湿度传感器，包括该传感器的无线设备，以及制造和使用方法技术

本发明专利技术公开了一种包括湿度传感器的标签或智能标签及其制造和使用方法。标签或智能标签包括基底或背板，其上具有电池或天线，湿度传感器，和集成电路。该集成电路与所述湿度传感器和所述天线或电池进行电通信，并且被配置为处理来自湿度传感器与被监测环境的湿度水平或值对应的信号，并提供或生成表示湿度水平/值的信号。所述湿度传感器包括以预定距离间隔的第一和第二电极，湿度敏感材料，其具有作为随湿度/值变化的函数的一个或多个电、机械或化学特性，以及覆盖所述湿度敏感材料的水和/或湿度可透性膜。

Humidity sensor, wireless device including the sensor, and manufacturing and using method thereof

The invention discloses a label or smart label including a humidity sensor, and a manufacturing and using method thereof. Tags or smart tags include substrates or backboards, with batteries or antennas, humidity sensors, and integrated circuits. The integrated circuit is electrically communicated with the humidity sensor and the antenna or battery, and is configured to process signals corresponding to humidity levels or values from the humidity sensor and the monitored environment, and to provide or generate signals that represent the humidity level / value. The humidity sensor includes a first and second electrodes at a predetermined distance, a humidity sensitive material, which has one or more electrical, mechanical or chemical properties as a function of the variation of humidity / value, and a water and / or humidity permeable film covering the humidity sensitive material.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】湿度传感器，包括该传感器的无线设备，以及制造和使用方法本申请要求了美国临时专利申请优先权，其申请号62/201,789，提交于2015年8月6日，通过参考其全部内容，包含在此申请中。
本申请是关于无线通信和具有集成传感器的无线设备领域。更具体地，本专利技术的实施例是关于具有湿度传感器的射频（RF和/或RFID）、近场通信（NFC）、高频（HF）和超高频（UHF）标签和设备，以及其制造和使用方法。
技术介绍
通常市场上的湿度传感器可以是体积较大的装置。聚合物薄膜如聚乙烯醇（PVA）或聚乙烯吡咯烷酮（PVP）是已知的湿度敏感层，其是可打印的。然而，这些聚合物通常使用无线设备中的低电压电源测量湿度是不够灵敏的。聚电解质例如聚苯乙烯磺酸（PSSA），聚氧化乙烯或聚苯胺也是已知的湿度敏感材料，但他们不溶于典型的溶液。已经研发了以水溶性聚合物为模板聚合苯胺的技术用于获得水溶性苯胺共聚物。然而，该共聚物能够对共聚物对水或湿度的敏感产生不利影响。本“
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”部分中公开的主题构成本公开的现有技术的承认，且本“
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”部分）构成本公开的现有技术。
技术实现思路
