光电装置、曲面装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光电装置、曲面装置及其制备方法。光电装置包括：第一柔性基材，该第一柔性基材包含耐受超过200℃的温度的第一聚合物材料并且包括互连的第一线路元件，第二柔性基材，该第二柔性基材包含耐受超过200℃的温度的第二聚合物材料并且包括互连的第二线路元件，以及与所述线路元件结合的多个发光元件，其中所述发光元件被所述第一线路元件和第二线路元件独立控制，以及其中所述第一柔性基材和所述第二柔性基材根据图案形成为包含多个分割重复单元的三维结构并且所述发光元件位于所述重复单元中。本发明专利技术的光电装置能够顺应并且贴合各种弯曲表面，而不损害性能。而不损害性能。而不损害性能。

【技术实现步骤摘要】
光电装置、曲面装置及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光电领域，尤其涉及适用于弯曲表面的光电装置、包括光电装置的曲面装置、光电装置的制备方法、曲面装置的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]常规光电设备已被工业和消费者应用广泛使用，这些光电设备的例子包括显示装置、电视、计算机监视器、智能手机和智能手表。然而，由于与常规光电装置中使用的基板材料的刚性结构相关联的限制，常规光电装置的可接受的应用受到显著限制。例如，常规的显示装置不能容易地顺应弯曲表面，并且不能被折叠或拉伸。
[0003]目前，在某些智能手机设计中利用了可折叠显示器。可以折叠显示设备，以节省空间和存储时的便利，并且在展开时，显示器提供大屏幕尺寸，以提供更好的用户体验。典型的可折叠显示技术利用有机发光二极管(OLED)技术。材料的有机特性具有在柔性基板上制造OLED组件的能力。三星Galaxy S系列是覆盖手机边缘的OLED显示屏的一个示例。已经开发了可折叠电话，该可折叠电话得益于柔性薄膜晶体管(TFT)和柔性封装技术的进步。
[0004]作为新颖的概念，可拉伸或弯曲的光电装置或设备被认为是用于特殊应用的有希望的候选者，例如三维物体的展览和灯光秀。由于可拉伸或弯曲光电装置或设备与可折叠显示器之间的本质区别，开发的材料，制造技术和设备设计可能会有所不同。在一个示例中，通过将具有蛇形石墨烯互连的发光二极管(LED)芯片(例如，适合于透明电极的二维纳米材料)封装在PDMS(聚二甲基硅氧烷)衬底上，来实现柔性和可拉伸的显示器。蛇形设计允许在大约100％的施加应变下具有可逆的线性弹性行为。
[0005]通常，利用新型材料可能需要新的制造技术。据报道，一种独特的直接印刷方法可将40μm的银纳米线(AgNW)图案化为PDMS上的电极，以实现可拉伸的显示。该技术说明了显示设备在超过1000个循环中可以承受高达20％的拉伸应变。与使用新材料和新工艺相比，结构设计是用于实现可拉伸或弯曲设备的另一种有前途的方法。微小的刚性岛状结构(如蛇形)是开发可拉伸显示器的一种设计方法。已经制造出6x 6的可拉伸LED阵列，其中将LED转移到双轴预应变弹性体基板上的金属蛇形微带上。释放预应变后，蛇形微带偏离基板并形成非共面弹出桥，因此显示设备可实现约48％的可拉伸性。在另一个实施例中，还已经开发了具有马蹄形金属互连的32x 32AMLED可拉伸显示器。该显示设备说明以这种方式设计的设备在安装到形状复杂的表面上时可以承受较大的变形。在另一个示例中，已经实现了封装在LTPS(低温多晶硅)TFT背板上的全色AMOLED显示器，该显示器可以拉伸成凹形和凸形，而在5％拉伸下不会降低图像质量。在另一个示例中，据报道已经开发了由交流(AC)电场驱动的8
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8电容器型显示器。当向由弹性体基质(例如，PAM
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聚丙烯酰胺)制成的两个电极施加交流电场时，嵌入在Eco
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flex 00
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30中的ZnS磷光体发光，其中嵌入了LiCl作为离子导体。这样的设备在弯曲，折叠或卷起时表现出良好的性能，并且能够适合弯曲的表面。
[0006]即使给出这些示例，高端光电设备或装置仍然遭受必须克服的一系列问题。例如，OLED装置的亮度对水分和氧气极为敏感。传统制造技术使用玻璃基板来隔离OLED器件。然
而，当与传统的玻璃基板相比时，当前的柔性塑料基板可能表现出降低的水和氧气阻隔性能。为OLED配备壁障结构或其他薄膜封装技术以实现密封和/或防水性能可能增加制造困难以及生产成本。LCD折叠技术尚不成熟，并且一些仍然在开发之中。
[0007]仍然需要开发新的光电装置，以适应各种弯曲表面，或者至少在一些方面具有改进的性能。

