專利名稱：光傳感器、光傳感器裝置和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例涉及光傳感器、包括光傳感器的光傳感器裝置以及包括光傳感器 裝置的顯示裝置。
背景技術(shù)：
光傳感器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。由于光學和半導體工業(yè)的當前發(fā)展，光傳感器 正在發(fā)展，以提供各種功能。在諸如包括顯示單元的移動設(shè)備(例如移動電話)、數(shù)碼相機、 個人數(shù)字助理(PDA)之類的顯示裝置中和諸如液晶顯示(LCD)設(shè)備和有機發(fā)光設(shè)備(OLED) 之類的圖像顯示裝置中包括的光傳感器，被用作用于向顯示裝置提供觸摸面板功能的強大 工具。這種內(nèi)部光傳感器在顯示裝置的厚度、工藝復雜度、開口率等方面比外部觸摸面 板更有優(yōu)勢。然而，包括非晶硅(Si)或晶體硅的ρ型-本征-η型(PIN)結(jié)型二極管作為 內(nèi)部光傳感器的一般結(jié)構(gòu)，不能增加對指定類型的光的感光度，并且僅限于非晶硅Si或晶 體Si的特定的吸收波長范圍。本發(fā)明的實施例克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，并且還提供了 另外的優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供了一種用于有選擇地感應(yīng)用戶規(guī)定的多個波長帶的光并且 可以利用簡單的制造工藝來制造的光傳感器、包括該光傳感器的光傳感器裝置以及包括該 光傳感器裝置的顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種光傳感器，包括基板；形成于所述基板上并且包 括氧化物的第一光接收層；連接到所述第一光接收層并且包括有機材料的第二光接收層； 以及分別連接到所述第一光接收層和所述第二光接收層的第一電極和第二電極。所述氧化物可以包括氧(0)和從鎵(Ga)、銦(In)、鋅(Zn)和錫(Sn)所組成的組 中選擇的至少一種元素。所述有機材料可以包括酞化菁化合物，所述酞化菁化合物包括從銅(Cu)、鐵 (Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)、鋁(Al)、鈀(Pd)、Sn、In、鉛(Pb)、鈦(Ti)、銣(Rb)、釩(V)、 Ga、鋱(Tb)、鈰(Ce)、鑭(La)和Zn所組成的組中選擇的至少一種金屬。所述有機材料可以具有包括第一層和第二層的雙層結(jié)構(gòu)，其中所述第一層包括 碳-60 (C60)(富勒烯)，所述第二層包括酞化菁化合物，所述酞化菁化合物包括從Cu、Fe、 Ni、Co、Mn、Al、Pd、Sn、In、Pb、Ti、Rb、V、Ga、Tb、Ce、La 和 Zn 所組成的組中選擇的至少一種 ^^ I^l ο
所述有機材料可以具有單層結(jié)構(gòu)，在所述單層結(jié)構(gòu)中混合有碳-60和酞化菁化合物，所述酞化菁化合物包括從 Cu、Fe、Ni、Co、Mn、Al、Pd、Sn、In、Pb、Ti、Rb、V、Ga、Tb、Ce、La 和Zn所組成的組中選擇的至少一種金屬。所述第一光接收層和所述第二光接收層可以垂直堆疊在所述基板上。所述第二光接收層可以堆疊在所述第一光接收層上。所述第一光接收層可以堆疊在所述第二光接收層上。所述第一電極和所述第二電極中的至少一個可以是透明電極。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種光傳感器裝置，包括形成于基板上的光傳感器 和用于處理從所述光傳感器接收的傳感器信號的至少一個傳感器信號處理薄膜晶體管 (TFT)，其中所述光傳感器包括形成于所述基板上并包括氧化物的第一光接收層；連接到 所述第一光接收層并且包括有機材料的第二光接收層；以及分別連接到所述第一光接收層 和所述第二光接收層的第一電極和第二電極，并且其中所述至少一個傳感器信號處理TFT 的有源層包括與所述光傳感器的第一光接收層相同的氧化物。