壓電纖維於自電式紙鍵盤設計及應用

Abstract

本論文創新以紙作為基板，透過網印技術(Screen Printing)將金屬電極直接印製於紙基板之上，並設計不同電極參數與壓電奈米纖維緊密的貼合，製作出可撓式的自電式紙鍵盤。其中壓電材料是由近場式靜電紡絲製程技術(Near-Field Electrospinning NFES)所製作出的多分子聚合物聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride PVDF)作為壓電纖維之原料，由於壓電纖維屬於一維度的材料，故其材料應變為線軸方向，因此本文採用d33工作模式發展自電式感測元件。接著針對自電式感測元件的電極做圖形參數的優化設計，電極圖形設計參數包括電極的形式、電極的對數、電極的寬度及電極的間距，藉由電極參數的優化設計來提升自電式感測元件之壓電轉換效率。依據實驗顯示以壓電纖維整合5對並聯電極，最高峰值電壓達159 2mV，高於傳統電極設計所輸出電壓值的3 7倍，而所設計之5對串聯電極為最佳電極圖形之設計，其輸出電壓值更高達431 8 mV，驗證此電極設計確實能有效提升感測元件之靈敏度。最後本論文以創新整合紙基板與壓電纖維、並透過電極優化設計完成自電式紙鍵盤研發，未來可將此概念應用於便利、環保及可拋式3C產品或穿戴式商品上，無須透過廢棄物回收，焚燒即可分解實現綠能之理念。

Date of Award	2016 Aug 1
Original language	Chinese
Supervisor	Sheng-Chih Shen (Supervisor)