触碰传感单元、传感阵列及智能设备的制作方法

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种触碰传感单元、传感阵列、及智能设备。

背景技术：

随着科技的快速发展，智能设备广泛应用于智能家居、公共安全等领域，出现了具有移动物体定位追踪需求的产品，如智能地毯等，也出现了具有图像采集、接触应力分布测绘需求的产品，如指纹采集等的图像采集仪，接触应力分布测绘仪。

然而，目前尚未出现基于接触起电效应的触碰传感器件。并且，对于目前的传感器件而言，各种功能电极的结构设计不尽合理，占用面积大，单位面积可布置的触碰单元数量受限，并且阵列质地普遍较硬，限制了其大面积应用。

此外，申请人在研制触碰传感单元的过程中还发现，因接触起电而产生的感生电荷将在空间中产生以接触位置为中心的电场分布，接触点处周围其他触碰传感单元的相应电极处于该电场中，也会产生感生电信号，这些产生的感生电信号会极大的影响接触点的识别精度，从而降低传感矩阵的识别效率。如何解决该问题已经成为触碰传感单元研制成功与否的关键。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

针对传统触碰传感阵列质地硬，无法实现大面积连续应用的缺点，本发明提供了一种触碰传感单元、传感阵列及智能设备。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种触碰传感单元。该触碰传感单元包括：基底10；设置在基底10上的互相绝缘的第一电极21和第二电极22；起电组件40，用于感应物体的触碰而产生感应电信号；其中，感应电 信号在第一电极21和第二电极22产生感生电信号。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种触碰传感阵列。该触碰传感阵列包含m行n列的如上述的触碰传感单元，其中：沿第一方向的n个触碰传感单元的第一电极21通过串联起来，构成一路第一方向信号采集电路，该触碰传感阵列共计m路的第一方向信号采集电路，各路之间相互绝缘；沿第二方向的m个触碰传感单元的第二电极22串联起来，构成一路第二方向信号采集电路，该触碰传感阵列共计n路的第二方向信号采集电路，各路之间相互绝缘。

根据本发明的再一个方面，还提供了一种触控面板。该触控面板采用上述的传感单元或触碰传感阵列。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种智能设备。该智能设备采用上述的触碰传感阵列。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种图案采集仪。该图案采集仪采用上述的智能设备。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种接触应力分布测绘仪。该应力分布表征仪采用上述的智能设备。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种地毯。该地毯采用上述的智能设备。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明触碰传感单元、传感阵列及智能设备具有以下有益效果：

(1)传感单元为主动式无源传感单元，在工作时不需要外加电源，且为主动式激发电信号，克服了传统基于硅基等半导体传感器件需要有源供电的缺点，在降低器件能耗的同时并且扩大了器件应用的范围；

(2)采用柔性可弯曲可卷曲的材料作为基底层，采用柔性导电材料作为电极材料，整个触碰传感单元阵列构成柔性器件，且可弯曲可卷曲，克服了传统基于硅基等半导体传感器件质硬的缺点；

(3)所用到的材料易获取，价廉，制备过程中能耗低，工序简单，加工、操作、控制及使用简单，制备的传感阵列器件为柔性器件，可弯曲可卷曲，并且能够实现整体大面积使用同时保持较高的识别精度。与传统 基于硅基等半导体材料的传感器相比，克服了其昂贵，制备工序复杂，能耗高，并且不能实现整体大面积使用的缺点；

(4)本发明传感单元的连接方式为同行同列串联，不同行不同列之间绝缘的连接方式，极大的简化了传感单元矩阵的内部连接方式，也简化了传感器件的制作方式；

(5)在触碰单元的两电极之间增加了抗干扰电极。该抗干扰电极可以降低以接触点位置为中心的周围触碰传感单元的两电极的感应电信号的强度，提高触碰位置点处传感单元中两电极的感生电信号与未触碰点传感单元中两电极的感生电信号的强度差别，从而可以提高传感阵列的传输信息精度，提高识别分辨率；

