一種有機柔性薄膜微波信號檢測器及其制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微波半導(dǎo)體器領(lǐng)域，特別涉及一種可檢測微波信號的有機傳感器件?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]近些年來，由于半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，微波半導(dǎo)體器件涉及范圍迅速擴大，在軍事領(lǐng)域中涉及雷達、導(dǎo)航、電子對抗等，除此之外還包括微波中繼通信、衛(wèi)星通信、移動通信、無線電話、衛(wèi)星直播電視、無線電纜電視、安全防范等眾多的商用領(lǐng)域。
[0003]微波信號檢測器應(yīng)用范圍十分廣泛，包括防盜報警、車速監(jiān)測、固化度測量、含水量檢測、生物溫度檢測等?，F(xiàn)有的微波信號檢測器幾乎采用無機材料制成，然而無機材料受到形狀固定，成本高等限制；柔性薄膜制成的微波信號檢測器具有可彎曲，形狀面積不收限，制備工藝簡單，成本低等優(yōu)勢;且由于有機薄膜器件的發(fā)展，有機柔性薄膜微波信號檢測器可同其他有機器件集成在一個薄膜襯底上;本發(fā)明采用柔性薄膜材料制作的薄膜微波信號檢測器是在未來有機器件中必不可少的。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明的目的是提供一種有機柔性薄膜微波信號檢測器及其制作方法。
[0005]—種有機柔性薄膜微波信號檢測器及其制作方法，其特征在于，包括柔性襯底(1)、第一天線臂(201)、第二天線臂(202)、導(dǎo)線(203)、P型層(301)、N型層(302)、貼片電阻
(4)、貼片電容(5)和絕緣層(6);該傳感器中，構(gòu)成柔性襯底的材料為苯二甲酸乙二酯(PET)或聚酰亞胺(PI);構(gòu)成第一天線臂、第二天線臂和導(dǎo)線的材料包括導(dǎo)電油墨、ΡΗ)0Τ、金、鋁、ITO中的一種或多種;構(gòu)成P型層的材料包括并五苯、PDPP2T-TT-0D、酞菁銅、FTTF、P3HT中的一種或多種;構(gòu)成N型層的材料包括C6Q、[6，6]-苯基-C61 丁酸辛酯、聚(2，5_ 二 (3，7_ 二甲基辛氧基)氰基對苯二亞甲基)中的一種或多種；構(gòu)成絕緣層的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚乙烯苯酚(PVP)、聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)中的一種或多種；
[0006]其中:導(dǎo)線在放置貼片電阻和貼片電容處有具有空位，可通過貼片電阻和貼片電容連接;P型層和N型層并列排布，第一天線臂和第二天線臂分別位于P型層和N型層兩側(cè);貼片電阻和貼片電容位于柔性襯底之上，通過導(dǎo)線與第一天線臂和第二天線臂相連接。絕緣層覆蓋于P型層、N型層、第一天線臂和第二天線臂之上，且第一天線臂和第二天線臂延伸出絕緣層。
[0007]本發(fā)明提供的制備上述柔性有機薄膜濕度傳感器的方法，包括如下步驟:
[0008]I)將柔性襯底(I)依次放入乙醇、丙酮、去離子水溶液中超聲清洗I Omi η，清洗過后用氮氣吹干；
[0009]2)在清洗過后的柔性襯底(I)上制備第一天線臂(201)、第二天線臂(202)和導(dǎo)線(203);
[0010]3)在制作好的第一天線臂(201)和第二天線臂(202)中間制備P型層(301)和N型層(302);
[0011]4)在制備好的P型層(301)和N型層(302)上方制備絕緣層(6);
[0012]5)將貼片電阻(4)和貼片電阻(5)貼在導(dǎo)線(203)空位處。
[0013]上述制備方法的步驟I)中，柔性襯底可以通過商業(yè)途徑購買得到，制備第一天線臂、第二天線臂和導(dǎo)線的方法為光刻、打印、真空蒸度、磁控濺射中的一種或幾種；制備P型層和N型層的方法為真空熱蒸發(fā);制備絕緣層的方法為旋涂。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)分析:
