CN108766989A - 一种光学传感器件及其制作方法、显示器件、显示设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种光学传感器件及其制作方法、显示器件、显示设备，涉及显示技术，该光学传感器件中包括薄膜晶体管和设置在薄膜晶体管的源漏电极上的PIN器件，且该PIN器件的P区、I区和N区均采用氧化物制作。由于采用氧化物制作PIN器件，不使用非晶硅，所以不会引入H，因此，不会对薄膜晶体管的性能产生影响，进而实现提高显示器件的性能，提高显示效果。

Description

一种光学传感器件及其制作方法、显示器件、显示设备
技术领域
本公开一般涉及显示技术，尤其涉及一种光学传感器件及其制作方法、显示器件、显示设备。
背景技术
现有的电路补偿方案是电学补偿，它只能对TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)阈值电压和迁移率变化造成的显示Mura(显示器亮度不均匀，造成各种痕迹的现象)进行补偿，但是无法应对OLED器件老化引起的亮度变化的补偿。虽然可以在panel(面板)出厂时对panel整体进行一次光学补偿，但无法解决伴随EL(electroluminescence，冷光片)效率衰减造成的Mura，即无法实现光学实时补偿。因此需要引入光学传感器内置补偿，即在OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示器件添加了PIN(光敏二极管P-I-N)器件，用于实时监控EL亮度变化，通过外围IC(integratedcircuit，集成电路)计算对panel进行实时光学补偿。
通常做法是在做TFT过程中做光敏Sensor即PIN器件，PIN器件材料采用是非晶硅参杂形成P区、I区、N区，但是在制备PIN器件的过程中会引入大量的H(氢)，H很容易扩散到其下部的TFT，从而严重影响TFT的特性；并且，在PIN制作完成后，TFT的后续制备过程中的湿刻工艺会对使PIN侧壁受损，造成PIN漏电流增大；除此之外，PIN器件制备采用PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积法)设备，工艺复杂，生产效率低，这些问题阻碍了光学补偿的应用。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供涉及一种光学传感器件及其制作方法、显示器件、显示设备，以提高显示器件的性能，提高显示效果。
第一方面，本发明实施例提供一种光学传感器件，包括：薄膜晶体管和设置在所述薄膜晶体管的源漏电极上的PIN器件，其中：
所述PIN器件的P区、I区和N区采用的材料均为氧化物。
进一步，所述PIN器件的P区采用P型氧化物；
所述PIN器件的I区采用IGZO；
所述PIN器件的N区采用IGZO且N区的IGZO氧含量低于I区的IGZO。
更进一步，所述P型氧化物具体包括：
Cu2O或SnO。
第二方面，本发明实施例提供一种光学传感器件的制作方法，包括：
制作薄膜晶体管的源漏电极；
在所述源漏电极上采用氧化物依次形成PIN器件的P区、I区和N区。
进一步，所述在所述源漏电极上采用氧化物依次形成PIN器件的P区、I区和N区，具体包括：
在所述源漏电极上依次沉积N区IGZO、I区IGZO、P区P型氧化物，所述N区IGZO的氧含量低于所述I区IGZO；
图形化形成PIN器件。
更进一步，所述P型氧化物具体包括：
Cu2O或SnO。
更进一步，所述在所述源漏电极上依次沉积N区IGZO、I区IGZO、P区P型氧化物之后，所述图形化形成PIN器件之前，还包括：
在所述P区上沉积第一透明导电层。
第三方面，本发明实施例提供一种显示器件，包括如第一方面中所述的光学传感器件。
进一步，还包括：
设置在薄膜晶体管上的黑矩阵；
覆盖PIN器件并部分覆盖所述黑矩阵的彩膜；
设置在所述黑矩阵和所述彩膜上的有机覆盖层；
设置在所述有机覆盖层上的隔垫物层；
设置在所述隔垫物层上的辅助电极；以及
覆盖所述有机覆盖层、所述隔垫物层和所述辅助电极的透明阴极。
第四方面，本发明实施例还提供一种显示设备，包括如第一方面中所述的光学传感器件。
