CN111493817A - 具延展性的柔性感测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具延展性的柔性感测装置包括一第一弹性薄膜、一第一应变传感器以及一处理单元。第一弹性薄膜具有一第一表面、一第二表面以及多个电极接点。第一表面与第二表面是相对设置，而这些电极接点是位于第一表面，且这些电极接点之一是一接地端。第一应变传感器是以印刷技术而设置于第一弹性薄膜的第一表面，并分别与这些电极接点电性连接。处理单元是与这些电极接点电性连接。处理单元是根据第一应变传感器的一拉伸阻值而进行处理。本发明的具延展性的柔性感测装置可以结合于衣物或鞋垫等能够接触人体皮肤的物件上，而对人体进行压力感测或生理状态测量。

Description

具延展性的柔性感测装置
技术领域
本发明涉及一种感测装置，特别是一种用于生理状态测量的具延展性的柔性感测装置。
背景技术
生理状态监测是近年来被积极发展的技术之一，在结合穿戴装置后，由早期的心率量测演进到血压、血氧等测量，逐渐被应用在人类的一般生活中，以实时的监测达到早期发现、早期治疗的目的。
然而，穿戴式的生理状态监测装置，通常是通过光源作为量测依据而得到所需的数据。此类的监测装置都有着坚固的外壳，因此一般只能做成手环或颈环等配件而配戴于使用者身上。如此一来，则限制了许多的应用。
因此，提供一种能够让使用者拥有较佳穿戴体验的柔性感测装置以扩大应用范围，实属当前重要课题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种具延展性的柔性感测装置，可易于与衣物或鞋垫结合，并且能够在使用过程中减轻使用者的异物感。
为达上述目的，本发明提供一种具延展性的柔性感测装置，其包括一第一弹性薄膜、一第一应变传感器以及一处理单元。第一弹性薄膜具有一第一表面、一第二表面以及多个电极接点。第一表面与第二表面是相对设置，而这些电极接点是位于第一表面，且该些电极接点之一是一接地端（grounding）。第一应变传感器（strain sensor）是以印刷技术而设置于第一弹性薄膜的第一表面，并分别与这些电极接点电性连接。处理单元是与这些电极接点电性连接。处理单元是根据第一应变传感器的一拉伸阻值（stretch resistance）而进行运算处理。
于一实施例中，柔性感测装置还包括一第二弹性薄膜以及一电磁干扰防治组件。第二弹性薄膜具有相对设置的一第三表面及一第四表面，并以第四表面与第一弹性薄膜的第一表面接合。电磁干扰防治组件是设置于第二弹性薄膜的第三表面，并涵盖第一应变传感器的相对位置。另外，电磁干扰防治组件还与第一弹性薄膜的接地端电性连接。
于一实施例中，第一弹性薄膜与第二弹性薄膜是可通过一液态胶或一固态胶而接合，也可以通过热压而直接接合。
于一实施例中，柔性感测装置还包括一软性电路板，其是连接于第一弹性薄膜与第二弹性薄膜间，用以建立电磁干扰防治组件与接地端的电性路径。
于一实施例中，柔性感测装置还包括一保护薄膜，其是与第二弹性薄膜的第三表面接合。
于一实施例中，保护薄膜与第二弹性薄膜是通过液态胶或固态胶而接合，也可以通过热压而直接接合。
于一实施例中，第一弹性薄膜包括叠设的一第一子基材及一第二子基材。其中第一应变传感器是设置于第一子基材上，且第一子基材的熔点高于第二子基材的熔点。
于一实施例中，柔性感测装置还包括一第二应变传感器，其是以印刷技术而设置于第二子基材上而位于第一子基材与第二子基材之间。其中第一应变传感器与第二应变传感器的布设是分别呈线状排列，也可构成网状。
于一实施例中，第一应变传感器的布设是呈线状排列，且各线状的第一应变传感器其中一端是与这些电极接点的接地端电性连接。
于一实施例中，柔性感测装置还包括一固定组件，其是对应于这些电极接点，并穿设于软性电路板以固定处理单元，使其与该些电极接点电性连接。固定组件例如是一橡胶圆环（O-Ring），而处理单元是固定于橡胶圆环中。
于一实施例中，第一应变传感器的材料是选自聚偏二氟乙烯（Polyvinylidenefluoride，PVDF）、氟化三氟聚乙烯（PVDF-TrFE）、奈米碳管（carbonnanotube）、石墨烯（grapheme ink）或奈米银浆（silver ink）。
于一实施例中，第一应变传感器包括一拉阻组件。
本发明的有益效果是：
综上所述，本发明公开的一种具延展性的柔性感测装置是通过能够产生拉伸阻值变化的应变传感器作为主要的感测组件，并且将应变传感器以印刷技术设置于弹性薄膜上，以使感测装置呈柔性且具有可挠以及可延展的特性。据此，本发明的具延展性的柔性感测装置可以结合于衣物或鞋垫等能够接触人体皮肤的对象上，而对人体进行压力感测或生理状态测量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为依据本发明第一实施例的一种具延展性的柔性感测装置的分解示意图；
图2为显示图1的具延展性的柔性感测装置的侧视示意图；
图3A和图3B为第一应变传感器的拉阻组件布设方式的示意图；
