[發(fā)明專利]一種柔性壓電裝置、柔性壓電式輸入設(shè)備及其輸入方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210850048.6
• 申請日: 2022-07-20
• 公開（公告）號: CN115172582A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫磊;李涵博;趙彥保;王治華;鄒雪艷
• 申請（專利權(quán)）人: 河南大學
• 主分類號: H01L41/047
• 分類號: H01L41/047;G06F3/041;H01L41/18;H01L41/31
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

本發(fā)明公開了一種柔性壓電裝置和一種柔性壓電式輸入設(shè)備，柔性壓電式輸入設(shè)備包括柔性壓電式輸入單元，柔性壓電式輸入單元包括柔性壓電裝置、用于將柔性壓電裝置在引流點產(chǎn)生的電流放大的信號放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、用于根據(jù)柔性壓電裝置上不同引流點產(chǎn)生的電流大小的比值輸出設(shè)定數(shù)據(jù)或命令的信號處理模塊以及通訊模塊；柔性壓電裝置的每個引流點分別連接信號放大電路的輸入端，信號放大電路的輸出端連接AD轉(zhuǎn)換電路的輸入端，AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接號處理模塊的輸入端，信號處理模塊的輸出端連接至通訊模塊的輸入端。使用本發(fā)明公開的柔性壓電式輸入設(shè)備解決了輸入設(shè)備不易攜帶，能耗較高以及遇水易失靈的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輸入設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性壓電裝置、柔性壓電式輸入設(shè)備及其輸入方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中的輸入設(shè)備普遍存在能耗高、防水性差、便攜性差的問題。例如：與鍵盤類似的輸入設(shè)備，有一定的形狀、硬度，體積較大，需占用一定的空間；每個按鍵相當于一個開關(guān)，按鈕識別方法是判斷開關(guān)是否導(dǎo)通，大多數(shù)鍵盤式輸入設(shè)備采用行、列掃描的方式進行按鍵檢測，能耗較高；此外這類輸入設(shè)備遇水會短路，便攜性差。與觸摸板類似的電容屏，例如透射電容式觸摸屏，常用于手機顯示屏，由兩層導(dǎo)電層和一層絕緣層構(gòu)成，當手指接觸屏幕時，會破壞兩個導(dǎo)電層之間的電場，隨之產(chǎn)生微弱電流，通過檢測電流來確定觸點位置；其次電容屏遇水失靈的可能性更高，且柔性也不好。電阻屏：需要在某一電壓值持續(xù)供電，增加能耗，電阻屏理論上可以制成具有一定柔性的設(shè)備，但會增加制造成本且影響精度。現(xiàn)有技術(shù)中存在可以在水環(huán)境中工作的壓電式觸摸屏，但是壓電式觸摸屏沒有柔性，便攜性差。例如公開號為CN208255862U的中國實用新型專利說明書中公開了一種壓電觸摸屏，按壓屏幕時，根據(jù)第一電極中兩個電極之間的電壓以及第二電極中兩個電極之間的電壓計算觸摸位置坐標，無需考慮電介質(zhì)或水壓的影響，使得該種屏幕遇水不會失靈，但是該種觸摸屏柔性差，不易攜帶；此外這種壓電觸摸屏包括基板、壓電薄膜、導(dǎo)電膜層、第一電極、第二電極等，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。因此需要設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單，便于攜帶， 防水性強且能耗低的輸入設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是，提供一種柔性壓電裝置、柔性壓電式輸入設(shè)備及其輸入方法，從而避免輸入設(shè)備不易攜帶，遇水易失靈的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明公開了一種柔性壓電裝置，包括柔性壓電薄膜層、導(dǎo)電材料層、第一絕緣層以及第二絕緣層，其中柔性壓電薄膜層的上表面與第一絕緣層下表面貼合，柔性壓電薄膜層的下表面與導(dǎo)電材料層上表面貼合，導(dǎo)電材料層下表面與第二絕緣層上表面貼合；在導(dǎo)電材料層設(shè)置有多個引流點。

進一步地，柔性壓電薄膜層、所述導(dǎo)電材料層、所述第一絕緣層以及所述第二絕緣層均為矩形，在導(dǎo)電材料層4個角的位置各設(shè)置一個引流點。

進一步地，柔性壓電薄膜是在PVDF粉末中加入納米碳粉和納米ZnO采用靜電紡絲方法制備而成。

進一步地，柔性壓電薄膜的制備方法具體包括以下步驟：

（1）將納米碳粉、納米ZnO和PVDF粉末按照質(zhì)量比為1：15：100的比例準備，將DMF和丙酮按照體積比為3：2的比例配置；

（2）按照濃度11.6g/mL為標準，取一定質(zhì)量的溶質(zhì)和一定體積的溶劑放置在密封的瓶中，在溫度30℃下攪拌3-5小時；

（3）上述溶液超聲30分鐘，然后將溶液轉(zhuǎn)移至注射器中開始靜電紡絲過程，該過程中控制溶液的進料速度為1.5 mL/h，室溫控制在40℃以下，濕度在60%以下，金屬電極尖端距離接地鋁箔板15cm，外加電場電壓15Kv;

（4）將收集到的納米纖維連帶鋁箔板放入烘箱中烘干，最后冷卻至室溫。