能伸长的光电子器件、其制造方法、包括其的装置、发光器件、传感器系统和传感器电路的制作方法
【专利说明】能伸长的光电子器件、其制造方法、包括其的装置、发光器 件、传感器系统和传感器电路
[oow] 相关申请
[0002] 本申请要求于2014年10月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No. 10-2014-0133557的优先权,将其全部公开内容完全引入本文作为参考。
技术领域
[0003] 本公开内容设及能伸长的和/或能折叠的光电子器件、其制造方法、和包括所述 能伸长的和/或能折叠的光电子器件的装置。
【背景技术】
[0004] 近来,对柔性电子装置的兴趣已经增加。柔性电子学是运样的技术:其中,通过将 电子器件安装在能弯曲的基底例如塑料基底上,电子电路/装置可被弯曲或折叠。特别地, 柔性电子学已作为下一代技术在显示器领域中引起关注。
[0005] 对能伸长的(能伸展的)电子装置W及柔性电子装置的期望已显现。柔性电子装 置可在保持其长度的同时弯曲。能伸长的电子装置可弯曲并且其长度也可增加。因此,预 计能伸长的电子设备作为一项技术在新的应用中是有用的。
【发明内容】
[0006] 本公开内容设及具有优异的特性的能伸长的/能折叠的光电子器件。
[0007] 提供包括石墨締层和/或含有量子点(QD)的层的能伸长的/能折叠的光电子器 件。
[0008] 提供具有优异的耐久性的能伸长的/能折叠的光电子器件。提供即使通过反复的 伸长和/或折叠操作也可正常地运行而未使特性恶化且未使效率降低的能伸长的/能折叠 的光电子器件。
[0009] 提供具有能伸长的或能折叠的活性面(例如,发光面)的能伸长的/能折叠的光 电子器件。
[0010] 提供制造所述能伸长的/能折叠的光电子器件的方法。 W11] 提供包括所述能伸长的/能折叠的光电子器件的装置。
[0012] 另外的方面将在W下描述中部分地阐明并且部分地将从所述描述明晰,或者可通 过实例实施方式的实践获知。
[0013] 根据实例实施方式,能伸长的光电子器件包括:包括弹性体聚合物并且能伸长的 基底;和在所述基底上的光电子器件部分。所述光电子器件部分包括石墨締层和含有量子 点(QD)的层。所述光电子器件部分配置成具有波状结构W便为能伸长的。
[0014] 在实例实施方式中,所述能伸长的光电子器件可进一步包括包含弹性体聚合物的 封盖(capping)层。所述封盖层可为能伸长的。所述封盖层可在所述光电子器件部分上。
[0015] 在实例实施方式中,所述光电子器件部分可位于机械中性面(MN巧上、或MNP附 近。
[0016] 在实例实施方式中,所述封盖层的弹性体聚合物可包括如下的至少一种:基于娃 的聚合物、聚氨醋(PU)、聚氨醋丙締酸醋(PUA)、丙締酸醋聚合物、和丙締酸醋Ξ元共聚物。 所述基于娃的聚合物可包括如下的至少一种:聚二甲基硅氧烷(PDM巧、聚苯基-甲基娃氧 烧、和六甲基^硅氧烷。
[0017] 在实例实施方式中,所述能伸长的光电子器件可进一步包括与所述光电子器件部 分的表面连接的塑料(塑性)材料层。所述塑料材料层可在所述基底与所述光电子器件部 分之间或者所述光电子器件部分可在所述基底与所述塑料材料层之间。
[0018] 在实例实施方式中,所述塑料材料层可包括如下的至少一种:聚糞二甲酸乙二醇 醋(PEN)、聚酷亚胺(PI)、和聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)。
[0019] 在实例实施方式中,所述塑料材料层可具有范围为约0. 5 μ m-约30 μ m的厚度。
[0020] 在实例实施方式中,所述光电子器件部分的波状结构可具有范围为约10 μ m-约 2mm的平均波长,并且所述光电子器件部分的波状结构可具有范围为约lOOnm-约1mm的平 均振幅。
[0021] 在实例实施方式中,所述光电子器件部分可为如下的一种:发光器件部分、光伏器 件部分、和光检测器件部分。
[0022] 在实例实施方式中,所述光电子器件部分可包括在所述基底上的第一电极、在所 述第一电极上的发光层、和在所述发光层上的第二电极。所述第一和第二电极之一可为阳 极。所述阳极可包括所述石墨締层,和所述发光层包括所述含有QD的层。
[0023] 在实例实施方式中,所述光电子器件部分可进一步包括如下的至少一个:在所述 阳极与所述发光层之间的空穴传输层(HTL);和在所述发光层与来自所述第一和第二电极 之中的阴极之间的电子传输层巧化)。
[0024] 在实例实施方式中,所述光电子器件部分可进一步包括在所述阳极与所述HTL之 间的空穴注入层化IL)。
[00巧]在实例实施方式中,所述光电子器件部分可进一步包括接触所述石墨締层的聚 (3, 4-亚乙基二氧嚷吩)(阳DOT)层。
[00%] 在实例实施方式中,所述石墨締层可渗杂有P-型渗杂剂。
[0027] 在实例实施方式中,所述基底的弹性体聚合物可包括如下的至少一种:基于娃的 聚合物、聚氨醋(PU)、聚氨醋丙締酸醋(PUA)、丙締酸醋聚合物、和丙締酸醋Ξ元共聚物。所 述基于娃的聚合物可包括如下的至少一种:聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯基-甲基硅氧烷、 和六甲基二硅氧烷。
[0028] 在实例实施方式中,所述能伸长的光电子器件可具有等于或大于5%的应变。
[0029] 在实例实施方式中,所述能伸长的光电子器件可为能折叠的器件。
[0030] 根据实例实施方式,装置可包括所述能伸长的光电子器件W及与所述能伸长的光 电子器件连接的电路。
[0031] 根据实例实施方式,发光器件包括:包括弹性体聚合物的第一材料层;面对所述 第一材料层并且包括弹性体聚合物的第二材料层;和在所述第一与第二材料层之间的发光 器件部分。所述发光器件部分包括发光层,所述发光层包括含有量子点(QD)的层。所述发 光器件部分配置成使得所述发光层的发光面为能伸长的和能折叠的之一。
[0032] 在实例实施方式中,所述发光器件部分可进一步包括石墨締层。所述石墨締层可 在所述第一材料层和所述第二材料层的一个与所述发光层之间。
[0033] 在实例实施方式中,所述发光器件可进一步包括在所述第一材料层和所述第二材 料层的所述一个与所述发光器件部分之间的塑料层。所述石墨締层可在所述塑料层与所述 含有QD的层之间。
[0034] 在实例实施方式中,所述塑料层可包括如下的至少一种:聚糞二甲酸乙二醇醋 (PEN)、聚酷亚胺(PI)、和聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)。
[0035] 所述发光器件部分可包括顺序地堆叠在所述第一材料层或所述第二材料层上的 第一电极、空穴传输层(HTL)、发光层、电子传输层巧化)、和第二电极。所述第一电极可包 括石墨締。
[0036] 在实例实施方式中,所述发光器件部分可配置成具有波状结构。
[0037] 在实例实施方式中,所述第一材料层和所述第二材料层的至少一个中的弹性体聚 合物可包括如下的至少一种:基于娃的聚合物、聚氨醋(PU)、聚氨醋丙締酸醋(PUA)、丙締 酸醋聚合物、和丙締酸醋Ξ元共聚物。
[0038] 在实例实施方式中,所述基于娃的聚合物可包括如下的至少一种:聚二甲基娃氧 烧(PDM巧、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基^硅氧烷。
[0039] 根据实例实施方式,装置可包括所述发光器件W及与所述发光器件连接的电路。
[0040] 根据实例实施方式,制造能伸长的光电子器件的方法包括:在第一基底上形成塑 料层;在所述塑料层上形成光电子器件部分,所述光电子器件部分包括石墨締层和含有量 子点(QD)的层;将堆叠结构体从所述第一基底分离,所述堆叠结构体包括所述塑料层和所 述光电子器件部分;在使第二基底水平地伸长时将所述堆叠结构体附着至所述第二基底; 和通过除去施加至所述第二基底的拉伸应力而在所述光电子器件部分中形成波状结构。
[0041] 在实例实施方式中,所述方法可进一步包括在所述光电子器件部分上形成包括弹 性体聚合物的封盖层。
[0042] 在实例实施方式中,所述封盖层的弹性体聚合物可包括如下的至少一种:聚氨醋 (PU)、聚氨醋丙締酸醋(PUA)、丙締酸醋聚合物、丙締酸醋Ξ元共聚物、和基于娃的聚合物。 所述基于娃的聚合物可包括如下的至少一种:PDMS、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二娃氧 烧。
[0043] 在实例实施方式中,塑料层可包括如下的至少一种:聚糞二甲酸乙二醇醋(阳脚、 聚酷亚胺(PI)、和聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)。
[0044] 在实例实施方式中,在所述塑料层上形成光电子器件部分可包括在所述塑料层上 顺序地形成第一电极、空穴传输层(HTL)、发光层、电子传输层巧化)、和第二电极。所述第 一电极可包括所述石墨締层。所述发光层可包括所述含有QD的层。
[0045] 在实例实施方式中,将所述堆叠结构体附着至所述第二基底可包括将所述塑料层 设置在所述第二基底与所述光电子器件部分之间。
[0046] 在实例实施方式中,将所述堆叠结构体附着至所述第二基底可包括将所述光电子 器件部分设置在所述第二基底与所述塑料层之间。
[0047] 在实例实施方式中,将所述堆叠结构体附着至所述第二基底可进一步包括在所述 第二基底与所述光电子器件部分之间设置粘合剂层。
[0048] 在实例实施方式中,所述第二基底的弹性体聚合物可包括如下的至少一种:基于 娃的聚合物、聚氨醋(PU)、聚氨醋丙締酸醋(PUA)、丙締酸醋聚合物、和丙締酸醋Ξ元共聚 物。所述基于娃的聚合物可包括如下的至少一种:聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯基-甲基娃 氧烧、和六甲基二硅氧烷。在实例实施方式中,所述第一基底可包括在刚性基底上的聚合物 基底。所述刚性基底可为与所述聚合物基底相比更刚性的。所述刚性基底可为玻璃基底。
[0049] 根据实例实施方式,制造能伸长的光电子器件的方法包括:使包括弹性体聚合物 的基底水平地伸长W将所述基底转变成伸长的基底;在所述伸长的基底上形成包括石墨締 层和含有量子点(QD)的层的光电子器件部分;和通过除去施加至所述基底的拉伸应力而 在所述光电子器件部分中形成波状结构。
[0050] 在实例实施方式中,在形成所述光电子器件部分时,所述石墨締层可接触所述基 底。
[0051] 在实例实施方式中,在所述伸长的基底上形成所述光电子器件部分可包括在所述 伸长的基底上顺序地形成第一电极、空穴传输层(HTL)、发光层、电子传输层巧化)、和第二 电极。所述第一电极可包括所述石墨締层和所述发光层可包括所述含有QD的层。
[0052] 在实例实施方式中,在所述伸长的基底上形成所述光电子器件部分可包括在另外 的基底上形成所述光电子器件部分,然后将所述光电子器件部分附着至所述伸长的基底。 所述含有QD的层可在所述伸长的基底与所述石墨締层之间。
[0053] 在实例实施方式中,所述方法可进一步包括在所述光电子器件部分上形成包括弹 性体聚合物的封盖层。
[0054] 在实例实施方式中,所述基底的弹性体聚合物可包括如下的至少一种:基于娃的 聚合物、聚氨醋(PU)、聚氨醋丙締酸醋(PUA)、丙締酸醋聚合物、和丙締酸醋Ξ元共聚物。所 述基于娃的聚合物可包括选自如下的至少一种:聚二甲基硅氧烷(PDM巧、聚苯基-甲基娃 氧烧和六甲基^硅氧烷。
[0055] 根据实例实施方式,能伸长的光电子器件包括基底和在所述基底上的光电子器件 部分。所述基底包括能伸长的弹性体聚合物。所述光电子器件部分包括石墨締层和活性层。 所述活性层在所述石墨締层上或者在所述石墨締层与所述基底之间。所述活性层包括如下 之一:量子点、发光纳米材料、和过渡金属二硫属化物(TMDC)层。所述光电子器件部分配置 成具有波状结构。所述光电子器件配置成基于施加至所述基底的拉伸应力的水平从波状结 构向平面结构转变。
[0056] 在实例实施方式中,所述基底的弹性体聚合物可包括如下的至少一种:基于娃的 聚合物、聚氨醋(PU)、聚氨醋丙締酸醋(PUA)、丙締酸醋聚合物、和丙締酸醋Ξ元共聚物。
[0057] 在实例实施方式中,所述能伸长的光电子器件可进一步包括在所述光电子器件部 分上的封盖层。所述光电子器件部分可在所述基底与所述封盖层之间。所述封盖层可包括 如下的至少一种:基于娃的聚合物、聚氨醋(PU)、聚氨醋丙締酸醋(PUA)、丙締酸醋聚合物、 和丙締酸醋Ξ元共聚物。
[0058] 在实例实施方式中,所述活性层可包括所述量子点。所述量子点可具有单层结构 和多层结构之一。
[0059] 在实例实施方式中,所述石墨締层可为所述光电子器件部分的第一电极。所述光 电子器件部分可包括与所述活性层连接的第二电极。所述光电子器件部分可包括如下的至 少一个:在所述石墨締层与所述活性层之间的空穴传输层、和在所述第二电极与所述活性 层之间的电子传输层。
[0060] 在实例实施方式中,所述活性层可直接接触所述空穴传输层和所述电子传输层的 至少一个。
[0061] 在实例实施方式中,所述能伸长的光电子器件可包括塑料材料层。所述塑料材料 层可包括如下的至少一种:聚糞二甲酸乙二醇醋(阳脚、聚酷亚胺(PI)、和聚对苯二甲酸乙 二醇醋(PET)。所述塑料材料层可为如下的一种:在所述光电子器件部分上、和在所述光电 子器件部分与所述基底之间。
[0062] 在实例实施方式中,传感器系统可包括电子贴片和移动设备器件(mobile equipment device)。所述电子贴片可包括与通信忍片和天线连接的W上能伸长的光电子 器件的一种。所述移动设备器件可配置成与所述电子贴片交换数据和功率信号。
[0063] 在实例实施方式中,所述电子贴片中的通信忍片和天线可分别为第一通信忍片和 第一天线。所述移动设备器件可包括应用处理器、驱动集成电路、W及与第二天线连接的第 二通信忍片。
[0064] 在实例实施方式中,传感器电路可包括感测(传感,sensing)单元、与所述感测单 元连接的滤波电路、W及与所述滤波电路连接的增益放大电路。
[0065] 在实例实施方式中,所述滤波电路可包括与低通滤波电路连接的高通滤波电路。 所述高通滤波电路可包括串联连接至第一运算放大器的端子的两个电容器。所述低通滤波 电路可包括串联连接在所述第一运算放大器的输出端子与第二运算放大器的输入端子之 间的两个电阻器。
[0066] 在实例实施方式中,所述增益放大电路可包括与所述第二运算放大器的输出端子 连接的增益运算放大器。