本专利技术关于具有湿度传感器的射频（RF和/或RFID）、近场通信（NFC）、高频（HF）和超高频（UHF）标签和设备，以及其制造和使用方法。一方面，本专利技术关于标签或智能标签，包括基底或背板，在其上具有电池或天线，所述电池或天线提供电源给所述标签或智能标签的其他部件，湿度传感器，其直接或间接位于所述基底或背板上，和集成电路，其直接或间接位于基底或背板上并电连接于湿度传感器和天线或电池。在典型的实施例中，所述湿度传感器包括（i）第一和第二电极，其隔开预定的距离，（ii）湿度敏感材料，其具有一或多个电、物理或化学属性使其作为所述标签或智能标签所在环境的湿度水平或值的函数而发生变化，和（iii）水和/或湿度可透性膜，其覆盖所述湿度敏感材料。所述集成电路通常设置用于（i）处理来自所述湿度传感器第一信号，其包括的数据或信息与所在环境的湿度水平或值相对应，和（ii）提供或产生第二信号，其表示所在环境的湿度水平或值。在一些实施例中，本专利技术的标签或智能标签可以还包括若干个迹线，其在不同组的端子电连接背板上的各个部件至所述集成电路。例如，一些迹线可以在第一组端子电连接电池或天线至所述集成电路。此外，其他迹线可以电连接所述湿度传感器至与第一组端子不同的所述集成电路的第二组端子的一个端子。所述基底或背板可以包括或作为气体阻挡层，和可以包括或由食品、药物或烟草相适的聚合物组成。在一些实施例中，所述基底或背板包括或由在其上具有扩散阻挡层的柔性金属箔，和位于所述扩散阻挡层上的与食品、药物或烟草相适的氧化物层组成。在一些实施例中，第一和第二电极是相互交叉的，且所述湿度传感器具有电阻率，该电阻率随着所在环境的湿度水平或值增加或减小而增加或减小。在另一些实施例中，第一和第二电极是片状的，且所述湿度传感器具有电容，该电容随着所在环境的湿度水平或值增加或减小而增加或减小。所述湿度传感器可以还包括具有栅极或基极的晶体管，其包括具有电导或电阻率的材料，该电导或电阻率随着所在环境的湿度水平或值增加或减小而增加或减小。所述标签或智能标签可以还包括袋，其密封封装所述背板和所述集成电路，且其包括将所述湿度传感器暴露至所述环境的第一窗口或开口。在此实施例中，所述标签或智能标签还包括粘结剂，其将围绕所述第一窗口或开口将所述袋密封至所述背板和/或所述湿度传感器的周围区域和/或周边。所述袋可以包括与食品、药物或烟草相适的材料，或由它们组成。所述湿度传感器还可以包括第二基底，其支撑第一和第二电极和湿度敏感材料，且第二基底是固定或粘附于所述基底或背板。在一些实施例中，所述湿度传感器还可以包括（i）第一和第二基本电极，其分别电连接至所述第一和第二电极，和（ii）第一和第二连接端子，其分别电连接至第一和第二基本电极。第一和第二连接端子可以是电连接至连接所述集成电路的迹线。所述标签或智能标签还可以包括第二传感器。第二传感器可以包括选自下组中的组件，该组由温度传感器，一个或多个连续性传感器，一个或多个电磁场传感器，一个或多个电流传感器，一个或多个电压传感器，一个或多个功率传感器，一个或多个光传感器，一个或多个时间传感器，以及一个或多个其它化学传感器组成。在典型的实施例中，第二传感器是在集成电路的第三组端子电连接至集成电路。可选的或附加的，本专利技术的标签或智能标签还可以包括一或多个冗余的湿度传感器。所述集成电路还可以包括存储器。所述存储器包括一或多位，其配置用于存储值，该值对应于所述湿度水平，和可以包括若干位，其配置用于存储唯一的识别码，其用于容器或包装。在进一步或可选的实施例中，所述集成电路可以进一步包括阈值比较器，其接收所述湿度传感器和/或模数转换器的输出，该模数转换器配置用于将所述湿度水平或数值的模拟值转换成数字值。在典型的实施例中，所述集成电路包括至少一个印刷层。在一些实施例中，所述集成电路包括若干个印刷层。在一个例子中，所述集成电路包括至少一个薄膜。在另一例子中，所述集成电路包括若干个薄膜。在包括电池的所述标签或智能标签的实施例中，所述标签或智能标签还可以包括显示器和通/断开关，每个独立的连接至集成电路。例如，所述显示器在所述集成电路的第四组端子电连接至所述集成电路。第三、第四和第五组端子与第一和第二组端子不同。在包括天线的所述标签或智能标签的实施例中，所述标签或智能标签进一步包括接收器和/或发送器。所述天线可以接收由接收器处理的第一无线信号，和可以发送或广播第二无线信号，该第二无线信号代表所述标签或智能标签所在或放置环境的湿度水平或值。在不同的实施例中，所述天线可以由单一金属层组成，且所述集成电路作为电连接到所述天线端部的桥梁或带。本专利技术包括所述天线的标签或智能标签，可以是近场和/或射频通信设备的一部分。所述近场和/或射频通信设备可以包括发送器（例如，调制器）和/或接收器（例如，解调器）。本专利技术还关于包装或容器，进一步包括本专利技术的标签或智能标签位于所述包装或容器上，或位于所述包装或容器外围的包装上。监测所述包装或容器的内部或外部环境，所述湿度传感器可以设置用于确定位于所述包装或容器内部或外部的所述湿度水平。另一方面，本专利技术还关于制造标签或智能标签的方法，包括在基底或背板上形成电池和天线中的至少一个，在所述基底或背板上直接或间接的形成湿度传感器，和在所述基底或背板上直接或间接的形成集成电路，并且该集成电路与所述湿度传感器和天线和/或电池电通信，无论其如何表述。所述电池、所述天线、所述湿度传感器和所述集成电路可以与上述的所述电池、所述天线、湿度传感器和集成电路相同。所述方法可以进一步包括在基底或背板上形成若干迹线，所述迹线电连接所述集成电路至所述湿度传感器和所述天线和/或电池，无论其如何表述。在不同实施例中，所述方法可以进一步包括在所述基底或背板上形成若干个迹线，且所述迹线电连接所述集成电路至湿度传感器和所述天线或电池。在一些实施例中，形成所述湿度传感器可以包括（i）在第二基底上形成第一和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种标签或智能标签，包括：a) 基底或背板，其上具有电池或天线，所述电池或天线用于提供电源给所述标签或智能标签的其他部件；b) 湿度传感器，其直接或间接的位于所述基底或背板上，所述湿度传感器包括（i）第一和第二电极，其以预定距离间隔，（ii）湿度敏感材料，其具有作为随湿度/值变化的函数的一个或多个电、机械或化学特性，以及（iii）覆盖所述湿度敏感材料的水和/或湿度可透性膜；和c) 集成电路，其直接或间接的在所述基底或背板上，其电连接于湿度传感器和所述天线或电池，所述集成电路配置用于（i）处理来自所述湿度传感器第一信号，其包括的数据或信息与所在环境的湿度水平或值相对应，和/或（ii）提供或产生第二信号，其表示所在环境的湿度水平或值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.06 US 62/201,789;2016.08.02 US 15/226,6711.一种标签或智能标签，包括：a)基底或背板，其上具有电池或天线，所述电池或天线用于提供电源给所述标签或智能标签的其他部件；b)湿度传感器，其直接或间接的位于所述基底或背板上，所述湿度传感器包括（i）第一和第二电极，其以预定距离间隔，（ii）湿度敏感材料，其具有作为随湿度/值变化的函数的一个或多个电、机械或化学特性，以及（iii）覆盖所述湿度敏感材料的水和/或湿度可透性膜；和c)集成电路，其直接或间接的在所述基底或背板上，其电连接于湿度传感器和所述天线或电池，所述集成电路配置用于（i）处理来自所述湿度传感器第一信号，其包括的数据或信息与所在环境的湿度水平或值相对应，和/或（ii）提供或产生第二信号，其表示所在环境的湿度水平或值。2.根据权利要求1所述的标签或智能标签，还包括若干个迹线，其电连接所述电池或天线至所述集成电路的在第一组端子，和所述湿度传感器至所述集成电路上与第一组端子不同的至少一个第二组端子。3.根据权利要求2所述的标签或智能标签，包括所述电池和还包括电连接至所述集成电路第三组端子的显示器，和在所述集成电路一或多个第四端子电连接至所述集成电路的通/断开关。4.根据权利要求1所述的标签或智能标签，其特征在于：还包括袋，其密封地封装所述背板和所述集成电路，其中，所述袋还包括第一窗口或开口，其将所述湿度传感器暴露至所述环境。5.根据权利要求4所述的标签或智能标签，其特征在于：还包括粘结剂，其将围绕所述第一窗口或开口将所述袋密封至所述背板和/或所述湿度传感器的周围区域和/或周边。6.根据权利要求4所述的标签或智能标签，其特征在于：所述袋包括或由食品、药品或烟草相适材料组成。7.根据权利要求1所述的标签或智能标签，其特征在于：所述湿度敏感材料具有电导或电阻率，其随着所在环境的湿度水平或值增加或减小而增加或减小。8.根据权利要求1所述的标签或智能标签，其特征在于：所述湿度传感器还包括第二基底，其支撑所述第一和第二电极和所述湿度敏感材料，和所述第二基底固定或粘着至所述基底或背板。9.根据权利要求8所述的标签或智能标签，其特征在于：湿度传感器还包括（i）第一和第二基本电极，其分别电连接至所述第一和第二电极，和（ii）第一和第二连接端子，其分别电连接至第一和第二基本电极，其中，第一和第二连接端子电连接至连接所述集成电路的迹线。10.根据权利要求1所述的标签或智能标签，其特征在于：所述集成电路还包括第二传感器，第二传感器选自下组，该组由温度传感器，一个或多个连续性传感器，一个或多个电磁场传感器，一个或多个电流传感器，一个或多个电压传感器，一个或多个功率传感器，一个或多个光传感器，一个或多个时间传感器，以及一个或多个其它化学传感器组成。11.根据权利要求1所述的标签或智能标签，其特征在于：所述集成电路还包括存储器，其配置用于存储值，该值对应于所述湿度水平和/或用于所述容器或包装的唯一的识别码。12.根据权利要求1所述的标签或智能标签，其特征在于：所述基底或背板（i）包括或作为气体阻挡层，和（ii）包括或由食品...

【专利技术属性】
技术研发人员：高岛毛，阿迪提·钱德拉，
申请(专利权)人：薄膜电子有限公司，
类型：发明
国别省市：挪威,NO