(6)本发明传感单元的图案化设计集成了三种不同功能的电极模块，简化了器件的结构，实现根据单个传感单元所激发的电信号即可定位该传感单元位置及物体与该传感单元的接触应力大小、传感单元阵列采集接触物体的形状及测绘物体与传感单元的接触应力分布的功能，并且降低了传感单元内部电极之间以及传感单元之间电信号的相互影响。

由于具有上述优点，本发明提出的触碰传感单元能够满足对于物体示踪定位，运动轨迹实时追踪，图像采集或接触应力分布测绘功能的一种或多种需求。可以广泛应用于触控面板、手写电子签名、指纹等图案识别、接触应力分布测绘等智能设备产品，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例触碰传感单元的横截面剖视图；

图2为图1所示触碰传感单元的爆炸图；

图3为根据本发明第二实施例触碰传感阵列中信号采集电路的示意图；

图4为根据本发明第三实施例触碰传感阵列制备方法的流程图；

图5为根据本发明第四实施例触碰传感单元的立体图；

图6为根据本发明第七实施例触碰传感单元的爆炸图；

图7为根据本发明第八实施例触碰传感单元的爆炸图。

【主要元件】

10-柔性基底；

21-第一电极；

21a-第一部分； 21b-第二部分； 21c-第三部分；

22-第二电极；

22a-第一部分； 22b-第二部分； 22c-第三部分；

21′-电性连接部

30-抗干扰电极；

31-第一绝缘层； 32-第二绝缘层；

40-起电组件；

41-第一起电层； 42-第二起电层。

具体实施方式

本发明采用普通柔性材料作为基底，用柔性导电材料作为电极，以柔性起电材料作为起电层，在保证灵敏度的条件下，具有价廉、柔性可卷曲，轻、薄且能实现整体大面积应用。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

一、第一实施例

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种主动式无源触碰传感单元。该传感单元无需提供外加电源供电工作，而是利用触碰时产生的感生电信号作为识别电信号实现主动式工作。图1为根据本发明第一实施例触碰传感单元的横截面剖视图。图2为图1所示触碰传感单元的爆炸图。请参照图1和图2，本实施例触碰传感单元包括：

柔性基底10；

第一电极21，呈柱状，形成于柔性基底10上；

电性连接部21′，形成于第一电极21沿第一方向的至少一侧，沿第一方向相邻的触碰传感单元的第一电极通过该电性连接部21′连接；

第二电极22，形成于第一电极21的外侧，其与内侧的第一电极21绝缘，与下方的电性连接部21′绝缘；

抗干扰电极30，形成于第一电极21的外侧，电性连接部21′和第二电极22之间，其与内侧的第一电极21绝缘，其下方通过第一绝缘层31与电性连接部21′绝缘，其上方通过第二绝缘层32与第二电极22绝缘；

起电组件40，形成于第一电极21和第二电极22的上方，包括：第一 起电层41和第二起电层42，其中，第二起电层42下表面电性连接至第一电极21和第二电极22的上表面；

其中，电性连接部21′和第二电极22分别引出该触碰传感单元的第一方向信号采集端和第二方向信号采集端，第一电极21、电性连接部21′、第二电极22、抗干扰电极30、第一绝缘层31、第二绝缘层32均采用柔性材料制备。

以下分别对本实施例触碰传感单元的各个组成部分进行详细说明。

柔性基底10起到支撑起整个触碰传感单元(整个触碰传感阵列)的作用，采用可卷曲并且具有一定力学强度的柔性材料。一般情况下，可以选用无纺布材料、聚酰亚胺等高分子材料、纺织材料、碳纤维材料、树脂材料等等作为柔性衬底来支撑触碰传感单元。

第一电极21、电性连接部21′第二电极22、抗干扰电极30均由柔性、可卷曲的导电材料制备，例如：导电布材料、金属薄膜材料等等。第一绝缘层31和第二绝缘层32均由柔性、可卷曲的绝缘材料制备，例如：聚酰亚胺材料、聚乙烯材料、纸材料等等。