[0067] 根据实例实施方式,制造能伸长的光电子器件的方法包括:在伸长的基底上形成 或附着光电子器件部分;和通过除去施加至所述基底的拉伸应力而在所述光电子器件部分 中形成波状结构。所述光电子器件部分包括石墨締层和活性层。所述活性层在所述石墨締 层上或者在所述石墨締层与所述基底之间。所述活性层包括如下的一种:量子点、发光纳米 材料、和过渡金属二硫属化物(TMDC)层。所述光电子器件部分配置成基于施加至所述基底 的拉伸应力的水平从波状结构向平面结构转变。
【附图说明】
[0068] 从如附图中所示的发明构思的非限制性实施方式的更具体的描述,发明构思的前 述和其它特征将是明晰的,在附图中相同的标记符号在不同的视图中始终指的是相同的部 分。附图未必是按比例的,而是将重点放在说明发明构思的原理上。在附图中:
[0069] 图1为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件的横截面图;
[0070] 图2为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件的横截面图;
[0071] 图3为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件的横截面图;
[0072] 图4为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件的横截面图;
[0073] 图5为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件的横截面图;
[0074] 图6为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件的横截面图;
[00巧]图7为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件的横截面图;
[0076] 图8为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件的横截面图;
[0077] 图9为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件的横截面图;
[007引图10为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件的横截面图;
[0079] 图11为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件的横截面图;
[0080] 图12为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件的横截面图;
[0081] 图13为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件的横截面图;
[0082] 图14为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件的横截面图;
[0083] 图15为将根据实例实施方式的图14的能伸长的光电子器件简化的横截面图;
[0084] 图16为说明可包括在根据实例实施方式的图1-15的能伸长的光电子器件的任意 中的含有量子点(QD)的层的横截面图;
[00化]图17a-17f为用于说明根据实例实施方式的制造能伸长的光电子器件的方法的 横截面图;
[0086] 图18为用于说明根据实例实施方式的制造能伸长的光电子器件的方法的横截面 图;
[0087] 图19a-19d为用于说明根据实例实施方式的制造能伸长的光电子器件的方法的 横截面图;
[0088] 图20为用于说明根据实例实施方式的制造能伸长的光电子器件的方法的横截面 图;
[0089] 图21a-21c为用于说明根据实例实施方式的制造能伸长的光电子器件的方法的 横截面图;
[0090] 图22为用于说明根据实例实施方式的制造能伸长的光电子器件的方法的横截面 图;
[0091] 图23a-23d为用于说明根据实例实施方式的制造能伸长的光电子器件的方法的 横截面图;
[0092] 图24为用于说明根据实例实施方式的制造能伸长的光电子器件的方法的横截面 图;
[0093] 图25为说明根据实例实施方式的可应用于能伸长的/能折叠的光电子器件的石 墨締/聚化4-亚乙基二氧嚷吩)(PED0T)堆叠结构体的波状结构的平面图像;
[0094] 图26为说明根据实例实施方式的石墨締/P邸0T堆叠结构体的P邸0T层的厚度与 波状结构的波长之间的关系的图;
[0095] 图27 (A) -27 (巧为说明根据实例实施方式的当使石墨締/P邸0T堆叠结构体伸长 时的形貌的平面图像;
[0096] 图28为说明根据实例实施方式的具有波状结构的石墨締/P邸0T堆叠结构体的应 变与薄层电阻(Ω / □)之间的关系的图;
[0097] 图29为说明在测量根据实例实施方式的具有波状结构的聚二甲基硅氧烷 (PDM巧/石墨締/P邸0T堆叠结构体的透射率之后获得的结果的图; 阳09引图30 (A) -30 (D)为说明根据实例实施方式的转印到预加应变的PDMS基底上的量
子点(QD)层的波状结构的平面图像;
[0099] 图31为说明根据实例实施方式的转印到预加应变的PDMS基底上的QD层的厚度 与波状结构的波长之间的关系的图;
[0100] 图32(A)-32(D)为说明根据实例实施方式的当使形成于弹性基底(例如, ECOFLEX⑥基底(由Smooth-化Inc.制造的销催化的有机娃))上的聚糞二甲酸乙二醇 醋(PEN)/石墨締堆叠结构体伸长时的形貌的平面图像; 阳101] 图33(A)和33度)为说明根据实例实施方式的光电子器件的单轴波状结构和多轴 波状结构的平面图像;
[0102] 图34(A)和34做为说明根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件 (例如,发光器件)的运行的图像;
[0103] 图35为对其中将根据实例实施方式的图34(A)和34度)的光电子器件弯曲和折 叠的情况进行说明的图像;
[0104] 图36 (A) -36 (C)为对其中使根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件 (例如,发光器件)伸长的情况进行说明的图像;
[0105] 图37为说明根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件(例如,发光器 件)的电致发光巧L)光谱的图;
[0106] 图38为说明根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件(例如,发光器 件)的电压-电流密度特性的图; 阳107] 图39为说明根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件(例如,发光器 件)的电压-亮度特性的图;
[0108] 图40为说明根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件(例如,发光器 件)的电流密度-发光效率特性的图; 阳109]图41为说明根据实例实施方式的在未使用塑料材料层例如阳N层的情况下直接 形成于预加应变的PDMS基底上的光电子器件(例如,发光器件)的图像;
[0110] 图42为说明根据实例实施方式的图41的光电子器件的电压-电流密度特性的 图; 阳111] 图43为说明根据实例实施方式的图41的光电子器件的电压-亮度特性的图; [0112] 图44为说明根据实例实施方式的通过在预加应变的PDMS基底上使用塑料材料层 (例如,PEN层)而制造的光电子器件(例如,发光器件)的图像;
[011引图45(A)-45(C)为对根据实例实施方式的其中使图44的光电子器件伸长的情况 进行说明的图像;
[0114] 图46为对根据实例实施方式的其中使图44的光电子器件弯曲的情况进行说明的 图像;
[0115] 图47为说明根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件(例如,发光器 件)的电压-电流密度特性的图;
[0116] 图48为说明根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件(例如,发光器 件)的电压-亮度特性的图;
[0117] 图49为说明根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件(例如,发光器 件)的电流密度-发光效率特性的图;
[0118] 图50为说明根据对比例的发光器件的电流密度-发光效率特性的图;
[0119] 图51为说明通过利用使用根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件 (例如,发光器件)的光电容积脉搏波描记法(PPG)传感器测量受试者(例如,人)的屯、率 之后获得的结果的图;
[0120] 图52为说明在通过利用使用根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器 件(例如,发光器件)的PPG传感器测量的PPG信号脉冲之中对应于一个周期的脉冲的图; 阳12U 图53为说明在通过利用使用根据对比例的发光器件的PPG传感器测量的PPG信 号脉冲之中对应于一个周期的脉冲的图; 阳122]图54为根据实例实施方式的传感器系统的系统框图;和 阳123] 图55为根据实例实施方式的传感器系统的电路图。
【具体实施方式】
[0124] 现在将参照其中示出了一些实例实施方式的附图更充分地描述实例实施方式。然 而,实例实施方式可W许多不同的形式体现并且不应被解释为限于本文中所阐述的实施方 式;相反,提供运些实例实施方式使得本公开内容将是彻底和完整的,并且将发明构思的实 例实施方式的范围充分地传达给本领域普通技术人员。在附图中,为了清楚起见,放大层和 区域的厚度。附图中的相同的标记符号和/或数字表示相同的元件,并且因此可省略它们 的描述。
[01巧]将理解,当一个元件被称为与另外的元件"连接"或"结合"时,其可直接与所述另 外的元件连接或结合,或者可存在中间元件。相反,当一个元件被称为与另外的元件"直接 连接"或"直接结合"时,则不存在中间元件。用于描述元件或层之间的关系的其它词应W 类似方式解释(例如,"在...之间"对"直接在……之间","相邻"对"直接相邻","在…… 上"对"直接在……上")。如本文中使用的,术语"和/或"包括相关列举项目的一个或多 个的任意和全部组合。
[01%] 将理解,尽管术语"第一"、"第二"等可用在本文中描述各种元件、部件(组分)、区 域、层和/或部分(截面),但是运些元件、部件(组分)、区域、层和/或部分(截面)不应 受运些术语限制。运些术语仅用于将一个元件、部件(组分)、区域、层或部分(截面)与另 外的元件、部件(组分)、区域、层或部分(截面)区分开。因此,在不背离实例实施方式的 教导的情况下,下面讨论的第一元件、部件(组分)、区域、层或部分(截面)可称为第二元 件、部件(组分)、区域、层或部分(截面)。 阳127] 为了便于描述,在本文中可使用空间相对术语例如"在……之下"、"在……下方"、 "下部"、"在……上方"、"上部"等来描述如图中所示的一个元件或特征与另外的元件或特征 的关系。将理解,除图中所示的方位W外,空间相对术语还意图涵盖在使用或操作中的器件 的不同方位。例如,如果将图中的器件翻转,描述为"在"其它元件或特征"下方"或"之下" 的元件则将定向"在"其它元件或特征"上方"。因此,术语"在……下方"可涵盖在……上 方和在……下方两种方位。器件可W其它方式定向(旋转90度或在其它方位上),并且在 本文中使用的空间相对描述词相应地进行解释。
[0128] 本文中所使用的术语仅用于描述【具体实施方式】的目的,而不意图为对实例实施方 式的限制。如本文中使用的,单数形式"一个(种)(a, an)"和"该(所述)"也意图包括复 数形式,除非上下文清楚地另外指明。将进一步理解,如果在本文中使用,则术语"包含"、 "包括"、"含有"和/或"含"表明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件(组分), 但是不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件(组分)、和/或 其集合。表述例如"......的至少一个(种)"当在要素列表之前或之后时修饰整个要素 列表,而不修饰该列表的单独要素。
[0129] 本文中参照作为实例实施方式的理想化实施方式(和中间结构)的示意图的横截 面图描述实例实施方式。因而,将预计到作为例如制造技术和/或公差的结果的与图的形 状的偏差。因此,实例实施方式不应解释为限于本文中图示的区域的特定形状,而是包括由 例如制造导致的形状的偏差。例如,图示为矩形的植入区域可具有圆形或曲线特征和/或 在其边缘处的植入浓度梯度而不是从植入区域到非植入区域的二元变化。同样,通过植入 形成的掩埋区域可导致在介于掩埋区域与穿过其发生植入的表面之间的区域中的一些植 入。因而,图中所示的区域在本质上是示意性的,并且它们的形状不意图图示器件的区域的 实际形状,并且不意图限制实例实施方式的范围。
[0130] 除非另外定义,否则在本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义 与实例实施方式所属领域的普通技术人员通常理解的相同。将进一步理解,术语例如在常 用词典中定义的那些应被解释为具有与它们在相关领域的背景中的含义一致的含义,并且 将不W理想化或过度形式的意义进行解释,除非在本文中清楚地如此定义。 阳131] 虽然一些横截面图的对应的平面图和/或透视图可能未示出,但是本文中所示的 器件结构体的横截面图为如平面图中所示那样沿着两个不同的方向延伸、和/或如在透视 图中所示那样在Ξ个不同的方向上延伸的多个器件结构体提供支持。所述两个不同的方向 可为或可不为彼此垂直的。所述Ξ个不同的方向可包括可与所述两个不同的方向垂直的第 Ξ方向。所述多个器件结构体可集成在相同的电子器件中。例如,当W横截面图说明器件 结构体(例如,存储单元结构体或晶体管结构体)时,电子器件可包括多个所述器件结构体 (例如,存储单元结构体或晶体管结构体),如通过所述电子器件的平面图所说明的。所述 多个器件结构体可W阵列和/或W二维图案排列。
[0132] 图1为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件100的横截面图。能伸长的 光电子器件100可为能折叠的光电子器件。下文中,能伸长的光电子器件100被称为'能 伸长的器件'。
