柔性透明摩擦电子学晶体管及其制备方法与流程

文档序号:11064599阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种柔性透明摩擦电子学晶体管,其特征在于,包括:

柔性衬底(10);

薄膜晶体管(20),形成于所述柔性衬底(10)的第一表面;

摩擦发电机(30),包括:

并排的第一电极(31)和第二电极(32),形成于所述柔性衬底的第二表面,两者相互绝缘;

可移动摩擦部(33),与所述第一电极(31)和第二电极(32)相对设置,其在外力作用下可在所述第一电极(31)和第二电极(32)之间滑动,从而在两者之间形成电势差,通过该电势差实现对所述薄膜晶体管的开关控制。

2.根据权利要求1所述的柔性透明摩擦电子学晶体管,其特征在于:

所述可移动摩擦部(33)为透明且柔性可弯曲部件;

所述柔性衬底(10)及形成于其上的薄膜晶体管(20)、第一电极(31)和第二电极(32)构成一透明且柔性可弯曲的整体。

3.根据权利要求2所述的柔性透明摩擦电子学晶体管,其特征在于,所述薄膜晶体管包括:

栅极(21),形成于所述柔性衬底(10)上;

栅绝缘层(22),形成于所述栅极(21)上;

半导体层(23),形成于所述栅绝缘层(22)上;

源极(24)和漏极(25),形成于所述栅绝缘层(22)上,所述半导体层(23)的两侧,并与所述半导体层(23)形成欧姆接触;

其中,所述第一电极(31)连接至所述有机薄膜晶体管的源极(24)或漏极(25),所述第二电极连接至所述有机薄膜晶体管的栅极(21);

其中,所述栅极(21)、栅绝缘层(22)、半导体层(23)、源极(24)和漏极(25)均为薄膜材料。

4.根据权利要求3所述的柔性透明摩擦电子学晶体管,其特征在于,通过导线或过孔实现:

所述第二电极连接至所述有机薄膜晶体管的栅极(21);以及

所述第一电极(31)连接至所述有机薄膜晶体管的源极(24)或漏极(25)。

5.根据权利要求3或4所述的柔性透明摩擦电子学晶体管,其特征在于:

所述栅极(21)为:由金属材料制备的薄膜,其厚度不超过50nm;或者由非金属透明导电材料制备的薄膜,其厚度介于50nm~1000nm之间;

所述栅绝缘层的厚度介于50nm~2000nm之间,其材料选自于以下材料中的一种:Ta2O5、PMMA、PVA、PI、SiO2、PVP、Al2O3、ZrO2、TiO2

所述半导体层的厚度介于20nm~1000nm之间,其材料选自于以下材料中的一种:P型并五苯、ZnO、聚噻吩、富勒烯、PTAA、P3HT、PDTT、MoS2、石墨烯;和/或

所述源极(24)和漏极(25)为:由金属材料制备的薄膜,其厚度不超过50nm;或者由非金属透明导电材料制备的薄膜,其厚度介于50nm~500nm之间。

6.根据权利要求2所述的柔性透明摩擦电子学晶体管,其特征在于,所述可移动摩擦部(33)包括:

柔性基底(33a);以及

摩擦层(33b),形成或固定于所述柔性衬底(33a)上,与所述第一电极(31)和第二电极(32)相对,所述第一电极(31)和第二电极(32)在与所述摩擦层(33b)摩擦的过程中产生电势差;

其中,所述柔性基底(33a)及形成于其上的摩擦层(33b)构成柔性可弯曲的可移动摩擦部(33)。

7.根据权利要求6所述的柔性透明摩擦电子学晶体管,其特征在于:

所述柔性基底的材料选自于以下材料中的一种:PET、PI、PES、PEN、Parylene、PDMS;和/或

所述摩擦层(31)粘贴固定于所述柔性衬底上,其材料选自于有机聚合物材料。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的柔性透明摩擦电子学晶体管,其特征在于,所述柔性衬底的厚度介于10μm~500μm之间,其材料选自于以下材料中的一种或多种:PET、PI、PES、PEN、Parylene和PDMS。

9.一种制备方法,用于制备权利要求1至8中任一项所述的柔性透明摩擦电子学晶体管,其特征在于,包括:

步骤A,在柔性衬底(10)的第二表面形成摩擦发电机的并排的第一电极(31)和第二电极(32);

步骤B,在所述柔性衬底(10)的第一表面形成薄膜晶体管;

步骤C,令所述摩擦发电机的第一电极(31)连接至所述有机薄膜晶体管的源极(23)或漏极(25),第二电极(32)连接至所述有机薄膜晶体管的栅极(21);以及

步骤D,制备摩擦发电机的可移动摩擦部,令其在外力作用下可在所述第一电极(31)和第二电极(32)之间滑动,从而在两者之间形成电势差,通过该电势差实现对所述薄膜晶体管的开关控制。

10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述步骤D包括:在柔性基底(33a)上粘贴摩擦层(33b),两者构成所述可移动摩擦部。

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