[發明專利]壓力傳感器、壓力測量系統及壓力傳感器的制造方法

有效

• 申請號: 201611208679.9
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN108240877B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 潘曹峰;王賢迪;王中林
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: H01L29/84
• 分類號: H01L29/84
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

本發明涉及壓力傳感器技術領域，公開了一種壓力傳感器、壓力測量系統及壓力傳感器的制造方法。壓力傳感器包括透明襯底層以及在所述透明襯底層上依次設置的電極層、發光層和起電層，其中，所述電極層包括交叉設置的第一電極和第二電極，所述第一電極和所述第二電極在交叉處絕緣設置，當在所述起電層上施加的壓力不大于第一壓力閾值時，所述第一電極和所述第二電極用于輸出對起電層施加壓力產生的感應電壓；當在所述起電層上施加的壓力大于第一壓力閾值時，所述發光層對應所述起電層施加壓力處的位置發光。本發明實施例的壓力傳感器壓力測量靈敏度較高，壓力測量范圍也較大，因而壓力傳感器具備較佳的產品品質。

技術領域

本發明涉及壓力傳感器技術領域，尤其涉及一種壓力傳感器、壓力測量系統及壓力傳感器的制造方法。

背景技術

近年來，隨著移動互聯網的快速發展，各種智能終端產品引起了人們廣泛的關注。智能手環、智能眼鏡和智能家居等各種具有傳感和驅動功能的互連設備在物聯網的幫助下實現了智能化識別和管理。各種智能終端產品不僅成為了豐富人們日常生活的一種時尚信號，也為人們的生活帶來了極大的便利，人們相信，這些產品將在未來人機互動、電子皮膚以及健康醫療等領域有著嶄新的應用和巨大的突破。

作為智能終端產品中的重要組成部分，壓力傳感器的個性化設計以及其高性能的獲取顯得尤為重要，尤其是壓力傳感器的壓力靈敏度、測量極限以及壓力測量范圍等，它們共同決定一個壓力傳感器性能的優劣。

目前，雖然基于不同物理傳導機制(包括壓阻、電容和壓電等)的壓力傳感器在器件性能上有了一定的突破和進展，但是其在具體應用時仍然存在一定的局限性。例如，基于壓阻或者壓電物理傳導的壓力傳感器，雖然其具有較高的壓力靈敏度，可以探測類似聲壓、振動等超低的壓強(＜1Pa)，但是其測量壓力的范圍十分有限，僅能測量10kPa以內的壓力值。此外，基于電容傳導的壓力傳感器雖然相對而言具有較大的壓力測量范圍，但是其壓力靈敏度相對較低，因而，在目前的產業形勢下，亟需一種壓力靈敏度較高且壓力測量范圍較大的壓力傳感器。

發明內容

本發明的目的是提供一種壓力傳感器、壓力測量系統及壓力傳感器的制造方法，以使壓力傳感器同時具備較高的測量靈敏度和較大的壓力測量范圍，進一步提高壓力傳感器的產品品質。

本發明實施例提供一種壓力傳感器，包括透明襯底層以及在所述透明襯底層上依次設置的電極層、發光層和起電層，其中：

所述電極層包括交叉設置的第一電極和第二電極，所述第一電極和所述第二電極在交叉處絕緣設置，當在所述起電層上施加的壓力不大于第一壓力閾值時，所述第一電極和所述第二電極用于輸出對起電層施加壓力產生的感應電壓；當在所述起電層上施加的壓力大于第一壓力閾值時，所述發光層對應所述起電層施加壓力處的位置發光。

優選的，所述起電層表面具有微觀結構。

具體的，所述表面微觀結構包括多個金字塔形結構。

優選的，所述發光層為按照設定比例混合的發光材料粉末和光刻膠固化后形成的層結構。

優選的，所述發光材料粉末與光刻膠的混合比例為0.5g/ml～2.5g/ml。

優選的，所述發光材料粉末的材質包括摻錳硫化鋅、摻銅硫化鋅或者摻雜稀土金屬的鋁酸鹽。

優選的，所述發光層包括陣列排布的多個發光單元。

具體的，所述第一電極與所述第二電極的交叉點將所述電極層分隔為多個網格結構，每個網格結構內對應設置有一個發光單元。

優選的，所述發光層與所述起電層之間設置有保護層。

具體的，所述保護層的材質為聚甲基丙烯酸甲酯。

優選的，所述第一電極與所述第二電極之間設置有絕緣層。