CN108291845A - 电容式压力传感器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种电容式压力传感器，包括：第一柔性衬底(101)、第一石墨烯电极板(102)、绝缘介质层(103)、第二石墨烯电极板(104)和第二柔性衬底(105)，其中，该绝缘介质层(103)用于将第一石墨烯电极板(102)和第二石墨烯电极板(104)隔离且保持预定间隔；第一石墨烯电极板(102)和第二石墨烯电极板(104)中分别包括至少一路串联的石墨烯电极，第一石墨烯电极板(102)的至少一路串联的石墨烯电极和第二石墨烯电极板(104)的至少一路串联的石墨烯电极交叉排列，并且该电容式压力传感器的多个电容中的每个电容包括第一石墨烯电极板(102)和第二石墨烯电极板(104)中位于交叉位置的一对相向面对的石墨烯电极。还提供了一种电容式压力传感器的制作方法。

Description

电容式压力传感器及其制备方法 技术领域
本发明涉及电学领域，并且更具体地，涉及电容式压力传感器及其制备方法。
背景技术
进入21世纪以后，移动终端的发展非常迅猛，智能手机的使用范围已经布满全世界。由于智能手机具有优秀的操作系统、可自由安装各类软件、完全大屏的全触屏式操作感这三大特性，完全终结了之前的键盘式手机。随着现代电子技术的飞速发展，对全触屏式操作的要求也越来越高，除了快速灵敏准确的要求外，能够对用户进行反馈和互动，特别是对用户触屏操作的压力力度的感应反馈有了新的需求和挑战。
目前的触摸屏压力感应技术主要基于传统的四角电容式压力传感器方法，压力感应精度较低。
发明内容
本发明实施例提供一种电容式压力传感器及其制备方法，能够提供较高的压力感应精度。
第一方面，提供了一种电容式压力传感器，该电容式压力传感器包括：
第一柔性衬底(101)、第一石墨烯电极板(102)、绝缘介质层(103)、第二石墨烯电极板(104)和第二柔性衬底(105)，其中，
该绝缘介质层(103)用于将该第一石墨烯电极板(102)和该第二石墨烯电极板(104)隔离且保持预定间隔；
该第一石墨烯电极板(102)和该第二石墨烯电极板(104)中分别包括至少一路串联的石墨烯电极，该第一石墨烯电极板(102)的至少一路串联的石墨烯电极和该第二石墨烯电极板(104)的至少一路串联的石墨烯电极交叉排列，并且该电容式压力传感器的多个电容中的每个电容包括该第一石墨烯电极板(102)和该第二石墨烯电极板(104)中位于交叉位置的一对相向面对的石墨烯电极。
本发明实施例中，通过将第一石墨烯电极板的至少一路石墨烯电极和第二石墨烯电极板的至少一路石墨烯电极交叉排列，使得第一石墨烯电极板和第二石墨烯电极板中用于形成电容的每一对石墨烯电极位于交叉位置，从而使得电容式压力传感器能够根据触摸的位置迅速定位到第一石墨烯电极板和第二石墨烯电极板的导电电极，能够提高使用了本发明实施例电容式压力传感器的触摸屏的压力感应精度。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，具体实现为：该绝缘介质层(103)在指定区域镂空，该指定区域包括任一对相向面对的石墨烯电极在该绝缘介质层(103)中所面对的区域。
在本实现方式中，通过在绝缘介质层中相向面对的石墨烯电极对所面对的区域镂空，能够进一步提高使用了本发明实施例电容式压力传感器的触摸屏的压力感应精度。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，具体实现为：该第一石墨烯电极板(102)位于该第一柔性衬底(101)中朝向该绝缘介质层(103)的一面，该第二石墨烯电极板(104)位于该第二柔性衬底(105)中朝向该绝缘介质层(103)的一面；或者，该第一石墨烯电极板(102)位于该第一柔性衬底(101)中背向该绝缘介质层(103)的一面，该第二石墨烯电极板(104)位于该第二柔性衬底(105)中背向该绝缘介质层(103)的一面。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，具体实现为：该第一石墨烯电极板(102)包括M路串联的石墨烯电极，每路包括N个石墨烯电极；该第二石墨烯电极板(104)包括N路串联的石墨烯电极，每路包括M个石墨烯电极；其中，M、N为正整数，且M、N中至少一个大于1。
结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，具体实现为：M和N相等。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，该第一石墨烯电极板(102)中任意一路串联的石墨烯电极与该第二石墨烯电极板(104)中任意一路串联石墨烯电极相交的角度包括在0度到180度之间的任意值。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，具体实现为：该第一柔性衬底(101)和/或该第二柔性衬底(105)为透明柔性衬底。
结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，具体实现为：该透明柔性衬底包括聚对苯二甲酸乙二醇酯PET膜、聚酰亚胺PI膜或聚苯乙烯PS膜。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，该第一石墨烯电极板(102)和该第二石墨烯电极板(104)中每路串联的石墨烯电极中相邻的石墨烯电极通过石墨烯引线连接。
在实现方式中，通过石墨烯引线将相邻的石墨烯电极进行串联，能够在制备石墨烯电极板时一次成型，有利于制备工艺的快速实现。
结合第一方面的第八种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，具体实现为：该第一石墨烯电极板(102)和该第二石墨烯电极板(104)中每路串联的石墨烯电极通过一个导电电极接电，该导电电极包括石墨烯电极、金属电极或氧化铟锡ITO电极。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，具体实现为：电容式压力传感器的厚度小于或等于0.2mm。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第十一种可能的实现方式中，具体实现为：该第一石墨烯电极板(102)和该第二石墨烯电极板(104)中每个石墨烯电极的大小介于1mm×1mm至5mm×5mm之间。
第二方面，提出了一种电容式压力传感器的制备方法，该方法包括：将第一石墨烯薄膜转移到第一柔性基底，刻蚀出至少一路串联的石墨烯电极并在每路串联的石墨烯电极的一端制作出导电电极，形成第一电极板；将第二石墨烯薄膜转移到第二柔性基底，刻蚀出至少一路串联的石墨烯电极并在每路串联的石墨烯电极的一端制作出导电电极，形成第二电极板，其中，该第二电极板与该第一电极板按照预定排列方式排列对准时，该第一电极板的至少一路串联的石墨烯电极和该第二电极板的至少一路串联的石墨烯电极交叉排列，并且每对相向面对的石墨烯电极位于该第一电极板和该第二电极板中的交叉位置；制备绝缘介质层；将该第一电极板、该绝缘介质层和该第二电极板进行键合形成电容式压力传感器，其中，该第一电极板和该第二电极板按照该预定排列方式排列对准。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，制备绝缘介质层具体实现为：按照该第一电极板或该第二电极板的石墨烯电极位置，在第三基底制备网格状光刻胶沟槽，该网格状光刻胶沟槽中的网格尺寸与一个石墨烯电极尺寸大致相等；在该网格状光刻胶沟槽上旋涂绝缘介质层并固化脱模，得到复制该网格状光刻胶沟槽的网格结构的绝缘介质层。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，将该第一电极板、该绝缘介质层和该第二电极板进行键合形成电容式压力传感器具体实现为：将该绝缘介质层进行活化处理，并将该绝缘介质层的第一面的每个网格与该第一电极板中对应的石墨烯电极进行对准并键合，将该绝缘介质层的第二面的每个网格与该第二电极板中对应的石墨烯电极进行对准并键合，形成电容式压力传感器。
