CN107290084A - 一种压力传感器及其制作方法、电子器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及压力检测技术领域，公开了一种压力传感器及其制作方法、电子器件。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。
Description
技术领域
本发明涉及压力检测技术领域，特别是涉及一种压力传感器及其制作方法、电子器件。
背景技术
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境。现有的压力传感器多为力学传感器，如：压阻式压力传感器、电容式压力传感器，通过将压力信号转换为电信号，来实现对压力大小的检测。
为了克服现有的压力传感器种类单一的局限，本发明人提出一种新的压力传感器。
发明内容
本发明提供一种压力传感器及其制作方法、电子器件，用以提供一种的新的压力传感器。
为解决上述技术问题，本发明实施例中提供一种压力传感器，包括：
电致发光器件，包括第一电极、第二电极，以及设置在所述第一电极和第二电极之间的电致发光层；
电阻层，所述第一电极和电阻层分别与一电源的两极连接形成回路；
至少一个光电传感器，所述电阻层受压力影响发生形变，致使所述电阻层的电阻发生变化，从而使所述电致发光器件的亮度发生变化，所述光电传感器用于获取与所述电致发光器件的亮度变化相关的参数；
检测单元，与所述光电传感器连接，所述检测单元用于根据与所述电致发光器件的亮度变化相关的参数，确定施加压力的大小。
如上所述的压力传感器，其中，所述压力传感器还包括：
弹性恢复层，与所述电阻层接触设置、由弹性材料制得，当移除压力时，所述弹性恢复层发生形变恢复，并带动电阻层形变恢复至初始状态。
如上所述的压力传感器，其中，所述压力传感器还包括承载层；
所述电阻层包括：
设置在所述弹性恢复层上的第一导体结构；
设置在所述承载层上的第二导体结构，所述第一导体结构和第二导体结构位于所述承载层和弹性恢复层之间，所述电阻层受压力影响发生形变，所述第一导体结构和第二导体结构的接触面积发生变化，致使所述电阻层的电阻发生变化。
如上所述的压力传感器，其中，所述第一导体结构包括多个第一凸起结构，所述第二导体结构包括多个第二凸起结构，所述第一凸起结构对应设置在所述第二凸起结构之间的区域，所述第二凸起结构对应设置在所述第一凸起结构之间的区域，所述电阻层受压力影响发生形变，使所述第一凸起结构和第二凸起结构的接触面积增加，致使所述电阻层的电阻减小。
如上所述的压力传感器，其中，所述承载层与所述第二电极为一体结构。
如上所述的压力传感器，其中，所述第二电极的材料为导电聚合物。
如上所述的压力传感器，其中，所述第一凸起结构和第二凸起结构为金属纳米棒或碳纳米管。
如上所述的压力传感器，其中，所述电阻层还包括：
覆盖所述第一凸起结构和所述第一凸起结构之间的弹性恢复层的第一半导体薄膜；
覆盖所述第二凸起结构和所述第二凸起结构之间的第二电极的第二半导体薄膜。
如上所述的压力传感器，其中，所述第一半导体薄膜和第二半导体薄膜的材料为石墨烯。
如上所述的压力传感器，其中，所述光电传感器设置在所述第一电极的背离电致发光层的表面上。
如上所述的压力传感器，其中，所述压力传感器还包括柔性基底，所述弹性恢复层设置在所述柔性基底上，所述电阻层设置在所述弹性恢复层的背离所述柔性基底的表面上。
本发明实施例中还提供一种如上所述的压力传感器的制作方法，包括：
形成电致发光器件，包括形成第一电极、第二电极，以及位于所述第一电极和第二电极之间的电致发光层的步骤；
形成电阻层，所述第一电极和电阻层分别与一电源的两极连接形成回路；
形成光电传感器，所述电阻层受压力影响发生形变，致使所述电阻层的电阻发生变化，从而使所述电致发光器件的亮度发生变化，所述光电传感器用于获取与所述电致发光器件的亮度变化相关的参数；
提供一检测单元，与所述光电传感器连接，所述检测单元用于根据与所述电致发光器件的亮度变化相关的参数，确定施加压力的大小。
如上所述的制作方法，其中，所述制作方法还包括：
利用弹性材料形成与所述电阻层接触设置的弹性恢复层，当移除压力时，所述弹性恢复层发生形变恢复，并带动电阻层形变恢复至初始状态。
如上所述的制作方法，其中，所述制作方法还包括：
