[發明專利]柔性壓力傳感及其制備方法

有效

• 申請號: 201911348848.2
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111044183B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 馮雪;王志建;劉蘭蘭;陳穎
• 申請（專利權）人: 浙江清華柔性電子技術研究院;清華大學
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16;G01L9/08
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 李萌

1.一種柔性壓力傳感器，其特征在于：包括介電層、第一電極層、第二電極層、第一過渡層及第二過渡層，從所述柔性壓力傳感器的一側至另一側，所述第一電極層、所述第一過渡層、所述介電層、所述第二過渡層及所述第二電極層依次層疊設置，所述第一過渡層由所述第一電極層的材料及所述介電層的材料混合制成，所述第一過渡層內含有第一電極層材質的納米金屬顆粒，所述第二過渡層由所述第二電極層的材料及所述介電層的材料混合制成，所述第二過渡層內含有第二電極層材質的納米金屬顆粒。

2.根據權利要求1所述的柔性壓力傳感器，其特征在于：所述第一過渡層及所述第二過渡層的厚度為20-100nm，所述第一電極層及所述第二電極層的厚度為20-100nm。

3.根據權利要求1所述的柔性壓力傳感器，其特征在于：所述第一過渡層及所述第二過渡層內還混合有多巴胺或硅烷偶聯劑。

4.根據權利要求1所述的柔性壓力傳感器，其特征在于：所述介電層包括模量及彈性不同的第一介電層及第二介電層，以及設置于所述第一介電層與所述第二介電層之間的介電過渡層，所述介電過渡層由第一介電層的材料及所述第二介電層的材料混合而成，所述第一過渡層設置于所述第一介電層與所述第一電極層之間，所述第一過渡層由所述第一介電層的材料及所述第一電極層的材料混合而成，所述第二過渡層設置于所述第二介電層與所述第二電極層之間，所述第二過渡層由所述第二介電層的材料及所述第二電極層的材料混合而成。

5.根據權利要求4所述的柔性壓力傳感器，其特征在于：所述第一介電層為彈性形變高于100％、彈性模量低于2MPa的高彈性形變、低彈性模量材料，所述第二介電層為彈性形變低于100％、彈性模量高于2MPa的低彈性、高模量材料。

6.根據權利要求5所述的柔性壓力傳感器，其特征在于：所述第一介電層相比于所述第二介電層更靠近所述柔性壓力傳感器的受力面。

7.一種柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

提供介電層；

配置介電層材料的第一溶液，并在該第一溶液中加入第一電極層材料的納米金屬顆粒，以及配置介電層材料的第二溶液，并在該溶液中加入第二電極層材料的納米金屬顆粒；

將加入有納米金屬顆粒的所述第一溶液及所述第二溶液分別涂覆于所述介電層的兩側，并進行烘干，以形成第一過渡層及第二過渡層；

分別在所述第一過渡層及所述第二過渡層遠離所述介電層的一側上形成第一電極及第二電極。

8.根據權利要求7所述的柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于：在配置所述第一溶液及所述第二溶液時，按質量百分比計，所述介電層材料與溶劑分別按照5％～16％和95％～84％進行混合，所述第一電極層材料或所述第二電極層材料的納米金屬顆粒占加入所述納米金屬顆粒后溶液的質量百分比為1wt％～10wt％。

9.如權利要求7所述的柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于：所述第一溶液及所述第二溶液內還含有以濃度計1-5g/L的多巴胺或以質量計10～16％的硅烷偶聯劑。

10.如權利要求7所述的柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于：該方法還包括：

提供第一介電層及第二介電層；

配置含有所述第一介電層材料及所述第二介電層材料的第三溶液，并將該所述第三溶液涂覆于所述第一介電層及所述第二介電層上，以形成介電過渡層；

將所述第一介電層及所述第二介電層通過所述介電過渡層貼合于一體。

11.如權利要求10所述的柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于：以質量百分比計，所述第一介電層材料及所述第二介電層材料在所述第三溶液內的含量分別為5％-8％及5％-8％。