柔性光电型红外传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种柔性光电型红外传感器，包括柔性衬底和形成在所述柔性衬底同侧的探测单元和参比单元，所述探测单元包括设置在所述衬底上的探测区域光电薄膜和设置在所述探测区域光电薄膜上的钝化层，所述参比单元包括设置在所述衬底上的参比区域光电薄膜和设置在所述参比区域光电薄膜上的遮光层。所述探测单元感测各种红外信号，所述参比单元在暗环境下工作，仅能感测外部的干扰信号，不会接受红外信号；所以，探测单元感测信号与参比单元感测信号的差值作为真实红外信号，如此排除了环境温度和外界应力等干扰因素的影响，避免或减少误报，从而提升了所述柔性光电红外传感器的信号准确性和精度，有利于其在可穿戴设备上推广应用。上推广应用。上推广应用。

【技术实现步骤摘要】
柔性光电型红外传感器


[0001]本技术涉及一种红外传感器，尤其涉及一种柔性光电型红外传感器。

技术介绍

[0002]可穿戴式医疗设备可探测各种人体生理信号。其中，脉搏信号和血氧饱和度是人体重要的生理参数，能够反映出人体心脏和血管的功能状况，是临床上诊断疾病、观察治疗效果、进行预后判断的重要依据，因此对脉搏信号的连续测量，对血氧饱和度的在线监测在临床和医学研究中具有重要的意义。
[0003]光电型红外传感器是指一些半导体材料在红外辐射的照射下产生光电效应，从而使材料的电学性质发生变化，通过测量电学性质的变化，可以确定红外辐射的强弱；该类传感器具有灵敏度高、响应速度快、响应频率高等特点。利用该类传感器制备的可穿戴设备佩戴舒适，并可对人体血压和血氧饱和度进行24小时连续监测。然而，目前技术针对红外传感器的柔性化结构研究的相对较少，同时，现有的红外光电传感器大都由硅或其他无机半导体材料制备而成，材料制备工艺复杂，不利于大面积制备，且传感器结构不适用于柔性应用，严重阻碍了柔性的新型传感器的大规模应用进程。
[0004]柔性的红外传感器在具体应用场景中，其柔性衬底会频繁弯折，或受外界冲击力影响，导致传感器的敏感薄膜会一定程度的受损，从而引起传感器电阻值的变化；而传感器的真实信号也是电阻值的变化，因此外界应力影响的电阻值变化会被程序误认为信号，产生误报。另外红外传感器因环境温度的热激发会产生一定信号，传感器的阻值会随温度发生相应变化，因此红外传感器信号会受到环境温度变化的严重干扰，引起传感器的误报或精度降低。因此，现有的柔性红外传感器存在信号准确性差、精度不高等问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术有必要提供一种柔性光电型红外传感器，以解决上述问题。
[0006]为此，本技术提供的柔性光电型红外传感器包括柔性衬底和形成在所述柔性衬底同侧的探测单元和参比单元，所述探测单元包括设置在所述衬底上的探测区域光电薄膜和设置在所述探测区域光电薄膜上的钝化层，所述参比单元包括设置在所述衬底上的参比区域光电薄膜和设置在所述参比区域光电薄膜上的遮光层。
[0007]基于上述，所述钝化层为透光层，厚度10～300 nm。
[0008]基于上述，所述钝化层为二氧化硅层、三氧化二铝层或硫化砷层，如此，以阻绝光电薄膜和空气中氧气、水分或其他腐蚀性气体的接触，从而提高光电薄膜的稳定性，保证传感器最佳性能。其中，所述钝化层可利用磁控溅射、电子束蒸发等方法形成。
[0009]基于上述，所述遮光层为厚度100～500 nm。
[0010]基于上述，所述遮光层的材质为铬、镍、铝等金属材料，或碳黑、黑色胶水等黑色材料，保证在0.5～6 μm波段范围内其透光率＜1%，如此，有利于实现在无红外光的情况下排除环境温度、外界应力的影响。所述遮光层可利用磁控溅射、电子束蒸发等方法形成。
[0011]基于上述，所述光电薄膜为硫化铅光电薄膜或硒化铅光电薄膜，厚度为0.5～5 μm。所述光电薄膜可以采用化学浴沉积法制备。
[0012]基于上述，所述柔性衬底上还包括同侧间隔设置的探测电极、共用电极和参比电极，所述共用电极位于所述探测电极和参比电极的中间，所述探测电极与共用电极与所述探测区域光电薄膜电连接，所述参比电极与共用电极与所述参比区域光电薄膜电连接。优选地，所述探测电极和参比电极位于所述柔性衬底同一表面相对设置的两端，所述共用电极设置在所述探测电极和参比电极的中心处，使得所述探测区域和参比区域的面积相等。
[0013]基于上述，所述探测电极、共用电极和参比电极的材质为金、铝或铜等，电极厚度为50～500 nm。
[0014]上述每个电极均可以采用电阻式热蒸发、磁控溅射或电子束蒸发等方法，结合带有电极图案的掩膜板，在所述柔性衬底上镀金属电极，后续使用导电胶水或引线键合的方式从金属电极处引出传感器信号。
