[发明专利]一种静电吸附面板

说明书

本发明属于面板领域，尤其涉及一种静电吸附面板，包括由上到下依次设置的功能介质层、绝缘层、阻隔层、电极层和绝缘基板层，其特征在于所述功能介质层、绝缘层和阻隔层采取精密控制厚度的多层复合结构；所述阻隔层完整地无缝隙地覆盖在电极层表面，且与绝缘层无缝衔接；所述绝缘层和电极层在水平方向采取平行交叉互补设置结构。采用脉冲方式供电、产生静电吸附力。本发明的静电吸附面板能够在较低的供电条件下，产生较强的静电吸附力，具有高效、节能、耐潮湿等优点，且能满足与人体直接接触的安全要求。

技术领域

本发明属于吸附面板技术领域，尤其涉及一种静电吸附面板。

背景技术

静电吸附的原理主要是在导电电极施加高压电(电场通常在1kV/mm左右的范围)后电极上生产出大量自由电荷，自由电荷激发产生的电场使壁面极化而产生极化电荷，利用电极和壁面上极性相反电荷间的电场力作用实现吸附。它已经广泛使用于夹具夹持工件、航天任务粘接、半导体行业中物料输送和抓取、夹持先进的复合材料和纤维材料(如布和碳纤维)的末端效应器、制造自动化和仓库自动化的攀登机器人和材料处理单元的粘合机构。

静电吸附是一个复杂和动态的静电吸引现象，电介质材料的电阻率、厚度、介电常数、电介质强度、表面纹路、分子结构、分子质量、分子极性、结晶度及其电负性，电极的图形、间距、宽度、厚度、长度、导电率以及供电电压大小、电压极性和输出电流，基板材料的厚度、表面结构、介电常数、电负性、电阻率、结晶度、分子结构、分子量和分子极化率，以及使用环境的温度、湿度、压力、静电吸附垫和基板间的空气间隙和污染物等近30多个因素都对静电吸附面板表面的静电吸附力大小有影响。根据现有理论研究表明，单个平行板电容间电场静电力大小为：

其中C为电极间电容，V为电极电压，d为电极间距。电极间存在击穿电压，不可能通过无限增加电压的方式的来提高静电力，因此可以采用若干(N个)共面并联电极型式来增加电容，从而增大静电力。根据相关理论研究和经验公式，可得N个共面并联电极激发高压电场使壁面极化产生的静电力大小为：

其中ε₀为空气间隙的介电常数，ε_r为绝缘层材料的相对介电常数，d为电极间距、电极与壁面间的间距(理论简化)，w为单个并联电极的宽度，l为单个并联电极的长度，V为电极电压。综上所述，影响并联电极吸附面板的主要因素有电极几何结构(如长度、宽度、间距)、绝缘层材料的相对介电常数、电极两端供应电压值。

目前，用于静电吸附板的电极结构有单极型和双极型两种。双极型电极的吸附力与电极的几何尺寸和排布的拓扑结构有关，在电压相同的情况下，双极型比单极型的吸附力小。但是双极型的吸附可控，响应速度快，不需要辅助电极，设备更轻便。目前，双极型静电吸附板的报道有方形(专利号CN 2777687Y)，而梳状交叉电极多停留在理论研究阶段。

当前，市面上静电吸附产品不少，但通常存在以下缺点：①电压较高，大多数供电电压高于4kV到10kV以上，作为民用，特别是儿童或生活用品，存在触电的危险；②直流高压供电产生静电，在绝缘层表面形成持续静电电荷累积，容易在局部形成高压放电，既不安全，也容易产生臭氧，形成环境污染；③有使用条件苛刻，特别是环境湿度对静电强度影响较大，在湿度大于70％条件下，静电吸附力有较大衰减；④体积大、能耗较高，不利于外出携带。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种静电吸附面板，吸力强、耗能低、使用范围多、寿命长等，具有安全、高效、强力的特点。

解决以上技术问题的本发明中的一种静电吸附面板，包括由上到下依次设置的功能介质层、绝缘层、阻隔层、电极层和绝缘基板层，其特征在于所述功能介质层、绝缘层和阻隔层采取精密控制厚度的多层复合结构；所述阻隔层完整地无缝隙地覆盖在电极层表面，且与绝缘层无缝衔接；所述绝缘层和电极层在水平方向采取平行交叉互补设置结构。