第一起电层41和第二起电层42同样由柔性、可卷曲的材料制备，两者的材料为位于摩擦电极序上不同位置的材料。其中，摩擦电极序是指根据材料对电荷的吸引程度将其进行的排序，两种材料在相互接触的瞬间，在接触面上正电荷从摩擦电极序中极性较负的材料表面转移至摩擦电极序中极性较正的材料表面。关于摩擦电极序及相关材料的详细说明，可参照本发明的申请人的在先专利(申请号：201310355924.9；201410193259.2；201410486066.6等)。

本实施例中，采用柔性基底，并且采用柔性的电极、绝缘层和起电层，从而整个触碰传感单元(整个触碰传感阵列)为柔性器件。柔性器件能够大大的扩大其应用范围，如对使用的底面的平整度有更高的容忍度，即使表面不平仍然不影响其使用，此外，柔性器件是可弯曲可卷曲的器件，能够应用在弯曲的底面上并且做到很好的贴合，能够实现整体大面积使用。

本实施例中，柔性基底10的尺寸和形状视在其上制备的自驱动触碰传感阵列的数量、尺寸和形状而定，其厚度一般介于10nm～10cm之间。

第一起电层41和第二起电层42形成于第一电极21和第二电极22的 上方，两者可紧贴亦可悬空。位于下方的第二起电层42电性连接至第一电极21和第二电极22。

本实施例中，感生电信号由第一起电层41和第二起电层42接触产生，该触碰传感单元在工作时不需要外加电源，为主动式激发电信号，克服了传统基于硅基等半导体传感器件需要有源供电的缺点，在降低器件能耗的同时扩大了器件应用的范围。

请参照图1和图2，第一电极21的径向尺寸视整个触碰传感单元的尺寸而定，其厚度等于电性连接部21′、第一绝缘层31、抗干扰电极30、第二绝缘层32、第二电极21的厚度之和。第一电极21与电性连接部21′的下表面处于基底10的同一表面上。

本实施例中，第一电极21为长方体，但本发明并不以此为限，其还可以是其他类型的柱形，例如圆柱形、椭圆柱形、正方柱形、三角柱形等。

电性连接部21′用于第一方向上相邻的触碰传感单元的第一电极的电性连接，其可以为条带状，也可以为面。本实施例中，电性连接部21′呈条带状，其厚度小于第一电极21的厚度，其宽度小于第一电极21宽度。

请参照图2，第二电极22、抗干扰电极30的形状和尺寸由第一电极21的形状和尺寸所确定，两者的厚度一般介于10nm～10cm之间。两者的厚度可以相同，也可以不同。

本实施例中，第二电极22内侧和第一电极21外侧之间无其他绝缘介质，即仅通过空气进行绝缘。当然，本领域技术人员也可以根据实际需要，在两者之间填充绝缘介质。同样，抗干扰电极30内侧和第一电极21外侧之间可以通过空气或绝缘介质实现绝缘。

需要注意的是，第二电极22内侧与第一电极21外侧之间的距离d₁＞0mm，抗干扰电极30内侧与第一电极21外侧之间的距离d₂＞0mm。一般情况下，d₁≥d₂。

同样，第一绝缘层31、第二绝缘层32的形状和尺寸由第一电极21和第二电极22的形状和尺寸所确定，其厚度一般介于10nm～10cm之间。两绝缘层避免了不同功能的电极单元之间相互导通。

可见，本实施例中，通过互补图案设计，将第一电极21、第二电极22和抗干扰电极30巧妙的组合起来，极大的节约了空间，能够在有限的 面积内集成更多的触碰传感单元。

当有物体与本实施例触碰传感单元接触时，如图1，第一起电层41与第二起电层42因接触起电效应将在第一起电层41和第二起电层42表面产生感生电荷，第二起电层42表面产生的感生电荷将在第一电极21和第二电极22产生感生电信号，并且该感生电信号通过第一电极21(和电性连接部21′)和第二电极22导出。

