• 代理人: 孟潭

技術領域

本發明涉及傳感器技術領域，具體涉及一種彎曲傳感器。

背景技術

隨著柔性屏幕、柔性電池等逐漸由中試向量產推進，柔性電子因其具有更高的自由度、可彎折等特點而成為未來電子產品的趨勢之一。為確定柔性電子產品的彎曲形變狀態，提出了彎曲傳感器來對其彎曲形變進行檢測。

通常，彎曲傳感器是在一層襯底上制備一層特殊的形變電阻材料而成的，其電阻材料的構成一般分為兩種：一種為導電油墨或者其他金屬/半導體粒子混合到一種彈性體或樹脂中，另外一種為離子液體注入密封的微通道中。當彎曲傳感器受到應力發生彎曲形變時，其表面電阻值即發生變化。彎曲程度越大，彎曲傳感器的電阻值變化越大，則通過測量彎曲形變時其表面電阻值的變化即可計算出彎曲形變，其測量精度和靈敏度受彎曲時形變量的大小以及電阻材料本身性質的影響。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種彎曲傳感器，通過在具有不同彈性模量的疊層柔性襯底上制備電阻層，增加了彎曲時電阻層的形變量，解決了彎曲傳感器因形變量小而導致的其測量精度低或靈敏度低的技術問題。

本發明一實施例提供的一種彎曲傳感器，包括柔性襯底和電阻層，所述電阻層設置于所述柔性襯底上，所述柔性襯底由多個不同彈性模量材料的子襯底疊層而成，其中，各子襯底的彈性模量由底層至上層依次減小；

其中，所述柔性襯底和所述電阻層之間夾設有多個電極，所述多個電極中每個電極分別連接有電極引線；

其中，所述多個電極為沿電阻層延伸方向等距離排列的電極陣列；

其中，所述柔性襯底包括陣列區和引線區，所述電極陣列設置于所述陣列區，所述電極引線設置于所述引線區；

其中，所述電阻層上設置有覆蓋層，所述覆蓋層覆蓋所述電阻層、多個電極以及電極引線；

其中，所述覆蓋層由具有生物相容性的柔性高分子材料構成；

其中，所述電阻層為石墨烯薄膜層；

其中，所述電阻層由導電性材料與基質樹脂/彈性體混合形成；

其中，所述子襯底的材料為聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚對苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷或聚乙烯的一種或多種；

其中，所述電極采用金屬材料、合金材料或高分子材料，通過絲網印刷、噴墨印刷、凹版印刷、柔性印刷或移印中的一種方法制成；所述電極引線通過刻蝕工藝形成。

本發明實施例提供的彎曲傳感器，將電阻層設置于由具有不同彈性模量、且彈性模量由底層至上層依次減小的多層子襯底疊層而成的柔性襯底上，增加了彎曲時電阻層的形變量，從而增大了電阻層的阻值變化量，提高了彎曲傳感器的測量靈敏度及測量精度。

附圖說明

圖1所示為本發明一實施例提供的一種彎曲傳感器的結構示意圖。

圖2所示為本發明一實施例提供的一種彎曲傳感器的主視剖面圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

圖1所示為本發明一實施例提供的一種彎曲傳感器的結構示意圖。如圖1所示，該彎曲傳感器包括柔性襯底1和電阻層2，電阻層2設置于柔性襯底1上，該柔性襯底1由多個不同彈性模量材料的子襯底疊層而成，各子襯底的彈性模量由底層至上層依次減小。在圖1所示的實施例中，該柔性襯底1僅包括第一子襯底11和第二子襯底12兩個子襯底，且處于底層的第一子襯底11的彈性模量大于上層的第二子襯底12的彈性模量，電阻層2附于第二子襯底12上。本領域的技術人員可以理解，由于上下兩層子襯底的彈性模量不同且下層材料的彈性模量大于上層材料的彈性模量，則傳感器的中性層靠近襯底底層位置。這樣，整個彎曲傳感器在彎曲形變時，根據如下應變公式:ε＝y/ρ(其中，ρ為中性層的曲率半徑，y為待測物體與中性層間的距離)，處于柔性襯底1上的電阻層2的形變大于柔性襯底1的形變，從而增加了電阻層2的形變量，其電阻阻值變化也會隨之增大，最終提高了彎曲傳感器的測量靈敏度和測量精度。