[发明专利]一种脉搏压力传感器、芯片、装置、系统及其制备方法

权利要求书

1.一种脉搏压力传感器，该传感器由有机晶体管构成，其特征在于：所述有机晶体管包括绝缘衬底、源、栅和漏金属电极、有源层、介电薄膜，在所述绝缘衬底上依次平行相邻设置源、栅和漏金属电极，在源、漏金属电极上设置有源层，在所述有源层和源、栅和漏金属电极之上设置介电薄膜，且所述有源层与所述介电薄膜之间通过空气间隔；所述介电薄膜为水凝胶膜，所述水凝胶膜的制备包括如下步骤：（1）将海藻酸钠和丙烯酰胺粉末按一定的质量比加入去离子水中，静置至完全溶解；

（2）在所述步骤（1）中的溶液，加入适量的过硫酸铵和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺；

（3）将溶液抽真空，再把抽完真空的溶液倒入玻璃培养皿中；

（4）在溶液中加入少量硫酸钙和1,2-双(二甲基氨基)乙烷；

（5）将溶液放置在50℃恒温水浴，并在波长为254纳米、功率为8 瓦的紫外灯下照射1小时；

（6）将溶液放置在一定湿度的容器中静置1天，并用氮气除去表面残留的水分。

2.如权利要求1所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述的有机晶体管的绝缘衬底为柔性薄膜。

3.如权利要求1所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述有机晶体管的源金属、漏金属和栅金属电极通过异方性导电胶膜分别引出，所述有机晶体管贴敷于皮肤表面，在胶膜导线的栅金属电极和漏金属电极上施加一定电压，源金属电极上随脉搏压力实时变化的电流通过输出电路读出，实现脉搏压力信号检测过程。

4.如权利要求1所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述的介电薄膜的上表面为平面形状，作为脉搏压力信号的接触面，下表面为凹槽结构，作为脉搏压力信号的感应面。

5.如权利要求4所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述凹槽结构根据有机薄膜晶体管中有源区源、漏金属电极的形状而调整，包括矩形、圆形、椭圆形至少之一。

6.如权利要求1所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述有源层为有机半导体薄膜层。

7.如权利要求6所述的脉搏压力传感器，其特征在于：在所述有源层、源、栅和漏金属电极之上利用贴敷方法设置介电薄膜。

8.如权利要求6所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述传感器在一定的工作电压下，所述水凝胶膜的上表面未探测到压力或者压力小于某个阈值时，有源层中无法积累电荷，无法形成导电沟道，输出的电流处于较低的量级。

9.如权利要求6所述的脉搏压力传感器，其特征在于：所述传感器在一定的工作电压下，所述水凝胶膜的上表面探测到压力时，介电薄膜下表面与有源层接触面将随压力的变化而变化，从而在水凝胶膜-有源层界面形成大小不同的电容，在有源层靠近界面处的导电沟道中积累的电荷数量也随之改变，并产生相应的电流变化。

10.一种脉搏压力检测芯片，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的脉搏压力传感器。

11.一种脉搏压力检测装置，其特征在于，包括如权利要求10所述的脉搏压力检测芯片。

12.一种脉搏压力检测系统，其特征在于，包括如权利要求11所述的脉搏压力检测装置。

13.一种如权利要求1所述脉搏压力传感器的检测方法，其特征在于：所述介电薄膜的材料为柔性、弹性的水凝胶膜；包括如下步骤：

（1）所述传感器在一定的工作电压下，水凝胶膜的上表面未探测到压力或者压力小于某个阈值时，有源层中无法积累电荷，无法形成导电沟道，输出的电流处于较低的量级；

（2）所述传感器在一定的工作电压下，所述水凝胶膜的上表面探测到压力时，介电薄膜下表面与有源层接触面将随压力的变化而变化，从而在水凝胶膜-有源层界面形成大小不同的电容，在有源层靠近界面处的导电沟道中积累的电荷数量也随之改变，并产生相应的电流变化。