CN106159093B - 柔性光传感器及其制备方法 - Google Patents

柔性光传感器及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106159093B
CN106159093B CN201510187610.1A CN201510187610A CN106159093B CN 106159093 B CN106159093 B CN 106159093B CN 201510187610 A CN201510187610 A CN 201510187610A CN 106159093 B CN106159093 B CN 106159093B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
electrode
optical sensor
photosensitive structure
flexible
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510187610.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106159093A (zh
Inventor
施谢青
翟俊宜
彭铭曾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems
Original Assignee
Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems filed Critical Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems
Priority to CN201510187610.1A priority Critical patent/CN106159093B/zh
Publication of CN106159093A publication Critical patent/CN106159093A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106159093B publication Critical patent/CN106159093B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4228—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors arrangements with two or more detectors, e.g. for sensitivity compensation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0403—Mechanical elements; Supports for optical elements; Scanning arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

本发明公开了一种柔性光传感器及其制备方法。该制备方法包括：在基片表面的缓冲层上制备呈阵列排布的多个光敏结构；形成包覆光敏阵列并填充阵列间的空隙的屏蔽层；去除缓冲层以使由光敏阵列和屏蔽层构成的光敏感层剥离；处理光敏感层以使光敏结构的两端露出屏蔽层；分别在第一、第二柔性绝缘层的表面制备第一、第二电极层；将光敏感层固定在第一、第二柔性绝缘层之间，并使多个光敏结构中的部分或全部中的每一者的两端分别与第一、第二电极层接触。根据本发明可提供一种基于氮化镓纳米线阵列的柔性光传感器。

Description

柔性光传感器及其制备方法
技术领域
本发明涉及光传感器领域，具体地，涉及一种柔性光传感器和该柔性光传感器的制备方法。
背景技术
广义的光传感器可指其某一特性能够随着感应到的光照强度变化而变化的器件。电学特性可随光照强度发生变化的光传感器可与电源、电流放大器等构成光感应电路，当电路中的光传感器感应到不同的光照强度时，该电路可输出相应的电信号。光感应电路可用于显示器件的背光调节和城市照明的节能控制等。
现有技术中的诸如光电二极管、光电三极管等光传感器都是基于硅基工艺制成，形变特性较差，难以适用于需要柔性光传感器的应用场景(诸如可穿戴设备等)。