图4为显示由复合材料构成的第一弹性薄膜的示意图；
图5为依据本发明第二实施例的一种具延展性的柔性感测装置分解示意图；
图6为显示第二应变传感器设置于第一弹性薄膜的第一子基材和第二子基材间的示意图。
附图标记说明
10、10a 柔性感测装置
11 第一弹性薄膜
11a 第一子基材
11b 第二子基材
111 第一表面
112 第二表面
113a~113b 电极接点
12 第一应变传感器
121，121a~121h 拉阻组件
122 导线
13 第二弹性薄膜
131 第三表面
132 第四表面
14 电磁干扰防治组件
141 导线
142 电性接点
15 软性电路板
151 开孔
152 导线
153 电性接点
16 固定组件
17 处理单元
18 保护薄膜
181 开孔
19 第二应变传感器
191a~191c 拉阻组件。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
请同时参阅图1与图2所示，本发明第一实施例公开的一种具延展性的柔性感测装置10包括一第一弹性薄膜11、一第一应变传感器12、一第二弹性薄膜13、一电磁干扰防治组件14、一软性电路板15、一固定组件16、一处理单元17以及一保护薄膜18。
第一弹性薄膜11具有一第一表面111、一第二表面112以及两个电极接点113a~113b。第一表面111与第二表面112是以背对背的方向相对设置。电极接点113a~113b是位于第一表面111，其中电极接点113b是一接地端。在本实施例中，第一弹性薄膜11的材质可以是热塑性聚氨酯（Thermoplastic polyurethanes，TPU）。
第一应变传感器12具有相互电性连接的一拉阻组件（stretch resistor）121以及一导线122，其可通过印刷技术而便利地设置在第一弹性薄膜11的第一表面111，并分别与电极接点113a~113b电性连接。拉阻组件121的二端是通过导线122而与电极接点113a~113b电性连接。需注意者，所谓的拉阻组件121是在拉伸形变时会产生电流或电压变化的组件，其材料包括但不限于聚偏二氟乙烯、氟化三氟聚乙烯、奈米碳管、石墨烯或奈米银浆。
值得一提的是，第一应变传感器12于第一弹性薄膜11上的布设大致是呈线状排列，进一步而言，主要呈线状的是拉阻组件121。另外，请再参阅图3A，第一应变传感器12可以具有多个拉阻组件121a~121d，其大致上呈“十”形排列，而各拉阻组件121a~121d的其中一端是与作为接地端的电极接点113b电性连接。再如图3B所示，多个拉阻组件121a~121h还可大致呈“米”形排列。由于拉阻组件主要是根据拉伸形变时而改变本身的阻值，进而改变电压及电流，因此可以根据量测对象的主要形变方向而设计拉阻组件的排列。
第二弹性薄膜13具有相对设置的一第三表面131及一第四表面132。第二弹性薄膜13是通过第四表面132而与第一弹性薄膜11的第一表面111接合，以使第一应变传感器12被包覆于第一弹性薄膜11与第二弹性薄膜13。在本实施例中，第一弹性薄膜11与第二弹性薄膜13是可通过热压（hot press）接合，而在其他实施例中，还可通过液态胶或固态胶而接合 。
电磁干扰防治组件14是设置于第二弹性薄膜13的第三表面131，并且通过导线141及电性接点142而与第一弹性薄膜11的接地端电性连接。进一步说明，电磁干扰防治组件14于第二弹性薄膜13上的设置位置大约对应于第一应变传感器12的相对位置，尤其是需涵盖拉阻组件121的设置范围。另外，电磁干扰防治组件14可以通过印刷技术而便利地设置于第二弹性薄膜13的第三表面131上。
软性电路板15具有一开孔151、一导线152以及一电性接点153。软性电路板15是连接于第一弹性薄膜11与第二弹性薄膜12间，用以建立电磁干扰防治组件14与作为接地端的电极接点113b间的导电路径。其中，电性接点153可以与电磁干扰防治组件14的电性接点142电性接触。另外，开孔151的位置是对应于电极接点113a~113b。
固定组件16是设置于软性电路板15的开孔151中，而穿设于软性电路板15。固定组件16可以是由具有弹性的材质组成，例如橡胶制成的橡胶圆环（O-Ring），当然也可以是由例如塑料等材质所组成，于此并未加以限制。在本实施例中，固定组件16的内侧表面可以具有螺纹，并且还可具有延伸自导线152的电性接点。
处理单元17是被固定设置于固定组件16中，并且与电极接点113a~113b电性连接。处理单元17是根据第一应变传感器12的拉阻组件121所产生的一拉伸阻值（stretchresistance）而进行运算处理。在本实施例中，处理单元17可以执行包括但不限于压力感测、心电图（Electrocardiography，ECG）、眼电图（Electro-Oculogram，EOG）、肌电图（Electromyography，EMG）等生理信号的测量。当然，感测后的运算也可以由处理单元17上传后，通过云端来执行，而不局限于由处理单元17执行运算。值得一提的是，处理单元17的周缘也可以具有螺纹，其对应于固定组件16的螺纹，而可相互结合。甚至通过适当的结构设计，在处理单元17与固定组件16的结合处可以有电性导通的功能。
