CN103091005B - 压力感测构件 - Google Patents

Abstract

一种压力感测构件，具有一绝缘底层、一可挠绝缘顶层及至少一间隔件，该绝缘底层的表面设置有一底层导电件，而该可挠绝缘顶层相邻该绝缘底层的一侧表面具有一顶层导电件，且该顶层导电件相对该底层导电件的位置而设置，而该间隔件设置于该绝缘底层与该可挠绝缘顶层之间，藉此间隔开该绝缘底层与该可挠绝缘顶层，而压力大小的不同会影响该顶层导电件与该底层导电件的接触面积，因而会有阻抗上的变化，通过阻抗变化便可以得知所承受的压力大小。本发明不需使用压阻材料便可达到感测压力的功用，且具有降低成本的优点。

Description

压力感测构件

技术领域

本发明涉及一种感测构件，尤指一种压力感测构件。

背景技术

为了加强压力感测材料的感测能力以及感测分辨率，压阻材料的应用大幅加强了压力感测的敏感度，而为了适应不同的使用表面，因而也发展出软性电子元件的应用，软性电子目前已知的技术大概有塑料电子、印刷电子、有机电子与聚合物电子等新颖技术。

而为了增加软性电子元件的结构可靠度，如美国专利公告第7980144号的“FLEXIBLE ELECTRONICS FOR PRES SURE DEVICE ANDFABRICATION METHOD THEREOF”所述，其披露一种软性电子元件的压力感测结构，避免配置于不同薄膜上的元件误接触，并有效降低元件结构的整体成本。而软性电子材料在受到弯折时容易使得输出电信号不稳定，很有可能会造成测量误差，因而在感测显示上会有准确性的疑虑，为了避免上述问题，材料的选用非常重要，由于应用于压力感测元件上的软性电子材料的选择性较少，其相对的材料成本也较高。

发明内容

本发明的主要目的，在于解决已知的压力感测元件的材料选择性少，而有高成本的问题。

为达上述目的，本发明提供一种压力感测构件，分别与至少一第一电力传输线及至少一第二电力传输线连接，该压力感测构件具有一绝缘底层、一可挠绝缘顶层及至少一间隔件，该绝缘底层的表面设置有至少一与该第一电力传输线电性连接的底层导电件，而该可挠绝缘顶层相对该绝缘底层设置，并于相邻该绝缘底层的一侧表面具有至少一与该第二电力传输线电性连接的顶层导电件，且该顶层导电件相对该底层导电件的位置而设置，而该间隔件设置于该绝缘底层与该可挠绝缘顶层之间，且不与该底层导电件及该顶层导电件接触，藉此间隔开该绝缘底层与该可挠绝缘顶层，而压力大小的不同会影响该顶层导电件与该底层导电件的接触面积，随着接触面积的大小，该顶层导电件与该底层导电件之间的阻抗会呈现反比变化，因而通过阻抗变化便可以得知所承受的压力大小。上述说明的本发明为一种模拟感应式的压力感测元件，直接通过接触面积所造成的阻抗大小变化而得知压力位置及大小。

除此之外，本发明还披露了一种数字式的压力感测构件，其具有一绝缘底层、一可挠绝缘顶层以及至少一间隔件，该绝缘底层的表面设置有一底层导电件，该可挠绝缘顶层相对该绝缘底层设置，并其相邻该绝缘底层的一侧表面具有多个顶层导电件，且该顶层导电件相对该底层导电件的位置而设置。多个该间隔件设置于该绝缘底层与该可挠绝缘顶层之间，藉此间隔开该绝缘底层与该可挠绝缘顶层。

由上述说明可知，相较于已知技术，本发明具有以下特点：

一、于模拟式的压力感测构件中，其通过该顶层导电件与该底层导电件的接触面积大小而有阻抗的变化，藉此判断承受压力的大小。并且利用本发明所使用的结构，而避免使用压感性材料，而可有效降低成本，并达到相同功效。

