能進(jìn)行無線通信的可穿戴貼片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可穿戴無線電子設(shè)備，特別是涉及一種形如貼片、可粘附于人類皮膚的無線設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]可穿戴貼片可與智能手機(jī)及其他使用WiF1、藍(lán)牙或NFC技術(shù)的設(shè)備通信。近場(chǎng)通信(NFC)是一種無線通訊標(biāo)準(zhǔn)，能使短距離內(nèi)兩臺(tái)設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)通過頻率范圍為13.56MHz的無線電波建立通信通道。NFC是一種對(duì)近距離內(nèi)兩臺(tái)設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移廣泛應(yīng)用的技術(shù)。由于它要求兩臺(tái)設(shè)備彼此靠近(10厘米內(nèi))，這種技術(shù)比藍(lán)牙、W1-Fi等其他無線技術(shù)更具有數(shù)據(jù)安全性。因此，NFC被看作一種為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移建立雙向快速連接的簡(jiǎn)便而安全的工具。NFC是一種雙向通訊工具，兩臺(tái)設(shè)備/兩張卡片之一可含有被動(dòng)式標(biāo)簽，在降低成本的同時(shí)具有與任何其他RFID設(shè)備相同的功能。NFC使用一種被動(dòng)式能源，從讀取設(shè)備的電磁耦合采集而來，由此為NFC標(biāo)簽帶來另一好處，即系統(tǒng)中無需使用電池，簡(jiǎn)化了產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并使其作為一次性產(chǎn)品使用成為可能。
[0003]該通信標(biāo)準(zhǔn)正越來越多地使用于包括轉(zhuǎn)帳、會(huì)員優(yōu)惠券、禮品卡、過站牌、車票等無線交易。移動(dòng)手機(jī)制造公司也更多地將NFC硬件納入手機(jī)產(chǎn)品中。例如，2014年CES展會(huì)上的胸牌標(biāo)識(shí)卡就采用了 NFC技術(shù)，其結(jié)果是，參展人員排隊(duì)更短、胸牌功能性更強(qiáng)、參展方與展覽方都獲得了更多便利。NFC在醫(yī)療器械、電子病歷及可穿戴標(biāo)記設(shè)備等領(lǐng)域也得到了更廣泛的使用。
[0004]其他情況則需要長距離通信，如10米以上。無需時(shí)時(shí)近距離接觸NFC貼片讀取設(shè)備，數(shù)據(jù)便可通過最少的操作干預(yù)而自動(dòng)持續(xù)地得到采集。這種情況下更宜選擇藍(lán)牙和WiFi并配備1.5伏以上電壓的電池。
[0005]可穿戴貼片是一種電子標(biāo)簽，可供使用者佩戴?？纱┐髻N片要求能直接貼附于使用者皮膚，功能持續(xù)數(shù)小時(shí)至數(shù)月。可穿戴貼片可含有微電子系統(tǒng)，可使用NFC、藍(lán)牙、WiFi或其他無線技術(shù)訪問。例如，身份驗(yàn)證可穿戴貼片可用于識(shí)別使用者智能手機(jī)，達(dá)到身份驗(yàn)證目的。亦可與不同傳感器結(jié)合，用于生命體征監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)跟蹤、皮膚溫度測(cè)量和心電圖檢測(cè)等其他目的。