[0133] 参照图1,能伸长的器件100可包括弹性的基底S10。基底S10可包括弹性体聚合 物且可为能伸长的。所述弹性体聚合物可为弹性体橡胶。能伸长的器件100可包括设置在 基底S10上的光电子器件部分D10。光电子器件部分D10可为来自如下之中的任一种:发 光器件部分、光伏器件部分、和光检测器件部分。光电子器件部分D10可具有包括石墨締层 和发光层或者光感测层的多层结构。在图1中,为了便于描述,描述其中光电子器件部分 D10可具有包括石墨締层和含有量子点(QD)的层的多层结构的实例,但是实例实施方式不 限于此。而且,光电子器件部分D10可具有波状结构。光电子器件部分D10由于其波状结 构而可为能伸长的。所述波状结构可被称为權皱状化uckled)结构或者波纹状结构。
[0134] 当光电子器件部分D10为发光器件部分时,所述含有QD的层(例如,QD层)可用 作'发光层(活性层)'。替代地,发光层可包括由过渡金属二硫属化物(TMDC)形成的自发 射材料。QD是有利的,因为QD具有高的色纯度、高的量子产率、高的稳定性、和自发光特性, 光的颜色通过改变QD的尺寸而容易地调节,并且可使用溶液工艺。因此,QD可应用于下一 代大面积/高品质显示器件。然而,由于难W使QD层或者含有QD的层本身像弹性体橡胶 一样是能伸长的,因此,可不容易形成包括QD层或含有QD的层的能伸长的器件。然而,根 据实例实施方式,通过将包括含有QD的层的光电子器件部分D10设置在弹性的基底S10上 并且在光电子器件部分D10中形成波状结构,可实现包括含有QD的层的能伸长的器件100。 由于含有QD的层的面可为'发光面'并且所述发光面可具有波状结构,因此实例实施方式 的能伸长的器件100可为具有能伸长的或能折叠的发光面的器件。
[0135] 光电子器件部分D10的石墨締层可用作电极。例如,所述石墨締层可用作阳极。由 于石墨締具有高的光透射率并且限制(和/或防止)氧气或水分的渗透,因此石墨締可保 护光电子器件部分D10不遭受氧气或水分,而不切断光。而且,石墨締具有非常小的厚度、 优异的柔性、和高的强度。因此,在所述波状结构中,石墨締可为能伸长的或能弯曲的。特 别地,石墨締可保持其自身的特性而不被反复的伸长或者约150nm或更小的极小的弯曲半 径所破坏。而且,由于石墨締具有相对高的功函和优异的电导率(即,低的电阻),因此石墨 締可用作电极(例如,阳极)。当光电子器件部分D10包括石墨締和QD时,能伸长的器件 100可被称为石墨締-QD基器件或者混杂石墨締-QD基器件。
[0136] 基底S10的弹性体聚合物可为具有等于或大于0. 4或0. 45的泊松比的材料。例 如,所述弹性体聚合物可具有在0. 4-0. 5和/或0. 45-0. 5范围内的泊松比,但是实例实施 方式不限于此。术语'泊松比'指的是当向材料施加法向应力时横向应变对轴向应变的比 率。当聚合物的泊松比等于或大于0. 4时,所述聚合物可像弹性体橡胶一样容易地伸长。在 实例实施方式中,基底S10的弹性体聚合物可包括选自如下的至少一种:基于娃的聚合物、 聚氨醋(PU)、聚氨醋丙締酸醋(PUA)、丙締酸醋聚合物、和丙締酸醋Ξ元共聚物。所述基于 娃的聚合物可包括选自例如如下的至少一种:聚二甲基硅氧烷(PDM巧、聚苯基-甲基娃氧 烧、和六甲基二硅氧烷。而且,可使用ECOFLEXR (由Smooth-化Inc.制造的销催化的 有机娃)作为所述基于娃的聚合物。前述材料可各自具有等于或大于0.4的泊松比。例如, PDMS的泊松比可为0. 48并且PU的泊松比可为0. 5。基底S10的前述具体材料是实例并且 可使用其它弹性体聚合物。
[0137] 因为基底S10由于所述弹性体聚合物而可为能伸长的并且形成于基底S10的表 面上的光电子器件部分D10由于其波状结构而可为能伸长的,所W器件100可为能伸长的 (能伸展的)。而且,能伸长的器件100可为能折叠的器件。
[0138] 根据实例实施方式,可进一步在图1的光电子器件部分D10上设置弹性的封盖层, 如图2中所示。
[0139] 参照图2,能伸长的器件100-1可进一步包括弹性的且形成于光电子器件部分D10 上的封盖层CIO。光电子器件部分D10可设置在基底S10与封盖层CIO之间。封盖层CIO 可被称为'封装层'。封盖层CIO可由与基底S10的材料类似或者相同的材料形成。良P, 封盖层CIO可包括弹性体聚合物(例如,弹性体橡胶)并且可为能伸长的。封盖层CIO的 弹性体聚合物可与基底S10的弹性体聚合物相同或不同。例如,封盖层CIO的弹性体聚合 物可包括选自如下的至少一种:PU、PUA、丙締酸醋聚合物、丙締酸醋Ξ元共聚物、和基于娃 的聚合物。所述基于娃的聚合物可包括选自例如如下的至少一种:PDMS、聚苯基-甲基娃氧 烧、和六甲基二硅氧烷。而且,可使用ECOFLEX吸(由Smooth-化Inc.制造的销催化的 有机娃)作为所述基于娃的聚合物。然而,封盖层CIO的前述具体材料是实例并且可使用 其它弹性体聚合物。
[0140] 如图2中所示,当将光电子器件部分D10设置在弹性的基底S10与弹性的封盖层 CIO之间时,光电子器件部分D10可位于机械中性面(MN巧上或附近。MNP指的是其中能伸 长的器件100-1的均匀的机械变形不产生应力的区域(平面)。当光电子器件部分D10位 于MNP上时,其意味着即使当能伸长的器件100-1变形时,也没有或者也只有很少的拉伸应 变或应力被施加至光电子器件部分D10。因此,当光电子器件部分D10位于MNP上或附近 时,可限制(和/或防止或最小化)由于能伸长的器件100-1的变形(例如,拉伸变形)引 起的对光电子器件部分D10的破坏或者光电子器件部分D10的特性的恶化。 阳141] MNP的位置可取决于基底S10的材料和厚度、封盖层CIO的材料和厚度、W及光电 子器件部分D10的堆叠结构和材料而改变。换而言之,可通过改变基底S10的材料和厚度 W及封盖层CIO的材料和厚度而适当地控制MNP的位置。而且,当在基底S10与光电子器 件部分D10之间设置另外的材料层或者在光电子器件部分D10与封盖层CIO之间设置另外 的材料层时,可改变MNP的位置。在实例实施方式中,MNP可位于光电子器件部分D10的活 性层(例如,发光层或光感测层)中。所述活性层可为所述'含有QD的层'。因此,可限制 (和/或防止或最小化)由于能伸长的器件100-1的变形引起的对所述活性层的破坏或者 所述活性层的特性的恶化。 阳142] 另外,图2的封盖层CIO可起到保护光电子器件部分D10不遭受水分和氧气的保 护层的作用。而且,封盖层CIO可为透明的层。
[0143] 根据实例实施方式,可进一步在光电子器件部分D10的表面上设置'塑料材料 层'。所述塑料材料层可设置在光电子器件部分D10的底表面或顶表面上,如图3和4中所 /J、- 〇
[0144] 参照图3,能伸长的器件100-2可进一步包括设置在基底S10与光电子器件部分 DlOa之间的塑料材料层P10。在此情况下,塑料材料层P10可设置在光电子器件部分DlOa 的底表面上。在光电子器件部分DlOa上设置封盖层CIO的情况下,可将光电子器件部分 DlOa设置在塑料材料层P10与封盖层CIO之间。光电子器件部分DlOa可具有基本上与图 1和2的光电子器件部分D10的配置相同的配置。
[0145] 塑料材料层P10可具有比基底S10和封盖层CIO各自的弹性体聚合物的泊松比小 的泊松比。例如,塑料材料层P10的泊松比可小于0. 45或0. 4。例如,塑料材料层P10的 泊松比可在0. 33-0. 45的范围和/或0. 35-0. 4的范围中,但是不限于此。在另外的情况 下,塑料材料层P10的泊松比可小于约0. 33或0. 3。而且,塑料材料层P10的杨氏模量可大 于基底S10和封盖层CIO各自的弹性体聚合物的杨氏模量。例如,塑料材料层P10可包括 选自如下的至少一种:聚糞二甲酸乙二醇醋(阳脚、聚酷亚胺(PI)、和聚对苯二甲酸乙二醇 醋(PET)。塑料材料层P10的厚度可范围例如为约0. 5 μm-约100 μm或者约0. 5 μm-约 30 μ m。光电子器件部分DlOa的波状结构的波长(例如,平均波长)和振幅(例如,平均振 幅)可取决于塑料材料层P10的厚度而变化。当塑料材料层P10的厚度降低时,所述波状 结构的波长和振幅可降低。因此,当塑料材料层P10的厚度降低时,光电子器件部分DlOa 的应变(例如,拉伸应变)可降低。 阳146] 塑料材料层P10可为在制造能伸长的器件100-2的过程中使用的层。而且,如上 所述,光电子器件部分DlOa的应变,即,能伸长的器件100-2的应变,可通过使用塑料材料 层Pio进行调节。
[0147] 根据实例实施方式,如图4中所示,可将塑料材料层P10设置在光电子器件部分 D1化的顶表面上。在此情况下,光电子器件部分D1化可设置在基底S10与塑料材料层P10 之间。封盖层CIO可设置在塑料材料层P10上。因此,塑料材料层P10可设置在光电子器 件部分D1化与封盖层CIO之间。标记数字100-3表示'能伸长的器件(能伸长的光电子 器件)'。
[0148] 图4的光电子器件部分D1化可具有通过将图3的光电子器件部分DlOa竖向翻转 而获得的结构(即,反转结构)。例如,在图3的光电子器件部分DlOa中,含有QD的层可设 置在石墨締层上方,而在图4的光电子器件部分D1化中,含有QD的层可设置在石墨締层下 面。
[0149] 虽然在图4中未示出,但是可进一步在基底S10与光电子器件部分D1化之间设置 粘合剂层。所述粘合剂层可为有机粘合剂层。所述粘合剂层可由与封盖层CIO的材料基本 上相同的材料形成。例如,所述粘合剂层可包括选自如下的至少一种:PU、PUA、丙締酸醋聚 合物、丙締酸醋Ξ元共聚物、和基于娃的聚合物。所述基于娃的聚合物可包括选自例如如下 的至少一种:PDMS、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。
[0150] 由于图3和4的光电子器件部分DlOa和D1化各自设置在基底S10与封盖层CIO 之间,因此光电子器件部分DlOa和D1化各自可位于MNP上或附近。光电子器件部分DlOa 和D1化各自的含有QD的层可位于MNP上或附近。MNP已经被描述过并且因此将不提供其 重复的说明。 阳151] 图1-4的光电子器件部分D
10、D10a、和D1化各自的波状结构可具有相对均匀的波 形。所述波状结构可具有期望的(和/或替代地预定的)波长和期望的(和/或替代地预 定的)振幅。光电子器件部分D10、DlOa、和D1化各自的波状结构的平均波长可范围为约 3 μηι-约3mm或约10 μηι-约2mm,并且光电子器件部分D10、D10a、和D1化各自的平均振幅 可范围为约50nm-约2mm或者约lOOnm-约1mm。所述波状结构的平均波长和平均振幅可为 当光电子器件部分D10、D10a和D1化没有伸长即未伸长时测量的值。当所述波状结构的平 均波长减小时,光电子器件部分D10、D10a、和D1化各自的应变(例如,拉伸应变)可增加。 在图3和4中,所述波状结构的波长(例如,平均波长)和振幅(例如,平均振幅)可根据 塑料材料层P10的厚度进行调节。 阳152] 图1-4的能伸长的器件100、100-1、100-2和100-3各自可具有等于或大于约5% 或约10 %的应变(拉伸应变)。能伸长的器件100、100-1、100-2和100-3各自的应变(例 如,拉伸应变)可等于或大于约50%或约100%。即使当使能伸长的器件100、100-1、100-2 和100-3各自伸长直至光电子器件部分D10、DlOa、和D1化各自的波状结构变成平面结构 时,光电子器件部分D10、DlOa、和D1化各自的电和光学特性也可得W稳定地保持。目P,即 使当使所述波状结构伸长时,由于一直到所述波状结构变成平面结构,也未出现裂纹并且 精细结构也未变化,因此各光电子器件部分的电和光学特性可保持恒定。而且,能伸长的器 件100、100-1、100-2和100-3各自可弯曲至约1mm或更小的弯曲半径。能伸长的器件100、 100-1、100-2和100-3各自的弯曲半径可等于或小于约0. 5mm或约0. 1mm。因此,能伸长的 器件100、100-1、100-2和100-3各自可为能折叠的器件。特别地,如图2-4中所示,当将光 电子器件部分D10、DlOa、和D1化各自嵌入弹性的基底S10与弹性的封盖层CIO之间并且 使能伸长的器件1〇〇-1、1〇〇-2、和100-3各自物理变形时,可限制和/或防止对光电子器件 部分D10、DlOa、和D1化各自的破坏或者光电子器件部分D10、DlOa、和D1化各自的特性的 恶化。因此,根据实例实施方式,可实现具有优异的特性和稳定性的能伸长的/能折叠的光 电子装置。 阳153] 虽然已经在图1-4中描述了光电子器件部分D10、D10a、和D1化各自的简单结构, 但是现在将参照图5-12详细地说明光电子器件部分D10、D10a、和01化W及包括其的能伸 长的/能折叠的光电子器件各自的详细结构。
[0154] 图5为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件100A的横截面图。能伸长 的光电子器件100A可为能折叠的光电子器件。下文中,能伸长的光电子器件100A被称为' 能伸长的器件'。
[0155] 参照图5,能伸长的器件100A可包括弹性的基底S11和设置在基底S11上的光电 子器件部分D11。光电子器件部分D11可包括在第一电极E11与第二电极E21之间的发光 层LE11 (或光感测层)。例如,光电子器件部分D11可包括石墨締层和含有QD的层并且可 具有波状结构。光电子器件部分D11由于其波状结构而可为能伸长的。能伸长的器件100A 可进一步包括设置在基底S11与光电子器件部分D11之间的塑料材料层P11。基底S11、塑 料材料层P11、和光电子器件部分D11可分别与图3的基底S10、塑料材料层P10、和光电子 器件部分DlOa对应。 阳156] 光电子器件部分D11可为选自如下的至少一种:发光器件部分、光伏器件部分、和 光检测器件部分。图5中示出了其中光电子器件部分D11为发光器件部分的情况。在此情 况下,光电子器件部分D11可包括从基底S11起顺序地设置的第一电极E11、发光层LE11、 和第二电极E21。第一和第二电极E11和E21之一可为阳极,并且另一个可为阴极。例如, 第一电极E11可为阳极,并且第二电极E21可为阴极。来自第一和第二电极E11和E21之 中的阳极,例如,第一电极E11,可包括石墨締层。标记符号GP表示'石墨締'。所述石墨 締层可具有包括单个石墨締层的单层结构或者包括多个石墨締层(例如,小于约100个或 者约10个石墨締层)的多层结构。设置在第一和第二电极E11与E21之间的发光层LE11 可包括含有QD的层。标记符号QD表示'量子点'。例如,发光层LE11可包括QD层。替代 地,发光层LE11可包括由过渡金属二硫属化物(TMDC)形成的自发射材料。光电子器件部 分D11可进一步包括设置在第一电极E11与发光层LE11之间的空穴传输层HTL11、和设置 在第二电极E21与发光层LE11之间的电子传输层ETL11。而且,光电子器件部分D11可进 一步包括设置在第一电极E11与空穴传输层HTL11之间的空穴注入层HIL11。虽然在图5 中未示出,但是光电子器件部分D11可进一步包括设置在第二电极E21与电子传输层ETL11 之间的电子注入层。 阳157] 第一电极E11可包括所述石墨締层并且可具有相对高的功函。第一电极E11的石 墨締层可为未渗杂的层,或者如果必要,可为渗杂有P-型渗杂剂的层。目P,如果必要,第一 电极E11的石墨締层可为P-渗杂的。由于该P-渗杂,可提高所述石墨締层的功函并且可 降低其电阻。例如,可使用AuCls或HN0 3作为所述P-型渗杂剂的来源。