二、于数字式的压力感测构件中，利用多个该顶层导电件的设置，判断压力下压时，多个该顶层导电件与该底层导电件的接触个数，而可得知承受压力的大小。

附图说明

图1A为本发明第一实施例的结构示意图。

图1B为本发明第一实施例的操作示意图。

图2A为本发明第二实施例的结构示意图。

图2B为本发明第二实施例的操作示意图一。

图2C为本发明第二实施例的操作示意图二。

图3为本发明第三实施例的结构示意图。

图4A为本发明第四实施例的结构示意图。

图4B为本发明第四实施例的操作示意图一。

图4C为本发明第四实施例的操作示意图二。

图5为本发明一优选实施例的矩阵排列俯视示意图。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下：

请参阅图1A及图1B所示，其分别为本发明第一实施例的结构示意图以及操作示意图，如图所示：本发明为一种压力感测构件，于本实施例中，其为模拟式的压力感测构件，该压力感测构件分别与一第一电力传输线41及一第二电力传输线42连接，该压力感测构件具有一绝缘底层10、一可挠绝缘顶层20及至少一间隔件30，该绝缘底层10的表面设置有一与该第一电力传输线41电性连接的底层导电件11，而该可挠绝缘顶层20相对该绝缘底层10设置，并于相邻该绝缘底层10的一侧表面具有一与该第二电力传输线42电性连接的顶层导电件21，且该顶层导电件21相对该底层导电件11的位置而设置，而该间隔件30设置于该绝缘底层10与该可挠绝缘顶层20之间，且不与该底层导电件11及该顶层导电件21接触，藉此间隔开该绝缘底层10与该可挠绝缘顶层20，而压力大小的不同会影响该顶层导电件21与该底层导电件11的接触面积，请特别参阅图1B所示，当压力下压时，随着接触面积的大小变化，该顶层导电件21与该底层导电件11之间的阻抗会呈现反比变化，因而通过阻抗变化便可以得知所承受的压力大小。而于本实施例中，该可挠绝缘顶层20的可挠曲度大于该顶层导电件21的可挠曲度，因而可降低该顶层导电件21的材料成本。而举例来说，该顶层导电件21的材料可为导电油墨、导电性高分子材料、氧化铟锡(ITO)、各向异性导电胶膜材料(Anisotropic Conductive Film，ACF，异方性导电胶膜材料)或其组合。

请参阅图2A至图2C所示，其分别为本发明第二实施例的结构示意图、操作示意图一及操作示意图二，如图所示：该绝缘底层10具有一凸部12，该凸部12设置于该底层导电件11a远离该可挠绝缘顶层20一侧，且该底层导电件11a顺应该凸部12的形状而附着设置。而于本实施例中，多个该间隔件30a为弹性材质制成，且该凸部12的形状为三角形，且三角形的一顶点朝向该可挠绝缘顶层20的方向，请特别参阅图2B，于压力下压时，该顶层导电件21会先接触到位于三角形顶端的该底层导电件11a，这时的接触面积较小，因而所测量到的阻抗较高，而于图2C中，当压力更大时，该顶层导电件21会顺着下压力道而与该底层导电件11a有较大面积的接触，因而测量到的阻抗较小，藉此作为压力感测构件的判断基准。

而请参阅图3所示，其为本发明第三实施例的结构示意图，其中该可挠绝缘顶层20还具有一设置于该顶层导电件21与该可挠绝缘顶层20之间的高导电件22，该第二电力传输线42通过该高导电件22与该顶层导电件21电性连接，且该顶层导电件21的阻抗大于该高导电件22的阻抗，更详细说明的是，该顶层导电件21与该高导电件22的阻抗比值大于10，也就是说，该顶层导电件21的阻抗较高，因而其与该底层导电件11的接触面积大大的影响了其阻抗表现，换句话说，当该顶层导电件21的阻抗大时，与该底层导电件11的接触面积越大，则相对的总阻抗就会越小，相反的，当顶层导电件21与该底层导电件11的接触面积越小时，则相对的总阻抗就会越大，但如果该顶层导电件21与该第二电力传输线42直接连接，则该顶层导电件21的各点位置因为其材质本身的阻抗大，而会有不同的电压表面。通过该高导电件22的设置，可将该第一电力传输线41的电压均匀的分布于该高导电件22，进而与该高导电件22连接的该顶层导电件21的任一位置均具有相同的电压，以减少因电压不平均所造成的误差问题。

另需说明的是，除了可将该高导电件22设置于该顶层导电件21与该可挠绝缘顶层20之间，也可将其设置于该底层导电件11与该绝缘底层10之间，最好的实施方式是分别设置两个该高导电件22于该底层导电件11与该绝缘底层10之间以及该顶层导电件21与该可挠绝缘顶层20之间，让该底层导电件11以及该顶层导电件21的表面任一位置均可得到相同的电压，以避免因阻抗所造成的压降问题。