技术实现思路

[0008]本专利技术公开了一种光电装置、曲面装置和用于制造这种装置的技术。光电装置包括根据剪纸或折纸折叠技术折叠的柔性基材。这些类型的三维结构可以适应或者顺应复杂的表面，这与传统的柔性装置不同，传统的柔性装置不容易对简单半径之外置以外的任何物体(诸如屏幕边缘或弯曲点)上进行拉伸(在折叠屏的情况下)。
[0009]因此，本专利技术提供了：
[0010]1.一种光电装置，包括：
[0011]第一柔性基材，该第一柔性基材包含耐受超过200℃的温度的第一聚合物材料并且包括互连的第一线路元件，
[0012]第二柔性基材，该第二柔性基材包含耐受超过200℃的温度的第二聚合物材料并且包括互连的第二线路元件，以及
[0013]与所述线路元件结合的多个发光元件，其中所述发光元件被所述第一线路元件和第二线路元件独立控制，以及
[0014]其中所述第一柔性基材和所述第二柔性基材根据图案形成为包含多个分割重复单元的三维结构并且所述发光元件位于所述重复单元中。
[0015]其中所述图案选自剪纸图案、折纸图案、霍夫曼网格图案、Barreto之星图案、Yoshimura图案以及四边形网格图案中的至少一者，优选日本剪纸图案，日本折纸图案、中国剪纸图案中的至少一者，更优选Origami或Kirigami结构。
[0016]其中所述图案包含多个分割的平行四边形，并且每个重复单元中包含至少一个发光元件。
[0017]其中所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料包含聚对二甲苯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚氨酯以及有机硅树脂中的至少一者，优选A型聚对二甲苯、B型聚对二甲苯、C型聚对二甲苯、HT型聚对二甲苯、dix A型聚对二甲苯、diX AM型聚对二甲苯、D型聚对二甲苯和F型聚对二甲苯中的至少一者，更优选C型聚对二甲苯。
[0018]其中所述第一线路元件包括至少一个行电极，并且所述第二线路元件包括至少一个列电极。
[0019]其中所述发光元件包括发光二极管(优选有机发光二极管)、亚毫米发光二极管、微型发光二极管以及量子点中的至少一者。
[0020]其中所述发光元件为位于各个重复单元中的封装芯片并且每个封装芯片被保护层独立封装。
[0021]其中，所述光电装置选自显示器、照明装置、传感器装置、通讯装置、计算装置和衰减装置中的至少一者。
[0022]还包括位于所述第二柔性基材之上的保护层，其中所述线路元件被封装在保护层
中并且所述保护层包含第一聚合物材料或者第二聚合物材料。
[0023]2.一种曲面装置，包括权利要求1到9中的任意一者所述的光电装置以及与所述光电装置贴合的弯曲表面。
[0024]其中所述三维结构被构造为顺应所述弯曲表面并且通过粘合剂或者机械进口件中的至少一者固定在该弯曲表面上。
[0025]其中，所述弯曲表面选自球形表面、鞍形表面、双曲面以及椭球形表面中的至少一者。
[0026]其中，所述弯曲表面沿着位于该表面上的至少一个路径具有改变的曲率。
[0027]3.一种制备光电装置的方法，包括下列步骤：
[0028](1)提供第一柔性基材，该第一柔性基材包含耐受超过200℃的温度的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电装置，包括：第一柔性基材，该第一柔性基材包含耐受超过200℃的温度的第一聚合物材料并且包括互连的第一线路元件，第二柔性基材，该第二柔性基材包含耐受超过200℃的温度的第二聚合物材料并且包括互连的第二线路元件，以及与所述线路元件结合的多个发光元件，其中所述发光元件被所述第一线路元件和第二线路元件独立控制，以及其中所述第一柔性基材和所述第二柔性基材根据图案形成为包含多个分割重复单元的三维结构并且所述发光元件位于所述重复单元中。2.根据权利要求1所述的光电装置，其中所述图案选自剪纸图案、折纸图案、霍夫曼网格图案、Barreto之星图案、Yoshimura图案以及四边形网格图案中的至少一者，优选日本剪纸图案，日本折纸图案、中国剪纸图案中的至少一者，更优选Origami或Kirigami结构。3.根据权利要求1
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2中任意一项所述的光电装置，其中所述图案包含多个分割的平行四边形，并且每个重复单元中包含至少一个发光元件。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的光电装置，其中所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料包含聚对二甲苯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚氨酯以及有机硅树脂中的至少一者，优选A型聚对二甲苯、型聚对二甲苯B、C型聚对二甲苯、HT型聚对二甲苯、dix A型聚对二甲苯、diX AM型聚对二甲苯、D型聚对二甲苯和F型聚对二甲苯中的至少一者，更优选C型聚对二甲苯。5.根据权利要求1
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4中任意一项所述的光电装置，其中所述第一线路元件包括至少一个行电极，并且所述第二线路元件包括至少一个列电极。6.根据权利要求1
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5中任意一项所述的光电装置，其中所述发光元件包括发光二极管(优选有机发光二极管)、亚毫米发光二极管、微型发光二极管以及量子点中的至少一者。7.根据权利要求2所述的光电装置，其中所述发光元件为位于各个重复单元中的封装芯片并且每个封装芯片被保护层独立封装。8.根据权利要求1
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7中任意一项所述的光电装置，其中，所述光电装置选自显示器、照明装置、传感器装置、通讯装置、计算装置和衰减装置中的至少一者。9.根据权利要求1
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8中任意一项所述的光电装置，还包括位于所述第二柔性基材之上的保护层，其中所述线路元件被封装在保护层中并且所述保护层包含第一聚合物材料或者第二聚合物材料。10.一种曲面装置，包括权利要求1到9中的任意一者所述的光电装置以及与所述光电装置贴合的弯曲表面。11.权利要求10所述的曲面装置，其中所述三维结构被构造为顺应所述弯曲表面并且通过粘合剂或者机械进口件中的至少一者固定在该弯曲表面上。12.根据权利要求10或11所述的曲面装置，其中，所述弯曲表面选自球形表面、鞍形表面、双曲面以及椭球形表面中的至少一者。13.根据权利要求10
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12中任意一项所述的曲面装置，其中，所述弯曲表面沿着位于该表面上的至少一个路径具有改变的曲率。14.一种制备光电装置的方法，包括下列步骤：
(1)提供第一柔性基材，该第一柔性基材包含耐受超过200℃的温度的第一聚合物材料，(2)提供第二柔性基材，该第二柔性基材包含耐受超过200℃的温度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：于宏宇，邓洋，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：发明
国别省市：