提供一承载层；
形成电阻层的步骤包括：
在所述弹性恢复层上形成第一导体结构；
在所述承载层上形成第二导体结构，所述第一导体结构和第二导体结构位于所述承载层和弹性恢复层之间，所述电阻层受压力影响发生形变，所述第一导体结构和第二导体结构的接触面积发生变化，致使所述电阻层的电阻发生变化。
如上所述的制作方法，其中，形成所述第一导体结构的步骤包括：
形成多个第一凸起结构；
形成所述第二导体结构的步骤包括：
形成多个第二凸起结构；
所述第一凸起结构对应设置在所述第二凸起结构之间的区域，所述第二凸起结构对应设置在所述第一凸起结构之间的区域，所述电阻层受压力影响发生形变，使所述第一凸起结构和第二凸起结构的接触面积增加，致使所述电阻层的电阻减小。
如上所述的制作方法，其中，所述承载层与所述第二电极为一体结构，具体在所述第二电极上形成所述第二导体结构。
如上所述的制作方法，其中，所述制作方法具体包括：
在一第一过渡基底上形成多个第一凹槽，所述第一凹槽的直径为纳米级；
在所述第一凹槽内填充导体材料，形成第一凸起结构；
利用弹性材料在所述第一过渡基底的具有第一凸起结构的表面成膜，形成弹性恢复层；
在所述弹性恢复层的背离所述第一过渡基底的表面形成柔性基底；
移除所述第一过渡基底，由所述柔性基底、位于所述柔性基底上的弹性恢复层和位于所述弹性恢复层上的第一凸起结构形成第一基板；
在一第二过渡基底形成多个第二凹槽，所述第二凹槽的直径为纳米级；
在所述第二凹槽内填充导体材料，形成第二凸起结构；
在所述第二过渡基底的具有第二凸起结构表面形成第二电极；
在第二电极上压覆第三过渡基底；
移除所述第二过渡基底，由所述第三过渡基底、位于所述第三过渡基底上的第二电极和位于所述第二电极上的第二凸起结构形成第二基板；
固定对盒所述第一基板和第二基板，然后移除所述第三过渡基底。
如上所述的制作方法，其中，固定对盒所述第一基板和第二基板的步骤之前，所述制作方法还包括：
形成覆盖所述第一凸起结构和所述第一凸起结构之间的弹性恢复层的第一半导体薄膜；
形成覆盖所述第二凸起结构和所述第二凸起结构之间的第二电极的第二半导体薄膜。
本发明实施例中还提供一种电子器件，包括如上所述的压力传感器。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述技术方案中，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。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明实施例中压力传感器的结构示意图一；
图2表示图1中压力传感器的工作示意图；
图3表示本发明实施例中压力传感器的结构示意图二；
图4-图14表示本发明实施例中压力传感器的制作过程示意图。
具体实施方式
电致发光器件具有自发光，高发光效率，低工作电压，轻薄，可柔性化以及制程工艺简单等特点，在显示照明领域应用广泛。本发明利用电致发光器件的特点，将电致发光器件与传感器结合，制作一种新型的压力传感器，将压力信号转变为光信号，通过光信号来确定压力的大小。
本发明的压力传感器包括：
电致发光器件，包括第一电极、第二电极，以及设置在所述第一电极和第二电极之间的电致发光层；
电阻层，所述第一电极和电阻层分别与一电源的两极连接形成回路；
至少一个光电传感器，所述电阻层受压力影响发生形变，致使所述电阻层的电阻发生变化，从而使所述电致发光器件的亮度发生变化，所述光电传感器用于获取与所述电致发光器件的亮度变化相关的参数；
检测单元，与所述光电传感器连接，所述检测单元用于根据与所述电致发光器件的亮度变化相关的参数，确定施加压力的大小。
该压力传感器具体的工作原理为：当在压力传感器上施加压力时，电阻层受压力影响发生形变，电阻层的形变导致其电阻发生变化，致使电致发光器件的供电回路上的电流发生变化，电致发光器件的亮度改变。由于亮度变化与压力的大小相关，因此通过检测电致发光器件的亮度变化，能够判断压力的大小。其中，施加在压力传感器上的压力大小与电阻层的形变量呈正比关系，即，施加在压力传感器上的压力越大与电阻层的形变量越大。
本发明的压力传感器通过将压力信号转换为光信号，并检测光信号的变化来确定压力的大小，实现一种新型的压力大小检测。