请参阅图4A至图4C所示，其为本发明第四实施例的结构示意图、动作示意图一及动作示意图二，如图所示：本发明还披露了一种数字式的压力感测件，其具有一绝缘底层10、一可挠绝缘顶层20以及至少一间隔件30，该绝缘底层10的表面设置有一底层导电件11，该可挠绝缘顶层20相对该绝缘底层10设置，其相邻该绝缘底层10的一侧表面具有多个顶层导电件21a，多个该顶层导电件21a相对该底层导电件11的位置而设置。多个该间隔件30设置于该绝缘底层10与该可挠绝缘顶层20之间，藉此间隔开该绝缘底层10与该可挠绝缘顶层20。而由图4B中所示，当压力下压时，下压较深的顶层导电件21a会先碰触到该底层导电件11，因而产生导通，而随着压力的加重，如图4C所示，多个顶层导电件21a会碰触到该底层导电件11而形成导通，通过检测顶层导电件21a的导通数量，便可以推算出受压面积及受压大小。

请配合参阅图5，并一并参阅图1所示，不论是模拟式或数字式的压力感测构件，该底层导电件11及该顶层导电件21分别具有多个，而该绝缘底层10对应该底层导电件11也具有多个，且多个间隔件30对应设置于四周以平衡压力，多个该底层导电件11及多个该顶层导电件21分别对应排列形成矩阵结构，因而可大范围的进行压力形状的检测。

综上所述，于模拟式的压力感测构件中，其通过该顶层导电件21、21a与该底层导电件11的接触面积大小而有阻抗的变化，藉此判断承受压力的大小。而于数字式的压力感测构件中，利用多个该顶层导电件21、21a的设置，判断压力下压时，多个该顶层导电件21、21a与该底层导电件11的接触个数，而可得知承受压力的大小。通过上述的结构设置，本发明不需要使用敏感度高的软性压阻材料，因此可降低材料成本，且将弹性材质与导电材质分开使用，可做较为弹性的选择，搭配不同的使用条件，可选择适当弹性数的材料。

以上已将本发明做一详细说明，然而以上所述者，仅为本发明的一优选实施例而已，当不能限定本发明实施的范围。即凡依本发明权利要求范围所作的均等变化与修饰等，均应仍属本发明的专利涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种压力感测构件，分别与至少一第一电力传输线及至少一第二电力传输线连接，所述压力感测构件具有：

一绝缘底层，其表面设置有至少一与所述第一电力传输线电性连接的底层导电件；

一设置于所述绝缘底层一侧的可挠绝缘顶层，其相邻所述绝缘底层的一侧表面具有至少一与所述第二电力传输线电性连接的顶层导电件，且所述顶层导电件相对所述底层导电件的位置而设置；以及

至少一间隔件，设置于所述绝缘底层与所述可挠绝缘顶层之间，且不与所述底层导电件及所述顶层导电件接触；

其特征在于，所述顶层导电件与所述可挠绝缘顶层之间还具有一高导电件，所述第二电力传输线通过所述高导电件与所述顶层导电件电性连接，所述顶层导电件的阻抗大于所述高导电件的阻抗。

2.根据权利要求1所述的压力感测构件，其特征在于，所述可挠绝缘顶层的可挠曲度大于所述顶层导电件的可挠曲度。

3.根据权利要求1所述的压力感测构件，其特征在于，所述绝缘底层具有一凸部，所述底层导电件顺应所述凸部的形状而附着设置于所述凸部表面。

4.根据权利要求3所述的压力感测构件，其特征在于，所述凸部的形状为三角形，且三角形的一顶点朝向所述可挠绝缘顶层的方向。

5.根据权利要求1所述的压力感测构件，其特征在于，所述顶层导电件具有多个，并且所述第二电力传输线对应所述顶层导电件也具有多个而分别独立设置。

6.根据权利要求1所述的压力感测构件，其特征在于，所述间隔件为弹性材质制成，所述顶层导电件的材料选自于由导电油墨、导电性高分子材料、氧化铟锡及各向异性导电胶膜材料所组成的群组。

7.根据权利要求1所述的压力感测构件，其特征在于，所述顶层导电件与所述高导电件的阻抗比值大于10。

8.根据权利要求1所述的压力感测构件，其特征在于，所述底层导电件与所述绝缘底层之间还具有一高导电件，所述第一电力传输线通过所述高导电件与所述底层导电件电性连接，所述底层导电件的阻抗大于所述高导电件的阻抗。

9.根据权利要求8所述的压力感测构件，其特征在于，所述底层导电件与所述高导电件的阻抗比值大于10。

10.根据权利要求1所述的压力感测构件，其特征在于，所述底层导电件及所述顶层导电件分别具有多个，多个所述底层导电件及多个所述顶层导电件分别对应排列形成矩阵结构。