[发明专利]一种低压电干扰的柔性热释电红外探测器敏感单元

说明书

本发明公开了一种低压电干扰的柔性热释电红外探测器敏感单元，涉及热释电传感器结构设计领域，包括位于上层的上层柔性热释电聚合物薄膜和位于下层的下层柔性热释电聚合物薄膜，所述上层柔性热释电聚合物薄膜上表面设置有第一电极层、下表面设置有第二电极层，所述下层柔性热释电聚合物薄膜上表面设置有第三电极层、下表面设置有第四电极层，所述第二电极层和第三电极层之间连接设置绝热隔离柱；本发明解决了现有的热释电红外探测器采用敏感元并排设置的结构使敏感元感受到的环境干扰有所差别，因此不能消除压电信号干扰，以及使有效敏感单元数量降低，导致探测器阵列的分辨率降低的问题。

技术领域

本发明涉及热释电传感器结构设计领域，特别涉及一种低压电干扰的柔性热释电红外探测器敏感单元。

背景技术

热释电红外探测器是利用热释电材料的自发极化强度随温度而变化的效应制成的一种热敏型红外探测器，传统的热释电红外探测器是采用刚性铁电陶瓷或铁电晶体，现有的基于铁电聚合物的柔性热释电红外探测器具有量轻、柔性、耐冲击、耐腐蚀、易加工等优点，在对器件的便携性要求较高的领域具有很好应用前景。

但是，由于铁电聚合物本身具有的压电效应，使探测器极易受到外界振动的干扰，同时，环境温度波动也会造成释电信号的波动，目前的热释电红外探测器为了消除外界振动和环境温度波动的干扰，通常采用如图1所示的双敏感元结构，即制作两个敏感元在支撑结构上并排放置，其中一个敏感元接收红外辐射，而另一个敏感元不接收红外辐射，只用来抵消外界振动和环境温度波动的干扰。这种结构存在两个缺陷：

1.两个敏感元采用并排结构，敏感元处于同一水平空间的不同位置，感受到的环境干扰会有所差别，在不同方向的干扰下两个敏感元的形变之间会有相位差，不能很好地消除红外探测器的压电信号干扰；

2.并排放置的布局使一定面积内的有效敏感单元数量降低了一半，在制作红外探测器阵列时，探测器阵列的分辨率相比单个敏感元结构将降低一半，如实际加工320×240规模的面阵，探测器阵列的分辨率实际上只有160×240，在探测器面积一定的情况下，就会导致成像质量变差。

专利申请公布号为“CN107345825A”的“一种继承检测传感器和触摸感应设备”，该专利采用了第一结构体、第二结构体及粘接层的结构，由于第一结构体和第二结构体之间连接，会导致第一结构体和第二结构体均对探测信号和环境干扰产生响应，难以消除压电干扰，为了解决以上问题，有必要设计一种低压电干扰的柔性热释电红外探测器敏感单元。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种低压电干扰的柔性热释电红外探测器敏感单元，解决了现有的热释电红外探测器采用敏感元并排设置的结构使敏感元感受到的环境干扰有所差别，因此不能消除压电信号干扰，以及使有效敏感单元数量降低，导致探测器阵列的分辨率降低的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种低压电干扰的柔性热释电红外探测器敏感单元，包括位于上层的上层柔性热释电聚合物薄膜和位于下层的下层柔性热释电聚合物薄膜，所述上层柔性热释电聚合物薄膜上表面设置有第一电极层、下表面设置有第二电极层，所述下层柔性热释电聚合物薄膜上表面设置有第三电极层、下表面设置有第四电极层，所述第二电极层和第三电极层之间连接设置绝热隔离柱。

进一步地，所述第四电极层的下表面通过支撑柱连接有支撑层。

进一步地，所述绝热隔离柱的高度小于等于100μm，大于等于50μm。

更进一步地，所述绝热隔离柱、支撑柱和支撑层均采用硅或二氧化硅。

更进一步地，所述绝热隔离柱和支撑柱的尺寸一致，数量相同，且陈列方式一致。

进一步地，所述第二电极层和第三电极层接地，所述第一电极层接入差分电路的正极、第四电极层接入差分电路的负极。