[0158] 第二电极E21可具有相对低的功函。例如,第二电极E21的功函可范围为约 3. 4eV-约4. 2eV。第二电极E21可包括金属或金属化合物,但是不限于此。而且,第二电极 E21可具有单层或多层结构。例如,第二电极E21可包括侣(A1)-裡化i)合金、A1、氣化裡 (Li巧/Al、银(Ag)、巧(Ca)、Ca/Al、或者Ca/Ag。LiF/Al指的是包括LiF层和形成于LiF层 上的A1层的多层结构。运同样适用于化/A1和化/Ag。第二电极E21可由渗杂有η-型渗 杂剂的石墨締形成。因为石墨締的功函可由于η-型渗杂剂而降低,所W η-渗杂的石墨締 层可用作第二电极Ε21。而且,第二电极Ε21可包括金属纳米线、碳纳米管(CNT)、或石墨締 薄片。例如,第二电极Ε21可具有包括多个金属纳米线、多个CNT、或者多个石墨締薄片的网 络的结构。所述网络结构可嵌入期望的(和/或替代地预定的)聚合物材料层中。可使用 Ag纳米线作为所述金属纳米线。所述金属纳米线或CNT可为透明的。因此,第二电极Ε21 可为透明的并且可用于制造透明器件(例如,透明发光器件)。然而,第二电极E21的前述 具体材料为实例并且可使用其它多种材料。
[0159] 电子传输层ETL11可包括η-型有机半导体和/或η-型无机半导体。所述η-型无 机半导体可为氧化物或非氧化物,并且所述η-型有机半导体可为单体或聚合物。例如,所 述η-型无机半导体可为η-型氧化物半导体(例如,TiOyJnOy、或ZrOy)、η-型非氧化物半导 体例如n-GaN、或η-型过渡金属二硫属化物灯MDC)(例如,MoSz、MoSez、ΜοΤθ2、WSe2、WTe2)。 可将所述η-型无机半导体(例如,TiOx)与期望的(和/或替代地预定的)聚合物组合W 形成电子传输层ETL11。所述η-型有机半导体可包括基于单体的有机材料例如A1q3、TAZ、 TPBi、或者BPhen或者可包括基于聚合物的有机材料例如P3CN4HT。
[0160] A1q3、TAZ、TPBi、BPhen、和 P3CN4HT 的化学名称如下: 阳161] A1屯:Ξ (8-径基哇嘟)侣
[0162] TAZ :3- (4-联苯基)-4-苯基-5- (4-叔下基苯基)-4H-1,2, 4- Ξ挫 阳 16引 TPBi :2, 2',2"-(1,3, 5-苯Ξ基)-Ξ (1-苯基-1-H-苯并咪挫)
[0164] Bl^en :4, 7-二苯基-1,10-菲咯嘟
[0165] P3CN4HT :聚(3-氯基-4-己基嚷吩)
[0166] 然而,电子传输层ETL11的前述具体材料为实例并且对于电子传输层ETL11可使 用其它多种材料。电子传输层ETL11可通过使用溶胶-凝胶法、喷涂、旋涂、刮涂、印刷、或 沉积形成。
[0167] 空穴传输层HTL11可包括P-型有机半导体和/或P-型无机半导体。所述P-型无 机半导体可为氧化物或非氧化物,并且所述P-型有机半导体可为单体或聚合物。例如,所 述P-型无机半导体可为P-型氧化物半导体例如Mo〇x、Ni〇x、Vx〇y、或者陆典,P-型非氧化物 半导体例如p-GaN,P-型过渡金属二硫属化物灯MDC)(例如,WS2、ZrSz、ZrSez、HfSz、HfSez、 NbSez)。可将所述p-型无机半导体与期望的(和/或替代地预定的)聚合物组合W形成 空穴传输层HTL11。所述P-型有机半导体可包括基于单体的有机材料例如NPD或TPD,或 者可包括基于聚合物的有机材料例如TFB、PFB、或FsTz。NPD、TPD、TFB、PFB、和FsTz的化学 名称如下:
[0168] NPD :N,Ν' -二苯基-N,Ν' -二(1-糞基)-1,1' -联苯-4, 4' -二胺 阳169] TPD :Ν,Ν' -二(3-甲基苯基)-Ν,Ν' -二苯基联苯胺
[0170] TFB :聚化9-二辛基巧-共-Ν- (4-下基苯基)二苯基胺) 阳171] PFB :聚化9-二辛基巧-共-二-Ν,Ν-(4-下基苯基)-二-Ν,Ν-苯基-1,4-苯二 胺)
[0172] FJz:聚化9-二辛基巧-共-并嚷吩)
[0173] 然而,空穴传输层HTLll的前述具体材料为实例并且对于空穴传输层HTLll可使 用其它多种材料。像电子传输层化T11 一样,空穴传输层HTL11可通过使用溶胶-凝胶法、 喷涂、旋涂、刮涂、印刷、或者沉积形成。
[0174] 空穴注入层HIL11可包括,例如,聚化4-亚乙基二氧嚷吩)(阳DOT)或聚(N-乙 締基巧挫)(PVK)。阳DOT可具有高的透射率并且在阳DOT接触第一电极E11的石墨締层时 可提高第一电极E11的石墨締层的导电性。当空穴注入层HIL11的导电性高时,空穴注入 层HIIL11可被认为是电极(例如,阳极)的一部分。空穴注入层HIL11的前述具体材料为 实例并且对于空穴注入层HIL11可使用其它多种材料。而且,可不提供空穴注入层HIL11。 在此情况下,空穴传输层HTLll可起到空穴注入层HIL11的作用。
[01巧]可进一步在图5的光电子器件部分D11上设置弹性的封盖层,如图6中所示。 [0176] 参照图6,能伸长的器件100B可进一步包括设置在光电子器件部分D11上的封盖 层C11。封盖层C11可与图2-4的封盖层CIO基本上相同。由于提供封盖层C11,因此能伸 长的器件100B的光电子器件部分D11可位于MNP上或附近。例如,光电子器件部分D11的 发光层LE11可位于MNP上或附近。MNP已经参照图2-4被描述过,并且因此将不提供其重 复的说明。 阳177] 根据实例实施方式,可将图5和6的光电子器件部分D11的构成层的排列顺序竖 向反转。目P,可将通过将图5和6的光电子器件部分D11竖向翻转而获得的反转结构体施 加至基底S11。在此情况下,塑料材料层P11的位置也可改变,如图7和8中所示。
[017引图7为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件(下文中,称为能伸长的器 件)100c的横截面图。
[01巧]参照图7,光电子器件部分D12可设置在弹性的基底S12上。塑料材料层P12可 设置在光电子器件部分D12上。因此,光电子器件部分D12可设置在基底S12与塑料材料 层P12之间。光电子器件部分D12可具有通过将图5的光电子器件部分D11竖向翻转而 获得的反转结构。目P,光电子器件部分D12可包括:第二电极E22、电子传输层ETL12、发光 层LE12、空穴传输层HTL12、空穴注入层HIL12、和第一电极E12,其W此次序顺序地设置在 基底S12上。在此情况下,第二电极E22可被称为'第一电极',并且第一电极E12可被称 为'第二电极'。第一电极E12可为阳极,并且第二电极E22可为阴极。第一电极E12可包 括石墨締层,并且发光层LE12可包括含有QD的层。塑料材料层P12可设置成接触第一电 极E12。当第一电极E12包括石墨締层时,塑料材料层P12可接触所述石墨締层。
[0180] 根据实例实施方式的能伸长的器件100C可进一步包括设置在基底S12与光电子 器件部分D12之间的粘合剂层B12。粘合剂层B12可为有机粘合剂层。粘合剂层B12可由 与图6的封盖层C11的材料基本上相同的材料形成。例如,粘合剂层B12可包括选自如下 的至少一种:PU、PUA、丙締酸醋聚合物、丙締酸醋Ξ元共聚物、和基于娃的聚合物。所述基于 娃的聚合物可包括选自例如如下的至少一种:PDMS、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二娃氧 烧。粘合剂层B12的上述材料是非限制性的实例并且可使用其它多种材料。 阳181] 可进一步在图7的塑料材料层P12上设置弹性的封盖层,如图8中所示。
[0182] 参照图8,能伸长的器件100D可进一步包括设置在塑料材料层P12上的封盖层 C12。封盖层C12可与图2-4的封盖层CIO基本上相同。由于提供封盖层C12,光电子器件 部分D12可位于MNP上或附近。例如,光电子器件部分D12的发光层LE12可位于MNP上或 附近。
[0183] 虽然在图5-8中分别在光电子器件部分Dll和D12的表面上设置塑料材料层Pll 和P12,但是如果必要,可不使用塑料材料层P11和P12,如图9-12中所示。
[0184] 图9为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件100E的横截面图。能伸长 的光电子器件100E可为能折叠的光电子器件。下文中,能伸长的光电子器件100E被称为' 能伸长的器件'。 阳化5] 参照图9,光电子器件部分D13可设置在弹性的基底S13上。光电子器件部分D13 可具有与图5的光电子器件部分D11的堆叠结构基本上相同的堆叠结构。目P,光电子器件 部分D13可包括:第一电极E13、空穴注入层HIL13、空穴传输层HTL13、发光层LE13、电子传 输层ETL13、和第二电极E23,其W此次序顺序地设置在基底S13上。第一电极E13可包括 石墨締层。在此情况下,第一电极E13的石墨締层可接触基底S13的顶表面。发光层LE13 可包括含有QD的层。例如,发光层LE13可为QD层。图9的结构可与减去塑料材料层P11 的图5的结构基本上相同。 阳186] 可进一步在图9的光电子器件部分D13上设置弹性的封盖层,如图10中所示。
[0187] 参照图10,能伸长的器件100F可进一步包括设置在光电子器件部分D13上的封 盖层C13。封盖层C13可与图2-4的封盖层CIO基本上相同。光电子器件部分D13可位于 MNP上或附近。例如,光电子器件部分D13的发光层LE13可位于MNP上或附近。图10的结 构可与减去塑料材料层P11的图6的结构基本上相同。
[0188] 根据实例实施方式,可将图9和10的光电子器件部分D13的构成层的排列顺序竖 向反转。即,可将通过将图9和10的光电子器件部分D13竖向翻转而获得的反转结构体施 加至基底S13,如图11和12中所示。 阳189] 图11为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件(下文中,称为能伸长的器 件)100G的横截面图。
[0190] 参照图11,光电子器件部分D14可设置在弹性的基底S14上。光电子器件部分D14 可具有通过将图9的光电子器件部分D13竖向翻转而获得的反转结构。目P,光电子器件部 分D14可包括:第二电极E24、电子传输层ETL14、发光层LE14、空穴传输层HTL14、空穴注 入层HIL14、和第一电极E14,其W此次序顺序地设置在基底S14上。在此情况下,第二电极 E24可被称为'第一电极',并且第一电极E14可被称为'第二电极'。第一电极E14可为 阳极,并且第二电极E24可为阴极。第一电极E14可包括石墨締层,并且发光层LE14可包 括含有QD的层。 阳191] 能伸长的器件100G可进一步包括设置在基底S14与光电子器件部分D14之间的 粘合剂层B14。粘合剂层B14可为有机粘合剂层。粘合剂层B14可由与图7的粘合剂层B12 的材料基本上相同的材料形成。 阳192] 而且,能伸长的器件100G可进一步包括设置在光电子器件部分D14上的聚合物层 PM14。因此,光电子器件部分D14可设置在粘合剂层B14与聚合物层PM14之间。聚合物层 PM14可包括弹性体聚合物。在此情况下,聚合物层PM14可由与基底S14的弹性体聚合物基 本上相同的材料形成。例如,聚合物层PM14的弹性体聚合物可包括选自如下的至少一种: 基于娃的聚合物、PU、PUA、丙締酸醋聚合物、和丙締酸醋Ξ元共聚物。所述基于娃的聚合物 可包括选自例如如下的至少一种:PDMS、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。而且,可 使用ECOFLEX愈(由Smooth-On Inc.制造的销催化的有机娃)作为所述基于娃的聚合 物。然而,聚合物层PM14的前述具体材料为实例并且可使用其它聚合物。聚合物层PM14 可设置成接触第一电极E14。当第一电极E14包括石墨締层时,聚合物层PMN14可接触所述 石墨締层。聚合物层PM14可具有相对小的厚度,例如,等于或小于约100 μηι或约50 μηι的 厚度。
[0193] 可进一步在图11的聚合物层ΡΜ14上设置弹性的封盖层,如图12中所示。
[0194] 参照图12,能伸长的器件100Η可进一步包括设置在聚合物层ΡΜ14上的封盖层 C14。封盖层C14可与图2-4的封盖层CIO基本上相同。由于提供封盖层C14,因此光电子 器件部分D14可位于MNP上或附近。例如,光电子器件部分D14的发光层LE14可位于MNP 上或附近。 阳195] 图13为说明根据实例实施方式的能伸长的光电子器件(下文中,称为能伸长的器 件)100K的横截面图。图13中显示的实例可为图6的能伸长的器件100B的调整的实例。 阳196] 参照图13,塑料材料层P15可设置在弹性的基底S15上并且金属层M15可设置在 塑料材料层P15的一部分(例如,一个末端部分)上。光电子器件部分D15可设置在塑料 材料层P15、和金属层M15的一部分上,并且因此接触金属层M15的所述部分。光电子器件 部分D15可包括:第一电极E15、空穴注入层HIL15、空穴传输层HTL15、发光层LE15、电子传 输层ETL15、和第二电极E25,其W此次序顺序地设置在基底S15上。第一电极E15可包括 石墨締层,并且发光层LE15可包括含有QD的层。当第一电极E15包括石墨締层时,所述石 墨締层可接触金属层M15的所述部分。金属层M15的剩余部分可未被(第一电极E15的) 所述石墨締层覆盖并且可被暴露。金属层M15的暴露的剩余部分可为第一接触部分CR1。 阳197] 弹性的封盖层C15可设置在光电子器件部分D15上。由于封盖层C15被部分地除 去(蚀刻),因此第二电极E25的一部分可被暴露。第二电极E25的暴露部分可为第二接
触 部分CR2。