其中，因接触起电而产生的感生电荷将在空间中产生以接触位置为中心的电场分布，接触点处周围其他触碰传感单元的第一电极21和第二电极22处于该电场中，也会产生感生电信号，这些产生的感生电信号会极大的影响接触点的识别精度，从而降低传感矩阵的识别效率。

本实施例中，通过引入抗干扰电极30，在第一电极21和第二电极22之间增加裸露的抗干扰电极30，接触起电产生的感生电荷的空间电场线将大部分终止于引入的抗干扰电极，从而降低了接触点周围其他触碰传感单元所产生的感生电信号，大大提高接触点处触碰传感单元中第一电极21和第二电极22的感生电信号与未接触点处触碰传感单元中第一电极21和第二电极22的感生电信号的强度差别，从而可以提高整个传感阵列的传输信息精度，提高识别分辨率。

在其他实施方式中，也可以不设置抗干扰电极。

在其他实施方式中，第一电极21和第二电极22的设置方式有多种选择，并不限于这种内外套层模式，两个电极只要分隔设置即可。

需要特别说明的是，本实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。另外，本实施例可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。

二、第二实施例

基于第一实施例的触碰传感单元，在本发明的第二个示例性实施例中，还提供一种触碰传感阵列。

图3为根据本发明第二实施例触碰传感阵列中信号采集电路的示意图。请参照图3，该传感阵列包括：8×8共计64个触碰传感单元。其中，64 个触碰传感单元的第一起电层和第二起电层连成一片。

其中，沿第一方向的8个触碰传感单元的第一电极21通过电性连接部21′串联起来，构成一路第一方向信号采集电路。第一方向信号采集电路共计8路(A～H)，路与路之间相互绝缘。沿第二方向的8个触碰传感单元的第二电极22串联起来，构成一路第二方向信号采集电路。同样，第二方向信号采集电路共计8路(a～h)，路与路之间相互绝缘。

本实施例中，第一方向和第二方向相互垂直，但本发明并不以此为限。在本发明其他实施例中，第一方向和第二方向的夹角θ满足：0°＜θ≤90°，也可以实现本发明，在后续实施例中将给出相应说明。

本实施例中，64个触碰传感单元的第一起电层41和第二起电层42连成一片。在本发明其他实施例中，可以是部分的触碰传感单元连成一片，或者单一的触碰传感单元不与其他触碰传感单元相连，均不影响本发明的实施。

此外，本实施例中，64个触碰传感单元处于同一片基底10上。该基底10为柔性衬底，例如无纺布材料、聚酰亚胺等高分子材料、纺织材料、碳纤维材料、树脂材料等等。

需要特别注意的是，在本实施例触碰传感阵列中，各个触碰传感单元的抗干扰电极30相互独立，彼此不连接，从而每个抗干扰电极30在其所在的传感单元内起作用。

当物体接触本实施例触碰传感阵列中的某个传感单元时，如第一实施例所述，该传感单元的第一起电层41和第二起电层42层因接触起电效应将产生感生电信号，第一电极21导出的感生电信号将沿着所在的第一方向信号采集电路输出。第二电极22导出的感生电信号将沿着所在的第二方向信号采集电路输出，根据笛卡尔坐标定位原理，将采集到的电信号沿着图3所示坐标追溯逆推，从而得到物体触摸点的位置信息，可实现物体示踪定位，实时追踪，也可对物体图案进行采集。传输信号的强弱可表示物体与传感阵列接触时的接触应力大小，进而可对物体与传感阵列接触时的接触应力分布进行测绘。

需要说明的是，本发明触碰传感阵列中触碰传感单元的行数和列数可以根据需要进行设计，而不局限于本实施例中特定的行数或列数。

三、第三实施例

在本发明的第三个实施例中，还提供了一种第二实施例所述传感阵列的制备方法。图4为根据本发明第三实施例触碰传感阵列制备方法的流程图。请参照图1、图2和图4，本实施例触碰传感阵列制备方法包括：