本发明的压力传感器可以应用在电子器件上，用以检测压力的大小，实现基于压力的自动控制。具体可以应用于各种自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。
进一步地，电致发光器件选择柔性的有机电致发光二极管时，所述压力传感器还可应用在电子皮肤上。
下面将结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
结合图1和图2所示，本实施例中压力传感器的电致发光器件为有机发光二极管，使压力传感器具有可柔性化的特点。所述压力传感器具体包括：
有机发光二极管3，包括第一电极30、第二电极31，以及设置在第一电极30和第二电极31之间的有机发光层32，其中，第一电极30和第二电极31的材料可以选择金属材料，如：Cu，Al，Ag，Mo，Cr，Nd，Ni，Mn，Ti，Ta，W等金属以及这些金属的合金，第一电极30和第二电极31可以为单层结构或者多层结构，多层结构比如Cu\Mo,Ti\Cu\Ti，Mo\Al\Mo等。第一电极30和第二电极31的材料也可以选择导电聚合物。有机发光层32的材料可以选择荧光材料或磷光材料；
电阻层1，第一电极30和电阻层1分别与一电源100的两极连接形成回路，当在压力传感器上施加压力时，电阻层1受压力影响发生形变，其电阻发生变化，导致施加在有机发光二极管3的电流发生变化，有机发光二极管3的亮度发生变化；
至少一个光电传感器4，用于获取与有机发光二极管3的亮度变化相关的参数；
检测单元，与光电传感器4连接，所述检测单元用于根据与有机发光二极管3的亮度变化相关的参数，确定施加在压力传感器上的压力的大小。
具有上述结构的压力传感器将压力导致的形变转换为有机发光二极管的亮度变化，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。而且有机发光二极管可柔性化的特点，可以实现柔性化的压力传感器，能够应用于电子皮肤上。
为了实现对压力的循环检测，设置所述压力传感器还包括与电阻层1接触设置的、由弹性材料制得的弹性恢复层2，当在压力传感器上施加压力时，弹性恢复层2也发生形变，如图2所示。而当移除压力时，弹性恢复层2发生形变恢复，并带动电阻层1形变恢复至初始状态，如图1所示。
其中，电阻层1的初始状态通常为电阻层1未发生形变的状态。有机发光二极管3还可以包括电子传输层33、空穴传输层34等其它功能层，具体的位置关系参见现有技术，在此不详细描述。
具体可以通过弹性恢复层2的背离电阻层1的一侧向所述压力传感器施加压力，如图2所示；也可以通过电阻层1的背离所述弹性恢复层的一侧向所述压力传感器施加压力，参见图3所示。进一步地，压力通过弹性恢复层2的背离电阻层1的表面施加在压力传感器上，或压力通过电阻层1的背离弹性恢复层2的表面施加在压力传感器上，提高压力检测的灵敏度，实现对微小压力的检测。
为了增加产品的集成度，可以将光电传感器4设置在第一电极30的背离有机发光层32的表面上，即光电传感器4与有机发光二极管3集成在一起。当然，光电传感器也可以为独立的结构。其中，光电传感器4可以但并不局限于为光电二极管，是由两个电极和位于两个电极之间的一个PN结组成的半导体器件，具有单方向导电特性，用于把光信号转换成电信号。当光电传感器4设置在有机发光二极管3的第一电极30上时，光电传感器4的一个电极可以共用有机发光二极管3的第一电极30。
本实施例中，所述压力传感器还包括柔性基底101，弹性恢复层2和电阻层1设置在柔性基底101上，以方便弹性恢复层2和电阻层1的制作，而且柔性基底还能够实现器件的柔性化。其中，柔性基底101可以为塑料基底、金属箔片、超薄玻璃等。电阻层1可以设置在弹性恢复层2的背离柔性基底101的表面上，参见图1和图3所示。当然，所述电阻层也可以设置在所述柔性基底和弹性恢复层之间，只需保证弹性恢复层和电阻层接触设置，使得弹性恢复层的形变恢复能够带动电阻层形变恢复至初始状态。
进一步地，还可以将所述有机发光二极管制作在所述柔性基底上，进一步实现集成化，并实现器件的柔性化。为了不妨碍对压力的检测，压力传感器的具体结构可以为以下两种：
