[发明专利]柔性电子器件及其制造方法

说明书

本申请公开了一种制备柔性电子器件的方法，包括准备带孔的柔性滤膜；准备一个或多个经图形化的掩膜版；通过真空抽滤在所述经图形化的掩膜版和所述滤膜上分别形成一层或多层柔性材料；以及去除所述掩膜版。本申请还公开了一种柔性电子器件。

技术领域

本申请属于电子器件和电子线路领域，尤其涉及柔性电子器件及其制造方法。

背景技术

近些年，柔性可穿戴电子产品受到了广泛的关注也得到了深入的研究。作为柔性可穿戴电子产品的一个分支，对全柔性薄膜晶体管(TFTs)的研发也在持续进行。从材料的角度讲，全柔性的薄膜晶体管要求其所有的组成部分采用的材料都是柔性的。低维材料(low dimensional materials,LDM)，例如氮化硼(h-BN),石墨烯及其衍生物，碳纳米管，黑磷，以及过渡金属硫族化合物(TMD)族等等，其独特的原子结构赋予了它们优秀的柔性以及导电特性。但是如何将这些材料制备成为全柔性器件仍然是悬而未决的问题。

由于低维材料对于等离子束的抵抗能力弱，并且本身的原子结构同质性也比较高，因此无法采用传统的等离子刻蚀工艺来对低维材料进行图形化而同时保证不破坏在相同平台上的其他组件。

现在制造低维材料晶体管的方法一般是采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为媒介来转移低维材料，然后蒸镀金属作为电极。这种方法会使整个器件的透明度大大降低。并且，由于晶体管之间缺少隔离因此无法利用该方法制备的晶体管来构建集成电路。

利用打印法来制备柔性TFT可以同时对材料进行沉积和图案化，并且成本相对比较低廉。但是打印法也存在着各种问题，使得打印法目前只能停留在实验室阶段。以喷涂打印法为例，咖啡渍圈环效应、复杂的固体-液体界面、喷涂材料的流体状态、以及溶剂的挥发速率都会严重的影响图形的分辨率以及喷涂的薄膜的质量。目前来说，利用打印法实现的分割距离为20μm,并体现出明显的卵状边界。并且，适用于打印法的材料仅限于微粒和聚合物。尽管有些研究人员尝试将例如碳纳米管和石墨烯这样的低维材料应用在打印法中，但是所形成的薄膜质量差强人意。而薄膜质量对于栅介质材料的可靠性有着至关重要的影响。

因此，需要一种对低维材料进行沉积和图形化的柔性晶体管集成制造方法。

发明内容

本申请提供了一种制备柔性电子器件的方法，包括准备带孔的柔性滤膜；准备一个或多个经图形化的掩膜版；通过真空抽滤在所述经图形化的掩膜版和所述滤膜上分别形成一层或多层柔性材料；以及去除所述掩膜版。

特别的，所述方法还包括在所述电子器件的全部结构形成后，填充所述滤膜的孔。

特别的，所述掩膜版为光刻胶层；所述准备经图形化的掩膜版包括，在所述滤膜上形成光刻胶层，以及对所述光刻胶层进行图形化；所述去除所述掩膜版包括去除所述光刻胶层。

特别的，所述柔性材料包括一维或二维材料。

特别的，当所述电子器件为晶体管的时候，所述柔性材料至少包括半导体性碳纳米管、金属性碳纳米管，和/或石墨烯氧化物。

特别的，中对所述经图形化的掩膜版包括与所述电子器件结构对应的图形以及与对准标记对应的图形。

特别的，形成所述柔性材料时，针对所述对准标记图形采用的柔性材料溶液浓度大于形成所述电子器件结构图形的柔性材料溶液浓度。

本申请还提供了一种柔性电子器件，包括带有孔的柔性滤膜，以及形成在所述柔性滤膜上的一层或多层柔性材料。

特别的，所述柔性材料包括一维或二维材料。

特别的，当所述电子件为晶体管时，所述柔性材料至少包括半导体性碳纳米管、金属性碳纳米管和/或石墨烯氧化物。

特别的，所述孔的直径范围为0.4-0.5μm，和/或所述孔的密度为0.4-0.5/μm2。