所述光傳感器的第一光接收層和所述至少一個傳感器信號處理TFT的有源層可 以包括氧(0)，并且可以包括鎵(Ga)、銦(In)、鋅(Zn)或錫(Sn)。這些材料可以單獨使用 或組合使用。所述有機材料可以包括酞化菁化合物，所述酞化菁化合物可以包括銅(Cu)、鐵 (Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)、鋁(Al)、鈀(Pd)、Sn、In、鉛(Pb)、鈦(Ti)、銣(Rb)、釩(V)、 Ga、鋱(Tb)、鈰(Ce)、鑭(La)或Zn。這些材料可以單獨使用或組合使用。所述有機材料可以具有包括第一層和第二層的雙層結(jié)構(gòu)，所述第一層包括 碳-60 (C60)，所述第二層包括酞化菁化合物，所述酞化菁化合物包括Cu、Fe、Ni、C0、Mn、Al、 Pd、Sn、In、Pb、Ti、Rb、V、Ga、Tb、Ce、La或Zn。這些材料可以單獨使用或組合使用所述有機材料可以具有單層結(jié)構(gòu)，在所述單層結(jié)構(gòu)中混合有碳-60和酞化菁化合 物，所述酞化菁化合物包括 Cu、Fe、Ni、Co、Mn、Al、Pd、Sn、In、Pb、Ti、Rb、V、Ga、Tb、Ce、La 或Zn。這些材料可以單獨使用或組合使用。所述傳感器信號處理TFT包括順序堆疊在所述基板上的柵電極、柵絕緣膜、所述 有源層以及源電極和漏電極。在所述光傳感器中，所述第一電極、所述第一光接收層、所述 第二光接收層以及所述第二電極順序堆疊在所述基板上，所述第一電極和所述柵電極可以 通過圖案化相同的材料基本上同時形成，所述第一光接收層和所述有源層可以基本上同時 形成，并且所述第二電極以及所述源電極和漏電極可以通過圖案化相同的材料基本上同時 形成。所述傳感器信號處理TFT可以包括順序堆疊在所述基板上的柵電極、柵絕緣膜、 所述有源層以及源電極和漏電極。在所述光傳感器中，所述第一電極、所述第二光接收層、 所述第一光接收層和所述第二電極順序堆疊在所述基板上，所述第一電極和所述柵電極可 以通過圖案化相同的材料基本上同時形成，所述第一光接收層和所述有源層可以基本上同 時形成，并且所述第二電極和所述源電極和漏電極可以通過圖案化相同的材料基本上同時 形成。所述傳感器信號處理TFT可以包括順序堆疊在所述基板上的源電極和漏電極、所 述有源層、柵絕緣膜以及柵電極。在所述光傳感器中，所述第一電極、所述第一光接收層、所述第二光接收層和所述第二電極可以順序堆疊在所述基板上，所述第一電極以及所述源電 極和漏電極可以通過圖案化相同的材料基本上同時形成，所述第一光接收層和所述有源層 可以基本上同時形成，并且所述第二電極和所述柵電極可以通過圖案化相同的材料基本上 同時形成。所述傳感器信號處理TFT可以包括順序堆疊在所述基板上的源電極和漏電極、所 述有源層、柵絕緣膜以及柵電極。在所述光傳感器中，所述第一電極、所述第二光接收層、所 述第一光接收層以及所述第二電極可以順序堆疊在所述基板上，所述第一電極以及所述源 電極和漏電極可以通過圖案化相同的材料基本上同時形成，所述第一光接收層和所述有源 層可以基本上同時形成，并且所述第二電極和所述柵電極可以通過圖案化相同的材料基本 上同時形成。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種顯示裝置，包括感應(yīng)并處理光信號的傳感器單元 和根據(jù)所述傳感器單元處理的光信號顯示圖像的像素單元，其中所述傳感器單元包括光傳 感器和傳感器信號處理薄膜晶體管(TFT)，所述光傳感器包括形成在基板上并且包括氧 化物的第一光接收層；連接到所述第一光接收層并且包括有機材料的第二光接收層；以及 分別連接到所述第一光接收層和所述第二光接收層的第一電極和第二電極；所述傳感器信 號處理TFT處理從所述光傳感器接收的傳感器信號，并且包括有源層，該有源層包括與所 述光傳感器的第一光接收層相同的材料，并且其中所述像素單元包括像素單元TFT和多 個像素，所述像素單元TFT根據(jù)所述傳感器信號處理TFT處理后的傳感器信號來驅(qū)動像素， 并且包括有源層，該有源層包括與所述光傳感器的第一光接收層相同的材料；所述多個像 素電連接到所述像素單元TFT并且顯示所述圖像。所述像素單元可包括有機發(fā)光二極管(OLED)，該有機發(fā)光二極管至少包括在所述有機發(fā)光二極管的第一電極和第二電極之間的有機發(fā)光層。