[0006]盡管傳統(tǒng)可穿戴設(shè)備在初期進(jìn)行了大量開發(fā)工作，其仍面臨幾大缺點(diǎn):可能無法為佩戴者提供足夠的舒適度;不能長時(shí)間粘附于使用者身上;不夠美觀等。
[0007]傳統(tǒng)可穿戴貼片的另一缺點(diǎn)在于剛性高分子聚合物基材為皮膚提供的透氣性較差。汗?jié)窭鄯e可能引起皮膚不適或帶來刺激，尤其在穿戴一段時(shí)間后更是如此。此外，傳統(tǒng)可穿戴貼片的剛性基材很難與曲面緊密相合。
[0008]此外，傳統(tǒng)可穿戴設(shè)備通?？煽啃暂^差，無法維持可穿戴貼片隨貼附皮膚部位運(yùn)動(dòng)的反復(fù)拉伸?？纱┐髻N片內(nèi)部各層在壓力下可能斷裂脫層，導(dǎo)致貼片無法使用。
[0009]另一方面，用于測(cè)量人體器官電活動(dòng)的常規(guī)電極通常笨重、不可伸縮、柔韌性差。其數(shù)據(jù)收集過程通常以損失使用者生活質(zhì)量為代價(jià)。
[0010]因此需要一種耐用且佩戴舒適的測(cè)量人體器官電信號(hào)的設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明試圖解決上述傳統(tǒng)可穿戴貼片的局限。本發(fā)明所述可穿戴貼片具有高度柔韌性，同時(shí)可支持可穿戴貼片內(nèi)置電路、芯片及其他電子組件。本發(fā)明所述可穿戴貼片可通過改變物理外形與尺寸來緩解外部反復(fù)拉伸或其他形式的變形，由此增加可穿戴貼片的耐用性，并為使用者提供更多的舒適度。本發(fā)明所述可穿戴貼片可長時(shí)間貼附于皮膚，即使經(jīng)皮下肌肉運(yùn)動(dòng)也能持久貼附，并有更多的舒適感。
[0012]此外，本發(fā)明所述可穿戴貼片含有超薄、靈活、可延展的電極，其配置用于測(cè)量人體器官電活動(dòng)，如心電圖、腦電圖、肌電圖等。本說明書所述可穿戴貼片能夠測(cè)量人體電信號(hào)，并極具延展性、靈活性、透氣性及使用舒適性。
[0013]另外，本發(fā)明所述可穿戴貼片提供更多電子消費(fèi)品的外部美感。
[0014]本發(fā)明涉及一種可穿戴貼片，其包括:彈性層;和位于彈性層之下粘結(jié)層;及一平面內(nèi)可剪切變形的電極層，其包括:一支撐基材，包括一個(gè)或多個(gè)切開的區(qū)域，以使該可剪切變形電極層具備切變、拉伸的能力，并具透氣性;一頂部電極層，位于支撐基材之上;一底部電極層，位于支撐基材之下，其中支撐基材中有一通孔可以導(dǎo)電，來連接上下兩電極層的通路，其中底部電極層配置用于與使用者皮膚接觸，并從使用者皮膚采集電子信號(hào)。
[0015]本發(fā)明的可穿戴貼片可通過下述一個(gè)或多個(gè)組件來實(shí)施:彈性層與粘結(jié)層可分別切出部分區(qū)域，可以露出頂部電極層上表面，可使一電導(dǎo)線連接頂部電極層與外部設(shè)備連接。彈性層與粘結(jié)層可以比電極層大。和電極層相比，彈性層與粘結(jié)層可沿邊多出0.5毫米至100毫米之間的尺寸。支撐基材的楊氏模量可大于0.5Gpa。支撐基材一般薄于1.0毫米。彈性層楊氏模量可小于0.3Gpa。
[0016]另一方面，本發(fā)明涉及一種能進(jìn)行無線通信的可穿戴貼片，其包括:一彈性層;一粘結(jié)層，位于彈性層之下；及一可以進(jìn)行切向變形的電極層，其包括:一電路模塊，其包括:第一支撐基材;一內(nèi)嵌于第一支撐基材中的導(dǎo)電線路;及
[0017]—半導(dǎo)體芯片，與導(dǎo)電電路連接;及第二電路模塊，其包括:第二支撐基材，其包括一個(gè)或多個(gè)開口，以使該可以切向變形的電極層可切變、拉伸，并具透氣性;一頂部電極層，位于第二支撐基材之上;及一底部電極層，位于第二支撐基材之下，其中第二支撐基材含有一通過導(dǎo)電連接上下兩層電極層的通路，其中底部電極層配置用于與使用者皮膚接觸，并從使用者皮膚采集電子信號(hào);及連接第一電路模塊中第一支撐基材與第二電路模塊中第二支撐基材的彈性絲帶，其中彈性絲帶內(nèi)嵌有一個(gè)連接線路，其配置用于從頂部電極層向第一電路模塊傳輸電信號(hào)。
[0018]本發(fā)明的能進(jìn)行無線通信的可穿戴貼片可通過下述一個(gè)或多個(gè)組件來實(shí)施:第一電路模塊配置用于與外部設(shè)備通信時(shí)接收或傳輸無線信號(hào)。導(dǎo)電電路可包括天線電路，其配置用于與外部設(shè)備通信時(shí)接收或傳輸無線信號(hào)。第一電路模塊可基于近場(chǎng)通信(NFC)、W1-F1、藍(lán)牙或RFID無線通信標(biāo)準(zhǔn)與外部設(shè)備進(jìn)行無線通信。支撐基材楊氏模量可大于
0.5Gpa。支撐基材可薄于0.5毫米。彈性層楊氏模量可小于0.3Gpa。至少一條彈性絲帶可含有聚合物基質(zhì)；及一導(dǎo)電線路層，內(nèi)嵌于該聚合物基質(zhì)，其中導(dǎo)電線路層為Z字形彎曲的結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)電線路層配置用于連接第一線路模塊中的導(dǎo)電線路與第二電路模塊中的頂部電極層。
[0019]另一方面，本發(fā)明還涉及另一種能進(jìn)行無線通信的可穿戴貼片，其包括:一彈性體基質(zhì)，其包括一下表面;位于彈性體基質(zhì)的第一電路模塊，其包括:一導(dǎo)電電路;一半導(dǎo)體芯片，與該導(dǎo)電電路連接;位于彈性體基質(zhì)的第二電路模塊，其包括:一頂部電極層，位于第二支撐基材;一底部電極層，其配置用于與使用者皮膚接觸，并從使用者皮膚采集電子信號(hào)；一穿過彈性體基質(zhì)的通路，其配置用于通過導(dǎo)電連接頂部和底部電極層;位于彈性體基質(zhì)的彈性絲帶，其配置用于連接第一電路模塊與第二電路模塊，其中彈性絲帶包括一連接線路，其配置用于從頂部電極層向第一電路模塊傳輸電信號(hào);及一粘結(jié)層，位于彈性體基質(zhì)下表面。
[0020]上述彈性體基質(zhì)可包括一個(gè)或多個(gè)開口，使可穿戴貼片可切變、拉伸，并為使用者皮膚提供透氣環(huán)境。
[0021]以上及其他方面、其實(shí)施方法與其他特征將于附圖、【具體實(shí)施方式】、權(quán)利要求中具體闡明。
【附圖說明】
[0022]圖1示出一種可貼附于使用者皮膚的可穿戴貼片的使用方法。
[0023]圖2為依照本發(fā)明實(shí)例的可穿戴貼片分解透視圖。
[0024]圖3為依照本發(fā)明實(shí)例的可穿戴貼片橫斷面圖。
[0025]圖4為依照本發(fā)明實(shí)例的可穿戴貼片另一分解透視圖。
[0026]圖5為依照本發(fā)明實(shí)例的用于連接電路模塊的彈性絲帶橫斷面圖。
[0027]圖6為依照本發(fā)明實(shí)例的可穿戴貼片橫斷面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1所示，柔性可穿戴貼片100可置于人體皮膚表面110并貼附于上，如額頭、手、
手腕、胳膊、肩膀、胸、腰、腿、足等部位皆可。
[0029]如上所述，令可穿戴貼片貼附與人體面臨幾大挑戰(zhàn)?？纱┐髻N片需能貼附于肌膚維持較長時(shí)間，經(jīng)多種日?；顒?dòng)如淋浴、泡浴、游泳、鍛煉、舉重等而不脫落。貼片還需調(diào)整外部形態(tài)以貼附于皮膚，能隨皮下肌肉運(yùn)動(dòng)