本发明实施例提供一种光学传感器件及其制作方法、显示器件、显示设备，该光学传感器件中包括薄膜晶体管和设置在薄膜晶体管的源漏电极上的PIN器件，且该PIN器件的P区、I区和N区均采用氧化物制作。由于采用氧化物制作PIN器件，不使用非晶硅，所以不会引入H，因此，不会对薄膜晶体管的性能产生影响，进而实现提高显示器件的性能，提高显示效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例提供的PIN器件结构示意图；
图2为本发明实施例提供的光学传感器件制作方法流程图；
图3为本发明实施例提供的具体实施例中显示器件制作方法流程图；
图4-图8为本发明实施例提供的显示器件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1，本发明实施例提供一种光学传感器件，包括：薄膜晶体管和和设置在薄膜晶体管的源漏电极上的PIN器件，其中：
该PIN器件101的P区1011、I区1012和N区1013采用的材料均为氧化物。
由于采用氧化物制作PIN器件，不使用非晶硅，所以不会引入H，因此，不会对薄膜晶体管的性能产生影响，进而实现提高显示器件的性能，提高显示效果。在显示器件中添加该具有光敏Sensor即PIN器件和光学补偿控制TFT的光学传感器件，可以实现光学实时补偿，有效解决了EL器件亮度变化造成的显示Mura，提高了显示效果。
进一步，PIN器件的P区可以采用P型氧化物，例如Cu2O或SnO；PIN器件的I区可以采用IGZO(indium gallium zinc oxide，铟镓锌氧化物)，PIN器件的N区可以采用IGZO且N区的IGZO氧含量低于I区的IGZO，即，PIN器件的I区采用高氧IGZO，PIN器件的N区采用低氧IGZO。
当然，本领域技术人员也可以使用其它氧化物来制作PIN器件，只要氧化物的特性满足PIN器件相应区域的要求即可。
相应的，本发明实施例还相应提供一种光学传感器件的制作方法，如图2所示，包括：
步骤S201、制作薄膜晶体管的源漏电极；
步骤S202、在源漏电极上采用氧化物依次形成PIN器件的P区、I区和N区。
其中，步骤S202中，在源漏电极上采用氧化物依次形成PIN器件的P区、I区和N区，具体包括：
依次沉积N区IGZO、I区IGZO、P区P型氧化物，N区IGZO的氧含量低于I区IGZO；
图形化形成PIN器件。
进一步，P型氧化物可以具体采用Cu2O或SnO。
优选的，可以在源漏电极上依次沉积N区IGZO、I区IGZO、P区P型氧化物之后，图形化形成PIN器件之前，在P区上沉积第一透明导电层，第一透明导电层可以采用ITO(氧化铟锡)，这样，只需要一次图形化过程，即可在PIN图形化的同时完成第一透明导电层的图形化，减少了工艺步骤，减小了工艺复杂度。
下面对包括光学传感器件的显示器件制作步骤进行详细说明，如图3所示，包括：
步骤S301、如图4所示，在玻璃盖板1上沉积金属，之后涂覆光刻胶，刻蚀图形化形成Shield(遮光)金属图形2，金属材料可为Mo、Al、Ti、Au、Cu、Hf、Ta等常用金属，也可为AlNd、MoNb等合金；
步骤S302、如图4所示，依次沉积Buffer(缓冲)层3、Act(有源)层，然后湿刻图形化Act层4形成有源岛；其中Buffer层3材料可为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等绝缘材料，Act层4材料可为金属氧化物材料，如IGZO材料；
步骤S303、如图4所示，依次沉积GI(栅极绝缘)层5、Gate(栅极)层6，涂覆光刻胶，其中Gate、GI利用一块掩膜版先湿刻Gate层6，后干刻GI层5实现图形化；GI层5材料可为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等绝缘材料，Gate层6材料可为Mo、Al、Ti、Au、Cu、Hf、Ta等常用金属，也可为Cu工艺制程，如MoNd/Cu/MoNd；
步骤S304、如图4所示，沉积ILD(层间介质)层7，光刻图形化形成ILD孔，淀积源漏金属层且刻蚀图形化形成源漏电极8；
步骤S305、如图5所示，依次沉积N区低氧IGZO、I区高氧IGZO、P区p型氧化物Cu2O、SnO等，然后沉积第一透明导电层10，沉积时，可以采用Sputter(喷镀)的方式，只用一块掩膜板湿刻图形化形成PIN器件9和PIN器件9上面的第一透明导电层10图案，第一透明导电层10是PIN器件9的电极；
步骤S306、如图6所示，沉积PVX(绝缘)层11，图形化形成过孔(Via)，沉积一层第二透明导电层18并图形化，该第二透明导电层18作为第一透明导电层10的引线；
至此光学传感器件制作完成，如果是制作顶发射玻璃盖板，后续工艺为：
