用于感測壓力的裝置和裝配該裝置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及用于感測壓力的裝置和裝配該裝置方法。特別地，它們涉及用于測量用戶的生理參數(shù)的用于感測壓力的裝置和裝配該裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]被穿戴在身體上以測量例如心率、皮膚電響應(yīng)、溫度、壓力和加速度的參數(shù)的傳感器是已知的。來自于這樣的傳感器的輸出然后被用來監(jiān)測例如在活動或運(yùn)動期間用戶的生理狀況或者為了健康目的評價用戶。
[0003]提供改進(jìn)的傳感器以使得它們更易于用戶使用是有利的，這可以提供更精確的數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本公開的各種但并非所有的實(shí)例，可以提供一種裝置，包括:被布置為形成平行板電容器的第一電極和第二電極；被提供在所述第一電極和所述第二電極之間的可壓縮的透明電介質(zhì)層，其中所述電介質(zhì)層具有納米結(jié)構(gòu)，以及所述納米結(jié)構(gòu)的尺寸使得所述電介質(zhì)層為光學(xué)透明的。
[0005]在一些實(shí)例中，所述電介質(zhì)層可以為多孔的。
[0006]在一些實(shí)例中，所述電介質(zhì)層由嵌段共聚物形成。
[0007]在一些實(shí)例中，所述電介質(zhì)層的所述納米結(jié)構(gòu)可以通過所述嵌段共聚物的自組裝形成。所述電介質(zhì)層的所述納米結(jié)構(gòu)可以通過所述嵌段共聚物的相分離形成。所述納米結(jié)構(gòu)的尺寸使得所述納米結(jié)構(gòu)不引起入射光的散射。
[0008]在一些實(shí)例中，所述納米結(jié)構(gòu)的尺寸小于lOOnm。
[0009]在一些實(shí)例中，所述第一電極可以被形成在彎曲表面上。在一些實(shí)例中，所述電極可以為透明的。在一些實(shí)例中，所述電極可以為撓性的。
[0010]在一些實(shí)例中，來自于所述電容器的信號可以被配置為被提供給測量裝置。
[0011 ] 在一些實(shí)例中，所述裝置被配置為被穿戴在用戶的身體上。
[0012]在一些實(shí)例中，提供一種包括前述任一項(xiàng)所述的多個裝置的陣列。
[0013]根據(jù)被公開的各種但并非所有的實(shí)例，提供一種方法，包括:形成第一電極；形成覆蓋所述第一電極的可壓縮的透明電介質(zhì)層，其中所述電介質(zhì)層具有納米結(jié)構(gòu)，以及所述納米結(jié)構(gòu)的尺寸使得所述電介質(zhì)層為光學(xué)透明的；形成覆蓋所述電介質(zhì)層以提供平行板電容器的第二電極。
[0014]在一些實(shí)例中，所述第一電極可以通過將導(dǎo)電材料蒸發(fā)到基底上形成。在一些實(shí)例中，所述基底可以為撓性的。
[0015]在一些實(shí)例中，所述電介質(zhì)層可以為多孔的。
[0016]在一些實(shí)例中，所述電介質(zhì)層由嵌段共聚物形成。
[0017]在一些實(shí)例中，所述電介質(zhì)層的所述納米結(jié)構(gòu)可以通過所述嵌段共聚物的自組裝形成。在一些實(shí)例中，所述電介質(zhì)層的所述納米結(jié)構(gòu)可以通過所述嵌段共聚物的相分離形成。
[0018]在一些實(shí)例中，所述嵌段共聚物的溶液可以被涂敷以覆蓋所述第一電極。
[0019]在一些實(shí)例中，所述第二電極可以被粘附到所述電介質(zhì)層。
[0020]所述裝置可以用于感測壓力。
【附圖說明】
[0021]為了更好地理解用于理解該簡要說明有用的各種實(shí)例，現(xiàn)在將僅以實(shí)例的方式引用附圖，其中:
[0022]圖1示出根據(jù)本公開的實(shí)例的裝置；
[0023]圖2示出根據(jù)本公開的實(shí)例的方法；
[0024]圖3示出示例性的電介質(zhì)層的微觀結(jié)構(gòu)；
[0025]圖4示出示例性的電介質(zhì)層的納米結(jié)構(gòu)；
[0026]圖5示出使用示例性的裝置獲得的測量；
[0027]圖6示出使用附接到用戶的示例性的裝置獲得的測量；以及
[0028]圖7示出根據(jù)本公開的另一實(shí)例的裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0029]這些圖示出裝置I，其包括:被布置成形成平行板電容器的第一電極3和第二電極5 ;被提供在第一電極3和第二電極5之間的可壓縮的透明電介質(zhì)層7，其中電介質(zhì)層7具有納米結(jié)構(gòu)，且該納米結(jié)構(gòu)的尺寸使得電介質(zhì)層7為光學(xué)透明的。
[0030]圖1示出示例性的裝置I。該示例性的裝置I包括第一電極3、第二電極5和電介質(zhì)層7。應(yīng)當(dāng)理解，在圖1中僅示出以下描述所必需的裝置I的部件，而其他部件可以在其他實(shí)例中被提供。
[0031]在圖1的實(shí)例中，第一電極3被提供在基底9的表面上。在圖1中示出的實(shí)例中，基底9是平坦的。在其他實(shí)例中，基底9可以為彎曲的。