通過參照附圖對示范性實施例進行詳細描述，將使得本發(fā)明實施例的上述和其它 特征和優(yōu)點變得更加明顯，附圖中圖1是根據(jù)實施例的光傳感器的示意性截面圖；圖2是根據(jù)另一實施例的光傳感器的示意性截面圖；圖3是根據(jù)實施例的光傳感器裝置的示意性截面圖；圖4是根據(jù)另一實施例的光傳感器裝置的示意性截面圖；圖5是根據(jù)另一實施例的光傳感器裝置的示意性截面圖；圖6是根據(jù)另一實施例的光傳感器裝置的示意性截面圖；以及圖7是根據(jù)實施例的顯示裝置的示意性截面圖。
具體實施例方式在下文中，通過參照附圖解釋示范性實施例來詳細描述本發(fā)明的實施例。圖1是根據(jù)實施例的光傳感器IOA的示意性截面圖。參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例的光傳感器IOA包括順序堆疊在基板1上的第一電 極11、第一光接收層13、第二光接收層15以及第二電極17。
基板1可以包括例如透明玻璃絕緣基板、塑料基板、石英基板等等，其可以包括 Si02?？梢栽诨?上形成包括SiO2和/或SiNx的緩沖層(未示出)，以便使基板1變平， 并且防止雜質(zhì)進入基板1。第一電極11包括導電材料，并且形成在基板1上。連接到第一光接收層13的第一電極11可以充當陰極，第一光接收層13是構(gòu)成光傳感器IOA的PN結(jié)光電二極管的η型氧 化物區(qū)。在這種情況下，第一電極11可包括例如具有低功函數(shù)的銀(Ag)、鎂(Mg)、鋁(Al)、 鉬(Pt)、鈀(Pd)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)或鈣(Ca)。這些材料 可以單獨或組合使用?？梢酝ㄟ^改變第一電極11的材料或厚度將第一電極11形成為透明 電極。第一光接收層13包括氧化物，并且形成在第一電極11上。第一光接收層13可 以包括例如氧(0)和從鎵(Ga)、銦(In)、鋅(Zn)或錫(Sn)所組成的組中選擇的至少一種 元素。這些材料可以單獨使用或組合使用。例如，第一光接收層13可以包括ZnCKZnGaO、 ZnlnO、GalnO、GaSnO、ZnSnO、InSnO、ZnGaInO0這些材料可以單獨使用或組合使用。第一光 接收層13充當構(gòu)成光傳感器10A的PN結(jié)光電二極管的η型氧化物區(qū)。第二光接收層15包括有機材料，并且形成在第一光接收層13上。第二光接收層 15可以包括酞化菁(phthalocyanine)化合物，酞化菁化合物包括銅(Cu)、鐵(Fe)、Ni、鈷 (Co)、錳(Mn)、Al、Pd、Sn、In、鉛(Pb)、鈦(Ti)、銣(Rb)、釩(V)、Ga、鋱(Tb)、鈰(Ce)、鑭(La) 或鋅(Zn)。這些材料可以單獨使用或組合使用。第二光接收層15充當構(gòu)成光傳感器10A 的PN結(jié)光電二極管的ρ型有機材料區(qū)。第二光接收層15中包括的有機材料可以具有包括第一層和第二層的雙層結(jié)構(gòu)， 其中第一層包括酞化菁化合物，第二層包括碳_60(C60)，也可以具有在其中混合酞化菁化 合物和碳_60(C60)的單層結(jié)構(gòu)?；旌蠈涌梢岳帽倔w異質(zhì)(bulk-heter0)PN結(jié)中的電子 空穴對分離而形成。當被實現(xiàn)為器件時，該混合層被包括在電極/P型區(qū)(有機材料)/PN 混合區(qū)(有機混合層)/n型區(qū)(氧化物)/電極的結(jié)構(gòu)中，該結(jié)構(gòu)比電極/P型區(qū)(有機材 料)/n型區(qū)(氧化物)/電極的結(jié)構(gòu)具有更為優(yōu)良的感光特性。第二電極17包括導電材料，并且形成在第二光接收層15上。第二電極17被連接 到第二光接收層15，其中第二光接收層15充當構(gòu)成光傳感器10A的PN結(jié)光電二極管的ρ 型有機材料區(qū)。第二電極17可以充當陽極。在這種情況下，第二電極17可以包括具有相 對較高功函數(shù)的材料。