本发明专利技术提供一种柔性结构单元、柔性压力开关与柔性压力传感器。柔性结构单元包括第一柔性层、隔离层与第二柔性层；第一柔性层与隔离层之间，或者/和第二柔性层与隔离层之间设置呈环状结构的支撑层；隔离层设置若干条厚度方向的切缝。本发明专利技术增加了第一柔性层与第二柔性层相接触的难度，可防止轻微压力即可实现电路闭合导通的问题，提高了安全性，可应用于柔性压力开关与柔性压力传感器等柔性电子设备中。压力开关与柔性压力传感器等柔性电子设备中。压力开关与柔性压力传感器等柔性电子设备中。
【技术实现步骤摘要】
一种柔性结构单元、柔性压力开关与柔性压力传感器
[0001]本专利技术属于柔性电子
，尤其涉及一种柔性结构单元、柔性压力开关与柔性压力传感器。
技术介绍
[0002]近年来柔性电子技术发展迅速，尤其是随着物联网与可穿戴技术的发展，柔性电子器件成为未来电子器件发展的主流趋势。
[0003]在电子电路中，通常使用开关控制电子电路导通与否，被广泛用于电子电路以及传感技术中。现有的刚性压力开关体积较大，自身杨氏模量较高，形变小，无法满足柔性智能化的需求。目前，柔性压力开关受到人们的广泛关注。
[0004]专利文献CN105931909A公开了一种柔性织物开关，为层状结构，包括上导电层和下导电层，以及设置在上导电层和下导电之间的弹性隔离层，弹性隔离层上设有通孔，上导电层和下导电层上分别连接导电线，在施压情况下上导电层和下导电层透过弹性隔离层的通孔进行面与面的接触，上下电极导通，从而使电子电路导通，实现一定功能；施压解除，上导电层和下导电层由于弹性隔离层的存在而相互分离，上下电极断开，从而使电子电路断开。与刚性开关相比，该柔性织物开关由于弹性隔离层的存在提高了抗弯折能力和抗剪切能力，能够嵌入到纺织服装用品中，但是存在如下问题：
[0005](1)这种结构的开关实现导通的压力较小，尤其是当弹性隔离层、上导电层和下导电层中的一种或者几种的厚度较小或者/和弹性模量较小时在轻微压力下即可实现导通，甚至不经意间的触碰就可实现导通，因此安全性较低。
[0006](2)由于上导电层和下导电层分别连接导电线，因此该柔性织物开关属于上下电极结构，即，与上导电层和下导电层连接的导电线分别构成上下电极引线，具有一定功能的电子电路位于上下电极之间，因此上下电极引线不在同一层面，导致在实际制备中接线、布线等工艺复杂，操作难度大；而且，当上下电极引线所在的层之间存在应变时，上下电极引线受到拉扯等形变，开关的可靠性与性能稳定性受到很大影响。
技术实现思路
[0007]针对上述技术现状，本专利技术提供一种柔性结构单元，可实现电子开关功能，并且具有较高安全性。
[0008]本专利技术提供的技术方案为：一种柔性结构单元，包括第一柔性层和第二柔性层，以及设置在第一柔性层和第二柔性层之间的隔离层；
[0009]其特征是：其结构是如下结构A、B、C、D中的一种；
[0010]结构A：第一柔性层为导电层，并且第二柔性层为导电层；正极引线连接第一柔性层，负极引线连接第二柔性层；所述正极引线与负极引线之间为电子元件，当第一柔性层与第二柔性层相接触，正极引线、负极引线以及电子元件可形成闭合的导电回路；
[0011]结构B：第一柔性层为导电层，并且第二柔性层为导电层；正极引线连接第二柔性
层，负极引线连接第一柔性层；所述正极引线与负极引线之间为电子元件，当第一柔性层与第二柔性层相接触，正极引线、负极引线以及电子元件可形成闭合的导电回路；
[0012]结构C：第二柔性层为导电层，并且第一柔性层设置第一导电区域、第二导电区域，以及设置在第一导电区域与第二导电区域之间的电绝缘区域；第一导电区域连接正极引线，第二导电区域连接负极引线；所述正极引线与负极引线之间为电子元件，当第二柔性层与所述电绝缘区域相接触而连通正极引线与负极引线时，正极引线、负极引线以及电子元件可形成闭合的导电回路；
[0013]结构D：第一柔性层为导电层，并且第二柔性层设置第一导电区域、第二导电区域，以及设置在第一导电区域与第二导电区域之间的电绝缘区域；第一导电区域连接正极引线，第二导电区域连接负极引线；所述正极引线与负极引线之间为电子元件，当第一柔性层与所述电绝缘区域相接触而连通正极引线与负极引线时，正极引线、负极引线以及电子元件可形成闭合的导电回路；
[0014]并且，其结构中第一柔性层与隔离层之间，或者/和第二柔性层与隔离层之间设置支撑层；所述支撑层呈环状结构；
[0015]所述隔离层设置若干条厚度方向的切缝，每条切缝与隔离层的边缘无交点，并且每条切缝的一端相交于隔离层上的一点，记作A点，在压力作用下隔离层能够在A点裂开，形成开口；
[0016]或者，所述隔离层设置通孔，并且所述隔离层设置若干条厚度方向的切缝，每条切缝的一端位于隔离层上，另一端与通孔边缘相交，在压力作用下通孔边缘裂开，通孔直径变大。
[0017]作为优选，所述A点为隔离层的几何中心点。
[0018]作为优选，所述环状结构的内直径大于所述通孔的直径。
[0019]作为优选，相邻的两条切缝间的夹角相同。
