CN110697646A - 一种电子皮肤及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子皮肤及其制备方法，该电子皮肤包括可剥离基底层；印刷在所述可剥离基底层表面的电子皮肤层；设置在所述电子皮肤层上的贴合层；以及贴合在所述贴合层上的离型纸。如此，本发明通过在电子皮肤层上层贴合有包括有承载基底层的可剥离基底层、贴合层，并在贴合层上分贴有离型纸，这样在使用过程中揭掉离型纸，将电子皮肤贴合在人体皮肤上，然后再揭掉可剥离基底层上的承载基底即可。

Description

一种电子皮肤及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子元器件技术领域，尤其涉及一种电子皮肤及其制备方法。
背景技术
电子皮肤本身为超薄的可拉伸薄膜，因此在制备和使用过程中都附着于薄膜基底和人体皮肤上。然而在使用过程中，尤其在将电子皮肤层从薄膜基底转移到人体皮肤的过程中，脱离基底的薄膜非常容易弯曲、褶皱，难以平整的铺展在皮肤表面。
发明内容
鉴于此，本发明的实施方式提供一种电子皮肤及其制备方法，以避免了转印过程中可能出现的转印图案不完全、水转印中对电子元器件的破坏等问题。
为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种电子皮肤，该电子皮肤包括：可剥离基底层；印刷在所述可剥离基底层表面的电子皮肤层；设置在所述电子皮肤层上的贴合层；以及贴合在所述贴合层上的离型纸。
根据本发明一实施方式，所述可剥离基底层包括承载基底和在所述承载基底表面刷涂的硅油或离型剂的塑料薄膜；其中，所述塑料薄膜包括PET、PEN、PI、PE或PP；所述可剥离基底层的厚度为20-200μm。
根据本发明一实施方式，所述电子皮肤还包括设置在所述可剥离基底层表面的保护层或伪装层，所述电子皮肤层印刷在所述保护层或伪装层表面；和/或，设置在所述电子皮肤层表面的保护层或伪装层，所述贴合层设置在所述保护层或伪装层表面。
根据本发明一实施方式，所述保护层包括如下材料至少之一：聚氨酯型光油、丙烯酸酯型光油及硅胶；所述伪装层为聚氨酯型光油、丙烯酸酯型光油、PDMS、ecoflex硅胶、SEBS树脂中的一种或多种材料与皮肤色颜料的混合材料，皮肤色颜料占比为0.1-10wt％。
根据本发明一实施方式，所述电子皮肤层包括可拉伸基底层和印刷在所述可拉伸基底层上的功能层；其中，所述功能层包括电极层，或温度、压力、应变、心电及肌电传感器层。
本发明实施例第二方面提供一种电子皮肤的制备方法，该制备方法包括：在可剥离基底层表面印刷电子皮肤层；在所述电子皮肤层上印刷粘结胶，形成贴合层；以及待所述粘结胶晾干后，将离型纸贴合在所述粘结胶上。
根据本发明一实施方式，所述方法还包括：在承载基底表面刷涂硅油或离型剂的塑料薄膜，以形成可剥离基底层，其中，所述塑料薄膜包括PET、PEN、PI、PE或PP；所述可剥离基底层的厚度为20-200μm
根据本发明一实施方式，在所述可剥离层表面设置保护层或伪装层，相应的，在所述保护层或伪装层表面印刷电子皮肤层；和/或，在所述电子皮肤层表面设置保护层或伪装层，相应的，在所述保护层或伪装层表面设置贴合层；其中，所述保护层包括如下材料至少之一：聚氨酯型光油、丙烯酸酯型光油及硅胶；所述伪装层为聚氨酯型光油、丙烯酸酯型光油、PDMS、ecoflex硅胶、SEBS树脂中的一种或多种材料与皮肤色颜料的混合材料，皮肤色颜料占比为0.1-10wt％。
根据本发明一实施方式，所述方法还包括：在可拉伸基底层上印刷功能层，以形成电子皮肤层；其中，所述功能层包括电极层，或温度、压力、应变、心电及肌电传感器层。
根据本发明一实施方式，所述在可拉伸基底层上印刷功能层的方式包括丝网印刷、喷墨打印、转移印刷及柔板印刷。
根据本发明一实施方式，所述粘结胶为环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、生物胶、水凝胶或硅凝胶。
本发明实施例电子皮肤及其制备方法，该电子皮肤包括可剥离基底层；印刷在所述可剥离基底层表面的电子皮肤层；设置在所述电子皮肤层上的贴合层；以及贴合在所述贴合层上的离型纸。如此，本发明通过在电子皮肤层上层贴合有包括有承载基底的可剥离基底层、贴合层，并在贴合层上分贴有离型纸，这样在使用过程中揭掉离型纸，将电子皮肤贴合在人体皮肤上，然后再揭掉可剥离基底层上的承载基底即可。该工艺避免了转印过程中可能出现的转印图案不完全、水转印中对电子器件的破坏等问题，具有简单、直接、快速、低成本等技术特点。
附图说明
图1为本发明实施例电子皮肤的组成结构示意图一；
图2为本发明实施例电子皮肤的组成结构示意图二；