[0198] 可通过第一接触部分CR1和第二接触部分CR2将期望的(和/或替代地预定的) 电信号输入至光电子器件部分D15。例如,可通过第一接触部分CR1和第二接触部分CR2在 光电子器件部分D15的第一电极E15与第二电极E25之间施加期望的(和/或替代地预定 的)电压。 阳199] 图13对其中图6的能伸长的器件100B包括第一和第二接触部分CR1和CR2的 情况进行说明。第一和第二接触部分CR1和CR2可应用于图5和图7-12的能伸长的器件 100A和100C-100H。而且,图13的第一和第二接触部分CR1和CR2的结构/形状/位置为 实例并且用于对光电子器件部分D11-D14进行电连接的结构/单元可W多种方式变化。 阳200] 根据实例实施方式,可在一个基底上设置多个器件部分,如图14中所示。 阳201] 参照图14,可在弹性的基底S100上设置具有波状结构的光电子器件部分D100。 如果必要,可在基底S100与光电子器件部分D100之间设置塑料材料层P100。光电子器件 部分D100可包括石墨締层和含有QD的层。例如,光电子器件部分D100可包括:第一电极 E100、空穴注入层HIL100、空穴传输层HTL100、发光层LE100、和电子传输层ETL100,其W 此次序顺序地设置在基底S100上。而且,光电子器件部分D100可包括设置在电子传输层 ETL100上的多个第二电极E201、E202、和E203。光电子器件部分D100的分别与第二电极 E20UE202、和E203对应的部分可为'单元器件部分'。因此,光电子器件部分D100可包 括多个单元器件部分。可进一步在光电子器件部分DlOO上设置弹性的封盖层ClOO。由于 提供封盖层C100,因此光电子器件部分D100可位于MNP上或附近。
[0202] 如果必要,可将图14的包括第一电极E100到电子传输层ETL100的堆叠结构体的 至少一部分图案化为与第二电极E201、E202、和E203类似的形状。换而言之,可在一个基 底上设置彼此独立的多个光电子器件部分(即,单元器件部分)并且可在所述基底上设置 覆盖所述多个光电子器件部分的封盖层。图14的结构可W其它多种方式变化。 阳203] 图15为将根据实例实施方式的图14的结构简化的横截面图。 阳204] 参照图15,可在弹性的基底S110与弹性的封盖层C110之间设置具有波状结构的 光电子器件部分D110。光电子器件部分D110的至少一部分可对应于图1-14的光电子器件 部分D10-D100。基底S110和封盖层C110可分别对应于图1-14的基底S10-S100和封盖层 C10-C100。虽然在图15中未不出,但是可进一步在基底S110与光电子器件部分D110之间 和/或在光电子器件部分D110与封盖层C110之间设置塑料材料层、粘合剂层(例如,有机 粘合剂层)、或聚合物层。
[0205] 图5-15的能伸长的器件各自可为具有能伸长的和能折叠的发光面的能伸长的发 光器件。所述发光面可为发光层LE11-LE15和LE100各自的面。由于发光层LE11-LE15和 LE100各自可包括含有QD的层,因此所述发光面可为所述含有QD的层的面。所述发光面自 身是能伸长的或能折叠的特征对于能伸长的/能折叠的装置可为必要的。例如,由于所述 发光面是能伸长的或能折叠的且伸长或折叠的发光表面的一部分的特性是不变的,通过使 用所述发光面,可容易地实现多种能穿戴的电子装置和能伸长的/能折叠的电子装置。替 代地,图5-15的能伸长的器件各自可为具有能伸长的和能折叠的光感测面的能伸长的光 感测器件。例如,光感测层可代替发光层LE11-LE15和LE100。
[0206] 图1-15的光电子器件部分D10-D110的每一个中可包括的含有QD的层可具有,例 如,如图16中所示的结构。目P,图16为说明可包括在根据实例实施方式的图1-15的能伸 长的器件的每一个中的含有QD的层的横截面图。 阳207] 参照图16,含有QD的层QDL1可包括多个QD。所述多个QD可具有单层或多层结 构。所述QD各自可包括忍部分cl和壳部分sl,并且壳部分si可具有单壳或双壳结构。忍 部分cl可包括CdSe、InP、PbS、PbSe、或CdTe,并且壳部分si可包括CdS或aiS。所述QD 可具有等于或小于约lOnm的直径。例如,所述QD可具有在约Inm-约lOnm范围内的直径。 有机配体dl可存在于所述QD的表面上。有机配体dl可为例如油酸、Ξ辛基麟、Ξ辛基胺、 或者Ξ辛基麟氧化物。所述QD可为胶态QD。 阳20引在实例实施方式中,量子点(QD)可由其它合适的材料形成。例如,所述量子点 (QD)可为石墨締量子点(GQD)、娃量子点、过渡金属二硫属化物(例如,MoS2、MoSe2、MoTe2、 胖562、胖了62、胖52、2'52、2'562、册52、册562、和佩562)、^及其组合作为用于形成发光层901^的 自发射材料。本领域普通技术人员将领会,可使用其它发光纳米材料形成所述量子点(QD)。
[0209] 现在将说明根据实例实施方式的制造能伸长的光电子器件的方法。
[0210] 图17a-17f为用于说明根据实例实施方式的制造能伸长的光电子器件(下文中, 称为能伸长的器件)的方法的横截面图。 阳211] 参照图17曰,可制备第一基底SUB1。第一基底SUB1可包括刚性材料10和聚合物层 20。刚性材料10与聚合物层20相比可为更刚性的。例如,第一基底SUB1可包括玻璃基底 10和聚合物层20。玻璃基底10可为刚性材料10。聚合物层20可形成于玻璃基底10上。 聚合物层20可被称为聚合物基底。聚合物层20可包括弹性体聚合物。在此情况下,聚合 物层20可由与图1的基底S10的弹性体聚合物基本上相同的材料形成。例如,聚合物层20 的弹性体聚合物可包括选自如下的至少一种:基于娃的聚合物、PU、PUA、丙締酸醋聚合物、 和丙締酸醋Ξ元共聚物。所述基于娃的聚合物可包括选自例如如下的至少一种:PDMS、聚苯 基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。而且,可使用ECOFLEX饭(由Smooth-化Inc.制 造的销催化的有机娃)作为所述基于娃的聚合物。然而,聚合物层20的前述具体材料为实 例并且可使用其它多种聚合物。
[0212] 例如,当聚合物层20由PDMS形成时,聚合物层20可通过如下形成:通过使用旋涂 将PDMS的前体(即,预聚物)和固化剂的混合物施加至玻璃基底10,然后将所述混合物在 约70°C的溫度下固化。所述混合物中的所述前体对所述固化剂的重量比率可为约10:1,并 且所述旋涂可W约eOOOrpm的速度进行。然而,形成聚合物层20的前述详细方法是实例并 且可进行各种变化。
[0213] 聚合物层20的厚度可为相对小的。例如,聚合物层20的厚度可大于Onm且等于 或小于约100 μ m或约50 μ m。当聚合物层20的厚度小时,可限制和/或防止由于后续加热 过程引起的向聚合物层20施加应力或者聚合物层20的体积增加的问题。为此,可将聚合 物层20形成为具有相对小的厚度。聚合物层20形成于其上的玻璃基底10可由刚性材料 形成并且可起到支持基底的作用。目P,玻璃基底10可用于改善所述能伸长的器件的操纵。 玻璃基底10可被另外的具有刚性材料的基底代替。
[0214] 参照图17b,可在第一基底SUB1上形成塑料层30。塑料层30可附着至聚合物层 20。塑料层30可由与图3-5的塑料材料层P10和P11各自的材料基本上相同的材料形成。 塑料层30的泊松比可小于0. 4或0. 3。而且,塑料层30可具有比聚合物层20的杨氏模量大 的杨氏模量。例如,塑料层30可包括选自如下的至少一种:PEN、PI、和PET。塑料层30可容 易地附着至聚合物层20。塑料层30的厚度可范围为约0. 5 μ m-约100 μ m或约0. 5 μ m-约 30 μ m〇
[0215] 参照图17c,可在塑料层30上形成光电子器件部分40。光电子器件部分40可为 如下的任一种:发光器件部分、光伏器件部分、和光检测器件部分(例如,光感测部分)。光 电子器件部分40可包括石墨締层和含有QD的层。光电子器件部分40可包括石墨締层和 由过渡金属二硫属化物(TMDC)形成的层。当光电子器件部分40为发光器件部分时,光电 子器件部分40可包括:第一电极40a、发光层4(M、和第二电极40f,其W此次序顺序地设置 在塑料层30上。第一和第二电极40a和40f之一可为阳极,并且另一个可为阴极。例如, 第一电极40a可为阳极,并且第二电极40f可为阴极。来自第一和第二电极40a和40f之 中的阳极,例如第一电极40a,可包括石墨締层。所述石墨締层可具有包括单个石墨締层的 单层结构或者包括多个石墨締层(例如,小于约100个或约10个石墨締层)的多层结构。 设置在第一和第二电极40a和40f之间的发光层40d可包括含有QD的层。例如,发光层 40d可为QD层。光电子器件部分40可进一步包括设置在第一电极40a与发光层40d之间 的空穴传输层40c、和设置在第二电极40f与发光层40d之间的电子传输层40e。而且,光 电子器件部分40可进一步包括设置在第一电极40a与空穴传输层40c之间的空穴注入层 40b。第一电极40a、空穴注入层40b、空穴传输层40c、发光层4(M、电子传输层40e、和第二 电极40f的材料可分别与图5的第一电极Ell、空穴注入层HILll、空穴传输层HTLll、发光 层LE11、电子传输层ETL11、和第二电极E21的那些对应。虽然在图17c中未示出,但是光 电子器件部分40可进一步包括设置在第二电极40f与电子传输层40e之间的电子注入层 巧IL)。
[0216] 当第一电极40a由石墨締层形成时,可将所述石墨締层转移至塑料层30。所述石 墨締层可为未渗杂的层。如果必要,所述石墨締层可为渗杂有P-型渗杂剂的层。空穴注入 层4化可由阳DOT或PVK形成。例如,当空穴注入层40b由阳DOT形成时,空穴注入层40b 可通过如下形成:在第一电极40a上涂布阳DOT:二甲亚讽(DMS0) :Zonyl的混合溶液至数 十纳米(nm)的厚度,和将所述混合溶液在真空烘箱中在约100°C -约250°C的溫度通过利 用退火进行热处理。接着,可通过使用湿法工艺在空穴注入层4化上顺序地形成空穴传输 层40c、发光层40d、和电子传输层40e。接着,可在电子传输层40e上形成第二电极40f。第 二电极40f可由金属或金属化合物例如M-Li合金、A1、LiF/Al、Ag、Ca、化/A1、或者化/Ag 形成,或者可由渗杂的石墨締形成。替代地,第二电极40f可由金属纳米线、CNT、或石墨締 薄片形成。当第二电极40f由M-Li合金形成时,例如,可使用热蒸发。
[0217] 此外,由于塑料层30可具有高的耐热性,因此当如参照图17c所描述地形成光电 子器件部分40时,可限制和/或防止由于热量引起的对塑料层30的破坏。特别地,当塑料 层30由阳N形成时,可保证高的耐热性。
[0218] 参照图17d,可将包括塑料层30和光电子器件部分40的堆叠结构体从第一基底 SUB1分离。可通过将塑料层30从聚合物层20物理分离而将所述包括塑料层30和光电子 器件部分40的堆叠结构体从第一基底SUB1分离。由于聚合物层20与塑料层30之间的粘 合力可小于玻璃基底10与聚合物层20之间的粘合力W及塑料层30与光电子器件部分40 之间的粘合力,因此塑料层30可容易地从聚合物层20分离。在将所述包括塑料层30和光 电子器件部分40的堆叠结构体从第一基底SUB1分离之后,塑料层30可起到光电子器件部 分40的支持基底或者操纵基底的作用。
[0219] 参照图17e,在使包括弹性体聚合物的第二基底60水平地伸长时,可将所述包括 塑料层30和光电子器件部分40的堆叠结构体附着至第二基底60。第二基底60的材料可 与图1的基底S10的材料基本上相同。目P,第二基底60可包括所述弹性体聚合物并且可为 能伸长的。所述弹性体聚合物可为弹性体橡胶。第二基底60的弹性体聚合物可为具有等于 或大于0. 4或0. 45的泊松比的材料。第二基底60的弹性体聚合物可包括选自如下的至少 一种:基于娃的聚合物、PU、PUA、丙締酸醋聚合物、和丙締酸醋Ξ元共聚物。所述基于娃的聚 合物可包括选自例如如下的至少一种:PDMS、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。而 且,可使用ECOFLEX坂(由Smooth-化Inc.制造的销催化的有机娃)作为所述基于娃的 聚合物。然而,第二基底60的前述具体材料是实例并且可使用其它多种弹性体聚合物。在 使第二基底60水平地伸长期望的(和/或替代地预定的)长度时,可将所述包括塑料层30 和光电子器件部分40的堆叠结构体附着至第二基底60。在此情况下,塑料层30可容易地 附着至第二基底60。如果必要,可进一步在塑料层30与第二基底60之间设置期望的(和 /或替代地预定的)粘合剂(例如,粘合剂层)。
[0220] 在图17e中,第二基底60水平地伸长的程度,即,第二基底60的预加应变,可等于 或大于约5%或约10%。第二基底60的预加应变可等于或大于约50%或约100%。光电 子器件部分40可形成于预加应变的第二基底60上。 阳221] 接着,在除去施加至第二基底60的拉伸应变(拉伸应力)时,如图17f中所示,可 在光电子器件部分40中形成波状结构。具有波状结构的光电子器件部分40可为能与第 二基底60 -起水平地伸长的并且可为能W宽的角度折叠的。在此情况下,塑料层30可设 置第二基底60与光电子器件部分40之间。光电子器件部分40的波状结构可具有期望的 (和/或替代地预定的)波长和期望的(和/或替代地预定的)振幅。光电子器件部分40 的波状结构的平均波长可范围为约3 μ m-约3mm或约10 μ m-约2mm,并且光电子器件部分 40的波状结构的平均振幅可范围为约50nm-约2mm或约lOOnm-约1mm。光电子器件部分 40的波状结构的波长(例如,平均波长)和振幅(例如,平均振幅)可根据塑料层30的厚 度进行调节。图17f的能伸长的器件可与图5的能伸长的器件100A对应。 阳222] 根据实例实施方式,可进一步在图17e或17f的光电子器件部分40上形成包括弹 性体聚合物的封盖层,如图18中所示。 阳223] 参照图18,可在光电子器件部分40上形成包括弹性体聚合物的封盖层70。封盖 层70可在图17e的步骤或图17f的步骤中形成。光电子器件部分40可设置第二基底60 与封盖层70之间。在此情况下,光电子器件部分40可位于MNP上或附近。光电子器件部 分40的发光层40d可位于MNP上或附近。封盖层70可由与图2的封盖层CIO的材料基 本上相同的材料形成。例如,封盖层70的弹性体聚合物可包括选自如下的至少一种:PU、 PUA、丙締酸醋聚合物、丙締酸醋Ξ元共聚物、和基于娃的聚合物。所述基于娃的聚合物可包 括选自例如如下的至少一种:PDMS、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。而且,可使用 ECOFLEX嚴(由Smooth-化Inc.制造的销催化的有机娃)作为所述基于娃的聚合物。 然而,封盖层70的前述具体材料为实例并且可使用其它弹性体聚合物。图18的能伸长的 器件可与图6的能伸长的器件100B对应。
