为了提供柔韧性高、更高灵敏度的极薄的压力传感器用片、压力传感器以及压力传感器用片的制造方法，本发明专利技术的压力传感器用片(10)的特征在于，其具备：第一电极片(1a)、第二电极片(1b)和棉状的压敏导电层(3)，该压敏导电层(3)配置于上述第一电极片(1a)与上述第二电极片(1b)之间且是因被挤压而电阻值发生变化的导电性纤维(2)缠绕而成的，上述导电性纤维(2)在与两个电极片平行的方向取向并延伸，且在垂直的方向上层叠而被配置，在构成上述压敏导电层的上述导电性纤维彼此间还具有空隙部。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力传感器用片、压力传感器及压力传感器用片的制造方法
本专利技术涉及压力传感器用片、压力传感器及压力传感器用片的制造方法。本申请要求基于2014年2月6日在日本申请的日本特愿2014-021488号的优先权，并将其内容援引于此。
技术介绍
用有机半导体制作的柔性电子设备因其原材的柔软性而适用于人体的表面或体内。因此，近年来，利用柔性电子设备作为从细胞或组织直接获得生物体信息的手段受到了注目。压力传感器作为其应用之一而受到注目。压力传感器是将被施加的压力以电信号的形式输出的元件。压力传感器被广泛利用在例如人工皮肤、机器人的操作等中(专利文献I)。这些技术不断地取得进步，并且要求获得更精密的数据。为了得到更精密的数据，需要使压力传感器更适合于被测定物的形状、或者还需追随屈伸等动作。因此，要求更柔韧且薄的压力传感器。为了实现此种压力传感器，进行了以下所示的研究。在专利文献2中，作为单纯矩阵驱动的压敏传感器，公开一种将包含圆筒状弹性体、以层状形成于该圆筒状弹性体的外周面的导电体层和形成在该导电体层上的电介质层的压敏用线材纵横编织而成的压敏片。在专利文献3中公开了利用电极、压敏导电片和晶体管的有源矩阵驱动的压敏传感器，并且公开了在硅橡胶中添加石墨而成的压敏导电片。在专利文献4中，作为压敏导电片，而公开了在橡胶基材的表面形成含有导电材料的树脂涂膜而形成两层以上的构成的柔韧的压敏传感器。通过形成两层以上的构成，从而可以改善压力一电阻变化的磁滞。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2013 —136141号公报专利文献2:日本特开2008 —170425号公报专利文献3:日本特开2013 — 068562号公报专利文献4:日本特开2012 —145447号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，专利文献I?4中公开的压力传感器用片具有数百μπι?数_的厚度。因此，就这些压力传感器用片而言，对于具有复杂形状的物体或活动物体而无法得到的充分的追随性，进而无法得到精密的数据。例如，在专利文献2记载的压力传感器用片的压敏用线材的基材即圆筒状弹性体的外径为250μπιΦ。为了作为压力传感器用片发挥作用，记载了压力传感器整体的厚度需要具有其外径以上的厚度。另外，在专利文献3中记载了仅作为压力传感器用片的一部分的橡胶基材的厚度需要为_数量级的厚度。另外，就这些压力传感器用片而言，由于相对于施加压力的电阻值的变化并不充分，因此无法将微小的压力变化以输出信号的方式充分地反映。即，这些压力传感器用片无法得到高灵敏度的数据。例如，在专利文献2的图3中记载了相对于施加压力的电阻值的变化不超过数百kQ。若使用使橡胶基材、树脂涂膜含有导电性的材料的压力传感器用片，则除了由压力传感器用片的垂直方向的压力变化所致的电阻值的变化以外，在压力传感器用片沿着平行方向伸长的情况下，也会导致电阻值发生变化。原本想要测定的电阻值变化为伴随压力传感器用片的垂直方向的压力变化的电阻值变化。对此，与在平行方向延伸相伴的电阻值变化为噪音。因此，若使用以往的压力传感器用片，则压力传感器用片在弯曲的状态和伸展的状态下测定的结果产生差异。即，这些压力传感器用片无法高灵敏度地测定对具有复杂形状的物体或活动物体施加的压力。此外，有源矩阵驱动的压力传感器需要在晶体管上分别配置压敏导电层和电极片。但是，由于压敏导电层包含黑色的橡胶，因此无法在安装后目视贴附表面。另外，在将此种压力传感器用片安装于生物体的情况(例如安装在皮肤表面的情况)下，包含无通气性的橡胶的压敏导电层无法透过水分和空气，并且无法进行基于空气的移流的散热。因此，有时因安装部位闷热而出现不适感、皮肤等的炎症。本专利技术鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供柔韧性高、更高灵敏度的极薄的压力传感器用片、压力传感器以及压力传感器用片的制造方法。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术采用了以下的手段。(I) 一种压力传感器用片，其特征在于，具备:第一电极片、第二电极片和棉状的压敏导电层，该压敏导电层配置在上述第一电极片与上述第二电极片之间且是因被挤压而电阻值发生变化的导电性纤维缠绕而成的，上述导电性纤维在与两个电极片平行的方向上取向并延伸，且在垂直的方向上层叠而被配置，在构成上述压敏导电层的上述导电性纤维彼此间还具有空隙部。(2)根据(I)所述的压力传感器用片，其特征在于，上述导电性纤维是在高分子材料中分散了导电性材料的导电性纤维。