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