[发明专利]一种传感器介电层及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种传感器介电层及其制备方法和用途。本发明提供的介电层包括多孔材料以及填充在所述多孔材料孔隙内的离子导体液体，所述多孔材料为不透明或半透明材料。所述制备方法包括：将离子导体液体与多孔材料混合，静置，得到所述传感器介电层。本发明提供的传感器介电层通过填充离子导体液体达到了将不透明材料转变为透明材料的目的，并且提高了传感器的传感性能，可以应用于制作高透明的传感器件等。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，涉及一种传感器介电层及其制备方法和用途。

背景技术

不同工作原理的传感器件能将被测物体所发生的变化转化为电信号或其他所需形式的信息输出，满足信息的传输，处理，存储，显示，记录和控制的要求，因此它们在人们的生活中起着非常重要的作用。其中，依靠电容值变化来感知外界力作用的电容式压力传感器由于其结构简单，稳定性好，灵敏度高等优势被广泛关注。近些年，通过对传感器介电层结构改进的手段，使得电容式压力传感器在柔性、灵敏度、稳定性及检测限等性能参数方面都取得了令人瞩目的进步。然而，目前高透明的压力传感器的制作仍然面临着巨大的挑战，其主要的原因是同时保持高透明与高传感性能对于传感器介电层而言是互相矛盾的。换言之，常见的高透明材料如聚二甲基硅氧烷、聚酯、聚酰亚胺、玻璃等作为介电层的传感器的灵敏度低，影响实际的应用；而具有多孔或表面微结构的介电层虽然能够提高传感器的灵敏度，却严重降低器件整体的透明度。基于此，制备一种高度透明且高灵敏性的介电层对于制作高透明的传感器具有重要的意义。

CN105865667A公开了一种基于微结构化介电层的电容式柔性压力传感器及其制备方法，包括上柔性基底和下柔性基底，附着于上柔性基底内表面的上导电层和附着于下柔性基底内表面的下导电层，在所述上导电层和下导电层之间设有微结构化介电层。虽然该发明的电容式柔性压力传感器通过对介电层微结构形状、尺寸及分布等条件的设计，有效调节了传感器性能，实现对不同灵敏度、测试范围的电容式柔性压力传感器制作。然而，微结构的构建不可避免的增加介电层的雾度，降低了传感器的整体透明度，影响传感器的使用范围。

CN106017748A公开了一种基于复合材料介电层的电容式柔性压力传感器及其制备方法，包括上柔性基底和下柔性基底，附着于上柔性基底内表面的上导电层和附着于下柔性基底内表面的下导电层，在上导电层和下导电层之间设有复合材料介电层。该发明在介电层高分子树脂中掺杂了包括金属导体、铁电陶瓷、碳材料和有机半导体材料，有效的提高了电容式柔性压力传感器的灵敏度。虽然该发明实现了通过复合介电层来提高器件灵敏度的目的，但是相同的，其也没有制备出透明的且能提供高灵敏度的介电层。

CN109288500A公开了一种可穿戴式服装传感器及其制备方法和应用，该方案所述服装传感器从下到上依次包括织物层、第一电极层、介电层和第二电极层；其中，所述介电层具有多孔结构且所述介电层的孔壁上负载离子液体。该方案的传感器虽有比较好的柔性，但是该方案的传感器透明度较差，影响传感器的应用。

因此，需要开发一种柔性透明且能提供高灵敏度的介电层以满足高透明传感器的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种传感器介电层及其制备方法和用途。本发明提供的传感器介电层能够提供高灵敏度，并且为透明介电层，可具有柔性，制备工艺简单，原料成本低廉，有利于大规模的工业化生产。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种传感器介电层，所述介电层包括多孔材料以及填充在所述多孔材料孔隙内的离子导体液体，所述多孔材料为不透明或半透明材料。