[发明专利]一种柔性可拉伸式传感器

权利要求书

1.一种柔性可拉伸式传感器，其特征在于，包括M×N个探测单元排列形成的M×N阵列；其中，每个所述探测单元包括可拉伸部分和不可拉伸部分；每个探测单元的传感模块设置于不可拉伸部分，通过可拉伸部分设置的传输导线与相邻探测单元的传感模块连接；所述传感模块包括温度、应力、光、电、磁、声、电化学传感器中的至少一种；

所述不可拉伸部分，用于所述探测单元选通后，通过传感模块采集外部传感信息，并将所述外部传感信息转换成电信号传输至处理器进行处理；所述不可拉伸部分还包括韧性基材结构二；所述传感模块包括传感器及其对应的控制电路，二者设置于所述韧性基材结构二的上表面；韧性基材结构二用于对传感器及其对应的控制电路进行固定和保护，保证拉伸过程中，传感器及其对应的控制电路只发生位置改变，不发生任何结构的变化；

所述可拉伸部分，用于在外力作用下进行拉伸，改变探测单元的形状，并通过设置的所述传输导线选通所述探测单元的传感模块采集信息；所述可拉伸部分还包括韧性基材结构一；所述传输导线设置于所述韧性基材结构一上表面，或被所述韧性基材结构一包覆；韧性基材结构一用于对传输导线进行固定和保护，整个拉伸过程只是由弯曲状态被拉直，不改变其组成、内部结构；

所述韧性基材结构一采用桥状结构；所述韧性基材结构二采用岛状结构；

每个所述探测单元还包括柔性基材结构；所述可拉伸部分和不可拉伸部分设置于所述柔性基材上的同一水平位置；所述柔性基材结构，用于在外力作用下进行拉伸，改变探测单元可拉伸部分的形状，进而改变传感模块的位置；

所述柔性可拉伸式传感器的制备方法，包括如下步骤：

S1.制备韧性基材层一；

S2.在所述韧性基材层一上，制备M×N个传感模块排列形成的M×N阵列，以及各传感模块的连接导线；

S3.在所述M×N阵列以及各传感模块的连接导线上方，淀积韧性基材层二；所述韧性基材层二与所述韧性基材层一表面接触，并覆盖整个M×N阵列以及各传感模块的连接导线；

S4.刻蚀所述韧性基材层一和所述韧性基材层二，制备柔性可拉伸式传感器的可拉伸部分和不可拉伸部分，其中，每个可拉伸部分包括一条连接导线，每个不可拉伸部分包括一个传感模块；

S5.将所述可拉伸部分和不可拉伸部分进行转移，贴合至事先制备的柔性基材结构上，获得柔性可拉伸式传感器。

2.根据权利要求1所述的柔性可拉伸式传感器，其特征在于，所述可拉伸部分采用桥状结构，所述不可拉伸部分采用岛状结构。

3.根据权利要求2所述的柔性可拉伸式传感器，其特征在于，所述控制电路包括半导体薄膜晶体管和电源；

所述M×N阵列中，每一行，所有半导体薄膜晶体管的栅极连接，并与对应的行选通信号连接；每一列，所有半导体薄膜晶体管的源极连接，并与对应的列选通信号连接；所有半导体薄膜晶体管的漏极通过对应传感器与电源连接。

4.根据权利要求2所述的柔性可拉伸式传感器，其特征在于，所述韧性基材结构一和所述韧性基材结构二的材料为PI、PET、PEN、PEI、PEEK、Paylene材料中的至少一种。

5.根据权利要求2或4所述的柔性可拉伸式传感器，其特征在于，所述桥状结构为折线形结构、蛇形结构、正弦曲线结构中的至少一种；

所述岛状结构为圆形、长方形、正方形、六边形、八边形中的至少一种。

6.根据权利要求2-4之一所述的柔性可拉伸式传感器，其特征在于，所述传感器还包括压力、温度传感器。

7.根据权利要求2所述的柔性可拉伸式传感器，其特征在于，所述柔性基材结构的材料为硅胶、PDMS、布料、橡胶、塑料中的至少一种。

8.根据权利要求3所述的柔性可拉伸式传感器，其特征在于，所述半导体薄膜晶体管包括栅电极、源电极、漏电极、半导体层、栅绝缘层；

所述栅绝缘层设置于所述栅电极上方；所述半导体层设置于所述栅绝缘层上方；所述源电极和所述漏电极位于所述半导体层的两侧，并与所述半导体层接触；

所述半导体层的材料为非晶硅、铟镓锌氧、多晶硅、氧化锌、并五苯中的至少一种。