[0015]基于上述，所述柔性衬底的材质为PI（聚酰亚胺）、PET（涤纶树脂）、PVC（聚氯乙烯）、PC（聚碳酸酯）或PCT（聚对苯二甲酸1,4
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环己烷二甲醇酯）等柔性材料。所述柔性衬底的厚度为0.1～1 mm。优选为PI、PET这两种具有柔性、高绝缘性、机械性能好、耐低温、耐高温、无毒等特点的材料。
[0016]本技术提供一种柔性光电型红外传感器，包括柔性衬底、层叠设置在所述柔性衬底上的光电薄膜，所述柔性衬底和光电薄膜之间设置探测电极、共用电极和参比电极，且所述探测电极、共用电极和参比电极相互间隔设置在所述柔性衬底的同一表面上，并将所述光电薄膜分隔为探测区域光电薄膜和参比区域光电薄膜，所述探测区域光电薄膜上设置有钝化层，所述参比区域光电薄膜上形成有遮光层。
[0017]本技术提供的上述柔性光电型红外传感器包括探测单元和参比单元，探测单元不仅能感测检测对象发出的真实红外信号，还同时检测环境温度、外界应力等外部各种干扰产生的红外信号；所述参比单元在暗环境下工作，仅能感测外部的干扰信号，不会接受红外信号；所以，所述光电型红外传感器的真实红外信号为探测单元感测信号与参比单元感测信号的差值，如此排除了环境温度和外界应力等干扰因素的影响，避免或减少误报，从而提升柔性光电红外传感器的信号准确性和精度，有利于其在可穿戴设备上推广应用。
附图说明
[0018]图1是本技术实施例提供的柔性光电型红外传感器的主视图。
[0019]图2是图1所示的柔性光电型红外传感器的俯视图。
[0020]图3是图1所示的柔性光电型红外传感器工艺流程图。
具体实施方式
[0021]下面通过具体实施方式，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0022]请参阅图1和图2，本技术提供一种柔性光电型红外传感器，包括柔性衬底1、层叠设置在所述柔性衬底1上的光电薄膜2、设置在所述光电薄膜2另一侧的钝化层3和遮光层4。
[0023]所述柔性衬底1和光电薄膜2之间设置探测电极5、共用电极6和参比电极7，该三个
电极之间相互间隔设置在所述衬底1的同一表面上，且所述探测电极5和参比电极7位于所述柔性衬底1相对设置的两端，所述共用电极6设置在所述探测电极5和参比电极7的中心处，将所述光电薄膜2平分为探测区域光电薄膜和参比区域光电薄膜。所述钝化层3设置在所述探测区域光电薄膜上；所述遮光层4设置在所述参比区域光电薄膜上。如此，所述钝化层3、探测区域光电薄膜、探测电极5和共用电极6共同在所述柔性衬底1上形成探测单元，用于感测各种红外信号；同时，所述遮光层4、参比区域光电薄膜、共用电极6和参比电极7共同在所述柔性衬底1上形成参比单元，并在暗环境下工作，用于仅能感测环境温度和外界应力等外部的干扰信号，不会接受红外信号；通过探测单元和参比单元的差值体现柔性光电型红外传感器感测的真实红外信号。
[0024]在本实施例中，所述柔性光电型红外传感器中的探测单元产生电阻变化信号1MΩ，而参比单元电阻变化信号为0时，此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性光电型红外传感器，其特征在于：包括柔性衬底和形成在所述柔性衬底同侧的探测单元和参比单元，所述探测单元包括设置在所述衬底上的探测区域光电薄膜和设置在所述探测区域光电薄膜上的钝化层，所述参比单元包括设置在所述衬底上的参比区域光电薄膜和设置在所述参比区域光电薄膜上的遮光层。2. 根据权利要求1所述的柔性光电型红外传感器，其特征在于：所述钝化层为透光层，厚度10～300 nm。3.根据权利要求2所述的柔性光电型红外传感器，其特征在于：所述钝化层为二氧化硅层、三氧化二铝层或硫化砷层。4. 根据权利要求1所述的柔性光电型红外传感器，其特征在于：所述遮光层为厚度100～500 nm。5.根据权利要求4所述的柔性光电型红外传感器，其特征在于：所述遮光层的材质为铬、镍、铝、碳黑或黑色胶水。6. 根据权利要求1所述的柔性光电型红外传感器，其特征在于：所述光电薄膜为硫化铅光电薄膜或硒化铅光电薄膜，厚度为0.5～5 μm。7.根据权利要求1～6任一项所述的柔性光电型...

【专利技术属性】
技术研发人员：古瑞琴，杨志博，郭海周，汪静，高胜国，张小水，
申请(专利权)人：郑州炜盛电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：