[发明专利]湿度传感器及其制备方法、非接触式控制屏及应用

说明书

一种湿度传感器及其制备方法、非接触式控制屏及应用，该湿度传感器的制备方法包括在衬底上制备交指电极；在制备有交指电极的衬底上制备湿敏材料，即得到所述湿度传感器。本发明所采用的制备MoO₃纳米片的方法具有产率高、操作简单、成本极低的优点；目前市面上的非接触式控制屏或控制开关以电容式或红外传感为主，且以刚性屏幕为主，而本发明首次利用造价更为便宜且性能优异的湿度传感器和柔性PET衬底构筑基于湿度传感器阵列的透明柔性非接触控制屏，拓宽了非接触控制屏的应用潜力和应用范围。

技术领域

本发明属于柔性电子器件的制备技术领域，尤其涉及一种湿度传感器及其制备方法、非接触式控制屏及应用。

背景技术

随着互联网的发展人机互动的变得越来越重要，互动方式变得越来越多，因此发展多样的人机互动方式显得尤为重要。作为人机互动的“翻译员”，传感器可以有效的将各种人体发出的信号转换为机器可以识别的信息。常见的人机互动传感器往往需要人体与其直接发生物理接触产生信号，如压力传感器。因此，不可避免的带来传感器的机械磨损，或在某些应用场合受到限制，如有毒有害环境。因此，不需要人机直接接触的非接触式传感器可以有效的弥补这些缺点。然而，常见的非接触式传感器往往需要较为复杂的制备流程和昂贵的制备设备，如红外传感器。因此，在这样的研究背景之下，可有效检测指尖湿度的湿度传感器可以作为现有传感器的一个补充，即实现利用人手指尖的汗液蒸发产生的湿度作为信息源做为人机互动的手段。它的好处是：1.可以不用与传感器发生直接物理接触而实现控制，因此可用于一些特殊场合，例如有毒有害或者敏感怕脏的环境中，同时由于没有机械触控，可以延长传感器的使用寿命；2.可以结合指尖的湿度和温度，因此比单纯的压力传感器对于人体信号探测的特异性强一些；3.通常采用氧化物，便宜，好制备，稳定；4.可以有效利用人体的代谢物汗液作为一种信息源，环保节能。

柔性电子器件由于其可穿戴、可折叠、可弯曲的特性被认为在智能手机、医疗检测等领域具有巨大的发展潜力。而目前市面上可实现非接触传感的柔性传感器阵列非常之少。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种湿度传感器及其制备方法、非接触式控制屏及应用，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种湿度传感器的制备方法，包括：

在衬底上制备交指电极；

在制备有交指电极的衬底上制备湿敏材料，即得到所述湿度传感器。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种湿度传感器，采用如上所述的制备方法得到。

作为本发明的又一个方面，还提供了一种非接触式控制屏，内含有如上所述的湿度传感器。

作为本发明的再一个方面，还提供了如上所述的湿度传感器或如上所述的非接触式控制屏在柔性电子器件领域的应用。

基于上述技术方案可知，本发明的湿度传感器及其制备方法、非接触式控制屏及应用相对于现有技术至少具有以下优势之一：

(1)本发明所采用的制备MoO₃(三氧化钼)纳米片的方法具有产率高(所得到MoO₃纳米片粉末的质量与反应前驱物四水合钼酸氨的质量比大于80％)、操作简单、成本极低的优点；

(2)通过本发明提所述的水热法制备的湿度传感器具有响应速度快(响应时间在毫秒量级)、响应开关比高(从相对湿度从0％至100％，器件电阻减小10⁵量级)，这两项性能优于文献中报道的绝大多材料，且MoO₃性质稳定，在空气中暴露1个月以上，器件的湿度响应性质无明显变化；