一种：如图1所示，电阻层1和弹性恢复层2依次设置在柔性基底101上，有机发光二极管3的第二电极31、有机发光层32和第一电极30依次设置在电阻层1的背离弹性恢复层2的表面上，第一电极30和电阻层1分别与一电源100的两极连接形成回路。通过柔性基底101的背离弹性恢复层1的表面向压力传感器施加压力，使弹性恢复层2和电阻层1发生形变，电阻层1的形变致使其电阻发生变化，从而有机发光二极管3上的电流发生变化，其亮度发生变化。
另一种：如图3所示，电阻层1和弹性恢复层2设置在柔性基底101的表面上，有机发光二极管3的第二电极31、有机发光层32和第一电极30依次设置在柔性基底101的与所述表面相对的背面上，电阻层1与有机发光二极管2的第二电极31可以连接，并将电阻层1和第一电极30分别与一电源100的两极连接形成回路。通过柔性基底101的表面所在的一侧向压力传感器施加压力，使弹性恢复层2和电阻层1发生形变，电阻层1的形变致使其电阻发生变化，从而有机发光二极管3上的电流发生变化，其亮度发生变化。其中，弹性恢复层2可以设置在柔性基底101和电阻层1之间，所述弹性恢复层也可以设置在所述电阻层的背离所述柔性基底的表面上。
在一个具体的实施方式中，电阻层1、弹性恢复层2和有机发光二极管3设置在同一柔性基底上，具体的实现结构已在上面的内容中描述，在此不再赘述。光电传感器4设置在有机发光二极管3的出光侧。例如：当有机发光二极管3发出的光线经由第一电极30射出时，光电传感器4设置在第一电极30的背离有机发光层32的表面上。
上述实施方式实现了压力传感器的高度集成化，简化了器件的结构。并实现了器件的柔性化，以适用于电子器件对柔性的需求，例如：应用在电子肌肤上。
本发明的压力传感器在有机发光二极管的供电回路中增设电阻层，施加在压力传感器上的压力能够致使电阻层发生形变，进而其电阻发生变化，供电回路中的电流发生变化，从而将压力信号转换为有机发光二极管的光信号，实现对压力大小的检测。
本实施例中，如图3所示，设置压力传感器还包括一承载层102，用于为电阻层1提供承载。具有上述功能的电阻层1具体包括：
设置在弹性恢复层2上的第一导体结构；
设置在承载层102上的第二导体结构，所述第一导体结构和第二导体结构位于承载层102和弹性恢复层2之间，电阻层1受压力影响发生形变，所述第一导体结构和第二导体结构的接触面积发生变化，致使电阻层1的电阻发生变化。
上述电阻层位于承载层和弹性恢复层之间，包括正对设置的两个导体结构，所述两个导体结构的接触面积受压力影响发生变化，致使电阻层的电阻发生变化。
具体的，可以设置所述第一导体结构包括多个第一凸起结构10，所述第二导体结构包括多个第二凸起结构11，第一凸起结构10对应设置在第二凸起结构11之间的区域，第二凸起结构11对应设置在第一凸起结构10之间的区域，当在所述压力传感器上施加压力时，电阻层1受压力影响发生形变，使第一凸起结构10和第二凸起结构11的接触面积增加，致使电阻层1的电阻减小。
上述电阻层位于承载层和弹性恢复层之间，包括正对设置的两个导体结构，每一导体结构的表面为凹凸起伏的不平整结构，当在所述压力传感器上施加压力时，所述电阻层发生形变，两个导体结构的接触面积增加，致使所述电阻层的电阻减小。
很容易想到的是，以所述第一凸起结构直接设置在所述弹性恢复层上、所述第二凸起结构直接设置在所述承载层上为例，当所述压力传感器上未施加压力时，所述弹性恢复层和承载层之间的距离应小于第一凸起结构和第二凸起结构的高度，从而在电阻层发生形变时，才会导致第一凸起结构和第二凸起结构的接触面积发生与压力大小对应的变化，实现对压力大小的检测。第一凸起结构和第二凸起结构的高度是指：在垂直于所述弹性恢复层所在平面的方向上，第一凸起结构和第二凸起结构的延伸长度。
需要说明的是，电阻层的结构并不局限于上述一种，只要能够实现电阻层的形变可以致使其本身的电阻发生变化即可。
作为一个优选的实施方式，如图1所示，设置所述承载层与有机发光二极管的第二电极31为一体结构，即，电阻层1位于弹性恢复层2和第二电极31之间，有机发光二极管3的有机发光层32和第一电极30依次设置在第二电极31的背离弹性恢复层2的一侧，省去了单独制作承载层的工艺，降低成本。并实现集成化，简化器件的结构。
进一步地，还可以将有机发光二极管3、电阻层1和弹性恢复层2依次设置在一柔性基底101的表面上，柔性基底101能够提供承载，方便器件的制作，同时柔性基底101还能够实现器件的柔性化。