图3为本发明实施例电子皮肤的组成结构示意图三；
图4为本发明实施例电子皮肤的制备方法的实现流程示意图一；
图5为本发明实施例电子皮肤的制备方法的实现流程示意图二；
图6为本发明实施例电子皮肤的制备方法的实现流程示意图三。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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。
图1为本发明实施例电子皮肤的组成结构示意图。参考图1，该电子皮肤包括：可剥离基底层101；印刷在可剥离基底层101表面的电子皮肤层102；设置在电子皮肤层102上的贴合层103；以及贴合在贴合层103上的离型纸104。
其中，可剥离基底层101和离型纸104均为保护膜层，不起功能性作用。电子皮肤层作为功能性层，实现电路连接、温度、压力、应变以及心电等生理信号接收与采集等功能；贴合层是为了实现电子皮肤与身体或其他物体表面更好的贴合。
本发明通过在电子皮肤层上印刷可剥离基底层和贴合层，从而保证电子皮肤在从基底层转移到皮肤表面的过程中依然有基底支撑，从而保证电子皮肤与人体皮肤能够平整的接触，实现环保、低成本、无损的电子皮肤贴合与保护。
在一可实施方式中，参考图2所示的电子皮肤的组成结构示意图不难发现，可剥离基底层101可以包括承载基底1011和在承载基底1011表面刷涂的硅油或离型剂的塑料薄膜1012；其中，塑料薄膜1012包括PET、PEN、PI、PE或PP(MOPP或BOPP)等，且该可剥离基底层101的厚度为20-200μm。这样，塑料薄膜既可作为电子皮肤保护层，也是为了更好的与承载基底剥离，避免了复杂的转印以及转印不完全的过程。
本发明通过在电子皮肤上印刷刷涂有硅油或离型剂的承载基底和贴合层，从而保证电子皮肤在从基底层转移到皮肤表面的过程中依然有基底支撑，从而保证电子皮肤与人体皮肤能够平整的接触，实现环保、低成本、无损的电子皮肤贴合与保护。
在实际产品中，可剥离基底层101的厚度通常为20-200μm，这样，厚度为20-200μm的刷涂有PET、PEN、PI、PE、PP(MOPP或BOPP)等塑料薄膜的承载基底，其离型力可以保持在0-100。
进一步地，在一可实施方式中，参考图3所示的电子皮肤的组成结构示意图不难发现，该电子皮肤还包括：设置在可剥离基底层101表面的保护层或伪装层105，电子皮肤层102印刷在保护层或伪装层105表面；和/或，设置在电子皮肤层102表面的保护层或伪装层105，贴合层103设置在保护层或伪装层105表面。该保护层或伪装层由聚合物树脂+肤色颜料组成，具体地保护层包括如下材料至少之一：聚氨酯型光油、丙烯酸酯型光油及硅胶；伪装层为聚氨酯型光油、丙烯酸酯型光油、PDMS、ecoflex硅胶、SEBS树脂中的一种或多种材料与皮肤色颜料的混合材料，皮肤色颜料占比为0.1-10wt％。由于本发明电子皮肤在可剥离基底层101和电子皮肤层102之间增加了保护层，故能够保护电子皮肤在使用过程中不受外界环境影响或破坏；同时，还能够起到隐形伪装的效果。
在一可实施方式中，电子皮肤层102通常包括可拉伸基底层和印刷在可拉伸基底层上的功能层；其中，功能层包括电极层，或温度、压力、应变、心电及肌电传感器层。这样，电子皮肤采用直接将柔性电极、温度、压力、应变、心电及肌电传感器等通过丝网印刷、喷墨打印、转移印刷、柔板印刷等方式制备在可拉伸的柔性基底上，避免了传统工艺中需要光刻、溅射、激光刻蚀等方案制备特定图案的微电极，然后再转移到可拉伸基底，次工艺简单、快速且成本低。
基于上文所述的如图1至图3所示的电子皮肤的组成结构，本发明实施例还提供一种电子皮肤的制备方法，如图4所示，该制备方法包括：操作401，在可剥离基底层表面印刷电子皮肤层；操作402，在所述电子皮肤层上印刷粘结胶，形成贴合层；操作403，待所述粘结胶晾干后，将离型纸贴合在所述粘结胶上。
其中，所述粘结胶为环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、生物胶、水凝胶或硅凝胶等。
根据本发明一实施方式，如图5所示，所述方法还包括：操作501在承载基底表面刷涂硅油或离型剂的塑料薄膜，以形成可剥离基底层；其中，所述塑料薄膜包括PET、PEN、PI、PE或PP；所述可剥离基底层的厚度为20-200μm。
根据本发明一实施方式，如图6所示，所述方法还包括：操作602在可剥离基底层表面增设保护层或伪装层。相应的，与操作502对应的操作603为在保护层或伪装层表面印刷电子皮肤层。
