能伸長的光電子器件、其制造方法、包括其的裝置、發(fā)光器件、傳感器系統(tǒng)和傳感器電路的制作方法
【專利說明】能伸長的光電子器件、其制造方法、包括其的裝置、發(fā)光器 件、傳感器系統(tǒng)和傳感器電路
[oow] 相關申請
[0002] 本申請要求于2014年10月2日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請 No. 10-2014-0133557的優(yōu)先權，將其全部公開內容完全引入本文作為參考。
技術領域
[0003] 本公開內容設及能伸長的和/或能折疊的光電子器件、其制造方法、和包括所述 能伸長的和/或能折疊的光電子器件的裝置。
【背景技術】
[0004] 近來，對柔性電子裝置的興趣已經增加。柔性電子學是運樣的技術：其中，通過將 電子器件安裝在能彎曲的基底例如塑料基底上，電子電路/裝置可被彎曲或折疊。特別地， 柔性電子學已作為下一代技術在顯示器領域中引起關注。
[0005] 對能伸長的（能伸展的）電子裝置W及柔性電子裝置的期望已顯現(xiàn)。柔性電子裝 置可在保持其長度的同時彎曲。能伸長的電子裝置可彎曲并且其長度也可增加。因此，預 計能伸長的電子設備作為一項技術在新的應用中是有用的。

【發(fā)明內容】

[0006] 本公開內容設及具有優(yōu)異的特性的能伸長的/能折疊的光電子器件。
[0007] 提供包括石墨締層和/或含有量子點（QD)的層的能伸長的/能折疊的光電子器 件。
[0008] 提供具有優(yōu)異的耐久性的能伸長的/能折疊的光電子器件。提供即使通過反復的 伸長和/或折疊操作也可正常地運行而未使特性惡化且未使效率降低的能伸長的/能折疊 的光電子器件。
[0009] 提供具有能伸長的或能折疊的活性面（例如，發(fā)光面）的能伸長的/能折疊的光 電子器件。
[0010] 提供制造所述能伸長的/能折疊的光電子器件的方法。 W11] 提供包括所述能伸長的/能折疊的光電子器件的裝置。
[0012] 另外的方面將在W下描述中部分地闡明并且部分地將從所述描述明晰，或者可通 過實例實施方式的實踐獲知。
[0013] 根據(jù)實例實施方式，能伸長的光電子器件包括：包括彈性體聚合物并且能伸長的 基底；和在所述基底上的光電子器件部分。所述光電子器件部分包括石墨締層和含有量子 點（QD)的層。所述光電子器件部分配置成具有波狀結構W便為能伸長的。
[0014] 在實例實施方式中，所述能伸長的光電子器件可進一步包括包含彈性體聚合物的 封蓋（capping)層。所述封蓋層可為能伸長的。所述封蓋層可在所述光電子器件部分上。
[0015] 在實例實施方式中，所述光電子器件部分可位于機械中性面（MN巧上、或MNP附 近。
[0016] 在實例實施方式中，所述封蓋層的彈性體聚合物可包括如下的至少一種：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種：聚二甲基硅氧烷（PDM巧、聚苯基-甲基娃氧 燒、和六甲基^硅氧烷。
[0017] 在實例實施方式中，所述能伸長的光電子器件可進一步包括與所述光電子器件部 分的表面連接的塑料（塑性）材料層。所述塑料材料層可在所述基底與所述光電子器件部 分之間或者所述光電子器件部分可在所述基底與所述塑料材料層之間。
[0018] 在實例實施方式中，所述塑料材料層可包括如下的至少一種：聚糞二甲酸乙二醇 醋（PEN)、聚酷亞胺（PI)、和聚對苯二甲酸乙二醇醋（PET)。
[0019] 在實例實施方式中，所述塑料材料層可具有范圍為約0. 5 μ m-約30 μ m的厚度。
[0020] 在實例實施方式中，所述光電子器件部分的波狀結構可具有范圍為約10 μ m-約 2mm的平均波長，并且所述光電子器件部分的波狀結構可具有范圍為約lOOnm-約1mm的平 均振幅。
