本發(fā)明涉及濕度傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)電極進(jìn)行保護(hù)的柔性電容式濕度傳感器及其制備方法。

背景技術(shù)：

濕度傳感器在軍事、氣象、農(nóng)業(yè)、工業(yè)控制、醫(yī)療器械等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在過去的幾十年里，有許多針對(duì)電容式、電阻式、壓阻式、光學(xué)式等類型濕度傳感器的研究。在商用領(lǐng)域中，電容式濕度傳感器應(yīng)用最為廣泛，這是因?yàn)殡娙菔綕穸葌鞲衅黛`敏度高、制造成本低、動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短、熱損耗極小等特點(diǎn)。

傳統(tǒng)濕度傳感器采用硅基材料，而硅基材料具有機(jī)械脆性，不能維持較大的形變和瞬時(shí)的沖擊等；材料的剛性也很難適用于諸如彎曲表面的觸覺傳感探測(cè)等。

同時(shí)，現(xiàn)有的柔性電容式濕度傳感器通常沒有對(duì)電極實(shí)行保護(hù)，濕度敏感材料直接填充在電極上，由于金屬在長(zhǎng)時(shí)間處于濕度環(huán)境下容易被氧化，造成穩(wěn)定性降低、使用壽命較短等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問題，提供一種柔性電容式濕度傳感器及其制備方法，該濕度傳感器靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和穩(wěn)定性好，廣泛適用于多個(gè)領(lǐng)域。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種柔性電容式濕度傳感器，包括柔性襯底、電極和濕敏材料層；所述電極設(shè)置在柔性襯底的一個(gè)表面上，柔性襯底相對(duì)的另一個(gè)表面上設(shè)置有濕敏材料層，電極和濕敏材料層通過柔性襯底隔開；所述電極由導(dǎo)線引出。

進(jìn)一步：所述電極表面涂覆有電極保護(hù)層。

進(jìn)一步：所述電極沉積在柔性襯底底面；所述濕敏材料層旋涂在柔性襯底頂面。

進(jìn)一步：所述電極通過絲網(wǎng)印刷技術(shù)形成在柔性襯底底面。

進(jìn)一步：所述電極為叉指電極。

進(jìn)一步：所述叉指電極為螺旋形。

進(jìn)一步：所述柔性襯底采用 PET制成。

一種柔性電容式濕度傳感器的制備方法，包括以下步驟:

S1：清除柔性襯底表面的污染物；

S2：在柔性襯底的頂面旋涂濕敏材料層，并干燥形成薄膜；

S3：在柔性襯底的底面通過絲網(wǎng)印刷工藝形成螺旋形電極；

S4：將電極由導(dǎo)線引出；

S5：在電極表面涂覆電極保護(hù)層材料。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用的背面涂覆敏感材料的方式可以對(duì)電極實(shí)施保護(hù)，防止電極吸附水氣之后被氧化，也可以防止電極吸附水氣對(duì)測(cè)量造成誤差，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，延長(zhǎng)傳感器的使用壽命，增強(qiáng)傳感器的穩(wěn)定性；

采用的PET材料比之前使用的LCP材料的柔軟度更高,LCP材料大多用來作為基板材料，柔軟度較低，本發(fā)明所采用的PET材料柔軟度好，可以任意彎曲，且由于傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛使用在生物醫(yī)學(xué)和可穿戴設(shè)備等更多領(lǐng)域。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中柔性電容式濕度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中電極的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中有：1為柔性襯底，2為電極，3為電極保護(hù)層，4為濕敏材料層。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書（包括任何附加權(quán)利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

如圖1 ，一種柔性電容式濕度傳感器，包括柔性襯底1、電極2和濕敏材料層4；所述電極2設(shè)置在柔性襯底1的一個(gè)表面上，柔性襯底1相對(duì)的另一個(gè)表面上設(shè)置有濕敏材料層4，電極2和濕敏材料層4通過柔性襯底1隔開；所述電極2由導(dǎo)線引出。

上述結(jié)構(gòu)的濕度傳感器的工作原理：兩個(gè)電極形成邊緣電容，濕敏材料是邊緣電容的介質(zhì)，當(dāng)濕敏材料吸收到外部環(huán)境中的水蒸氣時(shí)，其敏感薄膜吸附水分子，介電常數(shù)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致邊緣電容發(fā)生相應(yīng)的變化，測(cè)出環(huán)境的濕度。

在現(xiàn)有的電容式濕度傳感器中，濕敏材料填充于電極之間，濕敏材料與電極接觸；而本發(fā)明的柔性電容式濕度傳感器中，電極2和濕敏材料層4分別設(shè)置于柔性襯底1的兩面，電極2和濕敏材料層4之間不接觸，防止電極吸附水氣之后被氧化，達(dá)到對(duì)電極進(jìn)行保護(hù)的目的，從而延長(zhǎng)傳感器的使用壽命。

作為優(yōu)選：所述電極2沉積在柔性襯底1的底面；所述濕敏材料層4旋涂在柔性襯底1的頂面。

以上結(jié)構(gòu)，濕敏材料層4旋涂在柔性襯底1頂面，電極2沉積在柔性襯底1的底面；由于濕敏材料層4直接旋涂在PET襯底上，而不與電極接觸，這可以使得濕敏材料層厚度更為均勻。

作為優(yōu)選：所述電極2表面涂覆有電極保護(hù)層3。電極保護(hù)層3將電極2完全覆蓋，避免電極2吸附水分被氧化。

作為優(yōu)選：所述電極2沉積在柔性襯底1底面；所述濕敏材料層4旋涂在柔性襯底1頂面。

作為優(yōu)選：所述電極2通過絲網(wǎng)印刷技術(shù)形成在柔性襯底1底面。

作為優(yōu)選：所述電極2為叉指電極。

作為優(yōu)選：所述叉指電極為螺旋形。

以上電極為螺旋形，可以減小傳感器的面積，同時(shí)可以減小柔性傳感器折疊、彎曲之后對(duì)電極性能的影響；同時(shí)易于檢測(cè)點(diǎn)濕度源。

作為優(yōu)選：所述柔性襯底1采用 PET制成。

上述結(jié)構(gòu)的濕度傳感器，所述的柔性襯底1由PET材料制成，在現(xiàn)有的有機(jī)材料中，PET材料的低吸濕性雖然沒有經(jīng)常使用的LCP的低吸濕性好，但其柔軟度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于LCP材料，可以任意彎曲，所以采用PET材料作為濕度傳感器的襯底可以在避免柔性襯底材料吸收環(huán)境中的水蒸氣時(shí)根據(jù)適用場(chǎng)合的不同而對(duì)傳感器進(jìn)行不同程度的彎曲。

一種柔性電容式濕度傳感器的制備方法，包括以下步驟:

S1：清除柔性襯底1表面的污染物；

S2：在柔性襯底1的頂面旋涂濕敏材料層4，并干燥形成薄膜；

S3：在柔性襯底1的底面通過絲網(wǎng)印刷工藝形成螺旋形電極2；

S4：將電極2由導(dǎo)線引出；

S5：在電極2表面涂覆電極保護(hù)層3材料。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。