具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，包括壓電薄膜和設(shè)于壓電薄膜上、下表面中至少一個(gè)上的電極層；其特征在于所述電極層為金屬網(wǎng)格層。本發(fā)明提供的這種具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，其電極層采用金屬網(wǎng)格層，在相同厚度條件下，其達(dá)到同原來(lái)的ITO基本相同的光透過(guò)率，但阻抗大大下降，其面電阻從15~150Ω下降到了0.1~10Ω，使得導(dǎo)電率大大提高。相應(yīng)的，傳感器整體的電信號(hào)傳遞敏感性則大大增高，表現(xiàn)為所采用的觸控設(shè)備指令響應(yīng)速度更快，用戶(hù)操控順暢度更高，能夠滿(mǎn)足行業(yè)內(nèi)對(duì)于壓電薄膜傳感器低阻抗、高透過(guò)率的功能要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]基于PVDF壓電薄膜材料的壓電式傳感器，由于其對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)變或壓力具有較高的靈敏度和響應(yīng)時(shí)間而被廣泛應(yīng)用在電子、醫(yī)療和人體工程等諸多領(lǐng)域。尤其是隨著以智能手機(jī)為代表的電子觸控設(shè)備的快速增多，對(duì)于壓電式傳感器的需求也越來(lái)越大。
[0003]已知的壓電式傳感器的主要構(gòu)成包括(PVDF)壓電薄膜和貼附于壓電薄膜上下表面中至少一面的ITO薄膜電極層。ITO薄膜是一種η型半導(dǎo)體材料，具有較好的導(dǎo)電率、可見(jiàn)光透過(guò)率、機(jī)械硬度和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，是液晶顯示器(IXD)、等離子顯示器(PDP)、電致發(fā)光顯示器(EL/0LED)、觸摸屏(TouchPanel)、太陽(yáng)能電池以及其他電子儀表的最常用的透明電極材料。
[0004]眾所周知，壓電式傳感器中電極層的導(dǎo)電率高低直接關(guān)系到傳感器電信號(hào)傳遞的敏感性，越敏感則表現(xiàn)為所采用的觸控設(shè)備指令響應(yīng)速度越快，用戶(hù)操控順暢度越高。電極層導(dǎo)電率的高低由其阻抗決定。目前ITO薄膜雖然相比其他壓電材料具有較好的光透過(guò)率，但其阻抗相對(duì)比較高，實(shí)際運(yùn)用時(shí)其阻抗區(qū)間(面電阻)基本上都在50?150 Ω之間，并沒(méi)有達(dá)到理想的低阻抗要求。而已知的針對(duì)其阻抗特性方面的改進(jìn)主要都是增加ITO薄膜的厚度，因?yàn)檩^厚的ITO薄膜能帶來(lái)較低的阻抗，但缺點(diǎn)是導(dǎo)致光透過(guò)率降低，且不利于傳感器厚度控制。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是:提供一種具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，同時(shí)確保有好的光透過(guò)率，能夠滿(mǎn)足行業(yè)內(nèi)對(duì)于壓電薄膜傳感器低阻抗、高透過(guò)率的功能要求。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，包括壓電薄膜和設(shè)于壓電薄膜上、下表面中至少一個(gè)上的電極層;其特征在于所述電極層為金屬網(wǎng)格層。
[0008]進(jìn)一步，本發(fā)明中所述金屬網(wǎng)格層為銅、銀、鉬、鋁、鉻中任意一種金屬制成的單層單金屬網(wǎng)格層，或者為上述金屬中任意兩種以上的合金制成的單層合金網(wǎng)格層；或者所述金屬網(wǎng)格層由前述兩種以上的單層單金屬網(wǎng)格層層疊而成，例如由銅網(wǎng)格層和銀網(wǎng)格層上下層疊，層疊的各層金屬不相同。
[0009]更進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述銅為納米銅。
[00?0]優(yōu)選的，本發(fā)明中納米銅的級(jí)數(shù)為20?200nm。
[0011]進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述金屬網(wǎng)格層通過(guò)真空濺射形成于壓電薄膜表面，包含網(wǎng)線和由網(wǎng)線交織形成的網(wǎng)孔。對(duì)于網(wǎng)孔的形狀本發(fā)明中不做限定，可以規(guī)整的如平行四邊形或正六邊形(蜂窩狀)，當(dāng)然也可以是其他任意非規(guī)整的自由形狀，均由電腦設(shè)計(jì)而成。
