[發(fā)明專利]光電裝置、曲面裝置及其制備方法

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• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113540314A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于宏宇;鄧洋
• 申請（專利權(quán)）人: 香港科技大學(xué)
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/62;H01L51/50;H01L25/04;H01L25/075;H01L27/15;H01L27/32
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 高釗;王靜

本發(fā)明公開了一種光電裝置、曲面裝置及其制備方法。光電裝置包括：第一柔性基材，該第一柔性基材包含耐受超過200℃的溫度的第一聚合物材料并且包括互連的第一線路元件，第二柔性基材，該第二柔性基材包含耐受超過200℃的溫度的第二聚合物材料并且包括互連的第二線路元件，以及與所述線路元件結(jié)合的多個(gè)發(fā)光元件，其中所述發(fā)光元件被所述第一線路元件和第二線路元件獨(dú)立控制，以及其中所述第一柔性基材和所述第二柔性基材根據(jù)圖案形成為包含多個(gè)分割重復(fù)單元的三維結(jié)構(gòu)并且所述發(fā)光元件位于所述重復(fù)單元中。本發(fā)明的光電裝置能夠順應(yīng)并且貼合各種彎曲表面，而不損害性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電領(lǐng)域，尤其涉及適用于彎曲表面的光電裝置、包括光電裝置的曲面裝置、光電裝置的制備方法、曲面裝置的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

常規(guī)光電設(shè)備已被工業(yè)和消費(fèi)者應(yīng)用廣泛使用，這些光電設(shè)備的例子包括顯示裝置、電視、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、智能手機(jī)和智能手表。然而，由于與常規(guī)光電裝置中使用的基板材料的剛性結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的限制，常規(guī)光電裝置的可接受的應(yīng)用受到顯著限制。例如，常規(guī)的顯示裝置不能容易地順應(yīng)彎曲表面，并且不能被折疊或拉伸。

目前，在某些智能手機(jī)設(shè)計(jì)中利用了可折疊顯示器。可以折疊顯示設(shè)備，以節(jié)省空間和存儲時(shí)的便利，并且在展開時(shí)，顯示器提供大屏幕尺寸，以提供更好的用戶體驗(yàn)。典型的可折疊顯示技術(shù)利用有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)技術(shù)。材料的有機(jī)特性具有在柔性基板上制造OLED組件的能力。三星Galaxy S系列是覆蓋手機(jī)邊緣的OLED顯示屏的一個(gè)示例。已經(jīng)開發(fā)了可折疊電話，該可折疊電話得益于柔性薄膜晶體管(TFT)和柔性封裝技術(shù)的進(jìn)步。

作為新穎的概念，可拉伸或彎曲的光電裝置或設(shè)備被認(rèn)為是用于特殊應(yīng)用的有希望的候選者，例如三維物體的展覽和燈光秀。由于可拉伸或彎曲光電裝置或設(shè)備與可折疊顯示器之間的本質(zhì)區(qū)別，開發(fā)的材料，制造技術(shù)和設(shè)備設(shè)計(jì)可能會有所不同。在一個(gè)示例中，通過將具有蛇形石墨烯互連的發(fā)光二極管(LED)芯片(例如，適合于透明電極的二維納米材料)封裝在PDMS(聚二甲基硅氧烷)襯底上，來實(shí)現(xiàn)柔性和可拉伸的顯示器。蛇形設(shè)計(jì)允許在大約100％的施加應(yīng)變下具有可逆的線性彈性行為。

通常，利用新型材料可能需要新的制造技術(shù)。據(jù)報(bào)道，一種獨(dú)特的直接印刷方法可將40μm的銀納米線(AgNW)圖案化為PDMS上的電極，以實(shí)現(xiàn)可拉伸的顯示。該技術(shù)說明了顯示設(shè)備在超過1000個(gè)循環(huán)中可以承受高達(dá)20％的拉伸應(yīng)變。與使用新材料和新工藝相比，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是用于實(shí)現(xiàn)可拉伸或彎曲設(shè)備的另一種有前途的方法。微小的剛性島狀結(jié)構(gòu)(如蛇形)是開發(fā)可拉伸顯示器的一種設(shè)計(jì)方法。已經(jīng)制造出6x 6的可拉伸LED陣列，其中將LED轉(zhuǎn)移到雙軸預(yù)應(yīng)變彈性體基板上的金屬蛇形微帶上。釋放預(yù)應(yīng)變后，蛇形微帶偏離基板并形成非共面彈出橋，因此顯示設(shè)備可實(shí)現(xiàn)約48％的可拉伸性。在另一個(gè)實(shí)施例中，還已經(jīng)開發(fā)了具有馬蹄形金屬互連的32x 32AMLED可拉伸顯示器。該顯示設(shè)備說明以這種方式設(shè)計(jì)的設(shè)備在安裝到形狀復(fù)雜的表面上時(shí)可以承受較大的變形。在另一個(gè)示例中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了封裝在LTPS(低溫多晶硅)TFT背板上的全色AMOLED顯示器，該顯示器可以拉伸成凹形和凸形，而在5％拉伸下不會降低圖像質(zhì)量。在另一個(gè)示例中，據(jù)報(bào)道已經(jīng)開發(fā)了由交流(AC)電場驅(qū)動的8×8電容器型顯示器。當(dāng)向由彈性體基質(zhì)(例如，PAM–聚丙烯酰胺)制成的兩個(gè)電極施加交流電場時(shí)，嵌入在Eco-flex 00-30中的ZnS磷光體發(fā)光，其中嵌入了LiCl作為離子導(dǎo)體。這樣的設(shè)備在彎曲，折疊或卷起時(shí)表現(xiàn)出良好的性能，并且能夠適合彎曲的表面。

即使給出這些示例，高端光電設(shè)備或裝置仍然遭受必須克服的一系列問題。例如，OLED裝置的亮度對水分和氧氣極為敏感。傳統(tǒng)制造技術(shù)使用玻璃基板來隔離OLED器件。然而，當(dāng)與傳統(tǒng)的玻璃基板相比時(shí)，當(dāng)前的柔性塑料基板可能表現(xiàn)出降低的水和氧氣阻隔性能。為OLED配備壁障結(jié)構(gòu)或其他薄膜封裝技術(shù)以實(shí)現(xiàn)密封和/或防水性能可能增加制造困難以及生產(chǎn)成本。LCD折疊技術(shù)尚不成熟，并且一些仍然在開發(fā)之中。

仍然需要開發(fā)新的光電裝置，以適應(yīng)各種彎曲表面，或者至少在一些方面具有改進(jìn)的性能。

發(fā)明內(nèi)容