[0021] 在實例實施方式中，所述光電子器件部分可為如下的一種：發(fā)光器件部分、光伏器 件部分、和光檢測器件部分。
[0022] 在實例實施方式中，所述光電子器件部分可包括在所述基底上的第一電極、在所 述第一電極上的發(fā)光層、和在所述發(fā)光層上的第二電極。所述第一和第二電極之一可為陽 極。所述陽極可包括所述石墨締層，和所述發(fā)光層包括所述含有QD的層。
[0023] 在實例實施方式中，所述光電子器件部分可進一步包括如下的至少一個：在所述 陽極與所述發(fā)光層之間的空穴傳輸層（HTL);和在所述發(fā)光層與來自所述第一和第二電極 之中的陰極之間的電子傳輸層巧化）。
[0024] 在實例實施方式中，所述光電子器件部分可進一步包括在所述陽極與所述HTL之 間的空穴注入層化IL)。
[00巧]在實例實施方式中，所述光電子器件部分可進一步包括接觸所述石墨締層的聚 (3, 4-亞乙基二氧嚷吩）（陽DOT)層。
[00%] 在實例實施方式中，所述石墨締層可滲雜有P-型滲雜劑。
[0027] 在實例實施方式中，所述基底的彈性體聚合物可包括如下的至少一種：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種：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] 在實例實施方式中，所述能伸長的光電子器件可具有等于或大于5%的應變。
[0029] 在實例實施方式中，所述能伸長的光電子器件可為能折疊的器件。
[0030] 根據(jù)實例實施方式，裝置可包括所述能伸長的光電子器件W及與所述能伸長的光 電子器件連接的電路。
[0031] 根據(jù)實例實施方式，發(fā)光器件包括：包括彈性體聚合物的第一材料層；面對所述 第一材料層并且包括彈性體聚合物的第二材料層；和在所述第一與第二材料層之間的發(fā)光 器件部分。所述發(fā)光器件部分包括發(fā)光層，所述發(fā)光層包括含有量子點（QD)的層。所述發(fā) 光器件部分配置成使得所述發(fā)光層的發(fā)光面為能伸長的和能折疊的之一。
[0032] 在實例實施方式中，所述發(fā)光器件部分可進一步包括石墨締層。所述石墨締層可 在所述第一材料層和所述第二材料層的一個與所述發(fā)光層之間。
[0033] 在實例實施方式中，所述發(fā)光器件可進一步包括在所述第一材料層和所述第二材 料層的所述一個與所述發(fā)光器件部分之間的塑料層。所述石墨締層可在所述塑料層與所述 含有QD的層之間。
[0034] 在實例實施方式中，所述塑料層可包括如下的至少一種：聚糞二甲酸乙二醇醋 (PEN)、聚酷亞胺（PI)、和聚對苯二甲酸乙二醇醋（PET)。
[0035] 所述發(fā)光器件部分可包括順序地堆疊在所述第一材料層或所述第二材料層上的 第一電極、空穴傳輸層（HTL)、發(fā)光層、電子傳輸層巧化)、和第二電極。所述第一電極可包 括石墨締。
[0036] 在實例實施方式中，所述發(fā)光器件部分可配置成具有波狀結構。
[0037] 在實例實施方式中，所述第一材料層和所述第二材料層的至少一個中的彈性體聚 合物可包括如下的至少一種：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] 在實例實施方式中，所述基于娃的聚合物可包括如下的至少一種：聚二甲基娃氧 燒（PDM巧、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基^硅氧烷。
[0039] 根據(jù)實例實施方式，裝置可包括所述發(fā)光器件W及與所述發(fā)光器件連接的電路。
