一種硅基oled圖像收發裝置及其制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明涉及0LED顯示技術，尤其涉及一種硅基0LED圖像收發裝置及其制作方法。【【背景技術】】
[0002]有機發光器件(0LED)具有發光亮度高、驅動電壓低、響應速度快、無視角限制、低功耗、超輕超薄、可具備任何形狀，顏色輸出為紅綠藍單色或白色，壽命長等優點，在顯示器等領域具有巨大的應用前景。結合硅基CMOS驅動電路的0LED圖像收發裝置，可以整合圖像顯示、圖像攝取、信號處理與控制等功能。
[0003]具有圖像收發功能的0LED圖像收發裝置，在0LED發光源旁邊放置光電二極管并且彼此隔開，可以同時集成0LED顯示功能和圖像傳感器的功能。現有的0LED圖像收發裝置存在靈敏度不高的問題。且另一方面，典型的0LED圖像收發裝置的最大面積由曝光場決定，一般來說遠小于硅片面積，因此一個硅片上可以制作出上百個0LED圖像收發裝置。高分辨率、大面積顯示與成像可以應用在不同的領域，目前主流曝光方式是步進式或掃描式曝光，隨著0LED圖像收發裝置尺寸的逐漸增大，步進式曝光機的有效曝光面積是有限的，掩膜板的有效區域無法覆蓋整個有效區域，因此如何實現1.2英寸以上的0LED圖像收發裝置的曝光，是需要解決的技術問題。
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【發明內容】
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[0004]本發明所要解決的技術問題是:彌補上述現有技術的不足，提出一種硅基0LED圖像收發裝置及其制作方法，得到的0LED圖像收發裝置的靈敏度較高。
[0005]本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決:
[0006]一種硅基0LED圖像收發裝置，包括基板、多個用于感光的光電二極管和多個用于發光的0LED ;所述0LED包括金屬互連線陽極、空穴傳輸層、有機發光層、電子傳輸層和透明陰極層，所述金屬互連線陽極上按順序依次形成所述空穴傳輸層、有機發光層、電子傳輸層和透明陰極層，所述有機發光層僅位于所述金屬互連線陽極所對應的區域之上，不延伸至所述光電二極管所對應的區域之上；多個光電二極管和多個0LED的有機發光層排列形成圖像收發裝置的像素矩陣。
[0007]—種硅基0LED圖像收發裝置的制造方法，包括在基板上形成光電二極管和0LED的步驟，在形成0LED的步驟中，在金屬互連線陽極上按順序依次形成空穴傳輸層、有機發光層、電子傳輸層和透明陰極層，所述有機發光層僅位于所述金屬互連線所對應的區域之上，不延伸至所述光電二極管所對應的區域之上；多個光電二極管和多個0LED的有機發光層排列形成圖像收發裝置的像素矩陣。
[0008]本發明與現有技術對比的有益效果是:
[0009]本發明的硅基0LED圖像收發裝置及其制作方法，由于有機發光層僅僅位于0LED的金屬互連線陽極區域之上，在光電二極管對應的區域上沒有發光層，因此可減少0LED對入射光的衰減，從而提高光電二極管的靈敏度。優選方案中，0LED包括紅光0LED、綠光0LED和藍光OLED，因此不需要后續的濾色片以及玻璃蓋封裝，直接采用薄膜封裝覆蓋在0LED之上形成保護，提高了 0LED的發光效率，進一步提高光電二極管的靈敏度，簡化了工藝，提高了可靠性。
【【附圖說明】】
[0010]圖1是本發明【具體實施方式】一的0LED圖像收發裝置的一個發光子像素和感光單元的剖面示意圖；
[0011]圖2是本發明【具體實施方式】一的0LED圖像收發裝置曝光時劃分的有效區的示意圖；
[0012]圖3是本發明【具體實施方式】一的0LED圖像收發裝置中有效區的像素布局示意圖；
[0013]圖4是本發明【具體實施方式】二的0LED圖像收發裝置曝光時劃分的有效區的示意圖；
[0014]圖5是本發明【具體實施方式】二的0LED圖像收發單元中有效區的像素布局示意圖。【【具體實施方式】】
[0015]下面結合【具體實施方式】并對照附圖對本發明做進一步詳細說明。
[0016]【具體實施方式】一
[0017]本【具體實施方式】提供一種集成光電二極管作為感光單元的0LED圖像收發裝置，該裝置包括硅基板，多個用于感光的光電二極管，多個用于發光的0LED。