[0224] 图19a-19d为用于说明根据实例实施方式的制造能伸长的光电子器件部分(下文 中,称为能伸长的器件)的方法的横截面图。 阳2巧]参照图19曰,可通过使用图17a-17c的方法在第一基底SUB1上形成塑料层30和光 电子器件部分40。接着,可进一步在光电子器件部分40上形成粘合剂层50。粘合剂层50 可为有机粘合剂层。粘合剂层50可由与图18的封盖层70的材料基本上相同的材料形成。 例如,粘合剂层50可包括选自如下的至少一种:PU、PUA、丙締酸醋聚合物、丙締酸醋Ξ元共 聚物、和基于娃的聚合物。所述基于娃的聚合物可包括选自例如如下的至少一种:PDMS、聚 苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。 阳226] 参照图19b,像参照图17d所描述的一样,可将包括塑料层30、光电子器件部分40、 和粘合剂层50的堆叠结构体从第一基底SUB1分离。 阳227] 参照图19c,在使包括弹性体聚合物的第二基底60水平地伸长时,可将所述包括 塑料层30、光电子器件部分40、和粘合剂层50的堆叠结构体附着至第二基底60。在此情况 下,可将粘合剂层50附着至第二基底60的表面。因此,经竖向翻转的光电子器件部分40 可设置在第二基底60上。光电子器件部分40可包括:第二电极40f、电子传输层40e、发光 层4(M、空穴传输层40c、空穴注入层40b、和第一电极40a,其W此次序顺序地设置在第二基 底60上。第一电极40a可为阳极,并且第二电极40f可为阴极。第一电极40a可包括石墨 締层,并且发光层40d可包括含有QD的层。 阳22引接着,在除去施加至第二基底60的拉伸应变(拉伸应力)时,如图19d中所示,可 在光电子器件部分40中形成波状结构。图19d的能伸长的器件可与图7的能伸长的器件 100C对应。
[0229] 根据实例实施方式,可进一步在图19c或19d的塑料层30上形成包括弹性体聚合 物的封盖层,如图20中所示。
[0230] 参照图20,可在塑料层30上形成包括弹性体聚合物的封盖层70。封盖层70可在 图19c的步骤或图19d的步骤中形成。塑料层30可设置在光电子器件部分40与封盖层70 之间,并且光电子器件部分40可设置在第二基底60与封盖层70之间。光电子器件部分40 可位于MNP上或附近。封盖层70可由与图18的封盖层70的材料基本上相同的材料形成。 图20的能伸长的器件可与图8的能伸长的器件100D对应。 阳231] 根据实例实施方式,在使包括弹性体聚合物的基底水平地伸长时,可在所述伸长 的基底上形成包括石墨締层和含有QD的层的光电子器件部分,然后可除去施加至所述基 底的拉伸应变(拉伸应力),且形成在所述光电子器件部分中的波状结构,如图21a-21c中 所示。
[0232] 图21a-21c为用于说明根据实例实施方式的制造能伸长的光电子器件(下文中, 称为能伸长的器件)的方法的横截面图。 阳233] 参照图21曰,可使包括弹性体聚合物的基底62水平地伸长。使基底62伸长的方法 的实例可包括物理伸长方法和热伸长方法。在物理伸长方法中,可对基底62的至少两端进 行牵引W使基底62伸长。在热伸长方法中,可使基底62在所有方向上伸长。可使用物理 伸长方法和热伸长方法之一,或者可使用物理伸长方法和热伸长方法两者。
[0234] 参照图2化,可在伸长的基底62上形成光电子器件部分42。光电子器件部分42可 包括例如第一电极42a、空穴注入层42b、空穴传输层42c、发光层421电子传输层42e、和第 二电极42f,其W此次序顺序地设置在基底62上。第一电极42a可包括石墨締层。在此情 况下,第一电极42a的石墨締层可接触基底62的顶表面。发光层42d可包括含有QD的层。 例如,发光层42d可为QD层。形成第一电极42a、空穴注入层42b、空穴传输层42c、发光层 42t电子传输层42e、和第二电极42f的方法可分别与用于形成图17c的第一电极40曰、空 穴注入层40b、空穴传输层40c、发光层4(M、电子传输层40e、和第二电极
40f的方法基本上 相同。
[0235] 参照图21c,可通过除去施加至基底62的拉伸应变(拉伸应力)而形成光电子器 件部分42的波状结构。图21c的能伸长的器件可与图9的能伸长的器件100E对应。 阳236] 根据实例实施方式,可进一步在图2化或21c的光电子器件部分42上形成包括弹 性体聚合物的封盖层,如图22中所示。 阳237] 参照图22,可在光电子器件部分42上形成包括弹性体聚合物的封盖层72。封盖 层72可在图2化的步骤或者图21c的步骤中形成。光电子器件部分42可设置在第二基底 62与封盖层72之间。光电子器件部分42可位于MNP上或附近。封盖层72可由与图18的 封盖层70的材料基本上相同的材料形成。图22的能伸长的器件可与图10的能伸长的器 件100F对应。
[0238] 图23a-23d为用于说明根据实例实施方式的制造能伸长的光电子器件(下文中, 称为能伸长的器件)的方法的横截面图。 阳239] 参照图23a,可在玻璃基底15上形成聚合物层25,并且可通过使用与图17a-17c 的方法类似的方法在聚合物层25上形成光电子器件部分45。在此情况下,聚合物层25可 具有范围为例如约500 μ m-约2mm的厚度。光电子器件部分45可包括:第一电极45日、空 穴注入层45b、空穴传输层45c、发光层451电子传输层45e、和第二电极45f,其W此次序顺 序地堆叠在聚合物层25上。接着,可在光电子器件部分45上形成粘合剂层55。粘合剂层 55可与图19a的粘合剂层50基本上相同。
[0240] 参照图23b,可将包括聚合物层25、光电子器件部分45、和粘合剂层55的堆叠结构 体从玻璃基底15分离。可通过将聚合物层25从玻璃基底15物理分离而将所述堆叠结构 体从玻璃基底15分离。由于玻璃基底15与聚合物层25之间的粘合力小于聚合物层25与 光电子器件部分45之间的粘合力,因此聚合物层25可容易地从玻璃基底15分离。在此情 况下,聚合物层25可支持光电子器件部分45并且(限制和/或防止)光电子器件部分45 被破坏或开裂。为此,聚合物层25的厚度可为相对大的。例如,聚合物层25的厚度可范围 为约 500 μ m-约 2mm。 阳241] 参照图23c,在使包括弹性体聚合物的第二基底65水平地伸长时,可将所述包括 聚合物层25、光电子器件部分45、和粘合剂层55的堆叠结构体附着至伸长的第二基底65。 在此情况下,可将粘合剂层55附着至第二基底65。因此,经竖向翻转的光电子器件部分45 可设置在第二基底65上。目P,光电子器件部分45可包括:第二电极45f、电子传输层45e、 发光层451空穴传输层45c、空穴注入层45b、和第一电极45a,其W此次序顺序地设置在第 二基底65上。聚合物层25可设置在光电子器件部分45上。 阳242] 参照图23d,通过除去施加至第二基底65的拉伸应变(拉伸应力),可在光电子器 件部分45中形成波状结构。图23d的能伸长的器件可与图11的能伸长的器件100G对应。 阳243] 根据实例实施方式,可进一步在图23c或23d的聚合物层25上形成包括弹性体聚 合物的封盖层,如图24中所示。
[0244] 参照图24,可在聚合物层25上形成包括弹性体聚合物的封盖层75。封盖层75可 在图23c的步骤或者图23d的步骤中形成。聚合物层25可设置在光电子器件部分45与封 盖层75之间,并且光电子器件部分45可设置在第二基底65与封盖层75之间。光电子器 件部分45可位于MNP上或附近。封盖层75可由与图18的封盖层70的材料基本上相同的 材料形成。图24的能伸长的器件可与图12的能伸长的器件100H对应。
[0245] 图25为说明根据实例实施方式的可应用于能伸长的/能折叠的光电子器件的石 墨締/PED0T堆叠结构体的波状结构的平面图像。所述石墨締/PED0T堆叠结构体形成于预 加应变的PDMS基底上,然后,在施加至所述PDMS基底的拉伸应变(拉伸应力)被除去时具 有波状结构。在此情况下,所述PDMS基底的预加应变为25%。图25的平面图像是通过使 用光学显微镜拍摄的。 阳246] 参照图25,在所述石墨締 /P邸0T堆叠结构体中形成了波状结构并且所述波状结 构具有相对均匀的波形。 阳247] 图26为说明根据实例实施方式的石墨締 /P邸0T堆叠结构体的P邸0T层的厚度与 波状结构的波长之间的关系的图。所述石墨締/P邸0T堆叠结构体形成于预加应变的PDMS 基底上,然后在施加至所述PDMS基底的拉伸应变(拉伸应力)被除去时具有波状结构。在 此情况下,所述PDMS基底的预加应变为25%。而且,图26说明当在PDMS基底上形成仅 阳DOT层而没有石墨締时P邸ΟΤ层的厚度与波状结构的波长之间的关系。
[0248] 参照图26,当使用石墨締/Ρ邸0Τ堆叠结构体时W及当使用仅阳DOT层而没有石 墨締时,波状结构的波长(例如,平均波长)随着P邸0T层的厚度增加而增加。而且,当使 用P邸0T层和石墨締两者时的波状结构的波长(例如,平均波长)比使用仅P邸0T层时的 略高。其似乎是因为当使用P邸0T层和石墨締两者时,由于石墨締,波状结构的杨氏模量增 加。
[0249] 图27 (A)-27(巧为说明根据实例实施方式的当使石墨締/P邸0T堆叠结构体伸长 时的形貌的平面图像。在被预加应变至25%的PDMS基底上形成石墨締/P邸0T堆叠结构 体,然后,通过除去施加至PDMS基底的拉伸应力而形成具有波状结构的石墨締/P邸0T结构 体。在使所述石墨締/P邸0T结构体伸长时测量形貌。在图27(A)中拉伸应变为0%,在图 27度)中拉伸应变为5%,在图27(C)中拉伸应变为10%,在图27值)中拉伸应变为15%, 在图27巧)中拉伸应变为20 %,并且在图27 (巧中拉伸应变为25 %。
[0250] 参照图27 (A) -27 (F),当拉伸应变增加时,即,当伸长从图27 (A)到图27 (巧变化 时,波的数量逐渐减少。在图27 (巧中,即,当拉伸应变为约25%时,在石墨締/P邸0T堆叠 结构体的表面上存在很少的波纹。运样的结果与PDMS基底的预加应变有关。当PDMS基底 的预加应变增加时,石墨締/PED0T结构体的拉伸应变可增加。 阳巧1] 图28为说明根据实例实施方式的具有波状结构的石墨締/P邸0T堆叠结构体的应 变与薄层电阻(Ω / □)之间的关系的图。所述石墨締/PED0T堆叠结构体形成于被预加应 变至30 %的PDMS基底上并且在此情况下,P邸0T层的厚度为55皿。 阳巧2] 参照图28,一直到应变(例如,拉伸应变)为约30%,薄层电阻都很少变化。当 应变增加至等于或大于30 %时,薄层电阻略微增加。当应变为50 %时,薄层电阻为约 127 Ω / □,其对于所述石墨締/P邸0T堆叠结构体用作阳极而言可为足够低的。由图28发 现,一直到应变与PDMS基底的预加应变相同或相等,薄层电阻都很少变化,并且即使在应 变大于PDMS基底的预加应变之后,薄层电阻也未大大增加。 阳巧3] 图29为说明在测量根据实例实施方式的具有波状结构的PDMS/石墨締/P邸0T堆 叠结构体的透射率之后获得的结果的图。通过使光的波长从约275nm到约800nm变化而测 量所述PDMS/石墨締/P邸0T堆叠结构体的透射率。在所述PDMS/石墨締/P邸0T堆叠结构 体中,阳DOT层的厚度为50皿并且石墨締层为单个石墨締片。而且,图29显示具有2. 4mm 厚度的PDMS基底的透射率数据。 阳巧4] 参照图29,PDMS基底本身的透射率等于或大于90%,其非常高。而且,所述PDMS/ 石墨締/P邸0T堆叠结构体的透射率范围为约80% -约90%,其也是高的。当光的波长为 550nm时,所述PDMS/石墨締/P邸0T堆叠结构体的透射率为约87. 2 %。因此,所述PDMS/ 石墨締/P邸0T堆叠结构体可为透明的或几乎透明的。因此,所述PDMS/石墨締/P邸0T结 构体可有效地应用于光学器件(例如,发光器件)。 阳巧5] 图29的石墨締/P邸0T堆叠结构体的薄层电阻为约92 Ω / □。所述石墨締/P邸0T 堆叠结构体的电阻可为一个石墨締层或者具有与一个石墨締层的厚度相同的厚度的PED0T 层的电阻的约4-7分之一。因此,所述石墨締/P邸0T堆叠结构体可用作阳极。 阳巧6] 图30 (A) -30 (D)为说明根据实例实施方式的转印到预加应变的PDMS基底上的QD 层的波状结构的平面图像。在图30A中QD层的厚度为40nm,在图30B中QD层的厚度为 90皿,在图30C中QD层的厚度为120皿,并且在图30D中QD层的厚度为200皿。
[0257] 参照图30(A)-30值),当QD层的厚度增加时,即,当伸长从图30(A)到图30做变 化时,波状结构的波长增加。在图30(A)中波状结构的平均波长为约4.85 μπι,在图30度) 中波状结构的平均波长为约10. 95 μ m,在图30(C)中波状结构的平均波长为约14. 9 μ m,并 且在图30值)中波状结构的平均波长为约20 μ m。通过使用图30 (A)-30值)的波状结构的 测量的平均波长,由方程计算的QD层的杨氏模量为约47GPa。 阳巧8] 图31为说明根据实例实施方式的转印到预加应变的PDMS基底上的QD层的厚度 与波状结构的波长之间的关系的图。
[0259] 参照图31,当QD层的厚度增加时,波状结构的波长(例如,平均波长)增加,运与 图30(A)-30值)的结果对应。 悦60] 图32 (A) -32 (D)为说明根据实例实施方式的当使形成于弹性基底(例 如,F.COFLEX饭基底)上的阳N/石墨締堆叠结构体伸长时的形貌的平面图像。 ECOFLEX⑧为由Smooth-化Inc.制造的销催化的有机娃。在被预加应变至70%的 ECOFLEX⑥基底上(ECOFLEX⑧为由Smooth-化Inc.制造的销催化的有机娃)形 成阳N/石墨締堆叠结构体,然后,通过除去施加至ECOFLEX⑧基底(ECOFLEX⑩为 由Smooth-化Inc.制造的销催化的有机娃)的拉伸应变(拉伸应力)而形成具有波状结 构的PEN/石墨締结构体。在使所述PEN/石墨締结构体伸长时测量形貌。阳N层的厚度为 1.3 μ m。在图32(A)中拉伸应变为0%,在图32做中拉伸应变为30%,在图32似中拉伸 应变为50%,并且在图32值)中拉伸应变为70 %。 阳261] 参照图32(A)-32(D),当拉伸应变增加时,即,当图从图32(A)到图32做变化时, 波的数量逐渐减少。在图32值)中,即,当拉伸应变为70%时,在所述PEN/石墨締堆叠结 构体的表面上存在很少的波纹。运样的结果与ECOFLEX狼基底的预加应变有关。当 ECQFLE器愈基底的预加应变增加时,所述PEN/石墨締堆叠结构体的拉伸应变可增加。 阳%2] 图33 (A)和33度)为说明根据实例实施方式的光电子器件的单轴波状结构和多轴 波状结构的平面图像。图33度)的多轴波状结构为双轴波状结构。可使弹性的基底在一个 方向上(例如,在X轴方向上)或者在两个方向(例如,X和Y轴方向)上伸长,然后可在 所述伸长的基底上形成具有多层结构的光电子器件部分,并且通过除去施加至所述基底的 拉伸应变(拉伸应力),可获得具有单轴波状结构(参见图33(A))或多轴波状结构(参见 图33度))的光电子器件。如图33(A)和33度)中所示,可制造可在单轴方向上或者在多轴 方向上伸长而没有裂纹的波状结构。 阳%3] 图34(A)和34度)为说明根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件 (例如,发光器件)的运行的图像。图34(A)说明发射绿色光的器件且图34度)说明发射红 色光的器件。实例实施方式的光电子器件是通过将包括石墨締层和QD层的光电子器件部 分附着至预加应变的PDMS基底而形成的。在所述PDMS基底与所述光电子器件部分之间设 置阳N层。