[0040] 根據(jù)實例實施方式，制造能伸長的光電子器件的方法包括：在第一基底上形成塑 料層；在所述塑料層上形成光電子器件部分，所述光電子器件部分包括石墨締層和含有量 子點（QD)的層；將堆疊結構體從所述第一基底分離，所述堆疊結構體包括所述塑料層和所 述光電子器件部分；在使第二基底水平地伸長時將所述堆疊結構體附著至所述第二基底； 和通過除去施加至所述第二基底的拉伸應力而在所述光電子器件部分中形成波狀結構。
[0041] 在實例實施方式中，所述方法可進一步包括在所述光電子器件部分上形成包括彈 性體聚合物的封蓋層。
[0042] 在實例實施方式中，所述封蓋層的彈性體聚合物可包括如下的至少一種：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種：PDMS、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二娃氧 燒。
[0043] 在實例實施方式中，塑料層可包括如下的至少一種：聚糞二甲酸乙二醇醋（陽腳、 聚酷亞胺（PI)、和聚對苯二甲酸乙二醇醋（PET)。
[0044] 在實例實施方式中，在所述塑料層上形成光電子器件部分可包括在所述塑料層上 順序地形成第一電極、空穴傳輸層（HTL)、發(fā)光層、電子傳輸層巧化)、和第二電極。所述第 一電極可包括所述石墨締層。所述發(fā)光層可包括所述含有QD的層。
[0045] 在實例實施方式中，將所述堆疊結構體附著至所述第二基底可包括將所述塑料層 設置在所述第二基底與所述光電子器件部分之間。
[0046] 在實例實施方式中，將所述堆疊結構體附著至所述第二基底可包括將所述光電子 器件部分設置在所述第二基底與所述塑料層之間。
[0047] 在實例實施方式中，將所述堆疊結構體附著至所述第二基底可進一步包括在所述 第二基底與所述光電子器件部分之間設置粘合劑層。
[0048] 在實例實施方式中，所述第二基底的彈性體聚合物可包括如下的至少一種：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種：聚二甲基硅氧烷（PDMS)、聚苯基-甲基娃 氧燒、和六甲基二硅氧烷。在實例實施方式中，所述第一基底可包括在剛性基底上的聚合物 基底。所述剛性基底可為與所述聚合物基底相比更剛性的。所述剛性基底可為玻璃基底。
[0049] 根據(jù)實例實施方式，制造能伸長的光電子器件的方法包括：使包括彈性體聚合物 的基底水平地伸長W將所述基底轉變成伸長的基底；在所述伸長的基底上形成包括石墨締 層和含有量子點（QD)的層的光電子器件部分；和通過除去施加至所述基底的拉伸應力而 在所述光電子器件部分中形成波狀結構。
[0050] 在實例實施方式中，在形成所述光電子器件部分時，所述石墨締層可接觸所述基 底。
[0051] 在實例實施方式中，在所述伸長的基底上形成所述光電子器件部分可包括在所述 伸長的基底上順序地形成第一電極、空穴傳輸層（HTL)、發(fā)光層、電子傳輸層巧化)、和第二 電極。所述第一電極可包括所述石墨締層和所述發(fā)光層可包括所述含有QD的層。
[0052] 在實例實施方式中，在所述伸長的基底上形成所述光電子器件部分可包括在另外 的基底上形成所述光電子器件部分，然后將所述光電子器件部分附著至所述伸長的基底。 所述含有QD的層可在所述伸長的基底與所述石墨締層之間。
[0053] 在實例實施方式中，所述方法可進一步包括在所述光電子器件部分上形成包括彈 性體聚合物的封蓋層。
[0054] 在實例實施方式中，所述基底的彈性體聚合物可包括如下的至少一種：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選自如下的至少一種：聚二甲基硅氧烷（PDM巧、聚苯基-甲基娃 氧燒和六甲基^硅氧烷。