[0032]在一些實(shí)例中，基底9可以為撓性的或可拉伸的。基底9可以為撓性或可拉伸的以便響應(yīng)由裝置I的用戶施加的力，裝置I可以彎曲或變形?；?可以為撓性或可拉伸的以便使能裝置I被舒適和/或安全地附接到用戶的身體。
[0033]在一些實(shí)例中，基底9可以為透明的?；?可以為光學(xué)透明的，以使可見光能夠穿過裝置I。這可以使得裝置I適于在例如顯示設(shè)備中使用。
[0034]基底9可以由任意合適的材料制成。在一些實(shí)例中，基底9可以由電絕緣材料制成。在一些其他實(shí)例中，基底9可以由導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料制成。在這種實(shí)例中，為了使電極3、5不短路，該導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料可以被涂敷有絕緣材料。在一些實(shí)例中，基底9可以是半導(dǎo)電的，其中半導(dǎo)體處于耗盡區(qū)域，以便沒有可感知的電流在基底9中流動。
[0035]例如，基底9可以由聚合物制成，例如聚乙烯2，6-萘二甲酸(PEN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亞胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚氨酯(PU)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)。在實(shí)例中，基底9可以包括天然橡膠，例如聚異戊二烯、聚丁二烯、聚氯丁烯、聚異丁烯、腈丁二烯、以及苯乙烯丁二烯。在一些實(shí)例中，基底9可以包括飽和彈性材料，例如，聚二甲硅氧烷(PDMS)、硅橡膠、氟硅橡膠、含氟彈性體、全氟彈性體、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、熱塑性彈性體，例如苯乙烯嵌段共聚物、熱塑性聚烯烴、熱塑性硫化橡膠、熱塑性聚氨酯(TPU)、熱塑性共聚酯、可融化處理橡膠或任何其他合適的材料。
[0036]第一電極3可以包括被安裝在基底9上的任何合適的導(dǎo)電材料。
[0037]在一些實(shí)例中，第一電極3也可以為撓性的。第一電極3可以為撓性的以使響應(yīng)于裝置I的用戶施加的力裝置I可以彎曲或變形。
[0038]在一些實(shí)例中，第一電極3也可以為透明的。第一電極3可以為光學(xué)透明的以使可見光能夠穿過裝置I。這可以使得裝置I適于在例如顯示設(shè)備中使用。
[0039]第一電極3可以由任何合適的電導(dǎo)電材料制成。例如，第一電極可以由包括其復(fù)合材料的金、銦錫氧化物(Ι??)、氟摻雜氧化錫(FTO)、鋁摻雜氧化鋅(AlZnO)、聚(2，3-二氫噻吩-1, 4- 二惡英)_ 聚(苯乙稀橫酸)(poly (2, 3-dihydrothieno-l，4-d1xin) -poly (styrenesulfonate)) (PED0T:PSS)、聚卩比略(Ppy)、銀納米線、碳納米管和基于石墨稀的材料或任何其他合適的材料制成。
[0040]電介質(zhì)層7可以被提供為覆蓋在第一電極3上。
[0041]電介質(zhì)層7可以為可壓縮的。電介質(zhì)層7可以為對壓縮高度靈敏的，以使電介質(zhì)層7可以被用來檢測施加在裝置I的小的力。這可以使裝置I被用作高靈敏壓力傳感器。
[0042]電介質(zhì)層7可以為多孔的。在一些實(shí)例中，電介質(zhì)層7可以為高度多孔的。在一些實(shí)例中，電介質(zhì)層7的實(shí)體部分可以包括空隙空間。例如，電介質(zhì)層7的大約40%可以包括空隙空間。
[0043]電介質(zhì)層7的這種多孔性可以使得電介質(zhì)層7具有對壓縮的低阻力并可以使得裝置I適于用于高敏感壓力傳感器。
[0044]電介質(zhì)層7可以通過嵌段共聚物的自組裝形成。在一些實(shí)例中，電介質(zhì)層7可以通過嵌段共聚物的相分離形成。電介質(zhì)層7的結(jié)構(gòu)可以為分級的(hierarchical)。該分級結(jié)構(gòu)可以包括微結(jié)構(gòu)元件和納米結(jié)構(gòu)元件。
[0045]該微結(jié)構(gòu)元件可以包括當(dāng)電介質(zhì)層7在顯微鏡下觀察時可以被看到的電介質(zhì)層7的結(jié)構(gòu)。該微結(jié)構(gòu)元件可以具有10微米量級的尺寸。
[0046]該納米結(jié)構(gòu)元件可以包括比微米結(jié)構(gòu)元件小的電介質(zhì)層7的結(jié)構(gòu)成分。該納米結(jié)構(gòu)元件可以包括在電介質(zhì)層7中的相的布置。該納米結(jié)構(gòu)元件可以具有小于10nm的尺寸。在一些實(shí)例中，該納米結(jié)構(gòu)元件可以具有大約Inm到大約10nm的范圍的尺寸。
[0047]該納米結(jié)構(gòu)成分可以包括聚合物的嵌段(block)、孔以及相或任何其他合適元件之間的邊界的內(nèi)部布置。
[0048]參照圖2下面描述形成合適的電介質(zhì)層7的示例性方法。
[0049]電介質(zhì)層7可以為光學(xué)透明的以使可見光可以穿過電介質(zhì)層7