步骤A：选择并裁剪合适尺寸的柔性基底10，在该柔性基底10上标记好64个触碰传感单元的位置；

后续步骤中每个触碰传感单元将形成于相应的位置上。

步骤B：于柔性基底10的表面形成64个触碰传感单元的第一电极21及电性连接部21′，其中，沿第一方向的8个触碰传感单元的第一电极21通过电性连接部21′串联起来，构成一路第一方向信号采集电路；

本步骤中，先旋涂抗刻蚀剂，曝光显影后沉积金属，而后形成各个触碰传感单元的第一电极和相应的电性连接部。也就是说，本实施例中，第一电极21和电性连接部21′是同时形成的。

当然，在本发明其他实施例中，也可以是首先沉积柔性导电层，而后通过刻蚀形成各个触碰传感单元的第一电极21和相应的电性连接部21′。

如图4和图2所示，8路彼此绝缘的第一方向信号采集电路(A～H)中，每一路信号采集电路由相邻的触碰传感单元中的第一电极21通过电性连接部21′彼此串联构成，共计m路的第一方向信号采集电路，相邻的信号采集电路彼此绝缘。

步骤C：在各个触碰传感单元的第一电极21的外侧，电性连接部21′的上方形成第一绝缘层；

第一绝缘层31形成于第一电极21及电性连接部21′所组成的8路第一方向信号采集电路表面，覆盖每路第一方向信号采集电路的电性连接部21′的上表面、第一电极21的侧壁以及第一电极21与电性连接部21′的连接处。本实施例中，各触碰传感单元的第一绝缘层31连成一片。

步骤D：在各个触碰传感单元的第一绝缘层31上形成抗干扰电极30；

抗干扰电极30与第一电极21及电性连接部21′间通过第一绝缘层31绝缘。64个触碰传感单元的抗干扰电极30彼此没有电性连接。

步骤E：在各个触碰传感单元的抗干扰电极30上形成第二绝缘层32；

步骤F：在各个触碰传感单元的第二绝缘层32上形成第二电极22， 其中，沿第二方向的8个触碰传感单元的第二电极22串联起来，构成一路第二方向信号采集电路，整个传感阵列共形成8路的第二方向信号采集电路；

其中，64个触碰传感单元的第二电极22形成于第二绝缘层32表面，共有8路标记为a～h的彼此绝缘的第二信号采集电路，每一路信号采集电路由相邻的触碰传感单元中的第二电极22彼此串联构成，相邻的第二方向信号采集电路彼此绝缘。

步骤G：在传感阵列中各个触碰传感单元的第一电极21和第二电极22的上表面形成起电组件；

其中，起电组件40与第一电极21和第二电极22可紧贴亦可悬空。起电组件40可以为两层，可以为一层，也可没有，将在下文进行详细说明。此外，多个触碰传感单元的起电组件40连成一片。

为了达到简要说明的目的，上述第一实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。此外，需要特别说明的是，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。

四、第四实施例

在本发明的另一个示例性实施例中，还提供了另一种触碰传感单元。该触碰传感单元无需提供外加电源供电工作，而是利用触碰时产生的感生电信号作为识别电信号实现自驱动式工作。本实施例触碰传感单元与第一实施例触碰传感单元相比，区别之处在于：与实施例一中对于触碰传感单元中电极图案化设计不同。

图5为根据本发明第四实施例触碰传感单元的立体图。请参照图5，本实施例触碰传感单元包括：基底10、第一电极21、第一绝缘层31、抗干扰电极30、第二绝缘层32、第二电极22和起电组件40。

其中，第一绝缘层31、抗干扰电极30和第二绝缘层32在触碰传感单元的中间位置自下而上形成，均呈十字形状。该三层的形状相同，位置对应，从而将该触碰传感单元的基底10和起电组件40之间的区域在水平面上分为四个区域-第一区域、第二区域、第三区域和第四区域。其中，第一区域和第三区域为对角的区域，第二区域和第四区域为对角的区域。

其中，第一电极21包括：位于第二区域的第一部分21a、位于第四区域的第二部分21b和连接该第一部分和第二部分的呈条带状的第三部分21c。第二电极22包括：位于第一区域的第一部分22a、位于第三区域的第二部分22b和连接该第一部分和第二部分的呈条带状的第三部分22c。