结合在第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，将该绝缘介质层的第一面的每个网格与该第一电极板中每个石墨烯电极进行对准并键合，将该绝缘介质层的第二面的每个网格与该第二电极板中每个石墨烯电极进行对准并键合具体实现为：
将该绝缘介质层的第一面朝向将该第一电极板中石墨烯电极所在的一面，并将该绝缘介质层的第一面的每个网格与该第一电极板中对应的石墨烯电极进行对准并键合；
将该绝缘介质层的第二面朝向将该第二电极板中石墨烯电极所在的一面，并将该绝缘介质层的第二面的每个网格与该第二电极板中对应的石墨烯电极进行对准并键合。
结合在第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，将该绝缘介质层的第一面的每个网格与该第一电极板中每个石墨烯电极进行对准并键合，将该绝缘介质层的第二面的每个网格与该第二电极板中每个石墨烯电极进行对准并键合具体实现为：
将该绝缘介质层的第一面朝向将该第一电极板中不存在石墨烯电极的一面，并将该绝缘介质层的第一面的每个网格与该第一电极板中对应的石墨烯电极进行对准并键合；
将该绝缘介质层的第二面朝向将该第二电极板中不存在石墨烯电极的一面，并将该绝缘介质层的第二面的每个网格与该第二电极板中对应的石墨烯电极进行对准并键合。
基于以上方案，本发明实施例的电容式压力传感器及其制备方法，通过将第一石墨烯电极板的至少一路石墨烯电极和第二石墨烯电极板的至少一路石墨烯电极交叉排列，使得第一石墨烯电极板和第二石墨烯电极板中用于形成电容的每一对石墨烯电极位于交叉位置，从而使得电容式压力传感器能够根据触摸的位置迅速定位到第一石墨烯电极板和第二石墨烯电极板的导电电极，能够提高使用了本发明实施例电容式压力传感器的触摸屏的压力感应精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一个实施例电容式压力传感器的横截面结构示意图。
图2是本发明的一个实施例电容式压力传感器及石墨烯电极的三维立体图。
图3是本发明的一个实施例构成电容的两个石墨烯电极板的示意图。
图4是本发明的另一个实施例构成电容的两个石墨烯电极板的示意图。
图5是本发明的一个实施例电容式压力传感器的制备方法流程图。
图6是本发明的一个实施例电容式压力传感器的制备方法示意图。
图7是本发明的一个实施例网格结构的绝缘介质层示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有技术中，触摸屏压力感应技术主要基于传统的四角电容式压力传感器方法，压力感应精度较低。
石墨烯由单层碳原子组成，具有许多三维材料不具备的特点，例如，其载流子迁移率，热导率和杨氏模量都非常大，并且还具有柔性透明的特点。 本发明实施例利用石墨烯柔性透明导电特性，并根据这个特性进行了相应的特殊结构设计。
图1是本发明的一个实施例电容式压力传感器100的横截面结构示意图。如图1所示，该电容式压力传感器100可包括：
第一柔性衬底(101)、第一石墨烯电极板(102)、绝缘介质层(103)、第二石墨烯电极板(104)和第二柔性衬底(105)，其中，
该绝缘介质层(103)用于将该第一石墨烯电极板(102)和该第二石墨烯电极板(104)隔离且保持预定间隔；