其中，在可剥离基底层上增设由聚合物树脂+肤色颜料组成的保护层或伪装层，该保护层包括如下材料至少之一：聚氨酯型光油、丙烯酸酯型光油及硅胶；伪装层具体为聚氨酯型光油、丙烯酸酯型光油、PDMS、ecoflex硅胶、SEBS树脂中的一种或多种材料与皮肤色颜料的混合材料，皮肤色颜料占比为0.1-10wt％。
根据本发明一实施方式，所述方法还包括：在可拉伸基底层上印刷功能层，以形成电子皮肤层；其中，所述功能层包括电极层，或温度、压力、应变、心电及肌电传感器层。具体地，可以在可拉伸基底层上印刷功能层的方式包括丝网印刷、喷墨打印转移印刷及柔板印刷。这样，电子皮肤采用直接将柔性电极、温度、压力、应变、心电及肌电传感器等通过丝网印刷、喷墨打印、转移印刷及柔板印刷等方式制备在可拉伸的柔性基底上，避免了传统工艺中需要光刻、溅射、激光刻蚀等方案制备特定图案的微电极，然后再转移到可拉伸基底，次工艺简单、快速且成本低。
本发明实施例电子皮肤及其制备方法，该电子皮肤包括可剥离基底层；印刷在所述可剥离基底层表面的电子皮肤层；设置在所述电子皮肤层上的贴合层；以及贴合在所述贴合层上的离型纸。如此，本发明通过在电子皮肤层上层贴合有包括有承载基底的可剥离基底层、贴合层，并在贴合层上分贴有离型纸，这样在使用过程中揭掉离型纸，将电子皮肤贴合在人体皮肤上，然后再揭掉可剥离基底层上的承载基底即可。该工艺避免了转印过程中可能出现的转印图案不完全、水转印中对电子器件的破坏等问题，具有简单、直接、快速、低成本等技术特点。
在本说明书的描述中，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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 (10)

1.一种电子皮肤，其特征在于，该电子皮肤包括：可剥离基底层；印刷在所述可剥离基底层表面的电子皮肤层；设置在所述电子皮肤层上的贴合层；以及贴合在所述贴合层上的离型纸。
2.根据权利要求1所述的电子皮肤，其特征在于，所述可剥离基底层包括承载基底和在所述承载基底表面刷涂的硅油或离型剂的塑料薄膜；其中，所述塑料薄膜包括PET、PEN、PI、PE或PP；所述可剥离基底层的厚度为20-200μm。
3.根据权利要求1所述的电子皮肤，其特征在于，所述电子皮肤还包括设置在所述可剥离基底层表面的保护层或伪装层，所述电子皮肤层印刷在所述保护层或伪装层表面；和/或，设置在所述电子皮肤层表面的保护层或伪装层，所述贴合层设置在所述保护层或伪装层表面。
4.根据权利要求3所述的电子皮肤，其特征在于，所述保护层包括如下材料至少之一：聚氨酯型光油、丙烯酸酯型光油及硅胶；所述伪装层为聚氨酯型光油、丙烯酸酯型光油、PDMS、ecoflex硅胶、SEBS树脂中的一种或多种材料与皮肤色颜料的混合材料，皮肤色颜料占比为0.1-10wt％。
5.根据权利要求1所述的电子皮肤，其特征在于，所述电子皮肤层包括可拉伸基底层和印刷在所述可拉伸基底层上的功能层；其中，所述功能层包括电极层，或温度、压力、应变、心电及肌电传感器层。
6.一种电子皮肤的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
在可剥离基底层表面印刷电子皮肤层；
在所述电子皮肤层上印刷粘结胶，形成贴合层；以及
待所述粘结胶晾干后，将离型纸贴合在所述粘结胶上。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：
在承载基底表面刷涂硅油或离型剂的塑料薄膜，以形成可剥离基底层；其中，所述塑料薄膜包括PET、PEN、PI、PE或PP；所述可剥离基底层的厚度为20-200μm。
8.根据权利要求6所述的电子皮肤，其特征在于，所述方法还包括：
在所述可剥离基底层表面设置保护层或伪装层，相应的，在所述保护层或伪装层表面印刷电子皮肤层；和/或，在所述电子皮肤层表面设置保护层或伪装层，相应的，在所述保护层或伪装层表面设置贴合层；其中，所述保护层包括如下材料至少之一：聚氨酯型光油、丙烯酸酯型光油及硅胶；所述伪装层为聚氨酯型光油、丙烯酸酯型光油、PDMS、ecoflex硅胶、SEBS树脂中的一种或多种材料与皮肤色颜料的混合材料，皮肤色颜料占比为0.1-10wt％。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：
在可拉伸基底层上印刷功能层，以形成电子皮肤层；其中，所述功能层包括电极层，或温度、压力、应变、心电及肌电传感器层。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述在可拉伸基底层上印刷功能层的方式包括丝网印刷、喷墨打印、转移印刷及柔板印刷。
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