能进行无线通信的可穿戴贴片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可穿戴无线电子设备，特别是涉及一种形如贴片、可粘附于人类皮肤的无线设备。
【背景技术】
[0002]可穿戴贴片可与智能手机及其他使用WiF1、蓝牙或NFC技术的设备通信。近场通信(NFC)是一种无线通讯标准，能使短距离内两台设备在短时间内通过频率范围为13.56MHz的无线电波建立通信通道。NFC是一种对近距离内两台设备间进行数据转移广泛应用的技术。由于它要求两台设备彼此靠近(10厘米内)，这种技术比蓝牙、W1-Fi等其他无线技术更具有数据安全性。因此，NFC被看作一种为数据转移建立双向快速连接的简便而安全的工具。NFC是一种双向通讯工具，两台设备/两张卡片之一可含有被动式标签，在降低成本的同时具有与任何其他RFID设备相同的功能。NFC使用一种被动式能源，从读取设备的电磁耦合采集而来，由此为NFC标签带来另一好处，即系统中无需使用电池，简化了产品设计，并使其作为一次性产品使用成为可能。
[0003]该通信标准正越来越多地使用于包括转帐、会员优惠券、礼品卡、过站牌、车票等无线交易。移动手机制造公司也更多地将NFC硬件纳入手机产品中。例如，2014年CES展会上的胸牌标识卡就采用了 NFC技术，其结果是，参展人员排队更短、胸牌功能性更强、参展方与展览方都获得了更多便利。NFC在医疗器械、电子病历及可穿戴标记设备等领域也得到了更广泛的使用。
[0004]其他情况则需要长距离通信，如10米以上。无需时时近距离接触NFC贴片读取设备，数据便可通过最少的操作干预而自动持续地得到采集。这种情况下更宜选择蓝牙和WiFi并配备1.5伏以上电压的电池。
[0005]可穿戴贴片是一种电子标签，可供使用者佩戴。可穿戴贴片要求能直接贴附于使用者皮肤，功能持续数小时至数月。可穿戴贴片可含有微电子系统，可使用NFC、蓝牙、WiFi或其他无线技术访问。例如，身份验证可穿戴贴片可用于识别使用者智能手机，达到身份验证目的。亦可与不同传感器结合，用于生命体征监测、运动跟踪、皮肤温度测量和心电图检测等其他目的。
[0006]尽管传统可穿戴设备在初期进行了大量开发工作，其仍面临几大缺点:可能无法为佩戴者提供足够的舒适度;不能长时间粘附于使用者身上;不够美观等。
[0007]传统可穿戴贴片的另一缺点在于刚性高分子聚合物基材为皮肤提供的透气性较差。汗湿累积可能引起皮肤不适或带来刺激，尤其在穿戴一段时间后更是如此。此外，传统可穿戴贴片的刚性基材很难与曲面紧密相合。
[0008]此外，传统可穿戴设备通常可靠性较差，无法维持可穿戴贴片随贴附皮肤部位运动的反复拉伸。可穿戴贴片内部各层在压力下可能断裂脱层，导致贴片无法使用。
[0009]另一方面，用于测量人体器官电活动的常规电极通常笨重、不可伸缩、柔韧性差。其数据收集过程通常以损失使用者生活质量为代价。
[0010]因此需要一种耐用且佩戴舒适的测量人体器官电信号的设备。
【发明内容】
[0011]本发明试图解决上述传统可穿戴贴片的局限。本发明所述可穿戴贴片具有高度柔韧性，同时可支持可穿戴贴片内置电路、芯片及其他电子组件。本发明所述可穿戴贴片可通过改变物理外形与尺寸来缓解外部反复拉伸或其他形式的变形，由此增加可穿戴贴片的耐用性，并为使用者提供更多的舒适度。本发明所述可穿戴贴片可长时间贴附于皮肤，即使经皮下肌肉运动也能持久贴附，并有更多的舒适感。
[0012]此外，本发明所述可穿戴贴片含有超薄、灵活、可延展的电极，其配置用于测量人体器官电活动，如心电图、脑电图、肌电图等。本说明书所述可穿戴贴片能够测量人体电信号，并极具延展性、灵活性、透气性及使用舒适性。
[0013]另外，本发明所述可穿戴贴片提供更多电子消费品的外部美感。