该第一石墨烯电极板(102)和该第二石墨烯电极板(104)中分别包括至少一路串联的石墨烯电极，该第一石墨烯电极板(102)的至少一路串联的石墨烯电极和该第二石墨烯电极板(104)的至少一路串联的石墨烯电极交叉排列，并且该电容式压力传感器的多个电容中的每个电容包括该第一石墨烯电极板(102)和该第二石墨烯电极板(104)中位于交叉位置的一对相向面对的石墨烯电极。
应理解，该第一石墨烯电极板(102)和该第二石墨烯电极板(104)中位于交叉位置的一对相向面对的石墨烯电极，是指位于该第一石墨烯电极板(102)中一路串联的石墨烯电极和该第二石墨烯电极板(104)中一路串联的石墨烯电极的交叉位置的一对石墨烯电极。
为便于理解，不妨假设将第一石墨烯电极板(102)和第二石墨烯电极板(104)重叠在一起，此时第一石墨烯电极板(102)和第二石墨烯电极板(104)中任意一对相向面对的石墨烯电极位于第一石墨烯电极板(102)中一路第一串联的石墨烯电极和第二石墨烯电极板(104)中一路第二串联的石墨烯电极相交的位置，每对相向面对的石墨烯电极包括第一串联的石墨烯电极在该相交的位置的第一石墨烯电极和第二串联的石墨烯电极在该相交的位置的第二石墨烯电极。
应理解，本发明实施例中，该电容式压力传感器的每个电容包括第一石墨烯电极板(102)和第二石墨烯电极板(104)中一对相向面对的石墨烯电极。
当然，应理解，第一石墨烯电极板(102)和第二石墨烯电极板(104)中可能存在不配对的石墨烯电极，这些不配对的石墨烯电极不会用于构成该 电容式压力传感器的电容，或者说这些不配对的石墨烯电极对该电容式压力传感器的电容的影响远小于形成配对的石墨烯电极，可以忽略不计。
本发明实施例中，通过将第一石墨烯电极板的至少一路石墨烯电极和第二石墨烯电极板的至少一路石墨烯电极交叉排列，使得第一石墨烯电极板和第二石墨烯电极板中用于形成电容的每一对石墨烯电极位于交叉位置，从而使得电容式压力传感器能够根据触摸的位置迅速定位到第一石墨烯电极板和第二石墨烯电极板的导电电极，能够提高使用了本发明实施例电容式压力传感器的触摸屏的压力感应精度。
可选地，作为一个实施例，该绝缘介质层(103)在指定区域镂空，该指定区域包括任一对相向面对的石墨烯电极在该绝缘介质层(103)中所面对的区域。
图2是本发明的一个实施例电容式压力传感器及石墨烯电极的三维立体图。图2中，左侧表示电容式压力传感器，电容式压力传感器中的一个小单元用右侧的三维立体图表示，其中，201表示石墨烯电极，202表示柔性衬底，203表示绝缘介质层。如图2所示，上下两个电极板中相向面对的石墨烯电极201在绝缘介质层203中所面对的区域是镂空的。
本发明实施例中，通过在绝缘介质层中相向面对的石墨烯电极对所面对的区域镂空，能够进一步提高使用了本发明实施例电容式压力传感器的触摸屏的压力感应精度。
可选地，作为一个实施例，第一石墨烯电极板(102)位于第一柔性衬底(101)中背向该绝缘介质层(103)的一面，第二石墨烯电极板(104)位于第二柔性衬底(105)中背向该绝缘介质层(103)的一面。
本发明实施例中，通过将石墨烯电极板制备在柔性衬底中背向绝缘介质层的一面，使得用户可以更贴近地触摸石墨烯电极，从而能够提高使用本发明实施例电容式压力传感器的触摸屏的响应速度。
可选地，作为一个实施例，第一石墨烯电极板(102)位于第一柔性衬底(101)中朝向该绝缘介质层(103)的一面，第二石墨烯电极板(104)位于第二柔性衬底(105)中朝向该绝缘介质层(103)的一面。
本发明实施例，通过将石墨烯电极板制备在柔性衬底中面向绝缘介质层的一面，使得用户不会直接触摸石墨烯电极，从而能够减缓石墨烯电极被磨损的速度，提高电容式压力传感器的使用寿命。
可选地，第一柔性衬底(101)和/或第二柔性衬底(105)为透明柔性衬底。当石墨烯电极板制备在柔性衬底中面向绝缘介质层的一面时，采用透明柔性衬底，可以清晰地看到石墨烯电极的位置，有利于进一步提高使用本发明实施例电容式压力传感器的触摸屏的压力感应精度。
