压力传感器、其制造方法和具有该压力传感器的显示装置制造方法及图纸

提供一种压力传感器、其制造方法和具有该压力传感器的显示装置。所述压力传感器包括：基体基底，包括浮凸图案；第一导电层，设置在基体基底上；压敏材料层，设置在第一导电层上，以使压敏材料层的电特性与施加于压敏材料层的应变对应地变化，压敏材料层包括电介质和分散在电介质中的纳米颗粒；以及第二导电层，设置在压敏材料层上，其中，电介质和纳米颗粒包括具有极性彼此相反的热电性的材料。

Pressure sensor, its manufacturing method and display device with the pressure sensor

A pressure sensor, a manufacturing method thereof and a display device with the pressure sensor are provided. The pressure sensor includes: a base, including a bump pattern; a first conductive layer, which is arranged on the base; a pressure sensitive material layer, which is arranged on the first conductive layer, so that the electrical characteristics of the pressure sensitive material layer change correspondingly with the strain applied to the pressure sensitive material layer; a pressure sensitive material layer includes dielectrics and nanoparticles dispersed in the medium; and a second conductive layer, which is arranged. On the varistor layer, dielectrics and nanoparticles comprise materials with opposite polarities and thermoelectric properties.

【技术实现步骤摘要】
压力传感器、其制造方法和具有该压力传感器的显示装置本申请要求于2017年11月20日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0155067号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的全部公开内容通过引用包含于此。
本公开的一方面涉及一种压力传感器、一种该压力传感器的制造方法以及一种具有该压力传感器的显示装置。
技术介绍
压力传感器是用于将诸如负载、重量和压力的力学量转换成电信号的传感器，并且用于诸如车辆、飞行器、工业过程、办公自动化、家用电器、医疗护理和环境控制的各种领域。这种压力传感器可以包括借助于物理力产生电信号的材料。由于包括在压力传感器中的材料对应变和温度都具有敏感性，因此可能难以在温度和应变同时变化的环境中检测压力值的准确信息。
技术实现思路
实施例提供了一种能够提高装置特性的压力传感器、一种压力传感器的制造方法以及一种具有该压力传感器的显示器。根据本公开的一方面，提供一种压力传感器，该压力传感器包括：基体基底，包括浮凸图案；第一导电层，设置在基体基底上；压敏材料层，设置在第一导电层上，以使压敏材料层的电特性与施加于压敏材料层的应变对应地变化，压敏材料层包括电介质和分散在电介质中的纳米颗粒；以及第二导电层，设置在压敏材料层上，其中，电介质和纳米颗粒包括具有极性彼此相反的热电性的材料。电介质可以包括具有正(+)热电性的铁电压电材料，纳米颗粒可以包括具有负(-)热电性的钛酸钡(BaTiO3)纳米颗粒、钛酸锂(Li4Ti5O12)纳米颗粒、锆钛酸铅(PZT)纳米颗粒、钛酸铅(PbTiO3)纳米颗粒和Pb5Ge3O11纳米颗粒中的一种。在压敏材料层中，纳米颗粒具有大约30wt％至40wt％的浓度。浮凸图案可以包括：多个突出部分，从基体基底的其上形成有第一导电层的表面突出，并且具有峰；以及谷，设置在相邻的突出部分之间。压力传感器还可以包括设置在突出部分的峰处的多个虚设图案。第一导电层可以具有对应于浮凸图案的弯曲的表面。根据本公开的一方面，提供了一种制造压力传感器的方法，该方法包括：准备包括浮凸图案的基体基底；在基体基底上形成第一导电层，其中，第一导电层具有对应于浮凸图案的弯曲的表面；将包括第一导电层的基体基底固定到全方向拉伸装置，然后通过在所有方向上对基体基底施加张力来使第一导电层的弯曲的表面平坦化，以形成平坦化表面；在具有平坦化表面的第一导电层上形成压敏材料层，其中，压敏材料层包括电介质和分散在电介质中的纳米颗粒；以及在压敏材料层上形成第二导电层，其中，电介质和纳米颗粒包括具有极性彼此相反的热电性的材料。根据本公开的一方面，提供了一种显示装置，该显示装置包括：显示面板，构造为显示图像；以及压力传感器，设置在显示面板的一个表面上，压力传感器感测施加到显示面板的触摸的压力，其中，压力传感器包括：基体基底，包括浮凸图案；第一导电层，设置在基体基底上；压敏材料层，设置在第一导电层上，以使压敏材料层的电特性与施加于压敏材料层的应变对应地变化，压敏材料层包括电介质和分散在电介质中的纳米颗粒；以及第二导电层，设置在压敏材料层上，其中，电介质和纳米颗粒包括具有极性彼此相反的热电性的材料。附图说明现在将参照附图在下文中更充分地描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不同的形式实施，并且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得此公开将是彻底的和完整的，并且将把示例实施例的范围充分地传达给本领域技术人员。在附图中，为了说明的清楚，可以夸大尺寸。将理解的是，当元件被称为在两个元件“之间”时，它可以是两个元件之间的唯一元件，或者也可以存在一个或者更多个中间元件。同样的附图标记始终表示同样的元件。图1是示出根据本公开的实施例的压力传感器的透视图。图2是示意性地示出图1的压力传感器的剖视图。图3A至图3C是示出图2中所示的基体基底的其它实施例的剖视图。图4是示出压敏材料层的电压关于温度变化的变化的曲线图。图5是示出压电系数关于钛酸钡(BaTiO3)纳米颗粒的浓度变化的变化的曲线图。图6至图11是依次示出图1的压力传感器的制造方法的透视图。图12是示意性地示出图7的使基体基底平坦化的制造方法中所使用的拉伸电力测量设备的图。图13A是示出基体基底安装在图12的全方向拉伸装置上的状态的图。图13B是示出张力在所有方向上被施加到图13A的基体基底的状态的图。图14A是示出当加热的物体落到仅包括铁电压电材料(P(VDF-TrFE))的压力传感器上时以及当未加热的物体落到压力传感器上时的电压变化的曲线图。图14B是示出当加热的物体落到根据本公开的实施例的压力传感器上时以及当未加热的物体落到压力传感器上时的电压变化的曲线图。图15A是通过绘制图14A的ΔVpeak值而获得的曲线图。图15B是通过绘制图14B的ΔVpeak值而获得的曲线图。图16A是示出在张力在所有方向上被施加到根据本公开的实施例的压力传感器之前和之后压力传感器的电压变化的曲线图。图16B是通过测量根据本公开的实施例的压力传感器的关于拉伸应变的灵敏度而获得的曲线图。图17A是示出包括具有平坦表面的基底的传统压力传感器的电压关于时间变化的变化的曲线图。图17B是示出根据本公开的实施例的压力传感器的电压关于时间变化的变化的曲线图。图18是采用图1的压力传感器的显示装置的示意图，图19是示意性地示出图18的显示面板的平面图。图20是示出图19中所示的像素中的一个像素的等效电路图。图21是沿图18的线I-I’截取的剖视图。具体实施方式下面与示出本公开的原理的附图一起提供本公开的一个或者更多个实施例的详细描述。与这些实施例相关地描述本公开，但本公开不限于任何实施例。理解的是，可以对这里描述的实施例实施各种变化。这里示出的实施例仅是示例。例如，可以使用不同的形状，可以改变这里描述的材料或者可以使用等同材料或替换物。为了更好地理解，以放大图的方式示出了所包括的附图。同样的标记始终表示同样的元件。在附图中，为了清楚起见，可以夸大某些线、层、组件、元件或特征的厚度。将理解的是，虽然这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。因此，在不脱离本公开的教导的情况下，下面讨论的“第一”元件也可以被称为“第二”元件。如这里所使用的，除非上下文另外明确地指出，否则单数形式也意图包含复数形式。还将理解的是，当在此说明书中使用术语“包含”和/或其变型时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在和/或附加一个或者更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。此外，诸如层、区域、基底或板的元件放置“在”另一元件“上”或“上方”的表述不仅表示所述元件“直接”放置“在”所述另一元件“上”或“刚好”放置“在”所述另一元件“上方”的情况，而且表示在所述元件与所述另一元件之间插入另外的元件的情况。相反，诸如层、区域、基底或板的元件放置“在”另一元件“之下”或“下方”的表述不仅表示所述元件“直接”放置“在”所述另一元件“之下”或者“刚好”放置“在”所述另一元件“下方”的情况，而且表示在所述元件与所述另一元件之间插入另外的元件的情况。在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压力传感器，所述压力传感器包括：基体基底，包括浮凸图案；第一导电层，设置在所述基体基底上；压敏材料层，设置在所述第一导电层上，以使所述压敏材料层的电特性与施加于所述压敏材料层的应变对应地变化，所述压敏材料层包括电介质和分散在所述电介质中的纳米颗粒；以及第二导电层，设置在所述压敏材料层上，其中，所述电介质和所述纳米颗粒包括具有极性彼此相反的热电性的材料。