保护薄膜18是与第二弹性薄膜13的第三表面131接合，以覆盖电磁干扰防治组件14的设置范围。另外，保护薄膜18具有一开孔181以在与第二弹性薄膜13接合后暴露出处理单元17。保护薄膜18与第二弹性薄膜13可以通过热压而直接接合，也可以通过液态胶或固态胶而接合。在本实施例中，保护薄膜18的材料可以是热塑性聚氨酯或是抗紫外光（UV）的材料，于此并未限制。
值得一提的是，弹性薄膜还可以是复合材料所构成，请再参阅图4所示，以第一弹性薄膜11为例，其可以由叠设的一第一子基材11a及一第二子基材11b通过模***出成型所形成。第一子基材11a的熔点高于第二子基材11b的熔点，而具有较低熔点的第二子基材11b则可适用于热压接合的工艺。在本实施例中，复合材料所构成的弹性薄膜也可以应用在第二弹性薄膜13或保护薄膜18，由于其实施型态与上述皆相同，故于此不再赘述。
请再参阅图5所示，本发明第二实施例所公开的具延展性的柔性感测装置10a与第一实施例的差别在于应变传感器的布设方式不同，并且本实施例的柔性感测装置10a还包括一第二应变传感器19。
如图5所示，第二应变传感器19是设置于第一弹性薄膜11的第二表面112。在本实施例中，第一应变传感器12具有三个拉阻组件121a~121c，而第二应变传感器19也具有三个拉阻组件191a~191c，其布设位置的相对关系由俯视观察是呈现网状。各拉阻组件121a~121c、191a~191c的其中一端是相互与作为接地端的电极接点113b电性连接的。
虽然本实施例是以第一应变传感器12及第二应变传感器19各具有三个拉阻组件，然而其数量是可根据实际需求而调整，于此并未加以限制。
另外，再如图6所示，第二应变传感器19还可设置于第一弹性薄膜11的第一子基材11a与第二子基材11b间，通过第二子基材11b来保护第二应变传感器19。
综上所述，本发明公开的一种具延展性的柔性感测装置是通过能够产生拉伸阻值变化的应变传感器作为主要的感测组件，并且将应变传感器以印刷技术设置于弹性薄膜上，以使感测装置呈柔性且具有可挠以及可延展的特性。据此，本发明的具延展性的柔性感测装置能够通过例如热压技术而结合于衣物或鞋垫等能够接触人体皮肤的对象上，而对人体进行压力感测或生理状态测量。另外，将部分的处理单元嵌埋在弹性薄膜里，可以使柔性感侧装置更加的薄形化，能够有效的降低穿戴者的异物感。
本发明的具延展性的柔性感测装置如结合于鞋垫，可通过由应变传感器所量测的数据得到穿戴者的静态及动态足压或肌肉延展状态，进而可以判断穿戴者是否有相关的疾病。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (11)

1.一种具延展性的柔性感测装置，其特征在于包括：
一第一弹性薄膜，具有一第一表面、一第二表面以及多个电极接点，该第一表面与该第二表面相对设置，这些电极接点位于该第一表面，且这些电极接点之一是一接地端；
一第一应变传感器，以印刷技术而设置于该第一弹性薄膜的该第一表面，第一应变传感器并分别与这些电极接点电性连接；以及
一处理单元，与这些电极接点电性连接，并根据该第一应变传感器的一拉伸阻值而进行处理。
2.如权利要求1所述的具延展性的柔性感测装置，其特征在于，还包括：
一第二弹性薄膜，具有相对设置的一第三表面及一第四表面，并将该第四表面与该第一弹性薄膜的该第一表面接合；以及
一电磁干扰防治组件，设置于该第二弹性薄膜的该第三表面，并涵盖于该第一应变传感器的相对位置，且与该第一应变传感器的一接地端电性连接。
3.如权利要求2所述的具延展性的柔性感测装置，其特征在于，还包括：
一软性电路板，连接于该第一弹性薄膜与该第二弹性薄膜间，并建立该电磁干扰防治组件与该接地端的电性路径。
4.如权利要求3所述的具延展性的柔性感测装置，其特征在于，还包括：
一固定组件，对应于这些电极接点，固定组件并穿设于该软性电路板以固定该处理单元，使其与该些电极接点电性连接。
5.如权利要求4所述的具延展性的柔性感测装置，其特征在于，该固定组件是一橡胶圆环，该处理单元固定于该橡胶圆环中。
6.如权利要求2所述的具延展性的柔性感测装置，其特征在于还包括：
一保护薄膜，与该第二弹性薄膜的该第三表面接合。
7.如权利要求1所述的具延展性的柔性感测装置，其特征在于，该第一弹性薄膜包括叠设的一第一子基材及一第二子基材，该第一应变传感器设置于该第一子基材，且该第一子基材的熔点高于该第二子基材的熔点。
8.如权利要求7所述的具延展性的柔性感测装置，其特征在于，还包括：
一第二应变传感器，以印刷技术而设置于该第二子基材上而位于该第一子基材与该第二子基材间。
9.如权利要求8所述的具延展性的柔性感测装置，其特征在于，该第一应变传感器与该第二应变传感器的布设是分别呈线状排列或是构成网状。
10.如权利要求1所述的具延展性的柔性感测装置，其特征在于，该第一应变传感器的布设是呈线状排列，且各线状的该第一应变传感器其中一端与这些电极接点的该接地端电性连接。
11.如权利要求1所述的具延展性的柔性感测装置，其特征在于，该第一应变传感器包括一拉阻组件。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112315477A (zh) * 2019-07-19 2021-02-05 冠宥智能有限公司 可水洗生理状态感测装置
KR102330897B1 (ko) * 2020-08-06 2021-12-01 한국과학기술연구원 인장력 감지 장치
WO2022040292A1 (en) * 2020-08-18 2022-02-24 Northwestern University Multimodal, multilayered soft electronics in advanced devices and applications of same

Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070044571A1 (en) * 2003-01-21 2007-03-01 Gysling Daniel L Apparatus and method of measuring gas volume fraction of a fluid flowing within a pipe
CN1930929A (zh) * 2004-01-16 2007-03-14 揖斐电株式会社 多层印刷电路板和印刷电路板用测试体
US20090289529A1 (en) * 2006-11-13 2009-11-26 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Piezoelectric sensor and method for manufacturing the same
US20110084267A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2012019847A (ja) * 2010-07-13 2012-02-02 Cascom:Kk 生体信号検出装置
JP2012037528A (ja) * 2006-06-13 2012-02-23 Denso Corp 力学量センサ
US20120079887A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Strain sensor element and blood pressure sensor
TW201416059A (zh) * 2012-10-19 2014-05-01 Univ Chang Gung 生理電訊號及生物體作動訊號的感測裝置
CN204255284U (zh) * 2014-11-27 2015-04-08 中航电测仪器股份有限公司 一种自带端子应变计
CN104880206A (zh) * 2015-06-09 2015-09-02 中国科学院深圳先进技术研究院 电阻应变片及电阻应变式传感器
CN105286106A (zh) * 2006-06-08 2016-02-03 松拓有限公司 具有用于测量生理信号的传感器的穿戴服装
US20160270700A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-22 Intel Corporation Wearable apparatus with a stretch sensor
US20170030784A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 Apple Inc. Printed Circuits With Embedded Strain Gauges
CN206287613U (zh) * 2016-11-24 2017-06-30 江南大学 一种弹性导电的衣用复合膜
WO2018008619A1 (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 シャープ株式会社 タッチパネル付き表示装置
US20180092206A1 (en) * 2016-09-28 2018-03-29 Nippon Mektron, Ltd. Stretchable circuit board and method for manufacturing stretchable circuit board
JP2018049982A (ja) * 2016-09-23 2018-03-29 スタンレー電気株式会社 電子デバイスの製造方法、および、電子デバイス
WO2018055367A2 (en) * 2016-09-21 2018-03-29 Imperial Innovations Limited Method and apparatus