[0015]該有機柔性薄膜微波信號檢測器采用的天線臂可用于檢測周圍環(huán)境的微波信號，通過外部電路可反映出實際反饋的信息，傳感器結(jié)構(gòu)采用有機薄膜的形式，其形狀面積任意，可以貼附于物體表面，且可將其他有機器件集成在同一柔性薄膜上，是有機半導(dǎo)體電路中必不可少的一個組成部分。
【【附圖說明】】
[0016]圖1為本發(fā)明提供的一種有機柔性薄膜微波信號檢測器的俯視圖，圖2為本發(fā)明提供的一種有機柔性薄膜微波信號檢測器沿圖1虛線部分的切面圖。
[0017]圖中，I為柔性襯底、201為第一天線臂、202為第二天線臂、203為導(dǎo)線、301為P型層、302為N型層、4為貼片電阻、5為貼片電容、6為絕緣層。
【【具體實施方式】】
[0018]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加容易理解，以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】作進一步描述。
[0019]實施例1
[0020]如圖1所示，本發(fā)明基于有機二極管的柔性微波能量轉(zhuǎn)換器包括:包括柔性襯底
(I)、第一天線臂(201)、第二天線臂(202)、導(dǎo)線(203)、貼片電阻(4)、貼片電容(5)和絕緣層
(6)，如圖2所示絕緣層覆蓋著P型層(301)、N型層(302);第一天線臂和第二天線臂可將周邊環(huán)境中的微波信號轉(zhuǎn)化成電信號，電容和電阻可將天線接收到的信號儲存并可連接外部電路反映出實際信息。
[0021]制造上述基于有機二極管的柔性微波能量轉(zhuǎn)換器的方法，包括以下步驟:
[0022]I)將柔性襯底PI依次放入乙醇、丙酮、去離子水溶液中超聲清洗I Omin，清洗過后用氮氣吹干；
[0023]2)在清洗過后的柔性襯底上通過磁控濺射的方式制備一層金屬鋁，磁控濺射的工作氣壓為0.2帕斯卡，濺射功率為160瓦，沉積時間為20分鐘；
[0024]3)旋涂一層光刻膠，旋涂速度為6000轉(zhuǎn)/分，旋涂時間為60秒，烘干后依此通過曝光、去膠、腐蝕形成第一天線臂、第二天線臂和導(dǎo)線；
[0025]4)在制作好的第一天線臂和第二天線臂中間通過真空熱蒸發(fā)的方式制備P型層和N型層，其中P型層采用并五苯，真空度為8X10—3帕斯卡以下，蒸鍍速率為0.2埃/秒;N型層采用C6q真空度為4 X 10—1帕斯卡以下，蒸鍍速率為0.1埃/秒；
[0026]5)在制備好的P型層和N型層上方通過旋涂的方式制備絕緣層，絕緣層材料采用PVA，旋涂速度為4500轉(zhuǎn)/分，旋涂時間為60秒；
[0027]6)將貼片電阻和貼片電容貼在導(dǎo)線空位處。
[0028]實施例2
[0029]按照與實施例1完全相同的制備方法，僅將步驟2)中的磁控濺射改為打印，在與上述實施例完全相同的制備條件下得到有機柔性薄膜微波信號檢測器，該傳感器的形貌以及器件性能與實施例1相同。
[0030]實施例3
[0031 ]按照與實施例1完全相同的制備方法，僅將步驟2)中的磁控改為真空蒸度，在與上述實施例完全相同的制備條件下得到有機柔性薄膜微波信號檢測器，該傳感器的形貌以及器件性能與實施例1相同。
【主權(quán)項】
1.一種有機柔性薄膜微波信號檢測器及其制作方法，其特征在于，包括柔性襯底(I)、第一天線臂(201)、第二天線臂(202)、導(dǎo)線(203)、P型層(301)、N型層(302)、貼片電阻(4)、貼片電容(5)和絕緣層(6);其中: 導(dǎo)線(203)在放置貼片電阻(4)和貼片電容(5)處有具有空位，可通過貼片電阻(4)和貼片電容(5)連接； P型層(301)和N型層(302)并列排布，第一天線臂(201)和第二天線臂(202)分別位于P型層(301)和N型層(302)兩側(cè)； 貼片電阻(4)和貼片電容(5)位于柔性襯底(I)之上，通過導(dǎo)線(203)與第一天線臂(201)和第二天線臂(202)相連接。 絕緣層(6)覆蓋于P型層(301)、N型層(302)、第一天線臂(201)和第二天線臂(202)之上，且第一天線臂(201)和第二天線臂(202)延伸出絕緣層(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機柔性薄膜微波信號檢測器及其制作方法，其特征在于，構(gòu)成柔性襯底(I)的材料為苯二甲酸乙二酯(PET)或聚酰亞胺(PI)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機柔性薄膜微波信號檢測器及其制作方法，其特征在于，構(gòu)成第一天線臂(201)、第二天線臂(202)和導(dǎo)線(203)的材料包括導(dǎo)電油墨、PEDOT、金、鋁、ITO中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機柔性薄膜微波信號檢測器及其制作方法，其特征在于，構(gòu)成P型層(301)的材料包括并五苯、PDPP2T-TT-0D、酞菁銅、FTTF、P3HT中的一種或多種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機柔性薄膜微波信號檢測器及其制作方法，其特征在于，構(gòu)成N型層(302)的材料包括C6Q、[6，6]-苯基-C61 丁酸辛酯、聚(2，5_ 二 (3，7_ 二甲基辛氧基)氰基對苯二亞甲基)中的一種或多種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機柔性薄膜微波信號檢測器及其制作方法，其特征在于，構(gòu)成絕緣層(6)的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚乙烯苯酚(PVP)、聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)中的一種或多種。7.—種制作有機柔性薄膜微波信號檢測器的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)將柔性襯底(I)依次放入乙醇、丙酮、去離子水溶液中超聲清洗IOmin，清洗過后用氮氣吹干； 2)在清洗過后的柔性襯底(I)上制備第一天線臂(201)、第二天線臂(202)和導(dǎo)線(203); 3)在制作好的第一天線臂(201)和第二天線臂(202)中間制備P型層(301)和N型層(302); 4)在制備好的P型層(301)和N型層(302)上方制備絕緣層(6); 5)將貼片電阻(4)和貼片電容(5)貼在導(dǎo)線(203)空位處。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的步驟2)中，制備第一天線臂(201)、第二天線臂(202)和導(dǎo)線(203)的方法為光刻、打印、真空蒸鍍、磁控濺射中的一種或幾種； 所述的步驟3)中，制備P型層(301)和N型層(302)的方法為真空熱蒸發(fā)； 所述的步驟4)中，制備絕緣層(6)的方法為旋涂。
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種有機柔性薄膜微波信號檢測器及其制作方法，其特征在于，包括柔性襯底(1)、第一天線臂(201)、第二天線臂(202)、導(dǎo)線(203)、P型層(301)、N型層(302)、貼片電阻(4)、貼片電容(5)和絕緣層(6)；該有機柔性薄膜微波信號檢測器采用的天線臂可用于檢測周圍環(huán)境的微波信號，電容和電阻可將微波信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過外部電路可反映出實際反饋的信息，傳感器結(jié)構(gòu)采用有機薄膜的形式，其形狀面積任意，可以貼附于物體表面，且能將其他有機器件集成在同一柔性薄膜上。
【IPC分類】H04B17/318, H01L51/40
【公開號】CN105610524
【申請?zhí)枴緾N201510760220
【發(fā)明人】錢宏昌, 唐瑩, 彭應(yīng)全, 韋一, 王穎
【申請人】中國計量學(xué)院
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月6日