【技术特征摘要】
2017.11.20 KR 10-2017-01550671.一种压力传感器，所述压力传感器包括：基体基底，包括浮凸图案；第一导电层，设置在所述基体基底上；压敏材料层，设置在所述第一导电层上，以使所述压敏材料层的电特性与施加于所述压敏材料层的应变对应地变化，所述压敏材料层包括电介质和分散在所述电介质中的纳米颗粒；以及第二导电层，设置在所述压敏材料层上，其中，所述电介质和所述纳米颗粒包括具有极性彼此相反的热电性的材料。2.根据权利要求1所述的压力传感器，其中，所述电介质包括具有正热电性的铁电压电材料，所述纳米颗粒包括具有负热电性的钛酸钡纳米颗粒、钛酸锂纳米颗粒、锆钛酸铅纳米颗粒、钛酸铅纳米颗粒和Pb5Ge3O11纳米颗粒中的一种。3.根据权利要求2所述的压力传感器，其中，在所述压敏材料层中，所述纳米颗粒具有30wt％至40wt％的浓度。4.一种制造压力传感器的方法，所述方法包括：准备包括浮凸图案的基体基底；在所述基体基底上形成第一导电层，其中，所述第一导电层具有对应于所述浮凸图案的弯曲的表面；将包括所述第一导电层的所述基体基底固定到全方向拉伸装置，然后通过在所有方向上对所述基体基底施加张力来使所述第一导电层的弯曲的表面平坦化以形成平坦化表面；在具有所述平坦化表面的所述第一导电层上形成压敏材料层，其中，所述压敏材料层包括电介质和分散在所述电介质中的纳米颗粒；以及在所述压敏材料层上形成第二导电层，其中，所述电介质和所述纳米颗粒包括具有极性彼此相反的热电性的材料。5.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括：在形成所述压敏材料层后，通过将所述基体基底与所述全方向拉伸装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：林载翊，朴源祥，秋惠容，金度逸，李来应，李韩星，
申请(专利权)人：三星显示有限公司，成均馆大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国,KR