一種力學(xué)感應(yīng)板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感器，尤其涉及一種力學(xué)感應(yīng)板。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的力學(xué)感應(yīng)板，一般包括相互重疊的第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜，第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜分別被圖形化為相互重疊其相對(duì)應(yīng)的第一應(yīng)變電阻、第二應(yīng)變電阻，第一應(yīng)變電阻、第二應(yīng)變電阻的電阻值分別與第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜的正應(yīng)力值構(gòu)成單調(diào)函數(shù)，由此，當(dāng)出現(xiàn)施加在力學(xué)感應(yīng)板之上的壓力，如用手指按壓力學(xué)感應(yīng)板的表面時(shí)，力學(xué)感應(yīng)板的彎曲會(huì)導(dǎo)致第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜之上的正應(yīng)力發(fā)生變化，可根據(jù)第一應(yīng)變電阻、第二應(yīng)變電阻的電阻值的變化，來(lái)對(duì)該壓力進(jìn)行探測(cè)，其中，由于第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜相互重疊，并且第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜處于不同的面上，當(dāng)力學(xué)感應(yīng)板發(fā)生彎曲時(shí)，第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜的應(yīng)力存在差別，因此，可利用第一應(yīng)變電阻、第二應(yīng)變電阻所存在的差分信號(hào)來(lái)克服由于溫度變化對(duì)測(cè)試結(jié)果造成的影響(假設(shè)第一、二應(yīng)變電阻之間的溫度差別非常小)，從而使得壓力的測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確。
[0003]圖1A、圖1B為目前一種力學(xué)感應(yīng)板的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1A所示，第一導(dǎo)電膜01、第二導(dǎo)電膜02之間由基板03隔開，如圖1B所示，當(dāng)力學(xué)感應(yīng)板發(fā)生彎曲時(shí)，其應(yīng)力中性面06如圖1B所示，第一導(dǎo)電膜01、第二導(dǎo)電膜02分為呈現(xiàn)為壓縮應(yīng)力和拉伸應(yīng)力，第一導(dǎo)電膜01、第二導(dǎo)電膜02的正應(yīng)力變化方向相反，因此具有明顯的應(yīng)力差，然而，由于第一導(dǎo)電膜01、第二導(dǎo)電膜02之間隔開了較大的距離，使得當(dāng)溫度變化時(shí)(如手指按壓時(shí)，體溫造成的溫度變化)，第一應(yīng)變電阻04、第二應(yīng)變電阻05之間存在較大的熱傳遞時(shí)間，其溫度存在較大的差別，使得測(cè)量的結(jié)果的瞬態(tài)準(zhǔn)確不高。
[0004]圖2A、圖2B為目前另一種力學(xué)感應(yīng)板的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2A所示，其第一導(dǎo)電膜
011、第二導(dǎo)電膜012由一層非常薄的絕緣層013隔開，因此第一應(yīng)變電阻014、第二應(yīng)變電阻015之間的溫度差別非常小，如圖2B所示，當(dāng)力學(xué)感應(yīng)板發(fā)生彎曲時(shí)，其應(yīng)力中性面016處于基板017的中間位置，由于第一導(dǎo)電膜011、第二導(dǎo)電膜012之間的面間距非常小，第一導(dǎo)電膜011、第二導(dǎo)電膜012產(chǎn)生的不僅都為拉伸應(yīng)力，并且第一導(dǎo)電膜011、第二導(dǎo)電膜012應(yīng)力的變化值非常接近，同樣使得測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。
[0005]因此，對(duì)于這種力學(xué)傳感器，為了減少第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜的溫度差，需要減少第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜的面間距，而為了提高第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜之間的應(yīng)力差，則需要增加第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜之間的面間距，這種矛盾的存在，使得其很難獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種力學(xué)感應(yīng)板，這種力學(xué)感應(yīng)板能夠克服第一導(dǎo)電膜與第二導(dǎo)電膜之間的溫度差、壓力差的矛盾，使壓力的測(cè)量更加準(zhǔn)確。采用的技術(shù)方案如下: 一種力學(xué)感應(yīng)板，其特征為:包括平行設(shè)置的第一板體、第二板體，以及第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜和消剪層;第一板體的內(nèi)側(cè)面為第一滑動(dòng)面，第二板體的外側(cè)面為第二滑動(dòng)面，第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜分別設(shè)置在第一滑動(dòng)面、第二滑動(dòng)面上，第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜分別被圖形化為相對(duì)應(yīng)的多個(gè)第一應(yīng)變電阻、第二應(yīng)變電阻，第一應(yīng)變電阻、第二應(yīng)變電阻的電阻值分別與第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜的正應(yīng)力值構(gòu)成單調(diào)函數(shù);消剪層設(shè)置在第一滑動(dòng)面、第二滑動(dòng)面之間，消剪層為具有流動(dòng)性的凝聚態(tài)物質(zhì)層，消剪層的厚度為3?50微米。
[0007]上述的外是指靠近操作者的一側(cè)，而內(nèi)則是指遠(yuǎn)離操作者的一側(cè)，例如，對(duì)于第一板體來(lái)說，第一板體的內(nèi)側(cè)面遠(yuǎn)離操作者。
[0008]上述力學(xué)感應(yīng)板可設(shè)置在電子設(shè)備的顯示器的下方，或顯示器蓋板與顯示器之間，尤其是可以做為顯示器的蓋板覆蓋在顯示器之上，甚至與顯示器結(jié)合在一起。
[0009]上述第一板體、第二板體可以為玻璃、藍(lán)寶石、鉆石、S12或者類似聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂(PET)或者環(huán)烯聚合物(COP)的透明聚合物制作而成的板體。
[0010]上述第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜的材料可以為透明導(dǎo)電材料，如聚3，4_乙撐二氧噻吩(PEDOT)、銦-錫氧化物(ITO)、碳納米管、石墨烯、鎵鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物、其它摻雜的或無(wú)日期(undated)的金屬氧化物、壓阻半導(dǎo)體材料、壓阻金屬材料、銀納米線、鈾納米線，鎳納米線、其它金屬納米線等，或者為非透明導(dǎo)電材料，如康銅、卡馬(Karma)合金、摻雜多晶硅或非晶硅或單晶硅或者用于導(dǎo)電部件的其它半導(dǎo)體材料。
[0011 ]上述消剪層為有流動(dòng)性的凝聚態(tài)物質(zhì)層，具體來(lái)說，消剪層可以為液態(tài)或準(zhǔn)液態(tài)，如各種液態(tài)油、水、液態(tài)膠、液態(tài)有機(jī)溶劑或液晶，也可以為能夠在剪切力的作用下流動(dòng)的準(zhǔn)液態(tài)，如粘稠度較高的油脂或膠，或者，為液態(tài)與準(zhǔn)液態(tài)的混合態(tài)，如液態(tài)油與高粘稠度膠的混合物。
[0012]上述正應(yīng)力表示第一導(dǎo)電膜、第二導(dǎo)電膜內(nèi)部的拉伸/壓縮應(yīng)力，應(yīng)力為正值表示存在壓縮應(yīng)力，應(yīng)力為負(fù)值表示存在拉伸應(yīng)力。
[0013]由于消剪層設(shè)置在第一絕緣層、第二絕緣層之間，消剪層為具有流動(dòng)性的凝聚態(tài)物質(zhì)層消剪層，當(dāng)力學(xué)感應(yīng)板受外力按壓而彎曲時(shí)，第一滑動(dòng)面、第二滑動(dòng)面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，第一滑動(dòng)面、第二滑動(dòng)面之間的剪切力傳遞被徹底消除，第一板體、第二板體各自發(fā)生彎曲，具體來(lái)說，第一板體、第二板體彎曲時(shí)的應(yīng)力中性面分別處于第一板體、第二板體的中間，使得第一導(dǎo)電膜被拉伸而導(dǎo)致其正應(yīng)力值變小，第二導(dǎo)電膜被壓縮而導(dǎo)致其正應(yīng)力值變大，從而使得第一應(yīng)變電阻、第二應(yīng)變電阻的變化方向相反，第一應(yīng)變電阻、第二應(yīng)變電阻產(chǎn)生非常清晰的差分信號(hào)，由此提高了探測(cè)按壓力的準(zhǔn)確度與敏感度;另一方面，消剪層采用具有流動(dòng)性的凝聚態(tài)物質(zhì)層，消剪層能夠設(shè)置得非常薄(例如，將消剪層的厚度設(shè)置為10微米以下)，從而使得第一滑動(dòng)面、第二滑動(dòng)面之間的距離能夠設(shè)置得非常小(即是能夠設(shè)置得非常貼近)，因而能夠減少第一滑動(dòng)面、第二滑動(dòng)面之間熱傳遞的時(shí)間，使得手指按壓時(shí)，相對(duì)應(yīng)的第一應(yīng)變電阻、第二應(yīng)變電阻的溫度基本一致，保證了其溫度的一致性，避免了溫度變化對(duì)其差分信號(hào)的影響，使其差分信號(hào)能夠更準(zhǔn)確地反映出手指在力學(xué)感應(yīng)板之上的按壓力。
[0014]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，還包括感測(cè)電路，所述第一應(yīng)變電阻、第二應(yīng)變電阻與感測(cè)電路電連接，感測(cè)電路被配置為測(cè)量第一應(yīng)變電阻、第二應(yīng)變電阻的差分變化，并能夠根據(jù)第一應(yīng)變電阻、第二應(yīng)變電阻的差分變化分析出第一板體外側(cè)受到的按壓力。具體地，感測(cè)電路可以被配置為測(cè)量第一應(yīng)變電阻、第二應(yīng)變電阻之間電阻差分變化的電橋電路，如果已知第一應(yīng)變電阻、第二應(yīng)變電阻的電阻值、溫度和應(yīng)力之間的關(guān)系，則可以推導(dǎo)出電阻差分變化與應(yīng)力之間的關(guān)系并省略去溫度的影響，這樣，該差分變化可推導(dǎo)出力學(xué)感應(yīng)板表面受到的按壓力。
[0015]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述消剪層為液態(tài)層。將消剪層設(shè)置為液態(tài)層，具體來(lái)說，消剪層可以為各種液態(tài)油、水、液態(tài)膠、液態(tài)有機(jī)溶劑或液晶，這樣，消剪層能