[0055] 根據(jù)實例實施方式，能伸長的光電子器件包括基底和在所述基底上的光電子器件 部分。所述基底包括能伸長的彈性體聚合物。所述光電子器件部分包括石墨締層和活性層。 所述活性層在所述石墨締層上或者在所述石墨締層與所述基底之間。所述活性層包括如下 之一：量子點、發(fā)光納米材料、和過渡金屬二硫屬化物（TMDC)層。所述光電子器件部分配置 成具有波狀結構。所述光電子器件配置成基于施加至所述基底的拉伸應力的水平從波狀結 構向平面結構轉變。
[0056] 在實例實施方式中，所述基底的彈性體聚合物可包括如下的至少一種：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] 在實例實施方式中，所述能伸長的光電子器件可進一步包括在所述光電子器件部 分上的封蓋層。所述光電子器件部分可在所述基底與所述封蓋層之間。所述封蓋層可包括 如下的至少一種：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] 在實例實施方式中，所述活性層可包括所述量子點。所述量子點可具有單層結構 和多層結構之一。
[0059] 在實例實施方式中，所述石墨締層可為所述光電子器件部分的第一電極。所述光 電子器件部分可包括與所述活性層連接的第二電極。所述光電子器件部分可包括如下的至 少一個：在所述石墨締層與所述活性層之間的空穴傳輸層、和在所述第二電極與所述活性 層之間的電子傳輸層。
[0060] 在實例實施方式中，所述活性層可直接接觸所述空穴傳輸層和所述電子傳輸層的 至少一個。
[0061] 在實例實施方式中，所述能伸長的光電子器件可包括塑料材料層。所述塑料材料 層可包括如下的至少一種：聚糞二甲酸乙二醇醋（陽腳、聚酷亞胺（PI)、和聚對苯二甲酸乙 二醇醋（PET)。所述塑料材料層可為如下的一種：在所述光電子器件部分上、和在所述光電 子器件部分與所述基底之間。
[0062] 在實例實施方式中，傳感器系統(tǒng)可包括電子貼片和移動設備器件（mobile equipment device)。所述電子貼片可包括與通信忍片和天線連接的W上能伸長的光電子 器件的一種。所述移動設備器件可配置成與所述電子貼片交換數(shù)據(jù)和功率信號。
[0063] 在實例實施方式中，所述電子貼片中的通信忍片和天線可分別為第一通信忍片和 第一天線。所述移動設備器件可包括應用處理器、驅動集成電路、W及與第二天線連接的第 二通信忍片。
[0064] 在實例實施方式中，傳感器電路可包括感測（傳感，sensing)單元、與所述感測單 元連接的濾波電路、W及與所述濾波電路連接的增益放大電路。
[0065] 在實例實施方式中，所述濾波電路可包括與低通濾波電路連接的高通濾波電路。 所述高通濾波電路可包括串聯(lián)連接至第一運算放大器的端子的兩個電容器。所述低通濾波 電路可包括串聯(lián)連接在所述第一運算放大器的輸出端子與第二運算放大器的輸入端子之 間的兩個電阻器。
[0066] 在實例實施方式中，所述增益放大電路可包括與所述第二運算放大器的輸出端子 連接的增益運算放大器。
[0067] 根據(jù)實例實施方式，制造能伸長的光電子器件的方法包括：在伸長的基底上形成 或附著光電子器件部分；和通過除去施加至所述基底的拉伸應力而在所述光電子器件部分 中形成波狀結構。所述光電子器件部分包括石墨締層和活性層。所述活性層在所述石墨締 層上或者在所述石墨締層與所述基底之間。所述活性層包括如下的一種：量子點、發(fā)光納米 材料、和過渡金屬二硫屬化物（TMDC)層。所述光電子器件部分配置成基于施加至所述基底 的拉伸應力的水平從波狀結構向平面結構轉變。
【附圖說明】