[0012]更進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述網(wǎng)線的線寬優(yōu)選為2?6μηι，將線寬控制在一定范圍內(nèi)有利于金屬網(wǎng)格層的整體透過(guò)率達(dá)到最佳。
[0013]更進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述金屬網(wǎng)格層表面的網(wǎng)孔密度為25?600目，即每平方英寸的面積上網(wǎng)孔的數(shù)量為25?600。將網(wǎng)孔密度控制在一定范圍內(nèi)有利于金屬網(wǎng)格層的整體透過(guò)率達(dá)到最佳。
[0014]進(jìn)一步的，本發(fā)明中所述金屬網(wǎng)格層的面電阻為0.1-10 Ω，其上網(wǎng)格的光透過(guò)率為89%?92%。
[0015]同常規(guī)技術(shù)，本發(fā)明中所述壓電薄膜為PVDF壓電薄膜。實(shí)際作為傳感器實(shí)施時(shí)，作為電極層的金屬網(wǎng)格層需要通過(guò)引線接出。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.本發(fā)明提供的這種具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，其電極層采用金屬網(wǎng)格層，在相同厚度條件下，其達(dá)到同原來(lái)的ITO基本相同的光透過(guò)率，但阻抗大大下降，其面電阻從15?150 Ω下降到了0.1?10 Ω，使得導(dǎo)電率大大提高。相應(yīng)的，傳感器整體的電信號(hào)傳遞敏感性則大大增高，表現(xiàn)為所采用的觸控設(shè)備指令響應(yīng)速度更快，用戶(hù)操控順暢度更高，能夠滿(mǎn)足行業(yè)內(nèi)對(duì)于壓電薄膜傳感器低阻抗、高透過(guò)率的功能要求。
【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1為本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中金屬網(wǎng)格層一種俯視結(jié)構(gòu)不意圖；
圖3為圖2中的A放大示意圖；
圖4為金屬網(wǎng)格層的另一種實(shí)施方式的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為圖4中的B放大不意圖；
圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為圖6中金屬網(wǎng)格層的俯視結(jié)構(gòu)不意圖；
圖8為圖7中的C放大示意圖。
[0018]其中:1、壓電薄膜;2、金屬網(wǎng)格層;2a、網(wǎng)線;2b、網(wǎng)孔;L、線寬。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1:結(jié)合圖1?圖3所示，為本發(fā)明具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器的一種【具體實(shí)施方式】，其具有壓電薄膜I和設(shè)于壓電薄膜I上、下表面的電極層，電極層通過(guò)引線(圖中未畫(huà)出)接出。本案最大的改進(jìn)是所述電極層非采用常規(guī)的ITO層，而是采用金屬網(wǎng)格層2。
[0020]本實(shí)施例中所述壓電薄膜I為PVDF壓電薄膜，所述金屬網(wǎng)格層2為鉬鋁合金網(wǎng)格層，為單層合金網(wǎng)格層，通過(guò)真空濺射形成于壓電薄膜I表面，包含網(wǎng)線2a和由網(wǎng)線2a交織形成的網(wǎng)孔2b。所述網(wǎng)孔2b的形狀為平行四邊形，具體結(jié)合圖2和圖3所示。
[0021]本實(shí)施例中所述網(wǎng)線2a的線寬L取4μπι，見(jiàn)圖3所示。所述金屬網(wǎng)格層2表面的網(wǎng)孔2b密度為150目。
[0022]本實(shí)施例中所述金屬網(wǎng)格層2的面電阻為IΩ，光透過(guò)率為89%。
[0023]實(shí)施例2:結(jié)合圖4和圖5所示，本實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖1所示，所述金屬網(wǎng)格層2為納米銅網(wǎng)格層，為單層單金屬網(wǎng)格層，納米銅級(jí)數(shù)為50?200nm。該金屬網(wǎng)格層2同樣是通過(guò)真空濺射形成于壓電薄膜I表面，包含網(wǎng)線2a和由網(wǎng)線2a交織形成的網(wǎng)孔2b。見(jiàn)圖4和圖5，所述網(wǎng)孔2b的形狀為正六邊形，所述網(wǎng)線2a的線寬L取2μπι，所述金屬網(wǎng)格層2表面的網(wǎng)孔2b密度為76目。
[0024]本實(shí)施例中所述金屬網(wǎng)格層2的面電阻為0.4Ω，光透過(guò)率為92%。