为了进一步实现集成化，将光电传感器4设置在第一电极30的背离有机发光层32的表面上，且有机发光二极管3发出的光线经由第一电极30射出。当然，也可以将所述光电传感器设置在所述柔性基底的背离所述弹性恢复层的背面上，此时有机发光二极管发出的光线经由第二电极从柔性基底的背面射出。上述技术方案将电阻层、有机发光二级管和光电传感器集成为一体结构，实现高度集成化，进一步简化器件的结构。其中，第一电极30和第二电极31的材料根据有机发光二极管的出光侧来设置，例如：当有机发光二极管发出的光线经由第一电极射出时，第二电极选择能够反射光线的材料，如：Ag。第一电极选择透光率高的透明导电材料，如：ITO、IZnO。
上述优选实施方式中，电阻层1的第一凸起结构10和第二凸起结构11可以为金属纳米棒或碳纳米管，金属纳米棒或碳纳米管有利于形成微小的凸起结构，在相同的电阻层形变量条件下，能够增加所述第一凸起结构和第二凸起结构的接触面积的变化量，提高检测灵敏度。
进一步地，设置所述电阻层还包括：
覆盖所述第一凸起结构和所述第一凸起结构之间的弹性恢复层的第一半导体薄膜；
覆盖所述第二凸起结构和所述第二凸起结构之间的第二电极的第二半导体薄膜。
上述的电阻层的第一凸起结构通过第一半导体薄膜电性连接，第二凸起结构通过第二半导体薄膜电性连接，可以通过第一半导体薄膜和第二半导体薄膜实现与电源或其它电性结构的连接。
其中，所述第一半导体薄膜和第二半导体薄膜的材料可以为石墨烯。当然，第一半导体薄膜和第二半导体薄膜选择不同类型的半导体材料，形成PN结，能够实现单向导通，有利于保护器件的性能。
本实施例中还提供一种电子器件，包括如上所述的压力传感器，以检测压力大小，实现基于压力的自动控制。
实施例二
基于同一发明构思，本实施例中提供一种压力传感器的制作方法，包括：
形成电致发光器件，包括形成第一电极、第二电极，以及位于所述第一电极和第二电极之间的电致发光层的步骤；
形成电阻层，所述第一电极和电阻层分别与一电源的两极连接形成回路；
形成光电传感器，所述电阻层受压力影响发生形变，致使所述电阻层的电阻发生变化，从而使所述电致发光器件的亮度发生变化，所述光电传感器用于获取与所述电致发光器件的亮度变化相关的参数；
提供一检测单元，与所述光电传感器连接，所述检测单元用于根据与所述电致发光器件的亮度变化相关的参数，确定施加压力的大小。
通过上述步骤制得压力传感器将压力导致的形变转换为有机发光二极管的亮度变化，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。而且有机发光二极管可柔性化的特点，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。
本实施例中，所述制作方法还包括：
利用弹性材料形成与所述电阻层接触设置的弹性恢复层，当移除压力时，所述弹性恢复层发生形变恢复，并带动电阻层形变恢复至初始状态。
通过上述制作方法制得与电阻层接触设置的弹性恢复层，能够使压力移除时，电阻层恢复至初始状态，实现对压力的循环检测。
为了方便器件的制作，所述制作方法还包括：提供一承载层。则形成电阻层的步骤包括：
在所述弹性恢复层上形成第一导体结构；
在所述承载层上形成第二导体结构，所述第一导体结构和第二导体结构位于所述承载层和弹性恢复层之间，所述电阻层受压力影响发生形变，所述第一导体结构和第二导体结构的接触面积发生变化，致使所述电阻层的电阻发生变化。
通过上述制作方法制得的电阻层位于承载层和弹性恢复层之间，包括正对设置的两个导体结构，所述两个导体结构的接触面积受压力影响发生变化，致使电阻层的电阻发生变化。
本实施例中，形成所述第一导体结构的步骤具体包括：
形成多个第一凸起结构。
形成所述第二导体结构的步骤具体包括：
形成多个第二凸起结构。
其中，所述第一凸起结构对应设置在所述第二凸起结构之间的区域，所述第二凸起结构对应设置在所述第一凸起结构之间的区域，所述电阻层受压力影响发生形变，使所述第一凸起结构和第二凸起结构的接触面积增加，致使所述电阻层的电阻减小。
通过上述步骤制得的电阻层位于承载层和弹性恢复层之间，包括正对设置的两个导体结构，每一导体结构的表面为凹凸起伏的不平整结构，当在所述压力传感器上施加压力时，所述电阻层发生形变，两个导体结构的接触面积增加，致使所述电阻层的电阻减小。