可选地，第一石墨烯电极板(102)包括M路串联的石墨烯电极，每路包括N个石墨烯电极；第二石墨烯电极板(104)包括N路串联的石墨烯电极，每路包括M个石墨烯电极；其中，M、N为正整数，且M、N中至少一个大于1。
图3是本发明的一个实施例构成电容的两个石墨烯电极板的示意图。图3中，310和320表示石墨烯电极板，311表示导电电极，312表示石墨烯电极。如图3所示，石墨烯电极板310包括3路串联的石墨烯电极，每路包括4个石墨烯电极；石墨烯电极板320包括4路串联的石墨烯电极，每路包括3个石墨烯电极。其中，当石墨烯电极板310和石墨烯电极板320按照当前的位置重叠时，两个石墨烯电极板中的石墨烯电极一一对应，相对应的石墨烯电极位于石墨烯电极板310的一路串联的石墨烯电极与石墨烯电极板320的一路串联的石墨烯电极相交的位置。
进一步地，M和N相等。
图4是本发明的另一个实施例构成电容的两个石墨烯电极板的示意图。图4中，410和420表示石墨烯电极板，411表示导电电极，412表示石墨烯电极。如图4所示，石墨烯电极板410包括4路串联的石墨烯电极，每路包括4个石墨烯电极；石墨烯电极板420包括4路串联的石墨烯电极，每路包括4个石墨烯电极。
可选地，第一石墨烯电极板(102)中任意一路串联的石墨烯电极与第二石墨烯电极板(104)中任意一路串联石墨烯电极相交的角度包括在0度到180度之间的任意值。
可选地，该透明柔性衬底包括聚对苯二甲酸乙二醇酯PET膜、聚酰亚胺PI膜或聚苯乙烯PS膜等。
可选地，第一石墨烯电极板(102)和第二石墨烯电极板(104)中每路串联的石墨烯电极中相邻的石墨烯电极通过石墨烯引线连接。
本发明实施例中，通过石墨烯引线将相邻的石墨烯电极进行串联，能够在制备石墨烯电极板时一次成型，有利于制备工艺的快速实现。
可选地，第一石墨烯电极板(102)和第二石墨烯电极板(104)中每路串联的石墨烯电极通过一个导电电极接电，该导电电极包括石墨烯电极、金属电极或氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)电极。具体地，如图3所示，每路串联的石墨烯电极通过导电电极311接电；如图4所示，每路串联的石墨烯电极通过导电电极411接电。
可选地，电容式压力传感器的厚度小于或等于0.2mm。本发明实施例中，电容式压力传感器的厚度小于或等于0.2mm只是一种优选的方案，当然，也不排除电容式压力传感器的厚度大于0.2mm的情况。
可选地，第一石墨烯电极板(102)和第二石墨烯电极板(104)中每个石墨烯电极的大小介于1mm×1mm至5mm×5mm之间。石墨烯电极的大小介于1mm×1mm至5mm×5mm之间只是一种优选的方案，也不排除石墨烯电极小于1mm×1mm或大于5mm×5mm的情况。
本发明实施例还提供了图1所示实施例电容式压力传感器100的制备方法。图5是本发明的一个实施例电容式压力传感器100的制备方法流程图。图5的方法包括：
510，制备第一电极板。
具体地，可将第一石墨烯薄膜转移到第一柔性基底，刻蚀出至少一路串联的石墨烯电极并在每路串联的石墨烯电极的一端制作出导电电极，形成第一电极板。
为便于理解本发明实施例的制备方案，结合图6进行说明。图6是本发明的一个实施例电容式压力传感器的制备方法示意图。
应理解，石墨烯生长可以使用现有的任何方法，例如化学气相沉积法(Chemical Vapour Deposition，CVD)制备石墨烯膜等。优选地，该石墨烯薄膜自身透光率应大于80％。
柔性透明基底可以是透光率大于80％的任何聚合物材料，如PET、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)材料，同时透明基底材料厚度不大于50微米(μm)。转移方法可采用湿法或干法等转移方法，本发明实施例对此不作限制。
