[发明专利]一种压力传感装置、制备方法和压力传感系统

说明书

本发明的实施例公开了一种压力传感装置、制备方法和压力传感系统，该压力传感装置的第一薄膜集成结构和第二薄膜集成结构之间通过垫片支撑形成谐振腔。压力传感装置受到按压时，施加按压区域的谐振腔的腔长发生变化，影响第一薄膜集成结构和第二薄膜集成结构中的条形电路对光的吸收，进而影响条形电路中的光电流，实现压力信号到电信号的转换。本发明提供了一种通过谐振腔实现压力信号到电信号转换的实现原理，基于该实现原理提供了一种由简单的层结构组成的压力传感装置。另一方面，通过调节条形电路层中条形线路的条数，改变由条形电路层投影形成的网状图案的网格密集程度，从而可以对压力传感装置的器件灵敏度进行调节。

技术领域

本发明实施例涉及压力传感器技术领域，尤其是涉及一种压力传感装置、制备方法和压力传感系统。

背景技术

压力传感器根据传感原理可分为电容式、压电式和电阻式三种。电容式传感器的电学信号为瞬时信号需要外加信号转换电路，且其输出阻抗高，负载能力差，寄生电容影响大，输出特性非线性。压电式传感器其传感器敏感层需要加入压电材料，这些压电材料需要较大压力才能实现电学信号的改变，使得最终的传感器件的灵敏度不佳，检测限较高。相较于上述两种传感器的缺陷电阻式的压力传感器具有独特的优势，它使用多级结构的敏感层材料，根据压力导致的电阻值的变化，可实现高灵敏度，最低检测压力小，检测范围大的压力传感器。

举例来说，电阻式压力传感器有如下几种，(1)基于石墨烯/六方氮化硼异质结构的压力传感器，所述传感器至少由硅/二氧化硅衬底层、石墨烯/六方氮化硼异质结构压力感应层、外壳组成。所述衬底层包含电极和空腔；述感应层采用石墨烯和六方氮化硼两种材料制备；所述感应层附着在衬底层的空腔上方；衬底层和感应层封装在外壳内。所述制备方法包括：刻蚀衬底层空腔，制备石墨烯/六方氮化硼异质结构压力感应层，刻蚀感应图案和封装。石墨烯/六方氮化硼异质结构压力传感器线性度好、成品率高、灵敏度较高、稳定性好、预期使用寿命长，且其制作成本低、工艺简易、过程可控，可用于流场压力感知等。(2)石墨烯电容式触摸屏。包括主屏体和安装块，安装块水平设置于主屏体的下方，所述主屏体的一侧固定连接有对称设置的两个支撑块，所述支撑块远离主屏体的一侧设有滑槽，所述滑槽内固定连接有滑杆，所述滑杆上滑动套接有滑块，所述滑杆上套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与滑块和滑槽的内壁固定连接，所述安装块的顶部设有对称设置的两个安装槽，所述安装槽内固定连接有固定杆，所述固定杆上滑动套接有固定块，所述固定块和滑块之间通过连杆连接，所述连杆的两端分别与滑块和固定块转动连接。通过压杆、压力传感器和控制芯片的设置，使触摸屏拥有压力感应的功能，从而提高了触摸屏的适用范围。(3)基于电致发光器件和电阻层的压力传感器。所述压力传感器包括电致发光器件和电阻层，所述电阻层和电致发光器件的一个电极分别与电源的两极连接，形成回路。上述压力传感器将压力导致的形变转换为电致发光器件的亮度变化，并根据亮度的变化确定压力的大小，具有驱动电压低、高效率、结构简单、制程工艺简单等优点。而且电致发光器件可柔性化的特点，可以实现柔性化的压力传感器，能够应用于电子皮肤等对柔性有需求的电子器件上。

然而，现有的电阻式的压力传感装置的结构比较复杂，压力传感装置的灵敏度不可控，进而在将该压力传感装置用于触摸屏的过程中无法调节触摸屏的识别精度。由于压力传感装置的结构复杂，其制作流程也比较繁琐，成本较高。

在实现本发明实施例的过程中，发明人发现现有的压力传感装置结构复杂，灵敏度不可控，在将其应用于触摸屏时无法调节触摸屏的识别精度。

另一方面，压力传感装置的制作流程复杂，成本高。由于无法调节触摸屏的识别精度，因而无法将对触摸屏的操作进行更为精细的区分，限制了触摸屏技术的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何解决现有的压力传感装置结构复杂，灵敏度不可控，在将其应用于触摸屏时无法调节触摸屏的识别精度的问题。

针对以上技术问题，本发明的实施例提供了一种压力传感装置，包括第一薄膜集成结构、第二薄膜集成结构，以及由所述第一薄膜集成结构和所述第二薄膜集成结构形成的谐振腔；