其中，第一电极的第一部分21a、第二部分21b以及第三部分21c与第二电极的第一部分22a、第二部分22b位于基底10的同一表面上。抗干扰电极形成于第一电极的第三部分21c与第二电极第三部分22c之间，其下表面通过第一绝缘层31与第一电极第三部分21c的上表面实现电性绝缘，其上表面通过第二绝缘层32与第二电极第三部分22c的下表面实现电性绝缘。

其中，第一电极的第一部分21a、第二部分21b的上表面；第二电极的第一部分22a、第二部分22b的上表面同时与第二起电层42下表面电性连接。

请参照图5，第一电极的第一部分21a、第二部分21b；第二电极的第一部分22a、第二部分22b的形状为矩形，径向尺寸局限于触碰传感单元，厚度一般介于10nm～10cm之间。第一电极和第二电极的厚度可以相同，也可以不同。

需要说明的是，上述第一电极的第一部分21a、第二部分21b；第二电极的第一部分22a、第二部分22b的形状还可以是除矩形之外的其他形状，例如：圆形、三角形、椭圆形、多边形等，只要满足相应的尺寸与电性连接关系，均可以实现本发明。

本实施例中，抗干扰电极30与外侧的第一电极的第一部分21a、第二部分21b以及第二电极的第一部分22a、第二部分22b之间可以仅通过空气实现绝缘。抗干扰电极30外侧与第一电极的第一部分21a和第二部分21b内侧之间的距离d₃＞0mm，与第二电极的第一部分22a和第二部分22b内侧之间的距离d₄＞0mm。

需要注意的是，除了采用空气绝缘之外，本领域技术人员也可以根据实际需要，在抗干扰电极和第一电极(和第二电极)之间填充绝缘介质来实现绝缘，此处不再详述。

同样，第一绝缘层31、第二绝缘层32的形状和尺寸由抗干扰电极30 的形状和尺寸所确定，其厚度一般介于10nm～10cm之间。两绝缘层避免了不同功能的电极单元之间相互导通。

可见，本实施例中，通过互补图案设计，将第一电极21、第二电极22和抗干扰电极30巧妙的组合起来，极大的节约了空间，能够在有限的面积内集成更多的触碰传感单元。同时，这样的结构设计，可以减小器件在厚度方向的尺寸。

本实施例中，起电组件40包括：第一起电层41和第二起电层42。其中，第一起电层41和第二起电层42形成于第一电极21和第二电极22的上方。其中，第一起电层41位于第二起电层42上，两者可紧贴亦可悬空。第二起电层42电性连接至第一电极21和第二电极22。

为了达到简要说明的目的，上述第一实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。本实施例所能起到的大部分有益效果与第一实施例类似，此处不再重复说明。

五、第五实施例

基于第四实施例的触碰传感单元，在本发明的第五个示例性实施例中，还提供一种触碰传感阵列。

本实施例触碰传感阵列与第二实施例的触碰传感阵列相比，区别之处在于：矩阵的排布方式不同，其中，第一方向信号采集电路与第二信号采集电路呈锐角分布。

此外，本实施例触碰传感阵列中，各个触碰传感单元中的抗干扰电极30彼此之间存在电性连接，可以为所有抗干扰电极30全部连接成一个整体，也可以任意个数的抗干扰电极30以任意组合或任意方式彼此相连接。

本实施例中，由于第一方向信号采集电路与第二方向信号采集电路角度以及抗干扰电极30连接方式存在区别，因此，本实施例单位面积排布信号采集电路更密，位置点处传感单元中第一电极21和第二电极22的感生电信号与未接触点传感单元中第一电极21和第二电极22的感生电信号的强度差别得到进一步增强。