作为一个优选的实施方式，设置所述承载层与有机发光二极管的第二电极为一体结构，具体在所述第二电极上形成所述第二导体结构。即，电阻层位于弹性恢复层和第二电极之间，有机发光二极管的有机发光层和第一电极依次设置在第二电极的背离弹性恢复层的一侧，省去了单独制作承载层的工艺，降低成本。并实现集成化，简化器件的结构。
对应的压力传感器的制作方法具体包括：
在一第一过渡基底上形成多个第一凹槽，所述第一凹槽的直径为纳米级；
在所述第一凹槽内填充导体材料，形成第一凸起结构；
利用弹性材料在所述第一过渡基底的具有第一凸起结构的表面成膜，形成弹性恢复层；
在所述弹性恢复层的背离所述第一过渡基底的表面形成柔性基底；
移除所述第一过渡基底，由所述柔性基底、位于所述柔性基底上的弹性恢复层和位于所述弹性恢复层上的第一凸起结构形成第一基板；
在一第二过渡基底形成多个第二凹槽，所述第二凹槽的直径为纳米级；
在所述第二凹槽内填充导体材料，形成第二凸起结构；
在所述第二过渡基底的具有第二凸起结构表面形成第二电极；
在第二电极上压覆第三过渡基底；
移除所述第二过渡基底，由所述第三过渡基底、位于所述第三过渡基底上的第二电极和位于所述第二电极上的第二凸起结构形成第二基板；
固定对盒所述第一基板和第二基板，然后移除所述第三过渡基底。
通过上述步骤制得的压力传感器，其弹性恢复层、电阻层和有机发光二极管依次形成在一柔性基底的表面上，实现器件的柔性化和集成化。其中，有机发光二极管的有机发光层和第一电极依次形成在第二电极的背离弹性恢复层的表面上。
在上述的制作方法中，固定对盒所述第一基板和第二基板的步骤之前，所述制作方法还包括：
形成覆盖所述第一导体结构和所述第一导体结构之间的弹性恢复层的第一半导体薄膜；
形成覆盖所述第二导体结构和所述第二导体结构之间的第二电极的第二半导体薄膜。
通过上述步骤制得的电阻层的第一凸起结构通过第一半导体薄膜电性连接，第二凸起结构通过第二半导体薄膜电性连接，可以通过第一半导体薄膜和第二半导体薄膜实现与电源或其它电性结构的连接。
进一步地，还可以在有机发光二极管的第一电极的背离有机发光层的表面上形成光电传感器，且有机发光二极管发出的光线经由第一电极射出。当然，也可以在柔性基底的背离弹性恢复层的背面上形成光电传感器，此时有机发光二极管发出的光线经由第二电极从柔性基底的背面射出。上述技术方案将电阻层、有机发光二级管和光电传感器集成为一体结构，进一步简化器件的结构。
本实施例中，压力传感器的制作方法具体包括：
步骤S1、参见图4所示，在一第一过渡基底103上形成多个第一凹槽，所述第一凹槽的深度为1μm，直径为50nm；
所述第一过渡基底具体可以为硅基底，通过光刻和刻蚀的方法制备第一凹槽。具体为：在所述第一过渡基底的表面形涂覆光刻胶，对光刻胶进行曝光，显影后形成光刻胶保留区域和光刻胶不保留区域，其中，光刻胶不保留区域对应第一凹槽所在的区域；然后，在N2氛围中，将所述第一过渡基底在0.03mol/l的硅烷溶液中浸泡1h；最后，剥离剩余的光刻胶，并在110-120℃的温度下烘20-30min。
步骤S2、如图4所示，在所述第一凹槽内蒸镀金属Pt或者Ag，形成第一金属纳米管，即第一凸起结构10；
步骤S3、在第一过渡基底103的具有第一金属纳米管10的表面依次形成弹性恢复层2(如图5所示)、柔性支撑层(即柔性基底101，如图6所示)，再压覆第四过渡基底104，具体可以为塑料基底，如图7所示；
具体在在第一过渡基底103的具有第一金属纳米管10的表面依次涂覆PUA(聚氨酯丙烯酸酯)的前聚体和PDMS(聚二甲基硅氧烷)，再压覆第四过渡基底104。由PDMS材料形成柔性支撑层101。
步骤S4、PUA的前聚体经过固化后，形成弹性恢复层2，然后移除第一过渡基底103，如图8所示；
至此完成第一基板的制作，所述第一基板由第四过渡基底104、柔性基底101、位于柔性基底101上的弹性恢复层2和位于弹性恢复层2上的第一凸起结构10形成。其中，电阻层的第一导体结构具体由多个第一凸起结构10组成。第四过渡基底104能够提供承载，方便后续的工艺。
步骤S5、如图9所示，在一第二过渡基底105形成多个第二凹槽，所述第二凹槽的直径为纳米级，并在所述第二凹槽内蒸镀金属Pt或者Ag，形成第二金属纳米管，即第二凸起结构11；
步骤S6、在第二过渡基底105的具有第二金属纳米管11的表面形成有机发光二极管的第二电极31，如图10所示，然后在第二电极31上压覆第三过渡基底106，具体可以为塑料基底，如图11所示；
