滚涂式悬臂结构触觉传感器的制备与表征。

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:50
文章英文标题
Fabrication and Characterization of Roll-to-Roll-Coated Cantilever-Structured Touch Sensors.
正文
聚二甲基硅氧烷( PDMS )因其具有较高的弹性和恢复力而被用作电容传感器的介质层,在印刷电子领域很常见。然而,采用PDMS介质层的电容传感器比采用常规微机电系统( MEMS )工艺制造的气隙结构的传感器具有更低的灵敏度。本文提出了一种利用辊对辊槽模涂层制备触摸传感器气隙结构的生产性方法。气隙是通过涂层和去除一个牺牲层形成的。制备了一种具有间隙的悬臂梁结构电容式触摸传感器:首先,在柔性衬底上,将底层电极、介质层和聚乙烯醇( PVA )牺牲层进行辊轧槽模涂。此外,间隔层被旋涂。在牺牲层和间隔层上,顶电极和结构层通过旋涂形成。然后,通过去除水中牺牲层制作气隙和悬臂结构。对悬臂结构的传感器样品进行了灵敏度、迟滞性和重复性的测试。特别地,将样品的电学性能与PDMS介质层进行了比较。实验表明,与PDMS介质层相比,悬臂梁结构的传感器样品具有明显的更高的灵敏度。
文章内容(英文)
It is common in the field of printed electronics that polydimethylsiloxane (PDMS) be used as a dielectric layer for capacitive sensors because of its high elasticity and restoration force. However, capacitive sensors with the PDMS dielectric layer have a lower sensitivity than those with an air-gap structure that has been fabricated by the conventional micro-electromechanical system (MEMS) process. This paper presents a productive method for fabricating air-gap structures for touch sensors by roll-to-roll slot-die coating. The air-gap is formed by coating and removing a sacrificial layer. Cantilever-structured capacitive touch sensors with an air-gap are fabricated as follows: First, the bottom electrode, the dielectric layer, and the poly(vinyl alcohol) (PVA) sacrificial layer are roll-to-roll slot-die-coated on a flexible substrate. In addition, the spacer layer is spin-coated. On the sacrificial and spacer layers, the top electrode and structural layer are formed by spin-coating. Then, the air-gap and cantilever structure are made by removing the sacrificial layer in water. The cantilever-structured sensor samples are examined in terms of sensitivity, hysteresis, and repeatability. In particular, the electrical performance of the samples is compared to those with the PDMS dielectric layer. Experimental results show that the cantilever-structured sensor samples have significantly higher sensitivity compared to those with the PDMS dielectric layer.
来源出处
Journal|[J]ACS Applied Materials & InterfacesVolume 12, Issue 41. 2020.
DOI
https://doi.org/10.1021/acsami.0c14889

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