此外，现有技术中的光传感器通常只能感应到单一方向上的光通量，光吸收效率较低，从而影响探测效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性的光传感器。本发明还提供了该柔性光传感器的制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种柔性光传感器，该柔性光传感器从上到下依次包括第一柔性绝缘层、第一电极层、光敏感层、第二电极层和第二柔性绝缘层，其中：所述光敏感层包括呈阵列排布的多个光敏结构和包覆所述多个光敏结构并填充所述多个光敏结构间的空隙的屏蔽层，所述多个光敏结构中的部分或全部中的每一者的两端露出所述屏蔽层分别与所述第一电极层和所述第二电极层接触；所述光敏结构由半导体材料制成，所述屏蔽层由绝缘材料制成；其中，所述光敏结构与所述第一电极层和所述第二电极层的两个接触点中的至少一个构成肖特基接触。
所述第一柔性绝缘层、所述第二柔性绝缘层和所述屏蔽层中的至少一者是透明的。
优选地，所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一者包括多个彼此绝缘的电极。
优选地，所述多个彼此绝缘的电极为多个均匀分布的栅状电极。
优选地，所述第一电极层和所述第二电极层分别包括所述多个均匀分布的栅状电极，并且在不弯曲的状态下，所述第一电极层中所述栅状电极的排列和所述第二电极层中所述栅状电极的排列具有一定夹角(即不互相平行)，优选为互相垂直。
优选地，所述多个光敏结构中的任意一者为柱状、锥状或片状。
优选地，所述阵列是规则阵列或不规则阵列。
优选地，中所述第一柔性绝缘层和所述第二柔性绝缘层中至少一者的材料为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PDMS(聚二甲基硅氧烷)、PVDF(聚偏氟乙烯)或PE(聚乙烯)。
优选地，制成所述光敏结构的半导体材料为氮化镓，所述第一电极层和所述第二电极层中至少一者的材料为ITO(氧化铟锡，也称导电玻璃)、金、银、铂或钯。
优选地，制成所述屏蔽层的绝缘材料为环氧树脂、PDMS或任意一种光刻胶(诸如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)光刻胶等)。
优选地，所述光敏结构每端露出所述屏蔽层的长度在1纳米-500纳米的范围内。
本发明还公开了一种制备如上所述的柔性光传感器的制备方法，该制备方法包括：在基片表面的缓冲层上制备呈阵列排布的所述多个光敏结构；形成包覆所述多个光敏结构并填充所述多个光敏结构间的空隙的所述屏蔽层；去除所述缓冲层以使由所述多个光敏结构和所述屏蔽层构成的所述光敏感层剥离；处理所述光敏感层以使所述光敏结构的两端露出所述屏蔽层；在所述第一柔性绝缘层的下表面制备所述第一电极层，以及在所述第二柔性绝缘层的上表面制备所述第二电极层；将所述光敏感层固定在所述第一柔性绝缘层和所述第二柔性绝缘层之间，并使所述多个光敏结构中的部分或全部中的每一者的两端分别与所述第一电极层和所述第二电极层接触。
优选地，通过化学气象沉积、分子束外延或刻蚀工艺在所述缓冲层上制备呈阵列排布的所述多个光敏结构。
优选地，采用旋涂法或浇筑法形成所述屏蔽层。
优选地，该方法还包括：在制备所述多个光敏结构之后并且在形成所述屏蔽层之前，清洗表面制备有所述多个光敏结构的所述基片。
优选地，形成所述第一电极层和/或所述第二电极层包括：采用光刻工艺在相应的所述柔性绝缘层表面定义电极图案；对所述电极图案进行显影和烘干处理；采用磁控溅射工艺在该柔性绝缘层表面被定义了所述电极图案的区域形成相应的所述电极层。
优选地，所述缓冲层为二氧化硅层，并采用氢氟酸溶液腐蚀所述缓冲层以去除所述缓冲层。
优选地，采用所述氧等离子体处理所述光敏感层以使所述光敏结构的两端露出所述屏蔽层。
通过上述技术方案，可得到柔性的光传感器。该柔性光传感器可广泛用于诸如柔性显示屏的各种可发生弯曲的应用场景。优选地，本发明提供的光传感器还可感应到来自各个方向的光照，能有效提高感应的准确度和精度。此外，根据本发明的一些实施方式所提供的传感器可提供针对细分区域的精确光感应和/或可用于高温应用场景。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明第一优选实施方式的柔性光传感器的纵向剖面示意图。
图2是根据本发明第二优选实施方式的柔性光传感器的纵向剖面示意图。
