[发明专利]一种柔性结构单元、柔性压力开关与柔性压力传感器

说明书

本发明提供一种柔性结构单元、柔性压力开关与柔性压力传感器。柔性结构单元包括第一柔性层、隔离层与第二柔性层；第一柔性层与隔离层之间，或者/和第二柔性层与隔离层之间设置呈环状结构的支撑层；隔离层设置若干条厚度方向的切缝。本发明增加了第一柔性层与第二柔性层相接触的难度，可防止轻微压力即可实现电路闭合导通的问题，提高了安全性，可应用于柔性压力开关与柔性压力传感器等柔性电子设备中。

技术领域

本发明属于柔性电子技术领域，尤其涉及一种柔性结构单元、柔性压力开关与柔性压力传感器。

背景技术

近年来柔性电子技术发展迅速，尤其是随着物联网与可穿戴技术的发展，柔性电子器件成为未来电子器件发展的主流趋势。

在电子电路中，通常使用开关控制电子电路导通与否，被广泛用于电子电路以及传感技术中。现有的刚性压力开关体积较大，自身杨氏模量较高，形变小，无法满足柔性智能化的需求。目前，柔性压力开关受到人们的广泛关注。

专利文献CN105931909A公开了一种柔性织物开关，为层状结构，包括上导电层和下导电层，以及设置在上导电层和下导电之间的弹性隔离层，弹性隔离层上设有通孔，上导电层和下导电层上分别连接导电线，在施压情况下上导电层和下导电层透过弹性隔离层的通孔进行面与面的接触，上下电极导通，从而使电子电路导通，实现一定功能；施压解除，上导电层和下导电层由于弹性隔离层的存在而相互分离，上下电极断开，从而使电子电路断开。与刚性开关相比，该柔性织物开关由于弹性隔离层的存在提高了抗弯折能力和抗剪切能力，能够嵌入到纺织服装用品中，但是存在如下问题：

(1)这种结构的开关实现导通的压力较小，尤其是当弹性隔离层、上导电层和下导电层中的一种或者几种的厚度较小或者/和弹性模量较小时在轻微压力下即可实现导通，甚至不经意间的触碰就可实现导通，因此安全性较低。

(2)由于上导电层和下导电层分别连接导电线，因此该柔性织物开关属于上下电极结构，即，与上导电层和下导电层连接的导电线分别构成上下电极引线，具有一定功能的电子电路位于上下电极之间，因此上下电极引线不在同一层面，导致在实际制备中接线、布线等工艺复杂，操作难度大；而且，当上下电极引线所在的层之间存在应变时，上下电极引线受到拉扯等形变，开关的可靠性与性能稳定性受到很大影响。

发明内容

针对上述技术现状，本发明提供一种柔性结构单元，可实现电子开关功能，并且具有较高安全性。

本发明提供的技术方案为：一种柔性结构单元，包括第一柔性层和第二柔性层，以及设置在第一柔性层和第二柔性层之间的隔离层；

其特征是：其结构是如下结构A、B、C、D中的一种；

结构A：第一柔性层为导电层，并且第二柔性层为导电层；正极引线连接第一柔性层，负极引线连接第二柔性层；所述正极引线与负极引线之间为电子元件，当第一柔性层与第二柔性层相接触，正极引线、负极引线以及电子元件可形成闭合的导电回路；

结构B：第一柔性层为导电层，并且第二柔性层为导电层；正极引线连接第二柔性层，负极引线连接第一柔性层；所述正极引线与负极引线之间为电子元件，当第一柔性层与第二柔性层相接触，正极引线、负极引线以及电子元件可形成闭合的导电回路；

结构C：第二柔性层为导电层，并且第一柔性层设置第一导电区域、第二导电区域，以及设置在第一导电区域与第二导电区域之间的电绝缘区域；第一导电区域连接正极引线，第二导电区域连接负极引线；所述正极引线与负极引线之间为电子元件，当第二柔性层与所述电绝缘区域相接触而连通正极引线与负极引线时，正极引线、负极引线以及电子元件可形成闭合的导电回路；