[0020]考虑到上下电极结构中电极引线位于不同层面而导致接线、布线等工艺复杂，操作难度大，优选具有结构B或者结构C，使正极引线与负极引线位于同一层面，从而避免了因上下电极引线层面之间存在应变而引起的开关可靠性与性能稳定性受到影响的问题。
[0021]当所述第一柔性层为导电层时，其材料不限，包括导电织物，以及将呈液态、浆料状、凝胶状、固体颗粒状的导电材料中的一种或者几种与流动状的弹性体混合，然后弹性体固化而得到的柔性导电材料。
[0022]当所述第二柔性层为导电层时，其材料不限，包括导电织物，以及将呈液态、浆料状、凝胶状、固体颗粒状的导电材料中的一种或者几种与流动状的弹性体混合，然后弹性体固化而得到的柔性导电材料。
[0023]作为优选，所述的导电织物是具有导电功能的纤维或纱线交织而成的。
[0024]呈液态的导电材料包括但不限于液态金属、导电墨水等；呈浆料状的导电材料包括但不限于石墨烯浆料，导电材料与弹性体的混合浆料；呈凝胶状的导电材料包括但不限于石墨导电胶、银胶等；呈固体颗粒状的导电材料包括但不限于银粉、镍粉、铜粉、铁粉等金属粉体。
[0025]所述的液态金属材料是在室温下为液态的金属导电材料，包括但不限于汞、镓铟合金、镓铟锡合金，以及过渡族金属、固态非金属元素的一种或几种掺杂的镓铟合金、镓铟
锡合金等。
[0026]所述结构C中，第一柔性层的制备方法不限。作为一种实现方式，通过在绝缘基底上形成彼此分离的第一导电区域与第二导电区域而得到。形成方法不限，包括涂敷、沉积、粘结、打印等方法。绝缘基底为柔性材料。
[0027]所述结构D中，第二柔性层的制备方法不限。作为一种实现方式，通过在绝缘基底上形成彼此分离的第一导电区域与第二导电区域而得到。形成方法不限，包括涂敷、沉积、粘结、打印等方法。绝缘基底为柔性材料。
[0028]第一导电区域形状不限，可以是圆形、正方形、矩形、三角形等规则的几何形状，也可以是不规则的几何形状。
[0029]第二导电区域形状不限，可以是圆形、正方形、矩形、三角形等规则的几何形状，也可以是不规则的几何形状。
[0030]所述支撑层材料不限，可以是刚性绝缘材料，也可是弹性绝缘材料。作为优选，所述支撑层是弹性材料，包括但不限于弹性高分子材料和弹性织物材料，例如热塑性弹性体(TPE)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、聚二甲基硅氧烷本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种柔性结构单元，包括第一柔性层和第二柔性层，以及设置在第一柔性层和第二柔性层之间的隔离层；其特征是：所述柔性结构单元的结构是如下结构A、B、C、D中的一种；结构A：第一柔性层为导电层，并且第二柔性层为导电层；正极引线连接第一柔性层，负极引线连接第二柔性层；所述正极引线与负极引线之间为电子元件，当第一柔性层与第二柔性层相接触，正极引线、负极引线以及电子元件可形成闭合的导电回路；结构B：第一柔性层为导电层，并且第二柔性层为导电层；正极引线连接第二柔性层，负极引线连接第一柔性层；所述正极引线与负极引线之间为电子元件，当第一柔性层与第二柔性层相接触，正极引线、负极引线以及电子元件可形成闭合的导电回路；结构C：第二柔性层为导电层，并且第一柔性层设置第一导电区域、第二导电区域，以及设置在第一导电区域与第二导电区域之间的电绝缘区域；第一导电区域连接正极引线，第二导电区域连接负极引线；所述正极引线与负极引线之间为电子元件，当第二柔性层与所述电绝缘区域相接触而连通正极引线与负极引线时，正极引线、负极引线以及电子元件可形成闭合的导电回路；结构D：第一柔性层为导电层，并且第二柔性层设置第一导电区域、第二导电区域，以及设置在第一导电区域与第二导电区域之间的电绝缘区域；第一导电区域连接正极引线，第二导电区域连接负极引线；所述正极引线与负极引线之间为电子元件，当第一柔性层与所述电绝缘区域相接触而连通正极引线与负极引线时，正极引线、负极引线以及电子元件可形成闭合的导电回路；并且，其结构中第一柔性层与隔离层之间，或者/和第二柔性层与隔离层之间设置支撑层；所述支撑层呈环状结构；所述隔离层设置若干条厚度方向的切缝，每条切缝与隔离层的边缘无交点，并且每条切缝的一端相交于隔离层上的一点，记作A点，在压力作用下隔离层能够在A点裂开，形成开口；或者，所述隔离层设置通孔，并且所述隔离层设置若干条厚度方向的切缝，每条切缝的一端位于隔离层上，另一端与通孔边缘相交，在压力作用下通孔边缘裂开，通孔直径变大。2.如权利要求1所述的柔性结构单元，其特征是：所述A点为隔离层的几何中心点。3.如权利要求1所述的柔性结构单元，其特征是：所述环状结构的内直径大于所述通孔的直径。4.如权利要求1所述的柔性结构单元，其特征是：相邻的两条切缝间的夹角相同。5.如权利要求1所述的柔性结构单元，其特征是：具有结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：李金财，吴科鹏，刘宜伟，
申请(专利权)人：宁波韧和科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。