[0068] 從如附圖中所示的發(fā)明構思的非限制性實施方式的更具體的描述，發(fā)明構思的前 述和其它特征將是明晰的，在附圖中相同的標記符號在不同的視圖中始終指的是相同的部 分。附圖未必是按比例的，而是將重點放在說明發(fā)明構思的原理上。在附圖中：
[0069] 圖1為說明根據(jù)實例實施方式的能伸長的光電子器件的橫截面圖；
[0070] 圖2為說明根據(jù)實例實施方式的能伸長的光電子器件的橫截面圖；
[0071] 圖3為說明根據(jù)實例實施方式的能伸長的光電子器件的橫截面圖；
[0072] 圖4為說明根據(jù)實例實施方式的能伸長的光電子器件的橫截面圖；
[0073] 圖5為說明根據(jù)實例實施方式的能伸長的光電子器件的橫截面圖；
[0074] 圖6為說明根據(jù)實例實施方式的能伸長的光電子器件的橫截面圖；
[00巧]圖7為說明根據(jù)實例實施方式的能伸長的光電子器件的橫截面圖；
[0076] 圖8為說明根據(jù)實例實施方式的能伸長的光電子器件的橫截面圖；
[0077] 圖9為說明根據(jù)實例實施方式的能伸長的光電子器件的橫截面圖；
[007引圖10為說明根據(jù)實例實施方式的能伸長的光電子器件的橫截面圖；
[0079] 圖11為說明根據(jù)實例實施方式的能伸長的光電子器件的橫截面圖；
[0080] 圖12為說明根據(jù)實例實施方式的能伸長的光電子器件的橫截面圖；
[0081] 圖13為說明根據(jù)實例實施方式的能伸長的光電子器件的橫截面圖；
[0082] 圖14為說明根據(jù)實例實施方式的能伸長的光電子器件的橫截面圖；
[0083] 圖15為將根據(jù)實例實施方式的圖14的能伸長的光電子器件簡化的橫截面圖；
[0084] 圖16為說明可包括在根據(jù)實例實施方式的圖1-15的能伸長的光電子器件的任意 中的含有量子點（QD)的層的橫截面圖；
[00化]圖17a-17f為用于說明根據(jù)實例實施方式的制造能伸長的光電子器件的方法的 橫截面圖；
[0086] 圖18為用于說明根據(jù)實例實施方式的制造能伸長的光電子器件的方法的橫截面 圖；
[0087] 圖19a-19d為用于說明根據(jù)實例實施方式的制造能伸長的光電子器件的方法的 橫截面圖；
[0088] 圖20為用于說明根據(jù)實例實施方式的制造能伸長的光電子器件的方法的橫截面 圖；
[0089] 圖21a-21c為用于說明根據(jù)實例實施方式的制造能伸長的光電子器件的方法的 橫截面圖；
[0090] 圖22為用于說明根據(jù)實例實施方式的制造能伸長的光電子器件的方法的橫截面 圖；
[0091] 圖23a-23d為用于說明根據(jù)實例實施方式的制造能伸長的光電子器件的方法的 橫截面圖；
[0092] 圖24為用于說明根據(jù)實例實施方式的制造能伸長的光電子器件的方法的橫截面 圖；
[0093] 圖25為說明根據(jù)實例實施方式的可應用于能伸長的/能折疊的光電子器件的石 墨締/聚化4-亞乙基二氧嚷吩）（PED0T)堆疊結構體的波狀結構的平面圖像；
[0094] 圖26為說明根據(jù)實例實施方式的石墨締/P邸0T堆疊結構體的P邸0T層的厚度與 波狀結構的波長之間的關系的圖；
[0095] 圖27 (A) -27 (巧為說明根據(jù)實例實施方式的當使石墨締/P邸0T堆疊結構體伸長 時的形貌的平面圖像；
[0096] 圖28為說明根據(jù)實例實施方式的具有波狀結構的石墨締/P邸0T堆疊結構體的應 變與薄層電阻（Ω / □)之間的關系的圖；
[0097] 圖29為說明在測量根據(jù)實例實施方式的具有波狀結構的聚二甲基硅氧烷 (PDM巧/石墨締/P邸0T堆疊結構體的透射率之后獲得的結果的圖； 陽09引圖30 (A) -30 (D)為說明根據(jù)實例實施方式的轉印到預加應變的PDMS基底上的量