首先需要将石墨烯转移到柔性基底。优选地，该柔性基底可以是透明柔性基底，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)膜、聚酰亚胺(Polyimide，PI)膜或聚苯乙烯(Polystyrene，PS)膜等。
以PET膜为例。如图6中的步骤1“石墨烯转移”所示，在生长着石墨烯的镍衬底中，依次用聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)膜、聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)膜喷涂在生长着石墨烯的一侧，然后将石墨烯脱离镍衬底，并喷涂PET膜，再去除PMMA膜和PDMS膜，从而将石墨烯转移至PET膜上。将石墨烯转移到柔性基底的具体实现可参考现有技术，本发明实施例在此不再赘述。
完成石墨烯转移后，可在石墨烯薄膜刻蚀出至少一路串联的石墨烯电极并在每路串联的石墨烯电极的一端制作出导电电极。
具体地，可如图6中的步骤2“石墨烯电极和金属电极制备”所示。
在转移至透明柔性基底的石墨烯薄膜上方旋涂光刻胶，然后依次通过光刻、氧等离子体刻蚀在石墨烯薄膜上制作出电极形状，电极尺寸为1mm×1mm至5mm×5mm，然后对得到的石墨烯电极做第二次光刻，依次通过光刻、蒸镀的方法在石墨烯电极边缘制作出金或银电极，用于石墨烯电极信号的引出。
520，制备第二电极板。
具体地，可将第二石墨烯薄膜转移到第二柔性基底，刻蚀出至少一路串联的石墨烯电极并在每路串联的石墨烯电极的一端制作出导电电极，形成第二电极板。
第二电极板的制备过程可参考步骤510的制备过程，只是其中刻蚀的石墨烯电极的图案可能存在区别。
其中，该第二电极板与该第一电极板按照预定排列方式排列对准时，该第一电极板的至少一路串联的石墨烯电极和该第二电极板的至少一路串联的石墨烯电极交叉排列，并且每对相向面对的石墨烯电极位于该第一电极板和该第二电极板中的交叉位置。
具体地，如果将第二电极板与第一电极板按照预定角度重叠时，第一电极板和第二电极板中任意一对相向面对的石墨烯电极位于第一电极板中一路第一串联的石墨烯电极和第二电极板中一路第二串联的石墨烯电极相交的位置，每对相向面对的石墨烯电极包括第一串联的石墨烯电极在该相交的位置的第一石墨烯电极和第二串联的石墨烯电极在该相交的位置的第二石墨烯电极。此时，该相交的位置即为前述交叉位置。
特别地，当第一电极板和第二电极板的石墨烯电极都包括M路串联的 石墨烯电极，且每路串联的石墨烯电极包括M个石墨烯电极时，第一电极板可以和第二电极板相同。
530，制备绝缘介质层。
具体地，可在硅片上用厚胶工艺制备绝缘介质层，烘烤一段时间后固化后脱模，得到绝缘介质层。
进一步地，还可按照第一电极板或第二电极板的石墨烯电极位置，在第三基底制备网格状光刻胶沟槽，该网格状光刻胶沟槽中的网格尺寸与一个石墨烯电极尺寸大致相等；在该网格状光刻胶沟槽上旋涂绝缘介质层并固化脱模，得到复制该网格状光刻胶沟槽的网格结构的绝缘介质层。
图6的步骤3示出了PDMS空腔的制备方法。该PDMS空腔为本发明实施例的一种绝缘介质层。
具体地，例如，可以在硅片上用厚胶工艺制备深度10-100微米，宽度50-200微米的网格状光刻胶沟槽，网格尺寸与上述石墨烯电极尺寸相当，然后在光刻胶沟槽结构上旋涂聚10微米厚二甲基硅氧烷PDMS，在80℃烘烤2小时固化后脱模，得到复制了网格结构的PDMS薄膜，如图7所示。
540，将绝缘介质层、第一电极板和第二电极板对准、键合并封装。
具体地，可将第一电极板、该绝缘介质层和第二电极板进行键合，封装成电容式压力传感器，其中，第一电极板和第二电极板按照该预定排列方式排列对准。
图6的步骤4示出了键合与封装方法。
在一种具体的键合与封装方法中，可将绝缘介质层如PDMS薄膜在氧等离子刻蚀机中活化处理60s，然后在对准台上与步骤510制备的第一电极板进行对准键合，再将带有PDMS薄膜的第一电极板在氧等离子刻蚀机中活化处理60s，然后在对准台上与步骤520制备的第一电极板进行对准键合，然后封装成电容式压力传感器。