为了达到简要说明的目的，上述第二实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。

六、第六实施例

在本发明的第六个实施例中，还提供了一种第五实施例所述传感阵列的制备方法。请参照图5和图3，本实施例触碰传感阵列制备方法包括：

步骤A′：选择并裁剪合适尺寸的柔性基底10，在该柔性基底10上标记好64个触碰传感单元的位置；

以下步骤中每个触碰传感单元形成于相对的位置上，不再另行赘述。

步骤B′：于柔性基底10的表面形成64个触碰传感单元的第一电极21，其中，沿第一方向的8个触碰传感单元的第一电极21串联起来，构成一路第一方向信号采集电路；

此处形成的第一电极21包括：第一部分21a、第二部分21b和第三部分21c，该三部分同时形成。

如图4所示，共有8路标记为A～H的彼此绝缘的第一方向信号采集电路，每一路信号采集电路由相邻的触碰传感单元中的第一电极21彼此串联构成，相邻的信号采集电路彼此绝缘。

步骤C′：在每一触碰传感单元第一电极第三部分21c及相邻触碰传感单元第一电极21连接线的表面形成第一绝缘层31；

第一绝缘层31形成于第一电极21所组成的8路第一方向信号采集电路表面。

步骤D′：在每一触碰传感单元的第一绝缘层31上形成抗干扰电极30；

抗干扰电极30形成于第一电极的第一部分21a、第二部分21b和第二电极的第一部分22a、第二部分22b之间。64个抗干扰电极30电性连接。

步骤E′：在每一触碰传感单元的抗干扰电极30上形成第二绝缘层32；

步骤F′：在每一触碰传感单元的第二绝缘层32上形成第二电极第三部分22c，并且在基底10相应位置形成第二电极的第一部分22a、第二部分22b，其中，沿第二方向的8个触碰传感单元的第二电极22串联起来，构成一路第二方向信号采集电路，共形成8路的第二方向信号采集电路；

如图5所示，64个触碰传感单元的第二电极的第一部分22a、第二部分22b形成于基底10表面，第二电极第三部分22c形成于第二绝缘层32表面，如图4所示，共有8路标记为a～h的彼此绝缘的第二信号采集电路，每一路信号采集电路由相邻的触碰传感单元中的第二电极22彼此串联构成，相邻的第二方向信号采集电路彼此绝缘。

本实施例中，第二电极的第一部分22a、第二部分22b和第三部分22c同时形成。而在本发明其他实施例中，可以在步骤B′中形成第二电极的第一部分22a和第二部分22b，而在本步骤中仅形成第三部分22c。

步骤G′：在每一触碰传感单元的第一电极21和第二电极22的表面形成起电组件40；

其中，起电组件40与第一电极21和第二电极22可紧贴亦可悬空。起电组件40可以为两层，可以为一层，也可没有，将在下文进行详细说明。此外，多个触碰传感单元的起电组件40连成一片。

需要说明的是，由于图案化设计存在区别，因此，本实施例应用于超大范围的位置定位、图案采集或接触应力分布测绘效果会更好。

为了达到简要说明的目的，上述第三实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。

七、第七实施例

在本发明的第七个实施例中，提供了一种触碰传感单元。请参照图6并比照图2，本实施例触碰传感单元与第一实施例触碰传感单元的结构大体类似，区别仅在于：其仅有一层起电层。

该起电层的下表面电性连接至所述第一电极21和第二电极22的上表面。此外，该起电层的材料不同于第一电极21和第二电极22，即该起电层由与第一电极21和第二电极22位于摩擦电极序上不同位置的材料制备。

本实施例中仅有一起电层，当物体接触传感单元时，物体与起电层之间因为接触起电效应将在物体与起电层上均产生剩余感生电荷，相应地，所接触位置的第一电极21和第二电极22将产生感生电信号；因接触起电而产生的感生电荷将在空间中产生以接触位置为中心的电场分布，接触点处周围集成传感电极单元的第一电极21和第二电极22也处于该电场中，也会产生感生电信号，抗干扰电极30的作用是降低以接触点位置为中心的周围集成传感单元的第一电极21和第二电极22感应电信号的强度，提高位置点处传感单元中第一电极21和第二电极22的感生电信号与未接触点传感单元中第一电极21和第二电极22的感生电信号的强度差别。