第二电极31的材料具体可以选择导电聚合物，如：PEDOT:PSS，更适用于柔性器件。
其中，PEDOT:PSS由PEDOT和PSS两种物质构成。PEDOT是EDOT(3，4-乙撑二氧噻吩单体)的聚合物，PSS是聚苯乙烯磺酸盐。这两种物质在一起极大的提高了PEDOT的溶解性，水溶液导电物主要应用于有机发光二极管OLED、有机太阳能电池、有机薄膜晶体管等。
步骤S7、移除第二过渡基底105，结合图11和图12所示。
至此完成第二基板的制作，所述第二基板由第三过渡基底106、位于所述第三过渡基底106上的第二电极31和位于第二电极31上的第二凸起结构11形成。其中，电阻层的第二导体结构具体由多个第二凸起结构11组成。
其中，第一基板和第二基板的制作顺序可以互换，在此不作限制。
步骤S7、固定对盒所述第一基板和第二基板，如图13所示，然后移除第四过渡基底104和第三过渡基底106，如图14所示。
步骤S8、参见图1所示，在第二电极31的背离弹性恢复层2的表面依次形成有机发光二极管3的有机发光层32和第一电极30；
步骤S9、参见图1所示，在第一电极30的背离有机发光层32的表面形成光电传感器4。
至此完成压力传感器的制作。
通过上述步骤制得的压力传感器，有机发光二极管的第一电极和电阻层(包括第一金属纳米管和第二金属纳米管)与一电源的两极连接形成回路，压力传感器件的灵敏度S＝(I1-I0/)/P，I0、I1分别为在压力传感器上施加压力前后所述回路中的电流，P为施加的压力。具体通过在柔性基底的背离弹性恢复层的背面向压力传感器施加压力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (19)
1.一种压力传感器，包括：
电致发光器件，包括第一电极、第二电极，以及设置在所述第一电极和第二电极之间的电致发光层；
电阻层，所述第一电极和电阻层分别与一电源的两极连接形成回路；
至少一个光电传感器，所述电阻层受压力影响发生形变，致使所述电阻层的电阻发生变化，从而使所述电致发光器件的亮度发生变化，所述光电传感器用于获取与所述电致发光器件的亮度变化相关的参数；
检测单元，与所述光电传感器连接，所述检测单元用于根据与所述电致发光器件的亮度变化相关的参数，确定施加压力的大小。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器还包括：
弹性恢复层，与所述电阻层接触设置、由弹性材料制得，当移除压力时，所述弹性恢复层发生形变恢复，并带动电阻层形变恢复至初始状态。
3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器还包括承载层；
所述电阻层包括：
设置在所述弹性恢复层上的第一导体结构；
设置在所述承载层上的第二导体结构，所述第一导体结构和第二导体结构位于所述承载层和弹性恢复层之间，所述电阻层受压力影响发生形变，所述第一导体结构和第二导体结构的接触面积发生变化，致使所述电阻层的电阻发生变化。
4.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述第一导体结构包括多个第一凸起结构，所述第二导体结构包括多个第二凸起结构，所述第一凸起结构对应设置在所述第二凸起结构之间的区域，所述第二凸起结构对应设置在所述第一凸起结构之间的区域，所述电阻层受压力影响发生形变，使所述第一凸起结构和第二凸起结构的接触面积增加，致使所述电阻层的电阻减小。
5.根据权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，所述承载层与所述第二电极为一体结构。
6.根据权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，所述第二电极的材料为导电聚合物。
7.根据权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，所述第一凸起结构和第二凸起结构为金属纳米棒或碳纳米管。
8.根据权利要求7所述的压力传感器，其特征在于，所述电阻层还包括：
覆盖所述第一凸起结构和所述第一凸起结构之间的弹性恢复层的第一半导体薄膜；
