压电器件、压电传感器和可穿戴装置制造方法及图纸

公开一种压电器件、使用其的压电传感器和具有其的可穿戴装置。在一方面，压电器件包括由压电材料形成的压电层和形成在压电层上方并具有碳纳米结构的第一层。

【技术实现步骤摘要】
本专利申请要求于2015年3月23日提交的第10-2015-0040271号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。
本公开总体上涉及一种包括碳纳米管的压电器件和使用该压电器件的压电传感器。
技术介绍
通常，制造压电器件使得当金属或半导体材料变形时金属或半导体材料的电阻改变。然而，当压电器件使用金属材料制造时，其压电电阻特性可能不适于某些应用。为了补偿给定的金属的压电电阻特性，正在进行的研究涉及使用结晶硅来制造压电器件。然而，利用结晶硅制造的压电器件是不透明的并具有高制造成本。近年来，对压电器件的制造的研究已涉及利用当具有压电特性的聚乳酸(PLA)基树脂伸展时产生的电能量的变化的压电器件。使用PLA制造的压电器件是透明的，然而，PLA难以适用于制造复杂的压电器件(例如多通道装置)，因为PLA在被置于壳体中之后凝固。此外，使用PLA制造的压电器件难以大量生产。
技术实现思路
一个专利技术方面是具有优异的电特性和柔性的压电器件。另一方面是具有该压电器件的压电传感器。另一方面是具有该压电传感器的可穿戴装置。另一方面是压电器件，所述压电器件包括：压电层，包括压电材料；以及第一层，形成在压电层上方并具有碳纳米结构。压电材料可包括氧化锌(ZnOx)。第一层可包括碳纳米管或石墨烯。压电器件还可包括改善压电层的可结晶性的形成在压电层下方的第二层。第二层可包括第一辅助层和第二辅助层，第一辅助层包括铬，第二辅助层包括氧化铬(CrOx)。压电器件还可包括形成在第一层上方并包括氧化钼(MoOx)的第三层。第一层、第二层和第三层以及压电层可以是透明的或半透明的。另一方面是压电器件，所述压电器件包括：第一层，包括碳纳米管；压电层，包括氧化锌(ZnOx)；以及第二层，包括铬(Cr)和氧化铬(CrOx)。第二层可包括第一辅助层和第二辅助层，第一辅助层包括铬，第二辅助层包括氧化铬。压电器件还可包括：第三层，包括氧化钼(MoOx)。第一层、第二层和第三层以及压电层可以是透明的或半透明的。另一方面是一种压电传感器，所述压电传感器包括：具有柔性的第一膜和第二膜；第一电极和第二电极；以及布置在第一电极和第二电极之间的至少一个压电器件。压电器件可包括：压电层，包括压电材料；以及形成在压电层上方并具有碳纳米结构的第一层。压电层可包括氧化锌(ZnOx)，第一层可包括碳纳米管或石墨烯。压电器件还可包括改善压电层的可结晶性的形成在压电层下方的第二层。第二层可包括第一辅助层和第二辅助层，第一辅助层包括铬，第二辅助层包括氧化铬(CrOx)。压电器件还可包括形成在第一层上方并包括氧化钼(MoOx)的第三层。压电器件可以是透明的或半透明的。第一电极和第二电极中的每个可具有蜿蜒结构。第一膜和第二膜可包括聚酰亚胺并具有蜿蜒结构。另一方面是可穿戴装置，所述可穿戴装置包括：压电传感器，感测在可穿戴装置上的用户的输入；以及处理器，与压电传感器通信以检测用户的输入并执行与检测的用户的输入对应的指令。压电传感器可包括：具有柔性的第一膜和第二膜；第一电极和第二电极；以及至少一个压电器件，包括压电层和第一层并布置在第一电极和第二电极之间，压电层包括压电材料，第一层具有碳纳米结构。压电层可包括氧化锌(ZnOx)，第一层可包括碳纳米管或石墨烯。压电器件还可包括改善压电层的可结晶性的形成在压电层下方的第二层。第二层可包括第一辅助层和第二辅助层，第一辅助层包括铬，第二辅助层包括氧化铬(CrOx)。压电器件还可包括形成在第一层上方并包括氧化钼(MoOx)的第三层。压电器件是透明的或者半透明的。第一电极和第二电极中的每个可具有蜿蜒结构。第一膜和第二膜可包括聚酰亚胺并具有蜿蜒结构。用户的输入可以是姿势输入。另一方面是压电器件，所述压电器件包括：由压电材料形成的压电层；以及形成在压电层上方并具有碳纳米结构的第一层。在示例性实施例中，压电材料包括氧化锌(ZnOx)。第一层可由碳纳米管或石墨烯形成。压电器件还可包括形成在压电层下方的第二层。第二层还可包括由铬形成的第一辅助层和由氧化铬(CrOx)形成的第二辅助层。压电器件还可包括形成在第一层上方并由氧化钼MoOx形成的第三层。第一层、第二层和第三层以及压电层可以是透明的或半透明的。另一方面是压电器件，所述压电器件包括：由碳纳米管形成的第一层；由氧化锌(ZnOx)形成的压电层；以及由铬(Cr)和氧化铬(CrOx)形成的第二层。在示例性实施例中，第二层包括：由铬形成的第一辅助层；以及由氧化铬形成的第二辅助层。压电器件还可包括由氧化钼(MoOx)形成的第三层。第一层、第二层和第三层以及压电层可以是透明的或半透明的。另一方面是压电传感器，所述压电传感器包括：柔性的第一膜和第二膜；第一电极和第二电极；以及至少一个压电器件，布置在第一电极和第二电极之间，压电器件包括：由压电材料形成的压电层；以及形成在压电层上方并具有碳纳米结构的第一层。在示例性实施例中，压电层由氧化锌(ZnOx)形成，第一层由碳纳米管或者石墨烯形成。压电器件还可包括形成在压电层下的第二层，其中第二层可包括由铬形成的第一辅助层和由氧化铬(CrOx)形成的第二辅助层。在示例性实施例中，压电器件还包括形成在第一层上方并由氧化钼(MoOx)形成的第三层。压电器件可以是透明的或半透明的。第一电极和第二电极中的每个可具有蜿蜒结构。第一膜和第二膜可由聚酰亚胺形成并可具
有蜿蜒结构。另一方面是可穿戴装置，所述可穿戴装置包括：压电传感器，被构造为感测施加到可穿戴装置的用户的输入；以及处理器，被构造为：i)与压电传感器通信以接收指示用户的输入的信号；和ii)执行与用户的输入对应的指令，其中，压电传感器包括：柔性的第一膜和第二膜；第一电极和第二电极；以及至少一个压电器件，包括：i)由压电材料形成的压电层；和ii)具有碳纳米结构的第一层，其中，压电器件布置在第一电极和第二电极之间。在示例性实施例中，压电层由氧化锌(ZnOx)形成，第一层由碳纳米管或石墨烯形成。压电器件还可包括形成在压电层下方的第二层，第二层可包括：由铬形成的第一辅助层；以及由氧化铬(CrOx)形成的第二辅助层。在示例性实施例中，压电器件还包括形成在第一层上方并由氧化钼(MoOx)形成的第三层。第一电极和第二电极中的每个可具有蜿蜒结构。第一膜和第二膜可由聚酰亚胺形成并具有蜿蜒结构。用户的输入可以是姿势输入。根据至少一个实施例，压电器件可具有优异的电性质和改善的感测能力。另外，压电器件可以以低成本大量地生产。此外，压电器件可以是柔性的并且是透明的或半透明的。附图说明通过下面结合附图考虑时的详细描述，本公开的以上和其他优点将变得显而易见。图1是示出根据本公开的示例性实施例的压电传感器的剖视图。图2A至图2C是示出根据本公开的示例性实施例的压电器件的剖视图。图3A是示出压电传感器的分解透视图。图3B是示出图3A中示出的压电传感器的平面图。图4A是示出通过使用X射线衍射光谱分析压电层获得的结果的图。图4B是示出通过利用X射线光电子光谱分析压电层获得的结果的图。图4C是通过原子力显微镜(AFM)拍摄的涂覆有第一层的压电层的AFM图像。图5是示出由于外部应变(external strain)导致的压电传感器的电特性的变化的图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电器件，所述压电器件包括：压电层，包括压电材料；以及第一层，形成在所述压电层上方并具有碳纳米结构。

【技术特征摘要】
2015.03.23 KR 10-2015-00402711.一种压电器件，所述压电器件包括：压电层，包括压电材料；以及第一层，形成在所述压电层上方并具有碳纳米结构。2.根据权利要求1所述的压电器件，其中，所述压电材料包括ZnOx。3.一种压电器件，所述压电器件包括：第一层，包括碳纳米管；压电层，包括ZnOx；以及第二层，包括Cr和CrOx。4.根据权利要求3所述的压电器件，其中，所述第二层包括：第一辅助层，包括Cr；以及第二辅助层，包括CrOx。5.一种压电传感器，所述压电传感器包括：第一膜和第二膜，所述第一膜和所述第二膜是柔性的；第一电极和第二电极；以及至少一个压电器件，布置在所述第一电极和所述第二电极之间，所述压电器件包括：压电层，包括压电材料；以及第一层，形成在所述压电层上方并具有碳纳米结构。6.根据权利要求5所述的压电传感器，其中，所述压电层包括ZnOx，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪钟昊，朴源祥，林载翊，秋惠容，金大亨，金在旻，都敬植，朴玟俊，
申请(专利权)人：三星显示有限公司，首尔大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR