一种柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件及制备方法
【专利摘要】一种柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件及其制备方法，属于传感器领域。包括底层柔性衬底，位于底层柔性衬底之上的栅电极和压力传感器电极，位于栅电极之上的有源层，位于部分栅电极、部分底层柔性衬底、传感器电极之上的敏感层，位于有源层之上的绝缘层，位于绝缘层之上的源漏电极，覆盖源漏电极和敏感层的顶层封装层。本发明将压力传感器与薄膜晶体管集成在一起，压力传感器对压力的响应带来了电流值的改变，薄膜晶体管通过输出的电流值即可实现对压力的检测，该集成器件既实现了压力的检测，又能将信号进行放大输出，有效实现了传感器与电路的结合，且具有低成本、高灵敏度、低驱动电压、响应快、放大检测信号等优点。
【专利说明】
一种柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件及制备方法
技术领域
[0001]本发明属于传感器领域，具体涉及一种柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件及其制备方法。
【背景技术】
[0002]传感器技术是一门正在蓬勃发展的现代化技术，主要涉及微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术以及模糊控制理论等多种学科，在军事、太空探索、智能家居、农业、医疗等领域得到了广泛的应用。压力传感器是一种常用的传感器，主要应用于水利水电、铁路交通、智能建筑、航空航天等工业自控环境中。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量重，不能提供电学输出；随着半导体技术的发展，半导体压力传感器应运而生，其具有体积小、质量轻、准确度高、温度特性好等优点。随着半导体传感器的微型化发展以及可穿戴设备的出现，具有高灵敏度、能够探测微弱压力、实现柔性大面积及高的空间分辨率等性能的压力传感器成为传感器研究的重要方向。
[0003]为了实现大面积范围内信号的转换和收集，制备压力传感器与晶体管电路的集成器件具有重要的意义。而传统的硅基金属-氧化物-半导体场效应晶体管在摩尔定律的推动下，尺寸不断缩小，制备工艺复杂度不断增加，器件集成度不断提高，以满足高性能集成电路芯片的发展需要，然而却难以适用于大面积、柔性、低成本的传感集成的应用。
【发明内容】
[0004]本发明提出了一种柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件及其制备方法，将柔性压阻式压力传感器与薄膜晶体管集成在一起，压力传感器对压力的响应带来了电流值的改变，薄膜晶体管通过输出的电流值即可实现对压力的检测，该集成结构既实现了压力的检测，又能将信号进行放大输出，有效实现了传感器与电路的结合;本发明集成结构具有低成本、高灵敏度、低驱动电压、响应快、放大检测信号等优点，可广泛应用于电路系统中。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]—种柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件，包括底层柔性衬底，位于底层柔性衬底之上的栅电极和压力传感器电极，位于栅电极之上的有源层，位于部分栅电极、部分底层柔性衬底、传感器电极之上的敏感层，位于有源层之上的绝缘层，位于绝缘层之上的源漏电极，覆盖源漏电极和敏感层的顶层封装层，其中，敏感层的上表面不超过有源层的上表面；
[0007]所述压力传感器电极连接恒定的直流电源，源电极接地，漏电极连接测试端；当向敏感层上方的顶层封装层施加压力时，会改变敏感层的电阻，使得经过敏感层流经栅电极的电流值发生改变，从而导致漏电极端测试的电流发生变化，通过测试漏电极端电流的变化即可得到传感器压力的变化。
[0008]进一步地，所述栅电极、压力传感器电极和源漏电极为银纳米线薄膜。
[0009]进一步地，所述绝缘层为PMMA薄膜。
[0010]进一步地，所述底层柔性衬底和顶层封装层为聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯等。
[0011]进一步地，所述有源层为IGZO(In-Ga-Zn-O)薄膜、ITZO(In-T1-Zn-O)薄膜、IAZO(In-Al-Zn-O)薄膜等。
[0012]进一步地，所述敏感层为碳纳米管/PDMS复合薄膜、镍粉/PDMS复合薄膜、乙炔炭黑/PDMS复合薄膜等。
[0013]进一步地，所述底层柔性衬底的厚度为0.2?0.3mm，所述栅电极的厚度为80?lOOnm，所述绝缘层的厚度为500?800nm，所述有源层的厚度为70?lOOnm，所述源漏电极的厚度为80?I OOnm，所述压力传感器电极的厚度为80?I OOnm，源漏电极上的顶层封装层的厚度为0.2mm?0.3mm。
[0014]进一步地，所述底层柔性衬底和顶层封装层采用旋涂法制备，所述栅电极采用喷涂法或旋涂法制备，所述绝缘层采用喷涂法或旋涂法制备，所述有源层采用溅射法制备，所述源漏电极采用喷涂法或旋涂法制备，所述压力传感器电极采用喷涂法或旋涂法制备，所述敏感层采用喷涂法或旋涂法制备。
[0015]—种柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件的制备方法，包括以下步骤:
[0016]步骤I:制备底层柔性衬底，清洗备用；
[0017]步骤2:在步骤I得到的底层柔性衬底上制备栅电极和压力传感器电极；
[0018]步骤3:在步骤2得到的栅电极上制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，作为绝缘层；
[0019]步骤4:在步骤3得到的绝缘层上采用磁控溅射法制备有源层；
[0020]步骤5:在步骤4得到的有源层上制备银纳米线薄膜，作为源漏电极；
[0021]步骤6:在部分栅电极、部分底层柔性衬底、压力传感器电极之上制备敏感层，所述敏感层的上表面不超过有源层的上表面；
[0022]步骤7:在敏感层和源漏电极表面形成顶层封装层，以对器件进行封装，保护敏感层材料和源漏电极。
[0023]进一步地，步骤I所述底层柔性衬底为聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯等;其中，制备聚二甲基硅氧烷底层柔性衬底的具体过程为:将聚二甲基硅氧烷主剂和硬化剂按质量比10:1的比例混合，在
0.1Torr的真空环境下放置10?30min以除去气泡，得到聚二甲基硅氧烷旋涂液;然后在硅烷化处理后的玻璃基片上旋涂上述聚二甲基硅氧烷旋涂液;最后将旋涂后的带聚二甲基硅氧烷的玻璃基片在60?80°C温度下干燥I?3h进行固化成型，将固化成型后的聚二甲基硅氧烷薄膜剥离下，进行等离子体氧处理使其表面亲水，即可得到厚度为0.2?0.3mm的聚二甲基硅氧烷底层柔性衬底。
[0024]进一步地，步骤2所述栅电极和压力传感器电极的制备过程具体为:首先，采用液相多元醇合成法制备银纳米线混合液，在得到的银纳米线混合液中加入体积为银纳米线混合液3?5倍的丙酮后混合均匀，然后离心分离，得到的银纳米线取出后加入乙醇、丙酮或去离子水等分散溶剂中，超声得到稳定的银纳米线分散液，所述银纳米线分散液的质量浓度为5?10mg/mL;将上步得到的银纳米线分散液加入喷墨打印机中，将步骤I清洗后的底层柔性衬底放在加热台上，调节加热台的温度为80?120°C，喷涂银纳米线，S卩可在底层柔性衬底上得到图案化的银纳米线薄膜，然后在120°C温度下退火I?2h，即可得到厚度为80?10nm的银纳米线栅电极和银纳米线压力传感器电极。
[0025]进一步地，所述采用液相多元醇合成法制备银纳米线混合液的具体过程为:分别配制0.1?0.5mol/L的硝酸银(AgNO3)的乙二醇溶液、0.15?0.5mol/L的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(分子量为30000)的乙二醇溶液、0.0014?0.0 Imo 1/L的氯化钠(NaCl)的乙二醇溶液；将上述三种溶液混合并搅拌均匀后，转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在140?180°C温度下水热反应2?4h，得到银纳米线混合液。
[0026]进一步地，步骤3所述PMMA绝缘层的制备过程具体为:首先配制聚甲基丙烯酸甲酯喷涂液，采用聚甲基丙烯酸甲酯(分子量为120000)作为溶质，苯甲醚、三氯甲烷等作为溶剂，配制得到质量浓度为100mg/mL的聚甲基丙烯酸甲酯喷涂液;将上述聚甲基丙烯酸甲酯喷涂液加入喷墨打印机中，将步骤2得到的带栅电极的柔性衬底放在加热台上，调节加热台的温度为80?100°C，喷涂聚甲基丙烯酸甲酯，即可在栅电极上得到PMMA，然后在100?120°C温度下退火I?2h，得到厚度为500?800nm的PMMA薄膜，即为绝缘层。
[0027]进一步地，步骤4所述有源层为IGZO薄膜、ITZO薄膜、IAZO薄膜等，其中，采用磁控溅射法制备IGZO薄膜时，溅射靶材为摩尔比In:Ga:Zn=l:1:1的金属靶材，溅射温度为20?50°C，溅射电压为210?240V的直流电压，溅射气氛为氧气和氩气的混合气体，所述氧气与氩气的流量比为(I?10): 100，溅射气压为2?4mTorr，溅射得到的IGZO薄膜的厚度为70?10nm0
[0028]进一步地，步骤5所述银纳米线薄膜的制备过程与步骤2银纳米栅电极和压力传感器电极的制备过程相同。
[0029]进一步地，步骤6所述敏感层为碳纳米管/PDMS复合薄膜，制备过程具体为:a)将碳纳米管和聚二甲基硅氧烷的硬化剂按照质量比为1:20的比例混合，进行磁力搅拌，超声，使碳纳米管分散均匀;b)按照硬化剂与主剂质量比1:10的比例向上述碳纳米管分散液中加入聚二甲基硅氧烷的主剂，搅拌均匀后，置于0.1Torr的真空环境中处理10?30min，以去除旋涂液中的空气，得到旋涂液;c)采用掩膜版遮挡薄膜晶体管部分，将上述旋涂液旋涂于底层柔性衬底、传感器电极和部分栅电极表面，旋涂转速控制在500?lOOOrpm，旋涂完成后在60?80°C的温度下固化成型，即可得到敏感层。
[0030]进一步地，步骤7所述顶层封装层为聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯等;其中，制备聚二甲基硅氧烷顶层封装层的具体过程为:为了保护敏感材料层和源漏电极，使整个器件更稳定的工作，在整个器件的顶层使用柔性PDMS进行封装;首先，将聚二甲基硅氧烷主剂和硬化剂按质量比10:1的比例混合，在0.1Torr的真空环境下放置10?30min以除去气泡，得到聚二甲基硅氧烷旋涂液;将聚二甲基硅氧烷旋涂液旋涂于步骤6得到的器件的表面，然后在60?80°C温度下干燥I?3h进行固化成型，即完成集成器件的制作;所述源漏电极上的聚二甲基硅氧烷顶层封装层的厚度为0.2mm?0.3mm。
[0031]本发明的有益效果为:本发明将柔性压阻式压力传感器与薄膜晶体管集成在一起，压力传感器对压力的响应带来了电流值的改变，薄膜晶体管通过输出的电流值即可实现对压力的检测，该集成结构既实现了压力的检测，又能将信号进行放大输出，有效实现了传感器与电路的结合;本发明采用碳纳米管/PDMS复合薄膜作为压力传感器的敏感层，由于碳纳米管具有优异的机械性能、良好的导电性能，将其掺杂在聚二甲基硅氧烷中会形成一些导电网络，当外力作用于传感器上时，会使内部导电网络性质发生变化，能够很好地感受外界施加压力的变化;本发明集成结构具有低成本、高灵敏度、低驱动电压、响应快、放大检测信号等优点，可直接应用于电路系统中，有利于涉及成阵列化的传感器像素点与显示技术相结合，便于集成化;本发明采用喷涂法或旋涂法制备集成器件中的各层薄膜，工艺简单，成本低，可实现大规模工业化生产。
【附图说明】
[0032]图1为本发明柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件的结构示意图；其中，I为顶层封装层，2为源漏电极，3为绝缘层，4为有源层，5为栅电极，6为底层柔性衬底，7为压力传感器电极，8为敏感层；
[0033]图2为薄膜晶体管的俯视图；其中，2为源漏电极，5为栅电极，6为底层柔性衬底，7为压力传感器电极；
[0034]图3为本发明柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件的制备方法流程图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和实施例，详述本发明的技术方案。
[0036]本发明提出的柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件主要包括压力传感器的检测部分和薄膜晶体管的信号输出部分，有效将薄膜晶体管和压力传感器结合起来，制备过程为:首先制备底层柔性衬底，然后通过掩膜版的遮挡在底层柔性衬底的一端制备薄膜晶体管的栅电极，另一端制备压力传感器电极并引出压力传感器的电极引线;然后采用掩膜版遮挡，露出栅电极，在栅电极上喷涂PMMA绝缘层，在绝缘层上溅射法IGZO有源层，使用掩膜板，在有源层上制备源漏电极，引出电极引线，完成薄膜晶体管的制备;采用掩膜版遮挡薄膜晶体管，在底层柔性衬底、压力传感器电极和部分栅电极上制备压力传感器的敏感层;最后在整个器件上方旋涂柔性PDMS作为顶层封装层，完成器件的封装。
[0037]所述压力传感器电极连接恒定的直流电源，源电极接地，漏电极连接测试端；当向敏感层上方的顶层柔性衬底施加压力时，会改变碳纳米管复合薄膜的电阻，使得经过碳纳米管复合薄膜流经栅电极的电流值发生变化，由于栅电压对漏电流的调控作用，从而在漏电极端测试到的电流会发生变化，因此通过测试漏电极端电流的变化即可得到传感器压力的变化。
[0038]实施例1
[0039]步骤1、采用旋涂法制备聚二甲基硅氧烷底层柔性衬底:将聚二甲基硅氧烷主剂和硬化剂按质量比10:1的比例混合，在0.1Torr的真空环境下放置1min以除去气泡，得到聚二甲基娃氧烧旋涂液；然后在娃烧化处理后的玻璃基片上旋涂上述聚二甲基娃氧烧旋涂液;将旋涂后的带聚二甲基硅氧烷的玻璃基片在60°C温度下干燥2h进行固化成型，将固化成型后的聚二甲基硅氧烷薄膜剥离下，进行等离子体氧处理使其表面亲水，即可得到厚度为0.2mm的聚二甲基硅氧烷底层柔性衬底;最后将上步等离子体氧处理后得到的聚二甲基硅氧烷薄膜依次在异丙醇、丙酮和去离子水中超声清洗15min，以去除其表面的污物和杂质；
[0040]步骤2、采用喷涂法制备银纳米线薄膜，得到栅电极和压力传感器电极:首先，分别配制0.1moI/L的硝酸银(AgNO3)的乙二醇溶液、0.15moI/L的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(分子量为30000)的乙二醇溶液、0.0014mol/L的氯化钠(NaCl)的乙二醇溶液;将上述三种溶液混合并搅拌均匀后，转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在160°C温度下水热反应2h，得到银纳米线混合液;在上步得到的银纳米线混合液中加入体积为银纳米线混合液3倍的丙酮后混合均匀，倒入离心管中，在5000rpm下离心处理20min，重复3?5次，除去分散液中的PVP等杂质，然后加入去离子水离心处理，得到银纳米线沉淀;得到的银纳米线取出后加入50mL乙醇中，超声得到稳定的银纳米线分散液，所述银纳米线分散液的质量浓度为5mg/mL;将上步得到的银纳米线分散液加入喷墨打印机中，将步骤I清洗后的底层柔性衬底放在加热台上，采用掩膜版遮挡，调节加热台的温度为80°C，喷涂银纳米线，即可在柔性衬底上得到图案化的银纳米线薄膜，然后在120°C温度下退火lh，以降低银纳米线之间的接触电阻，提高导电性，得到的银纳米线栅电极和压力传感器电极的厚度为80nm;
[0041]步骤3、采用喷涂法制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)绝缘层:首先配制聚甲基丙烯酸甲酯喷涂液，采用聚甲基丙烯酸甲酯(分子量为120000)作为溶质，苯甲醚作为溶剂，配制得到质量浓度为lOOmg/mL的聚甲基丙烯酸甲酯喷涂液;将上述聚甲基丙烯酸甲酯喷涂液加入喷墨打印机中，将步骤2得到的带栅电极和压力传感器电极的底层柔性衬底放在加热台上，调节加热台的温度为80°C，喷涂聚甲基丙烯酸甲酯，即可在栅电极上得到PMMA，然后在100°C温度下退火2h，得到厚度为SOOnm的PMMA薄膜，即为绝缘层；
[0042]步骤4、采用磁控溅射法在步骤3得到的绝缘层上制备IGZO薄膜，作为有源层；其中，溅射靶材为摩尔比In: Ga: Zn = 1:1:1的金属靶材，溅射温度为25°C，溅射电压为21V的直流电压，派射气氛为氧气和氩气的混合气体，所述氧气与氩气的流量比为1:100，派射气压为2mTorr，溅射得到的IGZO薄膜的厚度约为80nm;
[0043]步骤5、采用与步骤2相同的喷涂法制备厚度为10nm的银纳米线薄膜，作为源漏电极；
[0044]步骤6、采用旋涂法在部分栅电极、部分底层柔性衬底、压力传感器电极之上制备敏感层:将碳纳米管和聚二甲基硅氧烷的硬化剂按照质量比为1:20的比例混合，进行磁力搅拌，超声，使碳纳米管分散均匀;按照硬化剂与主剂质量比1:10的比例向上述碳纳米管分散液中加入聚二甲基硅氧烷的主剂，搅拌均匀后，置于0.1Torr的真空环境中处理30min，以去除旋涂液中的空气，得到旋涂液;采用掩膜版遮挡薄膜晶体管部分，将上述旋涂液旋涂于底层柔性衬底、传感器电极和部分栅电极表面，旋涂转速控制在500rpm，旋涂完成后在80 °C温度下固化成型，即可得到敏感层；
[0045]步骤7、在步骤6得到的器件上制备聚二甲基硅氧烷顶层封装层:为了保护敏感材料层和源漏电极，使整个器件更稳定的工作，在整个器件的顶层使用柔性PDMS进行封装;首先，将聚二甲基硅氧烷主剂和硬化剂按质量比10:1的比例混合，在0.1Torr的真空环境下放置30min以除去气泡，得到聚二甲基硅氧烷旋涂液;将聚二甲基硅氧烷旋涂液旋涂于步骤6得到的器件的表面，然后在80°C温度下干燥2h进行固化成型，即完成集成器件的制作;所述源漏电极上的聚二甲基硅氧烷顶层封装层的厚度为0.3_。
[0046]实施例2
[0047]本实施例与实施例1的区别为，步骤6所述敏感层为乙炔炭黑/PDMS复合薄膜，其制备过程为:将炭黑和聚二甲基硅氧烷的硬化剂按照质量比为1:20的比例混合，进行磁力搅拌，超声，使炭黑分散均匀;按照硬化剂与主剂质量比1:10的比例向上述炭黑分散液中加入聚二甲基硅氧烷的主剂，搅拌均匀后，置于0.1Torr的真空环境中处理30min，以去除旋涂液中的空气，得到旋涂液;采用掩膜版遮挡薄膜晶体管部分，将上述旋涂液旋涂于底层柔性衬底、传感器电极和部分栅电极表面，旋涂转速控制在500rpm，旋涂完成后在80 °(:温度下固化成型，即可得到敏感层。
【主权项】
1.一种柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件，包括底层柔性衬底，位于底层柔性衬底之上的栅电极和压力传感器电极，位于栅电极之上的有源层，位于部分栅电极、部分底层柔性衬底、传感器电极之上的敏感层，位于有源层之上的绝缘层，位于绝缘层之上的源漏电极，覆盖源漏电极和敏感层的顶层封装层，其中，敏感层的上表面不超过有源层的上表面； 所述压力传感器电极连接恒定的直流电源，源电极接地，漏电极连接测试端；当向敏感层上方的顶层封装层施加压力时，会改变敏感层的电阻，使得经过敏感层流经栅电极的电流值发生改变，从而导致漏电极端测试的电流发生变化，通过测试漏电极端电流的变化即可得到传感器压力的变化。2.根据权利要求1所述的柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件，其特征在于，所述栅电极、压力传感器电极和源漏电极为银纳米线薄膜;所述绝缘层为PMMA薄膜;所述底层柔性衬底和顶层封装层为聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯;所述有源层为IGZO薄膜、ITZO薄膜、IAZO薄膜。3.根据权利要求1所述的柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件，其特征在于，所述敏感层为碳纳米管/PDMS复合薄膜、镍粉/PDMS复合薄膜、乙炔炭黑/PDMS复合薄膜。4.根据权利要求1所述的柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件，其特征在于，所述底层柔性衬底的厚度为0.2?0.3mm，所述栅电极的厚度为80?lOOnm，所述绝缘层的厚度为500?800nm，所述有源层的厚度为70?lOOnm，所述源漏电极的厚度为80?lOOnm，所述压力传感器电极的厚度为80?lOOnm，源漏电极上的顶层封装层的厚度为0.2mm?0.3mm。5.根据权利要求1所述的柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件，其特征在于，所述底层柔性衬底和顶层封装层采用旋涂法制备，所述栅电极采用喷涂法或旋涂法制备，所述绝缘层采用喷涂法或旋涂法制备，所述有源层采用溅射法制备，所述源漏电极采用喷涂法或旋涂法制备，所述压力传感器电极采用喷涂法或旋涂法制备，所述敏感层采用喷涂法或旋涂法制备。6.—种柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件的制备方法，包括以下步骤: 步骤I:制备底层柔性衬底，清洗备用； 步骤2:在步骤I得到的底层柔性衬底上制备栅电极和压力传感器电极； 步骤3:在步骤2得到的栅电极上制备聚甲基丙烯酸甲酯，作为绝缘层； 步骤4:在步骤3得到的绝缘层上采用磁控溅射法制备有源层； 步骤5:在步骤4得到的有源层上制备银纳米线薄膜，作为源漏电极； 步骤6:在部分栅电极、部分底层柔性衬底、压力传感器电极之上制备敏感层，所述敏感层的上表面不超过有源层的上表面； 步骤7:在敏感层和源漏电极表面形成顶层封装层。7.根据权利要求6所述的柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件的制备方法，其特征在于，步骤I所述底层柔性衬底为聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯;其中，制备聚二甲基硅氧烷底层柔性衬底的具体过程为:将聚二甲基硅氧烷主剂和硬化剂按质量比10:1的比例混合，在0.1Torr的真空环境下放置10?30min，得到聚二甲基硅氧烷旋涂液;然后在硅烷化处理后的玻璃基片上旋涂上述聚一■甲基娃氧烧旋涂液;最后将旋涂后的带聚一■甲基娃氧烧的玻璃基片在60?80 C温度下干燥I?3h进行固化成型，将固化成型后的聚二甲基硅氧烷薄膜剥离下，进行等离子体氧处理使其表面亲水，即可得到厚度为0.2?0.3_的聚二甲基硅氧烷底层柔性衬底。8.根据权利要求6所述的柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件的制备方法，其特征在于，步骤2所述栅电极和压力传感器电极的制备过程具体为:首先，采用液相多元醇合成法制备银纳米线混合液，在得到的银纳米线混合液中加入体积为银纳米线混合液3?5倍的丙酮后混合均匀，然后离心分离，得到的银纳米线取出后加入乙醇、丙酮或去离子水分散溶剂中，超声得到稳定的银纳米线分散液，所述银纳米线分散液的质量浓度为5?10mg/mL ；将上步得到的银纳米线分散液加入喷墨打印机中，将步骤I清洗后的底层柔性衬底放在加热台上，调节加热台的温度为80?120°C，喷涂银纳米线，即可在底层柔性衬底上得到图案化的银纳米线薄膜，然后在120°C温度下退火I?2h，即可得到厚度为80?10nm的银纳米线栅电极和银纳米线压力传感器电极。9.根据权利要求6所述的柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件的制备方法，其特征在于，步骤3所述PMMA绝缘层的制备过程具体为:首先配制聚甲基丙烯酸甲酯喷涂液，采用聚甲基丙烯酸甲酯作为溶质，苯甲醚或三氯甲烷作为溶剂，配制得到质量浓度为10mg/mL的聚甲基丙烯酸甲酯喷涂液;将上述聚甲基丙烯酸甲酯喷涂液加入喷墨打印机中，将步骤2得到的带栅电极的柔性衬底放在加热台上，调节加热台的温度为80?100°C，喷涂聚甲基丙烯酸甲酯，即可在栅电极上得到PMMA，然后在100?120°C温度下退火I?2h，得到厚度为500?800nm的PMMA薄膜，即为绝缘层。10.根据权利要求6所述的柔性压力传感器与薄膜晶体管的集成器件的制备方法，其特征在于，步骤6所述敏感层为碳纳米管/PDMS复合薄膜，制备过程具体为:a)将碳纳米管和聚二甲基硅氧烷的硬化剂按照质量比为1:20的比例混合，进行磁力搅拌，超声，使碳纳米管分散均匀;b)按照硬化剂与主剂质量比1:10的比例向上述碳纳米管分散液中加入聚二甲基硅氧烷的主剂，搅拌均匀后，置于0.1Torr的真空环境中处理10?30min，以去除旋涂液中的空气，得到旋涂液;c)采用掩膜版遮挡薄膜晶体管部分，将上述旋涂液旋涂于底层柔性衬底、传感器电极和部分栅电极表面，旋涂转速控制在500?lOOOrpm，旋涂完成后在60?80 °C的温度下固化成型，即可得到敏感层。
【文档编号】G01L9/08GK105841849SQ201610181526
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】魏雄邦, 全勇, 肖伦, 陈志 , 刘腾飞, 周涛
【申请人】电子科技大学