[發明專利]一種柔性傳感器件及其制造方法以及監測裝置

在審

• 申請號: 202011428861.1
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112461409A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 李穎;李璐;閆興武;程江;胡榮;唐華
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院
• 主分類號: G01L1/00
• 分類號: G01L1/00;G01B7/16
• 代理公司: 安徽濰達知識產權代理事務所(普通合伙) 34166
• 代理人: 張蘭

本發明公開涉及一種柔性傳感器件及其制造方法以及監測裝置，所述柔性傳感器件包括第一薄膜層、第一金屬層、導電聚合物層、第二金屬層以及第二薄膜層，所述第一薄膜層、所述導電聚合物層及所述第二薄膜層由柔性材料制成，其中，所述柔性傳感器件在受到持續的外力作用時，持續輸出直流電壓信號。本發明公開實施例的柔性傳感器件可用于監測動作的持續時間。

技術領域

本發明公開涉及電子器件技術領域，尤其涉及一種柔性傳感器件及其制造方法以及柔性監測裝置。

背景技術

電子皮膚作為一種模擬人體皮膚保護、感知、應激、調節功能的柔性電子器件或系統，在人機交互、醫療等領域具有廣泛的應用前景和實用價值。目前，電子皮膚向著高度集成、可視化、可植入、高度拉伸、非常規參數監測、低能耗等方向發展。

為滿足用戶對電子皮膚性能和功能的需求，同時具備上述多個優點的電子器件也成為亟需。例如，同時具備高度拉伸(電子皮膚適應肢體活動的要求)、非常規參數監測(除傳統的壓力、溫度其他參數的監測)、低能耗(不像傳統的電子器件需要大量的能源供應)的電子器件，使得實現更廣泛的適用性、更強大的功能、更高的滿意度成為可能。再例如，監測力的作用時間是一般傳感器很少涉及的非常規參數監測，而傳統的壓阻式傳感器與電容式傳感器雖然在施加力的時候可以保持輸出一定的時間范圍，但需要外電源供給，不滿足電子皮膚低功耗的發展要求。壓電或摩擦發電機傳感器雖然可以自驅動，但脈沖型輸出，只能反映動作的間隔時間，不能精確地反映力的作用時間。

發明內容

有鑒于此，本發明公開提出了一種柔性傳感器件及其制造方法以及柔性監測裝置。

根據本發明公開的一方面，提供了一種柔性傳感器件，所述柔性傳感器件包括第一薄膜層、第一金屬層、導電聚合物層、第二金屬層以及第二薄膜層，所述第一薄膜層、所述導電聚合物層及所述第二薄膜層由柔性材料制成，

其中，所述柔性傳感器件在受到持續的外力作用時，持續輸出直流電壓信號。

在一種可能的實現方式中，所述第一金屬層包括金層，所述第二金屬層包括鋁層；所述導電聚合物層的柔性材料為聚吡咯。

在一種可能的實現方式中，所述第一金屬層包括鉻層及金層，所述第二金屬層包括鋁層。

根據本發明公開的另一方面，提供了一種柔性監測裝置，所述裝置包括：

如上所述的柔性傳感器件；

處理部件，與所述柔性傳感器件連接，用于接收所述柔性傳感器件的直流電壓信號，并根據所述直流電壓信號確定壓力監測信息。

根據本發明公開的另一方面，提供了一種可穿戴設備，所述設備包括如上所述的柔性監測裝置，所述設備可穿戴于被監測對象的監測位置。

根據本發明公開的另一方面，提供了一種柔性傳感器件的制造方法，所述方法包括：將第一薄膜層以預設比例拉伸，以使所述第一薄膜層處于拉伸狀態；在所述第一薄膜層上依次生成第一金屬層及導電聚合物層；將第二薄膜層以所述預設比例拉伸，以使所述第二薄膜層處于拉伸狀態；在所述第二薄膜層上生成第二金屬層；將所述第二金屬層與所述導電聚合物層貼合；釋放對所述第一薄膜層、所述第二薄膜層的拉伸，得到所述柔性傳感器件，所述第一薄膜層、所述導電聚合物層及所述第二薄膜層由柔性材料制成，

其中，所述柔性傳感器件在受到持續的外力作用時，持續輸出直流電壓信號。

在一種可能的實現方式中，所述第一金屬層包括金層，所述第二金屬層包括鋁層；所述導電聚合物層的柔性材料為聚吡咯。

在一種可能的實現方式中，所述第一金屬層包括鉻層及金層，所述第二金屬層包括鋁層。

在一種可能的實現方式中，所述鉻層的厚度為5nm～10nm，所述金層的厚度為50nm～300nm，所述鋁層的厚度為50nm～300nm。