US20180199635A1 (en) * 2012-09-11 2018-07-19 Gianluigi LONGINOTTI-BUITONI Flexible fabric ribbon connectors for garments with sensors and electronics
CN108692647A (zh) * 2017-03-30 2018-10-23 精工爱普生株式会社 传感器
US20180349762A1 (en) * 2017-06-05 2018-12-06 SK Hynix Inc. Synapse array of a neuromorphic device including a synapse array having a plurality of ferroelectricity field effect transistors

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9226402B2 (en) * 2012-06-11 2015-12-29 Mc10, Inc. Strain isolation structures for stretchable electronics
US11150114B1 (en) * 2014-05-20 2021-10-19 Smartsensecom, Inc. Fiber optic electromagnetic phenomena sensor system
WO2016027614A1 (ja) * 2014-08-18 2016-02-25 株式会社村田製作所 圧電素子及び曲げ検出センサ
CN107210269B (zh) * 2015-03-11 2020-07-28 英特尔公司 利用应变重分布层的可拉伸电子器件制造方法
JP2017026396A (ja) * 2015-07-17 2017-02-02 帝人株式会社 布帛状センサおよびこれを含むデバイス
JP2020512490A (ja) * 2017-03-10 2020-04-23 マイアント インコーポレイテッドＭｙａｎｔ Ｉｎｃ． ３次元導電性ニットパッチの形成方法
FR3064159B1 (fr) * 2017-03-21 2021-05-28 Bioserenity Dispositif textile electronique comprenant une pluralite de couches
US20180338544A1 (en) * 2017-05-26 2018-11-29 Taiwan Textile Research Institute Fabric module and smart fabric using the same
JP6983044B2 (ja) * 2017-11-27 2021-12-17 日本メクトロン株式会社 伸縮性基板、伸縮性基板の製造方法
JP7107667B2 (ja) * 2017-11-27 2022-07-27 日本メクトロン株式会社 伸縮性基板、伸縮性基板の製造方法
EP3492933A1 (en) * 2017-11-29 2019-06-05 Nokia Technologies Oy An apparatus for sensing comprising a flexible substrate
US10492724B2 (en) * 2018-01-04 2019-12-03 Adidas Ag Capacitive sensor systems and methods
JP2019174373A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 富士通株式会社 電気素子及び電子機器
US10921199B2 (en) * 2019-01-15 2021-02-16 Pixart Imaging Inc. Force sensor and manufacturing method thereof
AU2020241893A1 (en) * 2019-03-20 2021-11-18 Cipher Skin Flexible circuit design for monitoring physical bodies
JP7349301B2 (ja) * 2019-09-17 2023-09-22 日本メクトロン株式会社 フレキシブルプリント配線板用基板の製造方法、およびフレキシブルプリント配線板用基板
CN110987246B (zh) * 2019-12-17 2023-10-13 浙江清华柔性电子技术研究院 柔性传感器和柔性传感器的制备、使用方法

Patent Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070044571A1 (en) * 2003-01-21 2007-03-01 Gysling Daniel L Apparatus and method of measuring gas volume fraction of a fluid flowing within a pipe