[0014]本发明涉及一种可穿戴贴片，其包括:弹性层;和位于弹性层之下粘结层;及一平面内可剪切变形的电极层，其包括:一支撑基材，包括一个或多个切开的区域，以使该可剪切变形电极层具备切变、拉伸的能力，并具透气性;一顶部电极层，位于支撑基材之上;一底部电极层，位于支撑基材之下，其中支撑基材中有一通孔可以导电，来连接上下两电极层的通路，其中底部电极层配置用于与使用者皮肤接触，并从使用者皮肤采集电子信号。
[0015]本发明的可穿戴贴片可通过下述一个或多个组件来实施:弹性层与粘结层可分别切出部分区域，可以露出顶部电极层上表面，可使一电导线连接顶部电极层与外部设备连接。弹性层与粘结层可以比电极层大。和电极层相比，弹性层与粘结层可沿边多出0.5毫米至100毫米之间的尺寸。支撑基材的杨氏模量可大于0.5Gpa。支撑基材一般薄于1.0毫米。弹性层杨氏模量可小于0.3Gpa。
[0016]另一方面，本发明涉及一种能进行无线通信的可穿戴贴片，其包括:一弹性层;一粘结层，位于弹性层之下；及一可以进行切向变形的电极层，其包括:一电路模块，其包括:第一支撑基材;一内嵌于第一支撑基材中的导电线路;及
[0017]—半导体芯片，与导电电路连接;及第二电路模块，其包括:第二支撑基材，其包括一个或多个开口，以使该可以切向变形的电极层可切变、拉伸，并具透气性;一顶部电极层，位于第二支撑基材之上;及一底部电极层，位于第二支撑基材之下，其中第二支撑基材含有一通过导电连接上下两层电极层的通路，其中底部电极层配置用于与使用者皮肤接触，并从使用者皮肤采集电子信号;及连接第一电路模块中第一支撑基材与第二电路模块中第二支撑基材的弹性丝带，其中弹性丝带内嵌有一个连接线路，其配置用于从顶部电极层向第一电路模块传输电信号。
[0018]本发明的能进行无线通信的可穿戴贴片可通过下述一个或多个组件来实施:第一电路模块配置用于与外部设备通信时接收或传输无线信号。导电电路可包括天线电路，其配置用于与外部设备通信时接收或传输无线信号。第一电路模块可基于近场通信(NFC)、W1-F1、蓝牙或RFID无线通信标准与外部设备进行无线通信。支撑基材杨氏模量可大于
0.5Gpa。支撑基材可薄于0.5毫米。弹性层杨氏模量可小于0.3Gpa。至少一条弹性丝带可含有聚合物基质；及一导电线路层，内嵌于该聚合物基质，其中导电线路层为Z字形弯曲的结构，其中导电线路层配置用于连接第一线路模块中的导电线路与第二电路模块中的顶部电极层。
[0019]另一方面，本发明还涉及另一种能进行无线通信的可穿戴贴片，其包括:一弹性体基质，其包括一下表面;位于弹性体基质的第一电路模块，其包括:一导电电路;一半导体芯片，与该导电电路连接;位于弹性体基质的第二电路模块，其包括:一顶部电极层，位于第二支撑基材;一底部电极层，其配置用于与使用者皮肤接触，并从使用者皮肤采集电子信号；一穿过弹性体基质的通路，其配置用于通过导电连接顶部和底部电极层;位于弹性体基质的弹性丝带，其配置用于连接第一电路模块与第二电路模块，其中弹性丝带包括一连接线路，其配置用于从顶部电极层向第一电路模块传输电信号;及一粘结层，位于弹性体基质下表面。
[0020]上述弹性体基质可包括一个或多个开口，使可穿戴贴片可切变、拉伸，并为使用者皮肤提供透气环境。
[0021]以上及其他方面、其实施方法与其他特征将于附图、【具体实施方式】、权利要求中具体阐明。
【附图说明】
[0022]图1示出一种可贴附于使用者皮肤的可穿戴贴片的使用方法。
[0023]图2为依照本发明实例的可穿戴贴片分解透视图。
[0024]图3为依照本发明实例的可穿戴贴片横断面图。
[0025]图4为依照本发明实例的可穿戴贴片另一分解透视图。
[0026]图5为依照本发明实例的用于连接电路模块的弹性丝带横断面图。
[0027]图6为依照本发明实例的可穿戴贴片横断面图。
【具体实施方式】
[0028]如图1所示，柔性可穿戴贴片100可置于人体皮肤表面110并贴附于上，如额头、手、
手腕、胳膊、肩膀、胸、腰、腿、足等部位皆可。
[0029]如上所述，令可穿戴贴片贴附与人体面临几大挑战。可穿戴贴片需能贴附于肌肤维持较长时间，经多种日常活动如淋浴、泡浴、游泳、锻炼、举重等而不脱落。贴片还需调整外部形态以贴附于皮肤，能随皮下肌肉运动