[0025]本實(shí)施例其余同實(shí)施例1。
[0026]實(shí)施例3:結(jié)合圖6?圖8所示，為本發(fā)明具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器的另一種【具體實(shí)施方式】，其具有壓電薄膜I和設(shè)于壓電薄膜I上、下表面的電極層，電極層通過(guò)引線(圖中未畫(huà)出)接出。本案最大的改進(jìn)是所述電極層非采用常規(guī)的ITO層，而是采用金屬網(wǎng)格層2，并且每層金屬網(wǎng)格層2均是由位于表層的鉻網(wǎng)格層201和位于內(nèi)層的銀網(wǎng)格層202層疊而成，為疊層式網(wǎng)格層。
[0027]本實(shí)施例中所述壓電薄膜I為PVDF壓電薄膜。所述內(nèi)層的銀網(wǎng)格層202先通過(guò)真空濺射形成于壓電薄膜I表面，所述鉻網(wǎng)格層201再通過(guò)真空濺射形成于銀網(wǎng)格層202表面。所述鉻網(wǎng)格層201和銀網(wǎng)格層202的網(wǎng)格形狀相同，金屬網(wǎng)格層2的俯視結(jié)構(gòu)圖也即表層鉻網(wǎng)格層201的俯視結(jié)構(gòu)圖，如圖7?圖8所示，其包含網(wǎng)線2a和由網(wǎng)線2a交織形成的網(wǎng)孔2b。所述網(wǎng)孔2b的形狀為非規(guī)則形狀，由電腦設(shè)計(jì)而成。
[0028]本實(shí)施例中所述網(wǎng)線2a的線寬L取6μπι，見(jiàn)圖8所示。所述鉻網(wǎng)格層201表面的網(wǎng)孔2b密度為140目。
[0029]本實(shí)施例中所述金屬網(wǎng)格層2的面電阻為2Ω，光透過(guò)率為90%。
[0030]當(dāng)然上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，包括壓電薄膜(I)和設(shè)于壓電薄膜(I)上、下表面中至少一個(gè)上的電極層;其特征在于所述電極層為金屬網(wǎng)格層(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，其特征在于所述金屬網(wǎng)格層(2)為銅、銀、鉬、鋁、鉻中任意一種金屬制成的單層單金屬網(wǎng)格層，或者為上述金屬中任意兩種以上的合金制成的單層合金網(wǎng)格層;或者所述金屬網(wǎng)格層(2)由前述兩種以上的單層單金屬網(wǎng)格層層疊而成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，其特征在于所述銅為納米銅。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，其特征在于納米銅的級(jí)數(shù)為20?200nmo5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，其特征在于所述金屬網(wǎng)格層(2)通過(guò)真空濺射形成于壓電薄膜(I)表面，包含網(wǎng)線(2a)和由網(wǎng)線(2a)交織形成的網(wǎng)孔(2b)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，其特征在于所述網(wǎng)孔(2b)的形狀為平行四邊形或正六邊形或任意其他自由形狀。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，其特征在于所述網(wǎng)線(2a)的線寬(L)為2?6μπι。8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，其特征在于所述金屬網(wǎng)格層(2)表面的網(wǎng)孔(2b)密度為25?600目。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，其特征在于所述金屬網(wǎng)格層(2)的面電阻為0.1?10Ω，其上網(wǎng)格的光透過(guò)率為89%?92%。10.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的具有更低阻抗表面電極層的壓電薄膜傳感器，其特征在于所述壓電薄膜(I)為PVDF壓電薄膜。
【文檔編號(hào)】G06F3/041GK106095193SQ201610618957
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月1日 公開(kāi)號(hào)201610618957.1, CN 106095193 A, CN 106095193A, CN 201610618957, CN-A-106095193, CN106095193 A, CN106095193A, CN201610618957, CN201610618957.1
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