八、第八实施例

在本发明的第八个实施例中，提供了一种触碰传感单元。请参照图7 并比照图2，本实施例触碰传感单元与第一实施例触碰传感单元的结构大体类似，区别仅在于：其没有起电层。其中，由第一电极21和第二电极22兼做起电组件40。

本实施例没有起电层，当物体接触传感单元时，物体与传感单元电极之间因为接触起电效应将在物体与电极上均产生剩余感生电荷，相应地，所接触位置的第一电极21和第二电极22将产生感生电信号；因接触起电而产生的感生电荷将在空间中产生以接触位置为中心的电场分布，接触点处周围集成传感电极单元的第一电极21和第二电极22也处于该电场中，也会产生感生电信号，抗干扰电极30的作用是降低以接触点位置为中心的周围集成传感单元的第一电极21和第二电极22感应电信号的强度，提高位置点处传感单元中第一电极21和第二电极22的感生电信号与未接触点传感单元中第一电极21和第二电极22的感生电信号的强度差别。

九、第九实施例

在本发明的第九个实施例中，还提供了一种触碰面板。该触碰面板采用第二实施例或第五实施例中所给出的传感阵列。

当物体触碰该触碰面板的传感阵列时，可确定该物体的形状及其在触碰面板中的位置，并且可实时的跟踪该物体的位置。当有多个物体触碰该面板时，根据后端程序定义的相关操作，可实现多点触碰的放大、缩小或其他定义操作。

其中，该触控面板可以应用于智能手机触摸屏、平板电脑触摸屏等领域。

十、第十实施例

在本发明的第五个实施例中，还提供了一种图案采集仪。该图案采集仪采用第二实施例或第五实施例中所给出的传感阵列。

当物体与图案采集仪接触时，可获得该物体图案的高分辨图像。

十一、第十一实施例

在本发明的第六个实施例中，还提供了一种接触应力分布测绘仪。该接触应力分布测绘仪采用第二实施例或第五实施例中所给出的传感阵列。

当物体与接触应力分布测绘仪接触时，可获得该物体与接触应力分布测绘仪接触时的各部位接触应力大小分布。

十二、第十二实施例

在本发明的第五个实施例中，还提供了一种智能地毯。该智能地毯采用第二实施例或第五实施例中所给出的传感阵列。

当物体在该智能地毯上移动时，可确定该物体形状及其在智能地毯上的位置，并且可实时地跟踪该物体的位置。当有多个物体触碰该面板时，根据后端程序定义，可实现多物体的追踪。

需要说明的是，除了图案采集仪、接触应力分布测绘仪、智能地毯之外，该传感阵列还可应用于其他具有物体运动轨迹实时追踪、物体图案采集、接触应力分布测绘需求的智能设备类产品。

至此，已经结合附图对本发明十个实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明驱动触碰传感单元、传感阵列智能设备类产品及其制造方法有了清楚的认识。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：

(1)第一电极和第二电极形状还可以为三角形、平行四边形等规则形状和圆形、椭圆等曲线形状或其他不规则形式；

(2)上述各实施例均以触碰传感单元为例进行说明，但本发明还可以应用于其他的具有类似结构的第一电极和第二电极的非触碰传感单元。

综上所述，本发明提供了一种可卷曲、可大面积连续使用的主动式无源柔性传感阵列。该传感阵列利用接触起电效应产生感生电信号实现自驱动工作；通过对传感单元进行图案化设计，极大的抑制干扰信号的强度；通过对传感单元矩阵排布方式的设计实现传感单元的紧密排布。本发明可以精确实现单点定位、多点识别、图像采集、接触应力分布测绘、位置动态追踪等功能，满足手写电子签名、指纹识别、图像采集、接触应力分布测绘、示踪定位等需求，可广泛应用于电子产品触摸屏、智能家居等智能设备类产品中，在物联网、安防、公共安全等诸多领域也有广泛的应用前景。此外，该传感阵列的制备方法简单，成本低廉，对使用环境要求较低，满足工业化生产的需求。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。