当然，应理解，根据制备设备的不同，其键合与封装方法的方法可能存在差异。例如，在制备设备支持的情况下，可以将绝缘介质层如PDMS薄膜一次同时与第一电极板和第二电极板进行对准键合，封装成电容式压力传感器，等等。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应 对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可 以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

  1. 一种电容式压力传感器，其特征在于，包括：
    第一柔性衬底(101)、第一石墨烯电极板(102)、绝缘介质层(103)、第二石墨烯电极板(104)和第二柔性衬底(105)，其中，
    所述绝缘介质层(103)用于将所述第一石墨烯电极板(102)和所述第二石墨烯电极板(104)隔离且保持预定间隔；
    所述第一石墨烯电极板(102)和所述第二石墨烯电极板(104)中分别包括至少一路串联的石墨烯电极，所述第一石墨烯电极板(102)的至少一路串联的石墨烯电极和所述第二石墨烯电极板(104)的至少一路串联的石墨烯电极交叉排列，并且所述电容式压力传感器的多个电容中的每个电容包括所述第一石墨烯电极板(102)和所述第二石墨烯电极板(104)中位于交叉位置的一对相向面对的石墨烯电极。
  2. 如权利要求1所述的电容式压力传感器，其特征在于，
    所述绝缘介质层(103)在指定区域镂空，所述指定区域包括任一对相向面对的石墨烯电极在所述绝缘介质层(103)中所面对的区域。
  3. 如权利要求1或2所述的电容式压力传感器，其特征在于，
    所述第一石墨烯电极板(102)位于所述第一柔性衬底(101)中朝向所述绝缘介质层(103)的一面，所述第二石墨烯电极板(104)位于所述第二柔性衬底(105)中朝向所述绝缘介质层(103)的一面；或者
    所述第一石墨烯电极板(102)位于所述第一柔性衬底(101)中背向所述绝缘介质层(103)的一面，所述第二石墨烯电极板(104)位于所述第二柔性衬底(105)中背向所述绝缘介质层(103)的一面。
  4. 如权利要求1-3中任一项所述的电容式压力传感器，其特征在于，
    所述第一石墨烯电极板(102)包括M路串联的石墨烯电极，每路包括N个石墨烯电极；
    所述第二石墨烯电极板(104)包括N路串联的石墨烯电极，每路包括M个石墨烯电极；
    其中，M、N为正整数，且M、N中至少一个大于1。
  5. 如权利要求1-3中任一项所述的电容式压力传感器，其特征在于，M和N相等。
  6. 如权利要求1-5中任一项所述的电容式压力传感器，其特征在于，
    所述第一石墨烯电极板(102)中任意一路串联的石墨烯电极与所述第二石墨烯电极板(104)中任意一路串联石墨烯电极相交的角度包括在0度到180度之间的任意值。
  7. 如权利要求1-6中任一项所述的电容式压力传感器，其特征在于，
    所述第一柔性衬底(101)和/或所述第二柔性衬底(105)为透明柔性衬底。
  8. 如权利要求7的电容式压力传感器，其特征在于，所述透明柔性衬底包括聚对苯二甲酸乙二醇酯PET膜、聚酰亚胺PI膜或聚苯乙烯PS膜。
  9. 如权利要求1-8中任一项所述的电容式压力传感器，其特征在于，
    所述第一石墨烯电极板(102)和所述第二石墨烯电极板(104)中每路串联的石墨烯电极中相邻的石墨烯电极通过石墨烯引线连接。
  10. 如权利要求9所述的电容式压力传感器，其特征在于，
    所述第一石墨烯电极板(102)和所述第二石墨烯电极板(104)中每路串联的石墨烯电极通过一个导电电极接电，所述导电电极包括石墨烯电极、金属电极或氧化铟锡ITO电极。