步骤S307、如图7所示，沉积BM(Black Matrix，黑色矩阵)12并图形化，使得BM12覆盖有源矩阵TFT；
步骤S308、如图7所示，沉积CF(彩膜)，其中CF层13制备时先后沉积R、G、B各彩膜，并使彩膜对BM12有一定的覆盖；
步骤S309、如图8所示，沉积OC(有机覆盖)层14和辅助电极15并图形化，OC材料包含但不限于Resin(树脂)、SOG(Silicon On Glass，硅-玻璃键合结构材料)和BCB(苯并环丁烯)等平坦化材料，辅助电极15材料可为Mo、Al、Ti、Au、Cu、Hf、Ta等常用金属，或其合金如AlNd，MoNb等，也可为多层金属如MoNb/Cu/MoNb、AlNd/Mo/AlNd等；
步骤S310、如图8所示，沉积PS(Photo Spacer，隔垫物)层16材料并形成图形；
步骤S311、如图8所示，淀积一层TCO(透明导电氧化物)薄膜作为透明阴极17，TCO材料包含但不限于透明导电氧化物，如AZO、IZO、AZTO或其组合，也可以是较薄的金属材料，如Mg/Ag、Ca/Ag、Sm/Ag、Al/Ag、Ba/Ag等复合材料。
通过以上步骤，TFT盖板部分制作完成。
通过该实施方案设计了顶栅自对准结构的控制TFT，该技术方案同样适用于ESL、BCE等结构TFT；其有源层材料为IGZO氧化物半导体，也可以是a-Si等材料。
应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
本发明实施例还相应提供一种显示器件，包括本发明实施例提供的光学传感器件。
该显示器件中，还可以包括：
设置在薄膜晶体管上的黑矩阵；
覆盖PIN器件并部分覆盖所述黑矩阵的彩膜；
设置在所述黑矩阵和所述彩膜上的有机覆盖层；
设置在所述有机覆盖层上的隔垫物层；
设置在所述隔垫物层上的辅助电极；以及
覆盖所述有机覆盖层、所述隔垫物层和所述辅助电极的透明阴极。
本发明实施例还相应提供一种显示设备，包括本发明实施例提供的光学传感器件。
进一步，该显示设备为顶发射显示设备或者底发射显示设备。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种光学传感器件，其特征在于，包括：薄膜晶体管和设置在所述薄膜晶体管的源漏电极上的PIN器件，其中：
所述PIN器件的P区、I区和N区采用的材料均为氧化物。
2.如权利要求1所述的光学传感器件，其特征在于，所述PIN器件的P区采用P型氧化物；
所述PIN器件的I区采用IGZO；
所述PIN器件的N区采用IGZO且N区的IGZO氧含量低于I区的IGZO。
3.如权利要求2所述的光学传感器件，其特征在于，所述P型氧化物具体包括：
Cu2O或SnO。
4.一种光学传感器件的制作方法，其特征在于，包括：
制作薄膜晶体管的源漏电极；
在所述源漏电极上采用氧化物依次形成PIN器件的P区、I区和N区。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述源漏电极上采用氧化物依次形成PIN器件的P区、I区和N区，具体包括：
在所述源漏电极上依次沉积N区IGZO、I区IGZO、P区P型氧化物，所述N区IGZO的氧含量低于所述I区IGZO；
图形化形成PIN器件。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述P型氧化物具体包括：
Cu2O或SnO。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述源漏电极上依次沉积N区IGZO、I区IGZO、P区P型氧化物之后，所述图形化形成PIN器件之前，还包括：
在所述P区上沉积第一透明导电层。
8.一种显示器件，其特征在于，包括如权利要求1-3任一所述的光学传感器件。
9.如权利要求8所述的显示器件，其特征在于，还包括：
设置在薄膜晶体管上的黑矩阵；
覆盖PIN器件并部分覆盖所述黑矩阵的彩膜；
设置在所述黑矩阵和所述彩膜上的有机覆盖层；
设置在所述有机覆盖层上的隔垫物层；
设置在所述隔垫物层上的辅助电极；以及
覆盖所述有机覆盖层、所述隔垫物层和所述辅助电极的透明阴极。
10.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求1-3任一所述的光学传感器件。
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