[0018]如圖1所示，為本【具體實施方式】中的0LED圖像收發裝置的像素中一個發光子像素和感光單元的剖面示意圖。在p-Si基板1上形成η講5，p-Si基板1與η講5形成光電二極管。繼續形成層間絕緣層6，在層間絕緣層中形成插拴3，η阱5與接觸件2相連，并通過插拴3連接到金屬互連線4，金屬互連線4形成在層間絕緣層6上。金屬間絕緣層7形成在層間絕緣層6和金屬互連線4上面，金屬互連線陽極8形成在金屬間絕緣層7上，金屬互連線陽極8通過插拴連接到場效應管的漏電極(圖中未示出)。金屬互連線陽極8作為0LED的反射陽極。
[0019]0LED包括金屬互連線陽極8、空穴傳輸層12、有機發光層9、電子傳輸層13和透明陰極10構成。金屬互連線陽極8的材料可以是銀、金、鉻、鋁、銅、鉬、鉭、鎢等或由這些材料形成的各類合金。在金屬互連線陽極8上順序形成各層結構，有機發光層9位于金屬互連線陽極8所在區域上，在電子傳輸層13上形成透明導電層作為透明陰極10，透明導電層可以是如ΙΤΟ、ΙΖ0 一樣的透明導電膜，也可以是由薄金屬膜形成的透明導電層。
[0020]當在0LED的陽極和陰極兩端加上電壓后，光從有機發光層9中發出，一部分成為外輸出光21，入射的光24不受阻擋，可以被光電二極管探測到。由于該發光層僅僅位于0LED陽極區域，在光電二極管處沒有發光層，減少了對入射光24的衰減，可以提高光電二極管的靈敏度。
[0021 ] 為了實現彩色化，該有機發光層9可以是紅光發光層、也可以是藍光發光層或綠光發光層。當多個0LED分別有紅光0LED，綠光0LED和藍光0LED時，在透明陰極10上形成透明的薄膜封裝層11，而非形成玻璃蓋封裝，以保護下面的0LED。由于0LED直接發射紅、綠、藍色光，所以不需要后續的濾色片以及玻璃蓋封裝，直接采用薄膜封裝11覆蓋在OLED之上形成保護，進一步提高了 OLED的發光效率和光電二極管的靈敏度，簡化了工藝，提高了可靠性。
[0022]上述描述了單個發光子像素(有機發光層)和感光單元(光電二極管)的剖面結構示意圖。當多個發光子像素和感光單元排列收，形成圖像收發裝置的像素矩陣。
[0023]基板上多個0LED中的多個有機發光層的圖形化采用掩膜或激光轉移，優化的采用PDMS彈性體形成蔭罩掩膜，其開口尺寸由光刻膠圖形來定義。在一個典型方案中，PDMS與基板形成緊密結合，所形成的有機發光層圖形尺寸小至5 μπι。
[0024]本實施方式中的基于CMOS驅動的0LED圖像收發裝置，通過曝光拼接的方式形成0LED的有機發光層。定義圖像收發裝置的有效區，包含0LED有機發光層所在的顯示區域和光電二極管所在的用于圖像傳感的感光區域。該有效區域也即對應像素矩陣所在的區域。優選地，像素矩陣區域的寬長比為4:3，對角線尺寸大于1.2英寸。
[0025]具體地，可通過合理的像素矩陣版圖設計和曝光場拼接，通過多次曝光實現硅基大尺寸，例如上述大尺寸(大于1.2英寸)的像素矩陣的0LED圖像收發裝置。在曝光時，將基板的有效區分解成若干個有效區分別進行曝光。每個分解后的有效區在步進式曝光系統的一個光場范圍內，在具體實施過程中，分別采用一套掩模板曝光分割后的單元，再步進移動至下一個位置處進行第二次曝光。如此對應不同的曝光區域，采用不同的掩膜版，利用曝光系統的對位系統實現拼接，最后完成整個圖像收發裝置的有效區范圍內的曝光。劃分成若干個有效區分別進行曝光的方法有助于形成對角線尺寸在1.2英寸以上，例如1.2英寸至2英寸有效區的圖像收發裝置。
[0026]在本【具體實施方式】中，如圖2所示，圖像收發裝置的有效區按照豎直方向縱向分為兩個部分，分別是第一有效區81和第二有效區82。采用曝光拼接的方法形成一個拼接完整的有效區。
[0027]曝光后，接著在整個基板的有效區上形成空穴傳輸層。如圖3所示，本【具體實施方式】的有效區的像素矩陣布局示意圖。像素矩陣包括多個像素子單元，各個像素子單元44均設計成正方形，包括紅色子像素40、綠色子像素43、藍色子像素41和感光單元42。紅、綠、藍色子像素分別與對應的CMOS驅動單元陽極相連。利用PDMS掩模板在有效區的區域內分別形成該紅色有機發光層、藍色有機發光層和綠色有機發光層，從而分別作為紅色子像素40、藍色子像素41和綠色子像素43。采用機械掩膜的辦法在基板相應區域上形成紅色、藍色和綠色有機發光層，進而形成完整的0LED圖像收發單元有效區的像素布局。這樣，形成的大尺寸的圖像收發裝置也具有彩色顯示的功能。
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