  11. 如权利要求1至10任一项所述的电容式压力传感器，其特征在于，电容式压力传感器的厚度小于或等于0.2mm。
  12. 如权利要求1至11任一项所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述第一石墨烯电极板(102)和所述第二石墨烯电极板(104)中每个石墨烯电极的大小介于1mm×1mm至5mm×5mm之间。
  13. 一种电容式压力传感器的制备方法，其特征在于，包括：
    将第一石墨烯薄膜转移到第一柔性基底，刻蚀出至少一路串联的石墨烯电极并在每路串联的石墨烯电极的一端制作出导电电极，形成第一电极板；
    将第二石墨烯薄膜转移到第二柔性基底，刻蚀出至少一路串联的石墨烯电极并在每路串联的石墨烯电极的一端制作出导电电极，形成第二电极板，其中，所述第二电极板与所述第一电极板按照预定排列方式排列对准时，所述第一电极板的至少一路串联的石墨烯电极和所述第二电极板的至少一路串联的石墨烯电极交叉排列，并且每对相向面对的石墨烯电极位于所述第一电极板和所述第二电极板中的交叉位置；
    制备绝缘介质层；
    将所述第一电极板、所述绝缘介质层和所述第二电极板进行键合形成电容式压力传感器，其中，所述第一电极板和所述第二电极板按照所述预定排列方式排列对准。
  14. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述制备绝缘介质层包括：
    按照所述第一电极板或所述第二电极板的石墨烯电极位置，在第三基底制备网格状光刻胶沟槽，所述网格状光刻胶沟槽中的网格尺寸与一个石墨烯电极尺寸大致相等；
    在所述网格状光刻胶沟槽上旋涂绝缘介质层并固化脱模，得到复制所述网格状光刻胶沟槽的网格结构的绝缘介质层。
  15. 如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述将所述第一电极板、所述绝缘介质层和所述第二电极板进行键合形成电容式压力传感器包括：
    将所述绝缘介质层进行活化处理，并将所述绝缘介质层的第一面的每个网格与所述第一电极板中对应的石墨烯电极进行对准并键合，将所述绝缘介质层的第二面的每个网格与所述第二电极板中对应的石墨烯电极进行对准并键合，形成电容式压力传感器。
  16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，
    所述将所述绝缘介质层的第一面的每个网格与所述第一电极板中每个石墨烯电极进行对准并键合，将所述绝缘介质层的第二面的每个网格与所述第二电极板中每个石墨烯电极进行对准并键合包括：
    将所述绝缘介质层的第一面朝向将所述第一电极板中石墨烯电极所在的一面，并将所述绝缘介质层的第一面的每个网格与所述第一电极板中对应的石墨烯电极进行对准并键合；
    将所述绝缘介质层的第二面朝向将所述第二电极板中石墨烯电极所在的一面，并将所述绝缘介质层的第二面的每个网格与所述第二电极板中对应的石墨烯电极进行对准并键合。
  17. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，
    所述将所述绝缘介质层的第一面的每个网格与所述第一电极板中每个石墨烯电极进行对准并键合，将所述绝缘介质层的第二面的每个网格与所述第二电极板中每个石墨烯电极进行对准并键合包括：
    将所述绝缘介质层的第一面朝向将所述第一电极板中不存在石墨烯电极的一面，并将所述绝缘介质层的第一面的每个网格与所述第一电极板中对应的石墨烯电极进行对准并键合；
    将所述绝缘介质层的第二面朝向将所述第二电极板中不存在石墨烯电极的一面，并将所述绝缘介质层的第二面的每个网格与所述第二电极板中对应的石墨烯电极进行对准并键合。
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