覆盖所述第二凸起结构和所述第二凸起结构之间的第二电极的第二半导体薄膜。
9.根据权利要求8所述的压力传感器，其特征在于，所述第一半导体薄膜和第二半导体薄膜的材料为石墨烯。
10.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述光电传感器设置在所述第一电极的背离电致发光层的表面上。
11.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器还包括柔性基底，所述弹性恢复层设置在所述柔性基底上，所述电阻层设置在所述弹性恢复层的背离所述柔性基底的表面上。
12.一种权利要求1-11任一项所述的压力传感器的制作方法，包括：
形成电致发光器件，包括形成第一电极、第二电极，以及位于所述第一电极和第二电极之间的电致发光层的步骤；
形成电阻层，所述第一电极和电阻层分别与一电源的两极连接形成回路；
形成光电传感器，所述电阻层受压力影响发生形变，致使所述电阻层的电阻发生变化，从而使所述电致发光器件的亮度发生变化，所述光电传感器用于获取与所述电致发光器件的亮度变化相关的参数；
提供一检测单元，与所述光电传感器连接，所述检测单元用于根据与所述电致发光器件的亮度变化相关的参数，确定施加压力的大小。
13.根据权利要求12所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
利用弹性材料形成与所述电阻层接触设置的弹性恢复层，当移除压力时，所述弹性恢复层发生形变恢复，并带动电阻层形变恢复至初始状态。
14.根据权利要求13所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
提供一承载层；
形成电阻层的步骤包括：
在所述弹性恢复层上形成第一导体结构；
在所述承载层上形成第二导体结构，所述第一导体结构和第二导体结构位于所述承载层和弹性恢复层之间，所述电阻层受压力影响发生形变，所述第一导体结构和第二导体结构的接触面积发生变化，致使所述电阻层的电阻发生变化。
15.根据权利要求14所述的制作方法，其特征在于，形成所述第一导体结构的步骤包括：
形成多个第一凸起结构；
形成所述第二导体结构的步骤包括：
形成多个第二凸起结构；
所述第一凸起结构对应设置在所述第二凸起结构之间的区域，所述第二凸起结构对应设置在所述第一凸起结构之间的区域，所述电阻层受压力影响发生形变，使所述第一凸起结构和第二凸起结构的接触面积增加，致使所述电阻层的电阻减小。
16.根据权利要求15所述的制作方法，其特征在于，所述承载层与所述第二电极为一体结构，具体在所述第二电极上形成所述第二导体结构。
17.根据权利要求16所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法具体包括：
在一第一过渡基底上形成多个第一凹槽，所述第一凹槽的直径为纳米级；
在所述第一凹槽内填充导体材料，形成第一凸起结构；
利用弹性材料在所述第一过渡基底的具有第一凸起结构的表面成膜，形成弹性恢复层；
在所述弹性恢复层的背离所述第一过渡基底的表面形成柔性基底；
移除所述第一过渡基底，由所述柔性基底、位于所述柔性基底上的弹性恢复层和位于所述弹性恢复层上的第一凸起结构形成第一基板；
在一第二过渡基底形成多个第二凹槽，所述第二凹槽的直径为纳米级；
在所述第二凹槽内填充导体材料，形成第二凸起结构；
在所述第二过渡基底的具有第二凸起结构表面形成第二电极；
在第二电极上压覆第三过渡基底；
移除所述第二过渡基底，由所述第三过渡基底、位于所述第三过渡基底上的第二电极和位于所述第二电极上的第二凸起结构形成第二基板；
固定对盒所述第一基板和第二基板，然后移除所述第三过渡基底。
18.根据权利要求17所述的制作方法，其特征在于，固定对盒所述第一基板和第二基板的步骤之前，所述制作方法还包括：
形成覆盖所述第一凸起结构和所述第一凸起结构之间的弹性恢复层的第一半导体薄膜；
形成覆盖所述第二凸起结构和所述第二凸起结构之间的第二电极的第二半导体薄膜。
19.一种电子器件，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的压力传感器。
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