CN1930929A (zh) * 2004-01-16 2007-03-14 揖斐电株式会社 多层印刷电路板和印刷电路板用测试体
CN105286106A (zh) * 2006-06-08 2016-02-03 松拓有限公司 具有用于测量生理信号的传感器的穿戴服装
JP2012037528A (ja) * 2006-06-13 2012-02-23 Denso Corp 力学量センサ
US20090289529A1 (en) * 2006-11-13 2009-11-26 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Piezoelectric sensor and method for manufacturing the same
US20110084267A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2012019847A (ja) * 2010-07-13 2012-02-02 Cascom:Kk 生体信号検出装置
US20120079887A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Strain sensor element and blood pressure sensor
US20180199635A1 (en) * 2012-09-11 2018-07-19 Gianluigi LONGINOTTI-BUITONI Flexible fabric ribbon connectors for garments with sensors and electronics
TW201416059A (zh) * 2012-10-19 2014-05-01 Univ Chang Gung 生理電訊號及生物體作動訊號的感測裝置
CN204255284U (zh) * 2014-11-27 2015-04-08 中航电测仪器股份有限公司 一种自带端子应变计
US20160270700A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-22 Intel Corporation Wearable apparatus with a stretch sensor
CN104880206A (zh) * 2015-06-09 2015-09-02 中国科学院深圳先进技术研究院 电阻应变片及电阻应变式传感器
US20170030784A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 Apple Inc. Printed Circuits With Embedded Strain Gauges
WO2018008619A1 (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 シャープ株式会社 タッチパネル付き表示装置
WO2018055367A2 (en) * 2016-09-21 2018-03-29 Imperial Innovations Limited Method and apparatus
JP2018049982A (ja) * 2016-09-23 2018-03-29 スタンレー電気株式会社 電子デバイスの製造方法、および、電子デバイス
US20180092206A1 (en) * 2016-09-28 2018-03-29 Nippon Mektron, Ltd. Stretchable circuit board and method for manufacturing stretchable circuit board
CN206287613U (zh) * 2016-11-24 2017-06-30 江南大学 一种弹性导电的衣用复合膜
CN108692647A (zh) * 2017-03-30 2018-10-23 精工爱普生株式会社 传感器
US20180349762A1 (en) * 2017-06-05 2018-12-06 SK Hynix Inc. Synapse array of a neuromorphic device including a synapse array having a plurality of ferroelectricity field effect transistors

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US20200249197A1 (en) 2020-08-06
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