(3)根据(2)所述的压力传感器用片，其特征在于，上述导电性材料包含第一导电性材料及第二导电性材料，上述第一导电性材料为线状的导电性材料，上述第二导电性材料为粒子状(包括鳞片状)的导电性材料。(4)根据(3)所述的压力传感器用片，其特征在于，上述第一导电性材料为碳纳米管或碳纳米角，上述第二导电性材料为石墨烯或炭黑。(5)根据(3)或(4)中任一项所述的压力传感器用片，其特征在于，上述导电性纤维中，上述第一导电性材料的质量比小于上述第二导电性材料的质量比。(6)根据(I)?(5)中任一项所述的压力传感器用片，其特征在于，在构成上述压敏导电层的上述导电性纤维中，与上述第一电极片或上述第二电极片接触的部分的至少一部分粘结于上述第一电极片或上述第二电极片。(7)根据(I)?(6)中任一项所述的压力传感器用片，其特征在于，在上述压敏导电层与上述第二电极之间还具有第二导电性纤维缠绕而成的第二压敏导电层，上述导电性纤维的与上述第一电极片接触的部分的至少一部分粘结于上述第一电极片，上述第二导电性纤维的与上述第二电极片接触的部分的至少一部分粘结于上述第二电极片。(8)根据(7)所述的压力传感器用片，其特征在于，上述压敏导电层与上述第二压敏导电层相粘接。(9)根据(2)?(7)中任一项所述的压力传感器用片，其特征在于，上述高分子材料为弹性体。(10)根据(I)?(9)中任一项所述的压力传感器用片，其特征在于，上述第一电极片和上述第二电极片为透明电极。(11)根据(I)?(10)中任一项所述的压力传感器用片，其特征在于，从与上述电极片垂直的方向来看，上述压敏导电层具有无上述导电性纤维的空隙部。(12)根据(I)?(11)中任一项所述的压力传感器用片，其特征在于，上述导电性纤维的直径小于上述第一电极片及上述第二电极片的厚度。(13)根据(I)?(12)中任一项所述的压力传感器用片，其特征在于，上述导电性纤维的直径为I OOnm?I Oym。(14)根据(I)?(13)中任一项所述的压力传感器用片，其特征在于，上述压敏导电层的厚度小于上述第一电极片与上述第二电极片的厚度的合计。(15)根据(I)?(14)中任一项所述的压力传感器用片，其特征在于，上述第一电极片及上述第二电极片的厚度大致相同。(16)根据(I)?(15)中任一项所述的压力传感器用片，其特征在于，上述第一电极片或上述第二电极片具有通气性。(17)根据(I)?(16)中任一项所述的压力传感器用片，其特征在于，上述压敏导电层的厚度为上述导电性纤维的直径的2倍以上且100倍以下。(18)根据(I)?(17)中任一项所述的压力传感器用片，其特征在于，上述压敏导电层的厚度为0.5μηι?ΙΟΟμπι以下。(19)根据(I)?(18)中任一项所述的压力传感本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压力传感器用片，其特征在于，具备第一电极片、第二电极片和棉状的压敏导电层，该压敏导电层配置在所述第一电极片与所述第二电极片之间且是因被挤压而电阻值发生变化的导电性纤维缠绕而成的， 所述导电性纤维在与两个电极片平行的方向上取向并延伸，且在垂直的方向上层叠而被配置， 在构成所述压敏导电层的所述导电性纤维彼此间还具有空隙部。2.根据权利要求1所述的压力传感器用片，其特征在于，所述导电性纤维是在高分子材料中分散了导电性材料的导电性纤维。3.根据权利要求2所述的压力传感器用片，其特征在于，所述导电性材料包含第一导电性材料及第二导电性材料， 所述第一导电性材料为线状的导电性材料， 所述第二导电性材料为粒子状(包括鳞片状)的导电性材料。4.根据权利要求3所述的压力传感器用片，其特征在于，所述第一导电性材料为碳纳米管或碳纳米角， 所述第二导电性材料为石墨烯或炭黑。5.根据权利要求3所述的压力传感器用片，其特征在于，所述导电性纤维中，所述第一导电性材料的质量比小于所述第二导电性材料的质量比。6.根据权利要求1所述的压力传感器用片，其特征在于，在构成所述压敏导电层的所述导电性纤维中，与所述第一电极片或所述第二电极片接触的部分的至少一部分粘结于所述第一电极片或所述第二电极片。7.根据权利要求1所述的压力传感器用片，其特征在于，在所述压敏导电层与所述第二电极之间还具有第二导电性纤维缠绕而成的第二压敏导电层， 所述导电性纤维的与所述第一电极片接触的部分的至少一部分粘结于所述第一电极片， 所述第二导电性纤维的与所述第二电极片接触的部分的至少一部分粘结于所述第二电极片。8.根据权利要求7所述的压力传感器用片，其特征在于，所述压敏导电层与所述第二压敏导电层相粘接。9.根据权利要求2所述的压力传感器用片，其特征在于，所述高分子材料为弹性体。10.根据权利要求1所述的压力传感器用片，其特征在于，所述第一电极片及所述第二电极片为透明电极。11.根据权利要求1所述的压力传感器用片，其特征在于，从与所述电极片垂直的方向来看，所述压敏导电层具有无所述导电性纤维的空隙部。12.根据权利要求1所述的压力传感器用片，其特征在于，所述导电性纤维的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李诚远，染谷隆夫，关谷毅，
申请(专利权)人：国立研究开发法人科学技术振兴机构，
类型：发明
国别省市：
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