[0264] 图35为对其中将根据实例实施方式的图34(A)和34度)的光电子器件弯曲和折 叠的情况进行说明的图像。参照图35,即使当将根据实例实施方式的光电子器件弯曲或折 叠时,所述光电子器件也可正常地运行而没有在电和光学特性方面的任何恶化。在此情况 下,所述光电子器件的弯曲半径可等于或小于1mm。
[0265] 图36 (A) -36 (C)为对其中使根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件 (例如,发光器件)伸长的情况进行说明的图像。实例实施方式的光电子器件是通过将包括 石墨締层和QD层的光电子器件部分附着至预加应变的PDMS基底而形成的。在所述PDMS 基底与所述光电子器件部分之间设置阳N层。所述阳N层的厚度为12μπι。由图36发现, 即使当使光电子器件(例如,发光器件)拉伸变形约23%时,其发光特性也得W保持。
[0266] 图37为说明根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件(例如,发光器 件)的电致发光巧L)光谱的图。在图37中,曲线A对应于发射绿色光的器件并且曲线Β 对应于发射红色光的器件。制造所述光电子器件的方法与图36的相同。
[0267] 参照图37,曲线A和曲线B各自在与其对应的颜色的波长下具有高的强度和很小 的噪声。由于QD的光学性质,各器件的半宽度(FWHM)小于仅30皿,运意味着各器件具有高 的色纯度。 阳268] 图38为说明根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件(例如,发光器 件)的电压-电流密度特性的图。在图38中,曲线A对应于发射绿色光的器件并且曲线B 对应于发射红色光的器件。在图38中,电压指的是在所述光电子器件的两个电极(例如, 第一和第二电极)之间施加的电压并且电流密度指的是所述两个电极之间的电流密度。 阳269] 图39为说明根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件(例如,发光器 件)的电压-亮度特性的图。在图39中,曲线A对应于发射绿色光的器件并且曲线B对应 于发射红色光的器件。参照图39,所述能伸长的/能折叠的光电子器件的最大亮度高达约 1200cd/m2。
[0270] 图40为说明根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件(例如,发光器 件)的电流密度-发光效率特性的图。在图40中,曲线A对应于发射绿色光的器件并且曲 线B对应于发射红色光的器件。参照图40,所述能伸长的/能折叠的光电子器件的最大效 率高达约Icd/A。 阳271]图41为说明根据实例实施方式的在未使用塑料材料层例如阳N层的情况下直接 形成于预加应变的PDMS基底上的光电子器件(例如,发光器件)的图像。所述光电子器件 为使用石墨締-QD的发光器件。 阳272] 图42和43为说明在评价根据实例实施方式的图41的光电子器件的特性之后获 得的结果的图。图42说明所述光电子器件的电压-电流密度特性并且图43说明所述光电 子器件的电压-亮度特性。 阳273] 图44为说明根据实例实施方式的通过在预加应变的PDMS基底上使用塑料材料层 (例如,PEN层)而制造的光电子器件(例如,发光器件)的图像。所述光电子器件为使用 石墨締-QD的发光器件。在此情况下,所述塑料材料的厚度为25 μ m。
[0274] 图45(A)-45(C)为对根据实例实施方式的其中使图44的光电子器件伸长的情况 进行说明的图像。图46为对根据实例实施方式的其中使图44的光电子器件(发光器件) 弯曲的情况进行说明的图像。由图45(A)-45(C)发现,所述光电子器件的拉伸应变等于或 大于约8 %,并且由图46发现,所述光电子器件的弯曲半径等于或小于约1mm。
[0275] 图47-49为说明在评价根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件(例 如,发光器件)的特性之后获得的结果的图。图47说明所述能伸长的/能折叠的光电子器 件的电压-电流密度特性,图48说明所述能伸长的/能折叠的光电子器件的电压-亮度特 性,并且图49说明所述能伸长的/能折叠的光电子器件的电流密度-发光效率特性。实例 实施方式的光电子器件是通过将包括石墨締层和QD层的光电子器件部分附着至预加应变 的弹性基底而形成的。在所述弹性基底与所述光电子器件部分之间设置PEN层。在此情况 下,所述阳N层的厚度为约12ym。所述光电子器件为发射红色光的器件。图48中的最大 亮度大于1200cd/m 2并且图49中的最大发光效率高达约2. 3cd/A。 阳276]图50为说明根据对比例的发光器件的电流密度-发光效率特性的图。所述根据 对比例的发光器件为包括QD层并且使用氧化铜锡(ITO)电极的刚性的发光器件。参照图 50,所述根据对比例的发光器件的最大发光效率仅为约0. 43cd/A。当与根据图49的实例实 施方式的发光器件的约2. 3cd/A的最大发光效率相比时,约0. 43cd/A的最大发光效率是很 低的。
[0277] 图51为说明通过利用使用根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件 (例如,发光器件)的光电容积脉搏波描记法(PPG)传感器测量受试者(例如,人)的屯、率 之后获得的结果的图。所述PPG传感器可安装在受试者的手指周围,并且根据实例实施方 式的能伸长的/能折叠的光电子器件可用作所述PPG传感器的光源。在此情况下,可要求 所述光源为能穿戴的/能伸长的。所述PPG传感器可用于通过检测由于在身体部分例如手 指中的血流而引起的在光的透射率方面的变化而测量屯、率。
[0278] 参照图51,PPG信号脉冲重复地和清楚地显现。因此,确定,所述能伸长的/能折 叠的光电子器件在所述PPG传感器中正常运行。
[0279] 图52为说明在通过利用使用根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器 件(例如,发光器件)的PPG传感器测量的PPG信号脉冲之中对应于一个周期的脉冲的图。
[0280] 图53为说明在通过利用使用根据对比例的发光器件的PPG传感器测量的PPG信 号脉冲之中对应于一个周期的脉冲的图。所述根据对比例的发光器件可与图50的根据对 比例的发光器件相同。 阳281] 将图52和53的图彼此进行比较。与当使用根据实例实施方式的能伸长的/能折 叠的光电子器件时(参见图52)相比,当使用所述根据对比例的发光器件时(参见图53), 噪声高得多并且信号状态差得多。因此,当使用根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的 光电子器件时,可获得优异的特性。 阳282]图54为根据实例实施方式的传感器系统的系统框图。 阳283] 参照图54,可使用移动设备器件和电子贴片实现传感器系统。移动设备器件可包 括控制器、通信忍片(例如,无线电忍片组)、驱动集成电路(1C)、和应用处理器。应用处理 器可包括中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、和存储忍片。电子贴片可包括天线、通 信忍片(例如,无线电忍片组)、超级电容器、和光电子传感器。光电子传感器可包括与本申 请的图1-15中的至少一种根据实例实施方式的能伸长的器件连接的传感器电路。 阳284] 移动设备器件中的通信忍片组可与天线连接。电子贴片中的通信忍片组也可与天 线连接。使用天线,移动设备器件和电子贴片可在彼此之间交换功率和数据信号。 阳285] 移动设备器件的应用处理器中的存储忍片可为非易失性存储器件例如闪存、相变 随机存取存储器(PRAM)、磁阻式RAM(MRAM)、电阻式RAM(ReRAM)、铁电RAM(FRAM)。 阳286] 当移动设备器件与电子贴片通信接近(例如,相邻)时,电子贴片可接收来自移动 设备器件的功
率和数据信号。所述功率和数据信号可被电子贴片的天线接收并且被传输至 电子贴片的通信忍片和超级电容器。被电子贴片接收的功率和数据信号可通过电子贴片的 天线传输至所述通信忍片和超级电容器。所述超级电容器可向光电子传感器提供动力W运 行光电子传感器。 阳287] 当光电子传感器感测光时,光电子传感器可将信号传输至电子贴片的通信忍片。 电子贴片的通信忍片可处理从光电子传感器接收的信号并且利用电子贴片的天线将处理 过的信号作为功率和数据信号传输。移动设备器件的通信忍片可接收所述功率和数据信号 并且将所接收的功率和数据信号传输至控制器。控制器可将所接收的功率和数据信号处理 至应用处理器,在应用处理器中,所接收的信号可利用CPU进行分析并且存储在存储忍片 中。应用处理器还可利用驱动集成电路对移动设备器件的通信忍片进行控制。 阳28引图55为根据实例实施方式的传感器系统的电路图。 阳289] 参照图55,在实例实施方式中,配置成对从光电子器件产生的信号进行处理的电 路可包括感测单元、高通滤波器(HP巧、低通滤波器(LP巧、和增益放大器。感测单元可包括 发光器件L邸和光电二极管(PD)。发光器件L邸和/或光电二极管PD可包括本申请的图 1-15中的根据实例实施方式的能伸长的器件的一种。L邸的一端可连接至在L邸与电源引 脚Vcc之间的第一电阻器R1。LED的另一端可连接至在接地引脚GND与第二电阻器R2之 间的节点。光电二极管PD的一端可连接电源引脚Vcc。光电二极管的另一端可连接至在第 二电阻器R2和与高通滤波器HPF中的第一电容器C1连接的线路之间的节点。 阳290] 高通滤波器HPF可包括第一电容器C1、第二电容器C2、运算放大器(下文中"HPF 运算放大器")、和电阻器R3-R6。第一和第二电容器C1和C2可与HPF运算放大器的第一端 子连接。第一端子可为(+)端子。接地引脚GND还可通过第Ξ电阻器R3连接至第二电容 器C2与第一端子之间的节点。第一和第二电容器C1和C2之间的节点可通过串联连接的 电阻器R4-R6连接至接地引脚GND。第五和第六电阻器R5和R6之间的节点可连接至HPF 运算放大器的第二端子。第二端子可为负端子(-)。 阳2川如图55中所示,低通滤波器LPF可包括电阻器R7-R10、电容器C3和C4 W及运算 放大器(下文中"LPF运算放大器")。可将HPF运算放大器的输出端子连接至低通滤波器 LPF中的第屯电阻器R7的一端。电阻器R7和R8可串联连接至LPF运算放大器的第一端 子。第一端子可为正(+)端子。第Ξ电容器C3、第九电阻器9、和第十电阻器10可串联连 接在接地引脚GND和在第屯电阻器R7与第八电阻器R8之间的节点之间。第九电阻器R9 与第十电阻器R10之间的节点可连接至LPF运算放大器的第二端子。LPF运算放大器的第 二端子可为负(-)端子。 阳292] 增益放大器可包括运算放大器(下文中"增益运算放大器")W及从增益运算放大 器的输出端子串联连接至接地引脚GND的电阻器R11和R12。LPF运算放大器的输出端子 可连接至增益运算放大器的第一端子。增益运算放大器的第一端子可为正端子(+)。 阳293] 如上所述,根据实例实施方式,可实现具有优异特性的能伸长的/能折叠的光电 子器件。所述能伸长的/能折叠的光电子器件可具有优异的耐久性。即使当使光电子器件 部分的波状结构伸长时,一直到所述波状结构变成平面结构,所述能伸长的/能折叠的光 电子器件的电和光学特性也可得W稳定地保持。而且,当所述光电子器件部分位于MNP上 或附近时,即使在使所述能伸长的/能折叠的光电子器件大大地/反复地变形时,所述光电 子器件部分也可不遭受应力或者遭受很少的应力。而且,由于石墨締具有优异的柔性和高 的机械强度,因此石墨締即使在1mm或更小的弯曲半径的情况下也可保持其自身的特性/ 功能并且在所述波状结构中可自由地伸长。而且,QD具有高的色纯度、高的量子产率、高的 稳定性、和自发光特性并且在所述波状结构中是能伸长的和能折叠的,并且光的颜色容易 地通过改变QD的尺寸而调节。由于含有QD的层可为发光层,因此所述能伸长的/能折叠 的光电子器件可为具有能伸长的或能折叠的发光面的器件。所述能伸长的/能折叠的光电 子器件可具有等于或大于约5%或约100%的拉伸应变并且即使在1mm或更小的弯曲半径 的情况下也可正常运行而没有在亮度或发光效率方面的任何下降。 阳294] 根据实例实施方式的能伸长的/能折叠的光电子器件可出于多种目的而应用于 多种器件例如下一代移动显示器、能伸长的表面发光装置、通过附着至弯曲的玻璃表面而 使用的透明显示器、能穿戴的显示器、用于生物传感(感测)的贴片型光源、PPG传感器、和 用于外科手套中的光源。前述具体应用是非限制性的实例并且所述能伸长的/能折叠的光 电子器件可应用于其它多种器件。 阳295] 应理解,本文中描述的实例实施方式应仅在描述的意义上考虑并且不用于限制目 的。在根据实例实施方式的各器件或方法中的特征或方面的描述应典型地被认为可用于在 根据实例实施方式的其它器件或方法中的其它类似特征或方面。例如,本领域普通技术人 员将理解,图1-15的能伸长的/能折叠的光电子器件的构造可W多种方式变化。例如,选 自石墨締层和含有QD的层的至少一个可被另外的材料代替并且光电子器件部分的堆叠结 构体可W多种方式变化。而且,将理解,图17-24的制造能伸长的/能折叠的光电子器件的 方法可W多种方式变化。将理解,适用于根据一个或多个实施方式的能伸长的/能折叠的 光电子器件的原理/精神可适用于其它器件。因此,发明构思的范围不由详细的描述限定, 而是由所附权利要求的技术精神限定。 阳296] 虽然已经具体展示和描述了一些实例实施方式,但是本领域普通技术人员将理 解,在不背离权利要求的精神和范围的情况下可在其中进行形式和细节方面的变化。
【主权项】
1. 能伸长的光电子器件,其包括: 包括弹性体聚合物并且能伸长的基底;和 在所述基底上的光电子器件部分,所述光电子器件部分包括石墨烯层和含有量子点 (QD)的层,所述光电子器件部分配置成具有波状结构以便为能伸长的。2. 权利要求1的能伸长的光电子器件,其进一步包括: 包括弹性体聚合物的封盖层,其中 所述封盖层是能伸长的,和 所述封盖层在所述光电子器件部分上。3. 权利要求2的能伸长的光电子器件,其中所述光电子器件部分位于机械中性面 (MNP)上或MNP附近。4. 权利要求2的能伸长的光电子器件,其中 所述封盖层的弹性体聚合物包括如下的至少一种:聚氨酯(PU)、聚氨酯丙烯酸酯 (PUA)、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯三元共聚物、和基于硅的聚合物。5. 权利要求4的能伸长的光电子器件,其中所述基于硅的聚合物包括如下的至少一 种:聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。6. 权利要求1的能伸长的光电子器件,其进一步包括: 与所述光电子器件部分的表面连接的塑料材料层, 其中所述塑料材料层在所述基底与所述光电子器件部分之间,或者所述光电子器件部 分在所述基底与所述塑料材料层之间。7. 权利要求6的能伸长的光电子器件,其中所述塑料材料层包括如下的至少一种:聚 萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。8. 权利要求6的能伸长的光电子器件,其中所述塑料材料层具有范围为0. 5μm-30μm 的厚度。9. 权利要求1的能伸长的光电子器件,其中 所述光电子器件部分的波状结构具有范围为10ym-2mm的平均波长,和 所述光电子器件部分的波状结构具有范围为lOOnm-lmm的平均振幅。10. 权利要求1的能伸长的光电子器件,其中所述光电子器件部分为如下的一种:发光 器件部分、光伏器件部分、和光检测器件部分。11. 权利要求1的能伸长的光电子器件,其中 所述光电子器件部分包括在所述基底上的第一电极、在所述第一电极上的发光层、和 在所述发光层上的第二电极, 所述第一和第二电极之一为阳极, 所述阳极包括所述石墨烯层,和 所述发光层包括所述含有QD的层。12. 权利要求11的能伸长的光电子器件,其中所述光电子器件部分进一步包括如下的 至少一个: 在所述阳极与所述发光层之间的空穴传输层(HTL);和 在所述发光层与来自所述第一和第二电极之中的阴极之间的电子传输层(ETL)。13. 权利要求12的能伸长的光电子器件,其中所述光电子器件部分进一步包括在所述 阳极与所述HTL之间的空穴注入层(HIL)。14. 权利要求1的能伸长的光电子器件,其中所述光电子器件部分进一步包括接触所 述石墨烯层的聚(3, 4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)层。15. 权利要求1的能伸长的光电子器件,其中所述石墨烯层掺杂有p-型掺杂剂。16. 权利要求1的能伸长的光电子器件,其中所述基底的弹性体聚合物包括如下的至 少一种:基于硅的聚合物、聚氨酯(PU)、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、丙烯酸酯聚合物、和丙烯酸 酯三元共聚物。17. 权利要求16的能伸长的光电子器件,其中所述基于硅的聚合物包括如下的至少一 种:聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。18. 权利要求1的能伸长的光电子器件,其中所述能伸长的光电子器件具有等于或大 于5%的应变。19. 权利要求1的能伸长的光电子器件,其中所述能伸长的光电子器件为能折叠的器 件。20. 装置,其包括: 权利要求1-19中任一项的能伸长的光电子器件;和 与所述能伸长的光电子器件连接的电路。21. 发光器件,其包括: 包括弹性体聚合物的第一材料层; 面对所述第一材料层并且包括弹性体聚合物的第二材料层;和 在所述第一与第二材料层之间的发光器件部分,所述发光器件部分包括发光层,所述 发光层包括含有量子点(QD)的层,所述发光器件部分配置成使得所述发光层的发光面为 能伸长的和能折叠的之一。22. 权利要求21的发光器件,其中 所述发光器件部分进一步包括石墨烯层, 所述石墨烯层在所述第一材料层和所述第二材料层的一个与所述发光层之间。23. 权利要求22的发光器件,其进一步包括: 在所述第一材料层和所述第二材料层的一个与所述发光器件部分之间的塑料层,和 其中所述石墨烯层在所述塑料层与所述含有QD的层之间。24. 权利要求23的发光器件,其中所述塑料层包括如下的至少一种:聚萘二甲酸乙二 醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。25. 权利要求21的发光器件,其中 所述发光器件部分包括顺序地堆叠在所述第一材料层或者所述第二材料层上的第一 电极、空穴传输层(HTL)、所述发光层、电子传输层(ETL)、和第二电极,和 所述第一电极包括石墨烯。26. 权利要求21的发光器件,其中所述发光器件部分配置成具有波状结构。27. 权利要求21的发光器件,其中所述第一材料层和所述第二材料层的至少一个中 的弹性体聚合物包括如下的至少一种:基于硅的聚合物、聚氨酯(PU)、聚氨酯丙烯酸酯 (PUA)、丙烯酸酯聚合物、和丙烯酸酯三元共聚物。28. 权利要求27的发光器件,其中所述基于硅的聚合物包括如下的至少一种:聚二甲 基硅氧烷(PDMS)、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。29. 装置,其包括: 权利要求21-28中任一项的发光器件;和 与所述发光器件连接的电路。30. 制造能伸长的光电子器件的方法,所述方法包括: 在第一基底上形成塑料层; 在所述塑料层上形成光电子器件部分,所述光电子器件部分包括石墨烯层和含有量子 点(QD)的层; 将堆叠结构体从所述第一基底分离,所述堆叠结构体包括所述塑料层和在所述塑料层 上的所述光电子器件部分; 在使第二基底水平地伸长时将所述堆叠结构体附着至所述第二基底,所述第二基底包 括弹性体聚合物;和 通过除去施加至所述第二基底的拉伸应力而在所述光电子器件部分中形成波状结构。31. 权利要求30的方法,其进一步包括: 在所述光电子器件部分上形成封盖层,所述封盖层包括弹性体聚合物。32. 权利要求31的方法,其中所述封盖层的弹性体聚合物包括如下的至少一种:聚氨 酯(PU)、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯三元共聚物、和基于硅的聚合 物。33. 权利要求32的方法,其中所述基于硅的聚合物包括如下的至少一种:聚二甲基硅 氧烧(PDMS)、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。34. 权利要求30的方法,其中所述塑料层包括如下的至少一种:聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)、聚酰亚胺(PI)、和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。35. 权利要求30的方法,其中 在所述塑料层上形成所述光电子器件部分包括在所述塑料层上顺序地形成第一电极、 空穴传输层(HTL)、发光层、电子传输层(ETL)、和第二电极, 所述第一电极包括所述石墨烯层,和 所述发光层包括所述含有QD的层。36. 权利要求30的方法,其中将所述堆叠结构体附着至所述第二基底包括将所述塑料 层设置在所述第二基底与所述光电子器件部分之间。37. 权利要求30的方法,其中将所述堆叠结构体附着至所述第二基底包括将所述光电 子器件部分设置在所述第二基底与所述塑料层之间。38. 权利要求37的方法,将所述堆叠结构体附着至所述第二基底进一步包括在所述第 二基底与所述光电子器件部分之间设置粘合剂层。39. 权利要求30的方法,其中所述第二基底的弹性体聚合物包括如下的至少一种:基 于硅的聚合物、聚氨酯(PU)、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、丙烯酸酯聚合物、和丙烯酸酯三元共 聚物。40. 权利要求39的方法,其中所述基于硅的聚合物包括如下的至少一种:聚二甲基硅 氧烧(PDMS)、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。41. 权利要求30的方法,其中 所述第一基底包括在刚性基底上的聚合物基底,和 所述刚性基底与所述聚合物基底相比是更刚性的。42. 制造能伸长的光电子器件的方法,所述方法包括: 使包括弹性体聚合物的基底水平地伸长以将所述基底转变成伸长的基底; 在所述伸长的基底上形成光电子器件部分,所述光电子器件部分包括石墨烯层和含有 量子点(QD)的层;和 通过除去施加至所述伸长的基底的拉伸应力而在所述光电子器件部分中形成波状结 构。43. 权利要求42的方法,其中当形成所述光电子器件部分时,所述石墨烯层接触所述 基底。44. 权利要求42的方法,其中 形成所述光电子器件部分包括在所述伸长的基底上顺序地形成第一电极、空穴传输层 (HTL)、发光层、电子传输层(ETL)、和第二电极, 所述第一电极包括所述石墨烯层,和 所述发光层包括所述含有QD的层。45. 权利要求42的方法,其中 在所述伸长的基底上形成所述光电子器件部分包括:在另外的基底上形成所述光电子 器件部分,然后将所述光电子器件部分附着至所述伸长的基底, 所述含有QD的层在所述伸长的基底与所述石墨烯层之间。46. 权利要求42的方法,其进一步包括: 在所述光电子器件部分上形成封盖层,其中 所述封盖层包括弹性体聚合物。47. 权利要求42的方法,其中所述基底的弹性体聚合物包括如下的至少一种:基于硅 的聚合物、聚氨酯(PU)、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、丙烯酸酯聚合物、和丙烯酸酯三元共聚物。48. 权利要求47的方法,其中所述基于硅的聚合物包括如下的至少一种:聚二甲基硅 氧烧(PDMS)、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。49. 能伸长的光电子器件,其包括: 能伸长的包括弹性体聚合物的基底; 在所述基底上的光电子器件部分, 所述光电子器件部分包括石墨烯层和活性层, 所述活性层在所述石墨烯层上或者在所述石墨烯层与所述基底之间, 所述活性层包括如下的一种:量子点、发光纳米材料、和过渡金属二硫属化物(TMDC), 所述光电子器件部分配置成具有波状结构,和 所述光电子器件部分配置成基于施加至所述基底的拉伸应力的水平从所述波状结构 向平面结构转变。50. 权利要求49的能伸长的光电子器件,其中所述基底的弹性体聚合物包括如下的至 少一种:基于硅的聚合物、聚氨酯(PU)、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、丙烯酸酯聚合物、和丙烯酸 酯三元共聚物。51. 权利要求49的能伸长的光电子器件,其进一步包括: 在所述光电子器件部分上的封盖层,其中 所述光电子器件部分在所述基底和所述封盖层之间,和 所述封盖层包括如下的至少一种:基于硅的聚合物、聚氨酯(PU)、聚氨酯丙烯酸酯 (PUA)、丙烯酸酯聚合物、和丙烯酸酯三元共聚物。52. 权利要求49的能伸长的光电子器件,其中 所述活性层包括所述量子点,和 所述量子点具有如下的一种:单层结构和多层结构。53. 权利要求49的能伸长的光电子器件,其中 所述石墨烯层为所述光电子器件部分的第一电极, 所述光电子器件部分进一步包括与所述活性层连接的第二电极,和 所述光电子器件部分进一步包括如下的至少一个: 在所述石墨烯层与所述活性层之间的空穴传输层,和 在所述第二电极与所述活性层之间的电子传输层。54. 权利要求53的能伸长的光电子器件,其中所述活性层直接接触如下的至少一个: 所述空穴传输层和所述电子传输层。55. 权利要求49的能伸长的光电子器件,其进一步包括: 塑料材料层,其中 所述塑料材料层包括如下的至少一种:聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、和 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET), 所述塑料材料层为如下的一种:在所述光电子器件部分上、和在所述光电子器件部分 与所述基底之间。56. 传感器系统,其包括: 包括与通信芯片和天线连接的权利要求49-55中任一项的能伸长的光电子器件的电 子贴片;和 配置成与所述电子贴片交换数据和功率信号的移动设备器件。57. 权利要求56的传感器系统,其中 所述电子贴片中的所述通信芯片和所述天线分别为第一通信芯片和第一天线,和 所述移动设备器件包括应用处理器、驱动集成电路、以及与第二天线连接的第二通信 芯片。58. 传感器电路,其包括: 包括权利要求49-55中任一项的能伸长的光电子器件的感测单元; 与所述感测单元连接的滤波电路,和 与所述滤波电路连接的增益放大电路。59. 权利要求58的传感器电路,其中 所述滤波电路包括与低通滤波电路连接的高通滤波电路, 所述高通滤波电路包括串联连接至第一运算放大器的端子的两个电容器,和 所述低通滤波电路包括串联连接在第一运算放大器的输出端子与第二运算放大器的 输入端子之间的两个电阻器。60. 权利要求59的传感器电路,其中 所述增益放大电路包括与第二运算放大器的输出端子连接的增益运算放大器。
【专利摘要】提供能伸长的光电子器件、其制造方法、包括其的装置、发光器件、传感器系统和传感器电路。能伸长的和/或能折叠的光电子器件可包括在基底上的光电子器件部分。所述基底可包括弹性体聚合物并且可为能伸长的。所述光电子器件部分可配置成具有波状结构以便为能伸长的。所述光电子器件部分可包括石墨烯层和含有量子点(QD)的层。所述能伸长的和/或能折叠的光电子器件可进一步包括包含弹性体聚合物并且在所述光电子器件部分上的封盖层。所述能伸长的和/或能折叠的光电子器件可进一步包括与所述光电子器件部分的至少一个表面接触的塑料材料层。
【IPC分类】H01L33/56, H01L31/0352, H01L31/0203, H01L33/06
【公开号】CN105489660
【申请号】CN201510647147
【发明人】金泰豪, 金尚元, 朴晟准, 李相旻
【申请人】三星电子株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月8日
【公告号】EP3002798A1