图3a是根据本发明第三优选实施方式的柔性光传感器的第一柔性绝缘层的下表面的示意图；
图3b是是根据本发明第三优选实施方式的柔性光传感器的第二柔性绝缘层的上表面的示意图。
图4示出了根据本发明优选实施方式的柔性光传感器的制备方法。
图5示出了根据本发明一种优选实施方式的柔性光传感器在不同光照条件下的电学特性曲线。
图6示出了根据本发明一种优选实施方式的柔性光传感器在弯曲和不弯曲的情况下的电学特性曲线。
附图标记说明
100 第一柔性绝缘层 200 第一电极层
300 光敏感层 301 屏蔽层
302 光敏结构 400 第二电极层
500 第二柔性绝缘层 600 外接电路
201、401 单个电极
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、横、纵”指附图中的相对方向；“透明”指可被入射光中的部分或全部所穿透；规则阵列指行和列严格对齐的阵列，不规则阵列指构成阵列的各个个体未严格对齐的阵列，不规则阵列包括构成阵列的各个个体散乱排列的情况。
图1是根据本发明的第一优选实施方式的柔性光传感器的纵向剖面示意图。该柔性光传感器从上到下依次包括第一柔性绝缘层100、第一电极层200、光敏感层300、第二电极层400和第二柔性绝缘层500。
两个柔性绝缘层100和500为柔性绝缘薄膜，可起到封装、保护和支撑其他部件的作用。两个电极层200和400可分别位于柔性绝缘层100下表面和柔性绝缘层500的上表面上。图1所示的电极层200和400可均为平铺在相应柔性绝缘层表面的片状电极。光敏感层300位于柔性绝缘层100和500之间。光敏感层300包括多个光敏结构302和包覆这些光敏结构302并填充光敏结构302间的空隙的屏蔽层301。屏蔽层301可对包覆在其中的光敏结构302起固定、隔离和保护的作用。光敏结构302的两端可露出屏蔽层301分别与电极层200和400接触，并且该光敏结构与两个电极层的接触点中的至少一个接触点可构成肖特基接触。
外接电路600的两端可分别电连接至电极层200和400，使得第一电极层200、光敏结构302、第二电极层400以及外接电路600可构成连通回路。可将外接电信号施加在两个电极层200和400上，当该柔性光传感器感应到不同强度的光照时，由于光电效应和肖特基势垒的存在，柔性光传感器可呈现不同的电学特性，因此可通过测量电极层200和400间的电压以及回路中的电流得到柔性光传感器当前的电学特性，以确定当前的光照强度，或者可利用随光照强度变化而变化的输出电信号来实现相应操作。
光敏结构302由半导体材料制成。优选地，所述光敏结构可由诸如氮化镓等具有优越光敏特性的半导体材料制成。当光敏结构302的材料为氮化镓时，电极层200和400中的至少一者可以由能够与氮化镓构成肖特基接触的导电材料制成，其可以为ITO(氧化铟锡，也称导电玻璃)、金、银、铂、钯等导电材料，优选为ITO，因为ITO具有更好的透明度，有利于充分感应各个方向的光通量、提高感应灵敏度。优选地，光敏结构302与两个电极层间的两个接触点均构成肖特基接触。根据本发明的其他实施方式，该两个接触点中也可仅有一个接触点构成肖特基接触。
多个光敏结构302可呈规则或不规则的阵列排布。单个光敏结构302可以是柱状、锥状或片状等多种形状，对单个光敏结构302的形状没有特殊要求。优选地，在不弯曲状态下，单个的光敏结构302与柔性绝缘层100和500的表面垂直。
柔性绝缘层100、500和屏蔽层301中的至少一者可以由透明材料制成，以使光可到达光敏结构302。
优选地，柔性绝缘层100和500中的至少一者可由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PDMS(聚二甲基硅氧烷)、PVDF(聚偏氟乙烯)或PE(聚乙烯)等柔性透明绝缘材料制成，更优选为PET。每个柔性绝缘层的厚度范围可以在几百纳米到几十微米的范围内。两个柔性绝缘层100和500的材料和/或厚度可相同或不同。
优选地，屏蔽层301可由各种正、负型光刻胶、环氧树脂、PDMS等透明的高分子绝缘材料制成，优选为PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)光刻胶。
根据本发明的某个优选实施方式，柔性绝缘层100、500和屏蔽层301可都由透明材料制成，从而使该柔性光传感器可感应到来自各个方向的光通量。
图2示出了根据本发明的第二优选实施方式的柔性光传感器的纵向剖面示意图。图2所示的实施方式与图1所示的实施方式的主要区别在于，第一电极层200包括多个彼此绝缘的电极201，以分别感应照射到不同区域上的光照信号。第一电极层200所包括的多个电极201可以为多个彼此绝缘的栅状电极201。可将外接电路600的一端电连接至覆盖感兴趣区域的栅状电极201，另一端电连接至第二电极层400，使得感兴趣区域的栅状电极201、与该栅状电极201接触的光敏结构302、第二电极层400和外接电路600构成连通回路，当感兴趣区域感应到的光照强度变化时电路中的电信号发生相应变化，从而通过该柔性光传感器可实现分区感应。此外，当第一电极层200由透明度较差的导电材料制成时，这种栅状结构也有利于提高能够到达光敏结构302的光通量。
图2所示为较为理想的情况，在实际制备过程中，可能有部分光敏结构302的位置对应于不同栅状电极201之间的绝缘区，使得这些光敏结构302的上端不与任何栅状电极201接触，这样的光敏结构302可被认为是无效结构，无效结构的存在不影响本发明的实现。
图3a是根据本发明第三优选实施方式的柔性光传感器的第一柔性绝缘层100的下表面的示意图；图3b是是根据本发明第三优选实施方式的柔性光传感器的第二柔性绝缘层500的上表面的示意图。图3a和3b所示的实施方式中，第一电极层200和第二电极层400都包括多个彼此绝缘的栅状电极，并且在不弯曲状态下，第一电极层200中栅状电极201的排列和第二电极层400中栅状电极401的排列具有一定夹角(即不互相平行)，优选为互相垂直(如图所示)。电极层200和400上的黑色圆点用于表示相应电极层与光敏结构(未示出)间的接触点。
图3a和3b所示的实施方式有利于实现更为精准的分区感应。可将既与某个栅状电极201接触又与某个栅状电极401接触的若干个光敏结构(未示出)对应的光感应区域视为一个像素点，可通过将一个外接电路(未示出)的两端分别电连接至相应栅状电极201和栅状电极401，使得该栅状电极201、该栅状电极401、两端分别与这两个栅状电极接触的光敏结构以及外接电路构成连通回路，从而精确感应该像素点的光照强度。可通过多个外接电路分别感应多个这样的像素点的光照强度，以实现以像素为单位的精确感应和控制。
同样，图3a和3b所示为较为理想的实施情况，在实际制备过程中，可能有部分光敏结构302的一端或两端不与电极层接触，这样的光敏结构302可被认为是无效结构，无效结构的存在不影响本发明的实现。
图4示出了根据本发明优选实施方式的柔性光传感器的制备方法。现有技术中，由于制备工艺的限制，诸如氮化镓等光敏性能优越的半导体材料不易于直接在柔软基底上生长，而现有技术中基底转移又仅限于单根纳米线(诸如氮化镓纳米线)的转移，很难实现大面积阵列的基底转移。图4所示的实施方式提供了一种制备具有优越光敏性能的柔性光传感器的方法。
S1，可在基片表面的缓冲层上制备呈阵列排布的所述多个光敏结构。可选用表面镀有缓冲层(例如二氧化硅层)的硅片作为基片，可通过化学气象沉积(CVD)、分子束外延法(MBE)或刻蚀等工艺在缓冲层上制备呈阵列排布的所述多个光敏结构(例如多根纳米线)。例如，在利用CVD法制备作为光敏结构阵列的氮化镓阵列的过程中，可将金属镓(Ga)作为镓源、将氮气(N2)作为氮源并且以金属镍(Ni)作为催化剂，高温下镓和氮气反应生成氮化镓。氮化镓阵列可垂直分布在缓冲层表面。也可采用本领域技术人员已知的其他任何适用方法在具有缓冲层的基片上制备该光敏阵列。
S2，优选地，可清洗表面制备有光敏阵列的基片。例如，可依次用丙酮、无水乙醇和去离子水清洗该基片，然后在100℃下烘干2小时。也可采用本领域技术人员已知的其他任何适用方法清洗该基片。
S3，可形成屏蔽层。可采用旋涂法或浇筑法形成该屏蔽层，屏蔽层将光敏结构阵列包覆在中间并填充光敏结构件的空隙。例如，可将清洗过的基片放置在匀涂台上旋涂某种透明绝缘材料(例如，某种光刻胶)，例如以5000转/分钟的速度匀涂PMMA，再放入烘胶台上以150℃的温度烘10分钟。也可采用本领域技术人员已知的其他任何适用方法形成该屏蔽层。
S4，去除缓冲层以使由光敏阵列和屏蔽层构成的光敏感层剥离。当缓冲层为二氧化硅时，可将基片放在氢氟酸溶液(例如1:10的氢氟酸溶液)中一段时间，以腐蚀所述缓冲层，使光敏感层剥离。也可采用本领域技术人员已知的其他任何适用方法去除该屏蔽层。
S5，处理光敏感层以使光敏阵列中多个光敏结构的两端露出屏蔽层。例如，可使用氧等离子体处理光敏阵列的两端，使其中的多个光敏结构的两端露出屏蔽层。也可采用本领域技术人员已知的其他任何适用方法处理光敏感层以使多个光敏结构露出屏蔽层。
S6，分别在两个柔性绝缘层的表面制备第一电极层和第二电极层。制备任意一个电极层的过程可包括：可采用光刻工艺在相应柔性绝缘层的表面定义所需的电极图案，然后对所述电极图案进行显影和烘干处理，再采用磁控溅射工艺在该柔性绝缘层表面上被定义了电极图案的区域形成相应电极层。也可采用本领域技术人员已知的其他任何适用方法在两个柔性绝缘层的表面分别制备第一电极层和第二电极层。
S7，可将所述光敏感层固定在两个柔性绝缘层之间，并且使得光敏阵列中的部分或全部光敏结构中每一者的两端分别与第一电极层和第二电极层接触。例如，根据本发明优选实施方式，可用表面均制备有ITO电极层的两个PET柔性绝缘层夹住由氮化镓阵列和PMMA屏蔽层构成的光敏感层，然后在高温下(例如150℃左右)真空退火一段时间(例如两小时)，以固定相应部件。根据该优选实施方式得到的柔性光传感器可适用于高温(例如150℃左右)应用场景。也可采用本领域技术人员已知的其他任何适用方法固定相应部件。
在某些实施方式下，由于工艺等原因，光敏阵列中的部分光敏结构的一端甚至两端未与相应的电极层接触，这部分光敏结构可被视为无效光敏结构。无效光敏结构的存在不影响本发明的实施。
图5和图6示出了对根据本发明的第一优选实施方式得到的一个柔性光传感器进行测试得到的结果。作为测试对象的该柔性光传感器的上下两个柔性绝缘层均为PET薄膜，两个电极层均为ITO片状电极层，光敏阵列由氮化镓制成，屏蔽层材料为PMMA，其中光敏感层厚度为7微米，氮化镓结构每端露出屏蔽层约10纳米。
图5示出了对第一电极层和第二电极层施加不同电信号时，在黑暗条件下和在有光照条件下分别测量得到的第一电极层和第二电极层间的电压值(横坐标)和回路中的电流值(纵坐标)。可以看出该柔性光传感器在黑暗条件下和在有光照条件下呈现出明显不同的电学特性。
图6示出了在相同光照条件下对第一电极层和第二电极层施加不同电信号时，在该柔性光传感器弯曲和不弯曲的情况下分别测量得到的第一电极层和第二电极层间的电压值(横坐标)和回路中的电流值(纵坐标)。从图中可看出，弯曲可增加该柔性光传感器的灵敏度和探测极限。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (21)

1.一种柔性光传感器，该柔性光传感器从上到下依次包括第一柔性绝缘层、第一电极层、光敏感层、第二电极层和第二柔性绝缘层，其中：
所述光敏感层包括呈阵列排布的多个光敏结构和包覆所述多个光敏结构并填充所述多个光敏结构间的空隙的屏蔽层，所述多个光敏结构中的部分或全部中的每一者的两端露出所述屏蔽层分别与所述第一电极层和所述第二电极层接触；
所述光敏结构由半导体材料制成，所述屏蔽层由绝缘材料制成；
其中，所述光敏结构与所述第一电极层和所述第二电极层的两个接触点中的至少一个构成肖特基接触。
2.根据权利要求1所述的柔性光传感器，其中所述第一柔性绝缘层、所述第二柔性绝缘层和所述屏蔽层中的至少一者是透明的。
3.根据权利要求1所述的柔性光传感器，其中所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一者包括多个彼此绝缘的电极。
4.根据权利要求3所述的柔性光传感器，其中所述多个彼此绝缘的电极为多个均匀分布的栅状电极。
5.根据权利要求4所述的柔性光传感器，其中所述第一电极层和所述第二电极层分别包括所述多个均匀分布的栅状电极，并且在不弯曲的状态下，所述第一电极层中所述栅状电极的排列和所述第二电极层中所述栅状电极的排列具有一定夹角。
6.根据权利要求5所述的柔性光传感器，其中所述第一电极层中所述栅状电极的排列和所述第二电极层中所述栅状电极的排列互相垂直。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的柔性光传感器，其中所述多个光敏结构中的任意一者为柱状、锥状或片状。
8.根据权利要求7所述的柔性光传感器，其中所述阵列是规则阵列或不规则阵列。
9.根据权利要求8所述的柔性光传感器，其中所述第一柔性绝缘层和所述第二柔性绝缘层中至少一者的材料为PET、PDMS、PVDF或PE。
10.根据权利要求9所述的柔性光传感器，其中制成所述光敏结构的半导体材料为氮化镓。
11.根据权利要求10所述的柔性光传感器，其中所述第一电极层和所述第二电极层中至少一者的材料为ITO、金、银、铂或钯。
12.根据权利要求1所述的柔性光传感器，其中制成所述屏蔽层的绝缘材料为高分子材料。
13.根据权利要求12所述的柔性光传感器，其中制成所述屏蔽层的绝缘材料为PDMS、环氧树脂、PMMA光刻胶。
14.根据权利要求1所述的柔性光传感器，其中所述光敏结构每端露出所述屏蔽层的长度在1纳米-500纳米的范围内。
15.一种制备如权利要求1-14中任一权利要求所述的柔性光传感器的制备方法，该制备方法包括：
在基片表面的缓冲层上制备呈阵列排布的所述多个光敏结构；
形成包覆所述多个光敏结构并填充所述多个光敏结构间的空隙的所述屏蔽层；
去除所述缓冲层以使由所述多个光敏结构和所述屏蔽层构成的所述光敏感层剥离；
处理所述光敏感层以使所述光敏结构的两端露出所述屏蔽层；
在所述第一柔性绝缘层的下表面制备所述第一电极层，以及在所述第二柔性绝缘层的上表面制备所述第二电极层；
将所述光敏感层固定在所述第一柔性绝缘层和所述第二柔性绝缘层之间，并使所述多个光敏结构中的部分或全部中的每一者的两端分别与所述第一电极层和所述第二电极层接触。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，通过化学气象沉积、分子束外延或刻蚀工艺在所述缓冲层上制备呈阵列排布的所述多个光敏结构。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，采用旋涂法或浇筑法形成所述屏蔽层。
18.根据权利要求15-17中任一权利要求所述的方法，该方法还包括：
在制备所述多个光敏结构之后并且在形成所述屏蔽层之前，清洗表面制备有所述多个光敏结构的所述基片。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，制备所述第一电极层和/或所述第二电极层包括：
采用光刻工艺在相应的所述柔性绝缘层表面定义电极图案；
对所述电极图案进行显影和烘干处理；
采用磁控溅射工艺在该柔性绝缘层表面被定义了所述电极图案的区域形成相应的所述电极层。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述缓冲层为二氧化硅层，并采用氢氟酸溶液腐蚀所述缓冲层以去除所述缓冲层。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，采用氧等离子体处理所述光敏感层以使所述光敏结构的两端露出所述屏蔽层。
CN201510187610.1A 2015-04-20 2015-04-20 柔性光传感器及其制备方法 Active CN106159093B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510187610.1A CN106159093B (zh) 2015-04-20 2015-04-20 柔性光传感器及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510187610.1A CN106159093B (zh) 2015-04-20 2015-04-20 柔性光传感器及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106159093A CN106159093A (zh) 2016-11-23
CN106159093B true CN106159093B (zh) 2018-10-16

Family

ID=58058069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510187610.1A Active CN106159093B (zh) 2015-04-20 2015-04-20 柔性光传感器及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106159093B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106698333A (zh) * 2017-01-16 2017-05-24 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种选区外延纳米柱阵列的有序转移方法
CN108726466B (zh) * 2017-04-18 2024-07-30 北京纳米能源与系统研究所 新型的电极结构和多功能传感器阵列及使用他们的多功能传感装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101866975A (zh) * 2010-05-29 2010-10-20 兰州大学 一种半导体传感器及制备方法
CN201638834U (zh) * 2010-04-14 2010-11-17 大连海事大学 一种纳米线异质结阵列基紫外光探测器
CN102177442A (zh) * 2008-10-10 2011-09-07 皇家飞利浦电子股份有限公司 光方向性传感器
CN102290423A (zh) * 2010-06-16 2011-12-21 采钰科技股份有限公司 图像传感器装置的制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102177442A (zh) * 2008-10-10 2011-09-07 皇家飞利浦电子股份有限公司 光方向性传感器
CN201638834U (zh) * 2010-04-14 2010-11-17 大连海事大学 一种纳米线异质结阵列基紫外光探测器
CN101866975A (zh) * 2010-05-29 2010-10-20 兰州大学 一种半导体传感器及制备方法
CN102290423A (zh) * 2010-06-16 2011-12-21 采钰科技股份有限公司 图像传感器装置的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106159093A (zh) 2016-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11545610B2 (en) Piezoelectric sensor, pressure detecting device, manufacturing methods and detection method
CN107507876B (zh) 一种β-Ga2O3基日盲紫外光电探测器阵列及其制备方法
JP5937006B2 (ja) 単一またはいくつかの層のグラフェン・ベースの光検出デバイスおよびその形成方法
US7763912B2 (en) Columnar electric device and production method thereof
CN105720063B (zh) 阵列基板及其制备方法、传感器和探测设备
CN106935601B (zh) 半导体器件、阵列基板和半导体器件的制造方法
CN106062956B (zh) 制造光二极管检测器的方法
CN103474474A (zh) Tft及其制作方法、阵列基板及其制作方法、x射线探测器
CN109994495A (zh) X射线检测器
CN108183122A (zh) 触控显示装置及其制作方法
CN106159093B (zh) 柔性光传感器及其制备方法
WO2014000352A1 (zh) 一种用于检测二维光点位置的传感器
JP2020150161A (ja) 光検出器及びライダー装置
CN111180546B (zh) 多层单晶硅纳米膜/石墨烯光电探测器及制备方法
CN107240611B (zh) 一种光电探测器件及其制备方法、触控基板及显示面板
CN105810830B (zh) 一种基于三维共形石墨烯的柔性光电传感器及其制作方法
CN105047674A (zh) 阵列基板及其制备方法和显示装置
CN104898896B (zh) 一种阵列基板及其制备方法、光学触控屏和显示装置
KR101611711B1 (ko) 핀 다이오드의 제조방법 및 이를 이용한 엑스레이 디텍터의 제조방법
CN108573983A (zh) 光学探测器及其制备方法、指纹识别传感器、显示装置
CN102543675B (zh) 玻璃衬底的处理方法
CN106252454B (zh) 一种光电探测器及光电探测装置
CN108447939A (zh) 一种柔性透明紫外异质结光电传感器及其制备方法
CN108231804A (zh) 一种光电探测单元及其制造方法、光电探测设备
CN105552086A (zh) 光感测装置及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant