CN105489660B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

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。

Description

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
相关申请
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
本公开内容涉及能伸长的和/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
近来，对柔性电子装置的兴趣已经增加。柔性电子学是这样的技术：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。
对能伸长的(能伸展的)电子装置以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
本公开内容涉及具有优异的特性的能伸长的/能折叠的光电子器件。
提供包括石墨烯层和/或含有量子点(QD)的层的能伸长的/能折叠的光电子器件。
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。
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。
提供制造所述能伸长的/能折叠的光电子器件的方法。
提供包括所述能伸长的/能折叠的光电子器件的装置。
另外的方面将在以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。
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。
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。
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(MNP)上、或MNP附近。
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。所述基于硅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。
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。
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)。
在实例实施方式中，所述塑料材料层可具有范围为约0.5μm-约30μm的厚度。
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10μm-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100nm-约1mm的平均振幅。
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。
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烯层，和所述发光层包括所述含有QD的层。
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(ETL)。
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(HIL)。
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烯层的聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)层。
在实例实施方式中，所述石墨烯层可掺杂有p-型掺杂剂。
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。所述基于硅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。
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。
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。
根据实例实施方式，装置可包括所述能伸长的光电子器件以及与所述能伸长的光电子器件连接的电路。
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。
在实例实施方式中，所述发光器件部分可进一步包括石墨烯层。所述石墨烯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。
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。所述石墨烯层可在所述塑料层与所述含有QD的层之间。
在实例实施方式中，所述塑料层可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(ETL)、和第二电极。所述第一电极可包括石墨烯。
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。
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。
在实例实施方式中，所述基于硅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。
根据实例实施方式，装置可包括所述发光器件以及与所述发光器件连接的电路。
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。
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。
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。所述基于硅的聚合物可包括如下的至少一种：PDMS、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。
在实例实施方式中，塑料层可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)。
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(ETL)、和第二电极。所述第一电极可包括所述石墨烯层。所述发光层可包括所述含有QD的层。
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。
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。
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。
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。所述基于硅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。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。
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包括石墨烯层和含有量子点(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。
在实例实施方式中，在形成所述光电子器件部分时，所述石墨烯层可接触所述基底。
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(ETL)、和第二电极。所述第一电极可包括所述石墨烯层和所述发光层可包括所述含有QD的层。
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烯层之间。
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。
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。所述基于硅的聚合物可包括选自如下的至少一种：聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯基-甲基硅氧烷和六甲基二硅氧烷。
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。
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。
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。
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。
在实例实施方式中，所述石墨烯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。
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。
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。
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(mobileequipment device)。所述电子贴片可包括与通信芯片和天线连接的以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。
在实例实施方式中，所述电子贴片中的通信芯片和天线可分别为第一通信芯片和第一天线。所述移动设备器件可包括应用处理器、驱动集成电路、以及与第二天线连接的第二通信芯片。
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、以及与所述滤波电路连接的增益放大电路。
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。
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。
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)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
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：
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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烯/聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)堆叠结构体的波状结构的平面图像；
图26为说明根据实例实施方式的石墨烯/PEDOT堆叠结构体的PEDOT层的厚度与波状结构的波长之间的关系的图；
图27(A)-27(F)为说明根据实例实施方式的当使石墨烯/PEDOT堆叠结构体伸长时的形貌的平面图像；
图28为说明根据实例实施方式的具有波状结构的石墨烯/PEDOT堆叠结构体的应变与薄层电阻(Ω/□)之间的关系的图；
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(PDMS)/石墨烯/PEDOT堆叠结构体的透射率之后获得的结果的图；
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；
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；
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，基底(由Smooth-On Inc.制造的铂催化的有机硅))上的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)/石墨烯堆叠结构体伸长时的形貌的平面图像；
图33(A)和33(B)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34(A)和34(B)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35为对其中将根据实例实施方式的图34(A)和34(B)的光电子器件弯曲和折叠的情况进行说明的图像；
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；
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(EL)光谱的图；
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；
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；
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；
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PEN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；
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；
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；
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；
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的光电子器件弯曲的情况进行说明的图像；
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；
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；
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；
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；
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)的心率之后获得的结果的图；
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；
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；
图54为根据实例实施方式的传感器系统的系统框图；和
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
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，实例实施方式可以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，提供这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。
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以类似方式解释(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。
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)，但是这些元件、部件(组分)、区域、层和/或部分(截面)不应受这些术语限制。这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)。
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，除图中所示的方位以外，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。器件可以其它方式定向(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。
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。
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。
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，并且将不以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。
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三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。所述三个不同的方向可包括可与所述两个不同的方向垂直的第三方向。所述多个器件结构体可集成在相同的电子器件中。例如，当以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以阵列和/或以二维图案排列。
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'。
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可具有包括石墨烯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可具有包括石墨烯层和含有量子点(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褶皱状(buckled)结构或者波纹状结构。
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，由于难以使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。
光电子器件部分D10的石墨烯层可用作电极。例如，所述石墨烯层可用作阳极。由于石墨烯具有高的光透射率并且限制(和/或防止)氧气或水分的渗透，因此石墨烯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，石墨烯具有非常小的厚度、优异的柔性、和高的强度。因此，在所述波状结构中，石墨烯可为能伸长的或能弯曲的。特别地，石墨烯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，由于石墨烯具有相对高的功函和优异的电导率(即，低的电阻)，因此石墨烯可用作电极(例如，阳极)。当光电子器件部分D10包括石墨烯和QD时，能伸长的器件100可被称为石墨烯-QD基器件或者混杂石墨烯-QD基器件。
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。所述基于硅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(PDMS)、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。而且，可使用(由Smooth-On Inc.制造的铂催化的有机硅)作为所述基于硅的聚合物。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。
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，所以器件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。
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。
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C10。光电子器件部分D10可设置在基底S10与封盖层C10之间。封盖层C10可被称为'封装层'。封盖层C10可由与基底S10的材料类似或者相同的材料形成。即，封盖层C10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C10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C10的弹性体聚合物可包括选自如下的至少一种：PU、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。所述基于硅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(由Smooth-On Inc.制造的铂催化的有机硅)作为所述基于硅的聚合物。然而，封盖层C10的前述具体材料是实例并且可使用其它弹性体聚合物。
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C10之间时，光电子器件部分D10可位于机械中性面(MNP)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。
MNP的位置可取决于基底S10的材料和厚度、封盖层C10的材料和厚度、以及光电子器件部分D10的堆叠结构和材料而改变。换而言之，可通过改变基底S10的材料和厚度以及封盖层C10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C10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。
另外，图2的封盖层C10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C10可为透明的层。
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中所示。
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D10a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D10a的底表面上。在光电子器件部分D10a上设置封盖层C10的情况下，可将光电子器件部分D10a设置在塑料材料层P10与封盖层C10之间。光电子器件部分D10a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。
塑料材料层P10可具有比基底S10和封盖层C10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C10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)。塑料材料层P10的厚度可范围例如为约0.5μm-约100μm或者约0.5μm-约30μm。光电子器件部分D10a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D10a的应变(例如，拉伸应变)可降低。
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D10a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P10进行调节。
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D10b的顶表面上。在此情况下，光电子器件部分D10b可设置在基底S10与塑料材料层P10之间。封盖层C10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D10b与封盖层C10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)'。
图4的光电子器件部分D10b可具有通过将图3的光电子器件部分D10a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D10a中，含有QD的层可设置在石墨烯层上方，而在图4的光电子器件部分D10b中，含有QD的层可设置在石墨烯层下面。
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D10b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C10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、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯三元共聚物、和基于硅的聚合物。所述基于硅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。
由于图3和4的光电子器件部分D10a和D10b各自设置在基底S10与封盖层C10之间，因此光电子器件部分D10a和D10b各自可位于MNP上或附近。光电子器件部分D10a和D10b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。
图1-4的光电子器件部分D10、D10a、和D10b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、D10a、和D10b各自的波状结构的平均波长可范围为约3μm-约3mm或约10μm-约2mm，并且光电子器件部分D10、D10a、和D10b各自的平均振幅可范围为约50nm-约2mm或者约100nm-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D10b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D10b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。
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、D10a、和D10b各自的波状结构变成平面结构时，光电子器件部分D10、D10a、和D10b各自的电和光学特性也可得以稳定地保持。即，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、D10a、和D10b各自嵌入弹性的基底S10与弹性的封盖层C10之间并且使能伸长的器件100-1、100-2、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、D10a、和D10b各自的破坏或者光电子器件部分D10、D10a、和D10b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。
虽然已经在图1-4中描述了光电子器件部分D10、D10a、和D10b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D10b以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。
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'。
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可包括石墨烯层和含有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D10a对应。
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，可包括石墨烯层。标记符号GP表示'石墨烯'。所述石墨烯层可具有包括单个石墨烯层的单层结构或者包括多个石墨烯层(例如，小于约100个或者约10个石墨烯层)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。
第一电极E11可包括所述石墨烯层并且可具有相对高的功函。第一电极E11的石墨烯层可为未掺杂的层，或者如果必要，可为掺杂有p-型掺杂剂的层。即，如果必要，第一电极E11的石墨烯层可为p-掺杂的。由于该p-掺杂，可提高所述石墨烯层的功函并且可降低其电阻。例如，可使用AuCl3或HNO3作为所述p-型掺杂剂的来源。
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可包括铝(Al)-锂(Li)合金、Al、氟化锂(LiF)/Al、银(Ag)、钙(Ca)、Ca/Al、或者Ca/Ag。LiF/Al指的是包括LiF层和形成于LiF层上的Al层的多层结构。这同样适用于Ca/Al和Ca/Ag。第二电极E21可由掺杂有n-型掺杂剂的石墨烯形成。因为石墨烯的功函可由于n-型掺杂剂而降低，所以n-掺杂的石墨烯层可用作第二电极E21。而且，第二电极E21可包括金属纳米线、碳纳米管(CNT)、或石墨烯薄片。例如，第二电极E21可具有包括多个金属纳米线、多个CNT、或者多个石墨烯薄片的网络的结构。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E21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。
电子传输层ETL11可包括n-型有机半导体和/或n-型无机半导体。所述n-型无机半导体可为氧化物或非氧化物，并且所述n-型有机半导体可为单体或聚合物。例如，所述n-型无机半导体可为n-型氧化物半导体(例如，TiOx、ZnOx、或ZrOx)、n-型非氧化物半导体例如n-GaN、或n-型过渡金属二硫属化物(TMDC)(例如，MoS2、MoSe2、MoTe2、WSe2、WTe2)。可将所述n-型无机半导体(例如，TiOx)与期望的(和/或替代地预定的)聚合物组合以形成电子传输层ETL11。所述n-型有机半导体可包括基于单体的有机材料例如Alq3、TAZ、TPBi、或者BPhen或者可包括基于聚合物的有机材料例如P3CN4HT。
Alq3、TAZ、TPBi、BPhen、和P3CN4HT的化学名称如下：
Alq3：三(8-羟基喹啉)铝
TAZ：3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-4H-1,2,4-三唑
TPBi：2,2’,2”-(1,3,5-苯三基)-三(1-苯基-1-H-苯并咪唑)
BPhen：4,7-二苯基-1,10-菲咯啉
P3CN4HT：聚(3-氰基-4-己基噻吩)
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。
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MoOx、NiOx、VxOy、或者RhxOy，p-型非氧化物半导体例如p-GaN，p-型过渡金属二硫属化物(TMDC)(例如，WS2、ZrS2、ZrSe2、HfS2、HfSe2、NbSe2)。可将所述p-型无机半导体与期望的(和/或替代地预定的)聚合物组合以形成空穴传输层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F8T2。NPD、TPD、TFB、PFB、和F8T2的化学名称如下：
NPD：N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4’-二胺
TPD：N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基联苯胺
TFB：聚(9,9-二辛基芴-共-N-(4-丁基苯基)二苯基胺)
PFB：聚(9,9-二辛基芴-共-二-N,N-(4-丁基苯基)-二-N,N-苯基-1,4-苯二胺)
F8T2：聚(9,9-二辛基芴-共-并噻吩)
然而，空穴传输层HTL11的前述具体材料为实例并且对于空穴传输层HTL11可使用其它多种材料。像电子传输层ELT11一样，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。
空穴注入层HIL11可包括，例如，聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)或聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)。PEDOT可具有高的透射率并且在PEDOT接触第一电极E11的石墨烯层时可提高第一电极E11的石墨烯层的导电性。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HTL11可起到空穴注入层HIL11的作用。
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。
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C10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。
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。即，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。
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。
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。即，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，其以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可包括石墨烯层，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包括石墨烯层时，塑料材料层P12可接触所述石墨烯层。
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、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯三元共聚物、和基于硅的聚合物。所述基于硅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。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。
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。
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C10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。
虽然在图5-8中分别在光电子器件部分D11和D12的表面上设置塑料材料层P11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。
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'。
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。即，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，其以此次序顺序地设置在基底S13上。第一电极E13可包括石墨烯层。在此情况下，第一电极E13的石墨烯层可接触基底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。
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。
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C10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。
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。
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。
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。即，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，其以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可包括石墨烯层，并且发光层LE14可包括含有QD的层。
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。
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：基于硅的聚合物、PU、PUA、丙烯酸酯聚合物、和丙烯酸酯三元共聚物。所述基于硅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(由Smooth-On Inc.制造的铂催化的有机硅)作为所述基于硅的聚合物。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包括石墨烯层时，聚合物层PMN14可接触所述石墨烯层。聚合物层PM14可具有相对小的厚度，例如，等于或小于约100μm或约50μm的厚度。
可进一步在图11的聚合物层PM14上设置弹性的封盖层，如图12中所示。
参照图12，能伸长的器件100H可进一步包括设置在聚合物层PM14上的封盖层C14。封盖层C14可与图2-4的封盖层C10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。
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。
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，其以此次序顺序地设置在基底S15上。第一电极E15可包括石墨烯层，并且发光层LE15可包括含有QD的层。当第一电极E15包括石墨烯层时，所述石墨烯层可接触金属层M15的所述部分。金属层M15的剩余部分可未被(第一电极E15的)所述石墨烯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。
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。
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。
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/单元可以多种方式变化。
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。
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可包括石墨烯层和含有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，其以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E201、E202、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D100上设置弹性的封盖层C100。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。
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的结构可以其它多种方式变化。
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。
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中未示出，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。
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。
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。即，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。
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各自可包括芯部分c1和壳部分s1，并且壳部分s1可具有单壳或双壳结构。芯部分c1可包括CdSe、InP、PbS、PbSe、或CdTe，并且壳部分s1可包括CdS或ZnS。所述QD可具有等于或小于约10nm的直径。例如，所述QD可具有在约1nm-约10nm范围内的直径。有机配体d1可存在于所述QD的表面上。有机配体d1可为例如油酸、三辛基膦、三辛基胺、或者三辛基膦氧化物。所述QD可为胶态QD。
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)可为石墨烯量子点(GQD)、硅量子点、过渡金属二硫属化物(例如，MoS2、MoSe2、MoTe2、WSe2、WTe2、WS2、ZrS2、ZrSe2、HfS2、HfSe2、和NbSe2)、以及其组合作为用于形成发光层QDL1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)。
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。
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。
参照图17a，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：基于硅的聚合物、PU、PUA、丙烯酸酯聚合物、和丙烯酸酯三元共聚物。所述基于硅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(由Smooth-On Inc.制造的铂催化的有机硅)作为所述基于硅的聚合物。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。
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℃的温度下固化。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，并且所述旋涂可以约6000rpm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。
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0nm且等于或小于约100μm或约50μm。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。即，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。
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0.5μm-约100μm或约0.5μm-约30μm。
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可包括石墨烯层和含有QD的层。光电子器件部分40可包括石墨烯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40d、和第二电极40f，其以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，可包括石墨烯层。所述石墨烯层可具有包括单个石墨烯层的单层结构或者包括多个石墨烯层(例如，小于约100个或约10个石墨烯层)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40d、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E11、空穴注入层HIL11、空穴传输层HTL11、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(EIL)。
当第一电极40a由石墨烯层形成时，可将所述石墨烯层转移至塑料层30。所述石墨烯层可为未掺杂的层。如果必要，所述石墨烯层可为掺杂有p-型掺杂剂的层。空穴注入层40b可由PEDOT或PVK形成。例如，当空穴注入层40b由PEDOT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PEDOT:二甲亚砜(DMSO):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℃-约250℃的温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40b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Al-Li合金、Al、LiF/Al、Ag、Ca、Ca/Al、或者Ca/Ag形成，或者可由掺杂的石墨烯形成。替代地，第二电极40f可由金属纳米线、CNT、或石墨烯薄片形成。当第二电极40f由Al-Li合金形成时，例如，可使用热蒸发。
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PEN形成时，可保证高的耐热性。
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之间的粘合力以及塑料层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。
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。即，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：基于硅的聚合物、PU、PUA、丙烯酸酯聚合物、和丙烯酸酯三元共聚物。所述基于硅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(由Smooth-On Inc.制造的铂催化的有机硅)作为所述基于硅的聚合物。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)。
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。
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60一起水平地伸长的并且可为能以宽的角度折叠的。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3μm-约3mm或约10μm-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100nm-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。
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。
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C10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、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯三元共聚物、和基于硅的聚合物。所述基于硅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(由Smooth-On Inc.制造的铂催化的有机硅)作为所述基于硅的聚合物。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。
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。
参照图19a，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、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯三元共聚物、和基于硅的聚合物。所述基于硅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。
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。
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40d、空穴传输层40c、空穴注入层40b、和第一电极40a，其以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可包括石墨烯层，并且发光层40d可包括含有QD的层。
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。
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。
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。
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烯层和含有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。
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。
参照图21a，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以使基底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。
参照图21b，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42d、电子传输层42e、和第二电极42f，其以此次序顺序地设置在基底62上。第一电极42a可包括石墨烯层。在此情况下，第一电极42a的石墨烯层可接触基底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42d、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40a、空穴注入层40b、空穴传输层40c、发光层40d、电子传输层40e、和第二电极40f的方法基本上相同。
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。
根据实例实施方式，可进一步在图21b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。
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21b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。
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。
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500μm-约2mm的厚度。光电子器件部分45可包括：第一电极45a、空穴注入层45b、空穴传输层45c、发光层45d、电子传输层45e、和第二电极45f，其以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。
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500μm-约2mm。
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。即，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45d、空穴传输层45c、空穴注入层45b、和第一电极45a，其以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。
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。
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。
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。
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烯/PEDOT堆叠结构体的波状结构的平面图像。所述石墨烯/PEDOT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。
参照图25，在所述石墨烯/PEDOT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。
图26为说明根据实例实施方式的石墨烯/PEDOT堆叠结构体的PEDOT层的厚度与波状结构的波长之间的关系的图。所述石墨烯/PEDOT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PEDOT层而没有石墨烯时PEDOT层的厚度与波状结构的波长之间的关系。
参照图26，当使用石墨烯/PEDOT堆叠结构体时以及当使用仅PEDOT层而没有石墨烯时，波状结构的波长(例如，平均波长)随着PEDOT层的厚度增加而增加。而且，当使用PEDOT层和石墨烯两者时的波状结构的波长(例如，平均波长)比使用仅PEDOT层时的略高。其似乎是因为当使用PEDOT层和石墨烯两者时，由于石墨烯，波状结构的杨氏模量增加。
图27(A)-27(F)为说明根据实例实施方式的当使石墨烯/PEDOT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基底上形成石墨烯/PEDOT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烯/PEDOT结构体。在使所述石墨烯/PEDOT结构体伸长时测量形貌。在图27(A)中拉伸应变为0％，在图27(B)中拉伸应变为5％，在图27(C)中拉伸应变为10％，在图27(D)中拉伸应变为15％，在图27(E)中拉伸应变为20％，并且在图27(F)中拉伸应变为25％。
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(F)变化时，波的数量逐渐减少。在图27(F)中，即，当拉伸应变为约25％时，在石墨烯/PEDOT堆叠结构体的表面上存在很少的波纹。这样的结果与PDMS基底的预加应变有关。当PDMS基底的预加应变增加时，石墨烯/PEDOT结构体的拉伸应变可增加。
图28为说明根据实例实施方式的具有波状结构的石墨烯/PEDOT堆叠结构体的应变与薄层电阻(Ω/□)之间的关系的图。所述石墨烯/PEDOT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，PEDOT层的厚度为55nm。
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127Ω/□，其对于所述石墨烯/PEDOT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。
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/石墨烯/PEDOT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/石墨烯/PEDOT堆叠结构体的透射率。在所述PDMS/石墨烯/PEDOT堆叠结构体中，PEDOT层的厚度为50nm并且石墨烯层为单个石墨烯片。而且，图29显示具有2.4mm厚度的PDMS基底的透射率数据。
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/石墨烯/PEDOT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/石墨烯/PEDOT堆叠结构体的透射率为约87.2％。因此，所述PDMS/石墨烯/PEDOT堆叠结构体可为透明的或几乎透明的。因此，所述PDMS/石墨烯/PEDOT结构体可有效地应用于光学器件(例如，发光器件)。
图29的石墨烯/PEDOT堆叠结构体的薄层电阻为约92Ω/□。所述石墨烯/PEDOT堆叠结构体的电阻可为一个石墨烯层或者具有与一个石墨烯层的厚度相同的厚度的PEDOT层的电阻的约4-7分之一。因此，所述石墨烯/PEDOT堆叠结构体可用作阳极。
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90nm，在图30C中QD层的厚度为120nm，并且在图30D中QD层的厚度为200nm。
参照图30(A)-30(D)，当QD层的厚度增加时，即，当伸长从图30(A)到图30(D)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4.85μm，在图30(B)中波状结构的平均波长为约10.95μm，在图30(C)中波状结构的平均波长为约14.9μm，并且在图30(D)中波状结构的平均波长为约20μm。通过使用图30(A)-30(D)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。
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。
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，这与图30(A)-30(D)的结果对应。
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，基底)上的PEN/石墨烯堆叠结构体伸长时的形貌的平面图像。为由Smooth-On Inc.制造的铂催化的有机硅。在被预加应变至70％的基底上(为由Smooth-On Inc.制造的铂催化的有机硅)形成PEN/石墨烯堆叠结构体，然后，通过除去施加至基底(为由Smooth-On Inc.制造的铂催化的有机硅)的拉伸应变(拉伸应力)而形成具有波状结构的PEN/石墨烯结构体。在使所述PEN/石墨烯结构体伸长时测量形貌。PEN层的厚度为1.3μm。在图32(A)中拉伸应变为0％，在图32(B)中拉伸应变为30％，在图32(C)中拉伸应变为50％，并且在图32(D)中拉伸应变为70％。
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(D)变化时，波的数量逐渐减少。在图32(D)中，即，当拉伸应变为70％时，在所述PEN/石墨烯堆叠结构体的表面上存在很少的波纹。这样的结果与基底的预加应变有关。当基底的预加应变增加时，所述PEN/石墨烯堆叠结构体的拉伸应变可增加。
图33(A)和33(B)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(B)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(B))的光电子器件。如图33(A)和33(B)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。
图34(A)和34(B)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(B)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烯层和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PEN层。
图35为对其中将根据实例实施方式的图34(A)和34(B)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。
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烯层和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PEN层。所述PEN层的厚度为12μm。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，其发光特性也得以保持。
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(EL)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B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。
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30nm，这意味着各器件具有高的色纯度。
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。
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。
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1cd/A。
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PEN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烯-QD的发光器件。
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。
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烯-QD的发光器件。在此情况下，所述塑料材料的厚度为25μm。
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。
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烯层和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PEN层的厚度为约12μm。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/m2并且图49中的最大发光效率高达约2.3cd/A。
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层并且使用氧化铟锡(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。
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)的心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心率。
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。
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。
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。
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。
图54为根据实例实施方式的传感器系统的系统框图。
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、通信芯片(例如，无线电芯片组)、驱动集成电路(IC)、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)、和存储芯片。电子贴片可包括天线、通信芯片(例如，无线电芯片组)、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。
移动设备器件中的通信芯片组可与天线连接。电子贴片中的通信芯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。
移动设备器件的应用处理器中的存储芯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)。
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芯片和超级电容器。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芯片和超级电容器。所述超级电容器可向光电子传感器提供动力以运行光电子传感器。
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芯片。电子贴片的通信芯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芯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芯片中。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芯片进行控制。
图55为根据实例实施方式的传感器系统的电路图。
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(HPF)、低通滤波器(LPF)、和增益放大器。感测单元可包括发光器件LED和光电二极管(PD)。发光器件LED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。LED的一端可连接至在LED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。
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还可通过第三电阻器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(-)。
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以及运算放大器(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中的第七电阻器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。第三电容器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和在第七电阻器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。
增益放大器可包括运算放大器(下文中“增益运算放大器”)以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(+)。
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以稳定地保持。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，由于石墨烯具有优异的柔性和高的机械强度，因此石墨烯即使在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。
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。
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以多种方式变化。例如，选自石墨烯层和含有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以多种方式变化。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以多种方式变化。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。
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。

Claims (49)

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；
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；和
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。
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)。
7.权利要求1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。
8.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10μm-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100nm-1mm的平均振幅。
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。
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。
11.权利要求10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)。
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在所述阳极与所述HTL之间的空穴注入层(HIL)。
13.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。
14.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。
15.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。
16.权利要求15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。
17.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。
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为能折叠的器件。
19.装置，其包括：
权利要求1-18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。
20.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，
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，
和所述发光器件进一步包括：
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。
21.权利要求20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)。
22.权利要求20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。
23.权利要求20的发光器件，其中所述发光器件部分配置成具有波状结构。
24.权利要求20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。
25.权利要求24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。
26.装置，其包括：
权利要求20-25中任一项的发光器件；和
与所述发光器件连接的电路。
27.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。
28.权利要求27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。
29.权利要求28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。
30.权利要求29的方法，其中所述基于硅的聚合物包括如下的至少一种：聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。
31.权利要求27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)。
32.权利要求27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。
33.权利要求27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。
34.权利要求27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。
35.权利要求34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。
36.权利要求27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。
37.权利要求36的方法，其中所述基于硅的聚合物包括如下的至少一种：聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯基-甲基硅氧烷、和六甲基二硅氧烷。
38.权利要求27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。
39.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，
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。
40.权利要求39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。
41.权利要求39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。
42.权利要求39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。
43.权利要求39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。
44.权利要求43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。
45.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39-44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。
46.权利要求45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。
47.传感器电路，其包括：
包括权利要求39-44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。
48.权利要求47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。
49.权利要求48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。
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