這種材料的實例可以包括氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、ZnO和 Ιη203。這些材料可以單獨使用或組合使用。第二電極17可以是透明電極?？商娲兀诙?電極17可以被形成為包括例如具有高功函數(shù)的Au、Ag等的金屬電極來替代透明電極。這樣，通過對酞化菁化合物中包括的金屬成份的選擇進行控制，構(gòu)成光傳感器10A 的PN結(jié)光電二極管可以確定光傳感器10A的感光帶，其中構(gòu)成光傳感器10A的PN結(jié)光電 二極管包括分別連接到η型氧化物區(qū)和ρ型有機材料區(qū)的第一電極11和第二電極17。例 如，包括銅的酞化菁化合物吸收大約600nm到800nm波長帶的可見光，而包括Sn的酞化菁 化合物吸收大約SOOnm到IOOOnm波長帶的近紅外線光。因此，可以通過對酞化菁化合物中 包括的金屬成份的選擇進行控制，來實現(xiàn)能夠?qū)τ脩羲谕牟ㄩL帶的光進行感應(yīng)的光傳 感器。圖2是根據(jù)另一實施例的光傳感器10B的示意性截面圖。
參見圖2，根據(jù)當前實施例的光傳感器IOB包括順序堆疊在基板1上的第一電極 11、第二光接收層15、第一光接收層13以及第二電極17。第一電極11、第二光接收層15、 第一光接收層13以及第二電極17與圖1中所示的基本上相同。當與圖1中所示的光傳感器IOA比較時，在光傳感器IOB中，光傳感器IOA的第一光接收層13和第二光接收層15的位置被顛倒。因此，第一電極11被連接到包括ρ型有機 材料的第二光接收層15，而第二電極17被連接到包括η型氧化物的第一光接收層13。相 應(yīng)地，第一電極11可以包括具有高功函數(shù)的導電材料作為陽極，而第二電極17可以包括具 有低功函數(shù)的材料作為陰極。雖然圖1和圖2中示出的光傳感器IOA和光傳感器IOB中的每一個都是第一光接 收層13和第二光接收層15垂直堆疊在基板1上的PN結(jié)光電二極管，但是本發(fā)明的實施例 并不限于此。如果需要，可以進行各種改變使得例如第一光接收層13和第二光接收層15 堆疊在基板1上。如上參照圖1和2所描述的，通過對形成PN結(jié)光電二極管的有機材料中所包括的 金屬成份的選擇進行控制，光傳感器IOA和光傳感器IOB中的每一個都可以感應(yīng)用戶所期 望的波長帶的光，其中該PN結(jié)光電二極管是構(gòu)成光傳感器IOA或光傳感器IOB的PN結(jié)光 電二極管，并且包括有機材料和無機材料。現(xiàn)在將參照圖3到圖6詳細描述包括光傳感器的光傳感器裝置。圖3是根據(jù)實施例的光傳感器裝置110的示意性截面圖。參見圖3，根據(jù)當前實施例的光傳感器裝置110包括形成在基板1上的至少一個光 傳感器IOA和用于處理從光傳感器IOA接收的傳感器信號的至少一個傳感器信號處理薄膜 晶體管(TFT) 20Α。光傳感器裝置110的光傳感器IOA與圖1中示出的光傳感器IOA基本上相同。更 詳細地，光傳感器IOA包括順序堆疊在基板1上的第一電極11、第一光接收層13、第二光接 收層15以及第二電極17。傳感器信號處理TFT 20Α包括順序堆疊在基板1上的柵電極21、柵絕緣膜22、有 源層23以及源電極和漏電極24。現(xiàn)在簡要描述光傳感器裝置110的制造方法。首先，準備包括透明玻璃材料、塑料材料、石英材料等且主要包括SiO2的基板1。包 括SiO2和/或SiNx的緩沖層(未示出)可以形成在基板1上，以使基板1變平，并且防止 雜質(zhì)進入基板1。在基板1上沉積導電材料(未示出)。這種情況下，在連接到第一光接收層13的 第一電極11中，導電材料可以具有低的功函數(shù)，其中第一光接收層13是構(gòu)成光傳感器IOA 的PN結(jié)光電二極管的η型氧化物區(qū)。這種材料的實例可以包括Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、 Nd、Ir、Cr、Li或Ca。這些材料可以單獨使用或組合使用。對所沉積的導電材料進行圖案化，以基本上同時形成光傳感器IOA的第一電極11 和傳感器信號處理TFT 20Α的柵電極21。在所得到的結(jié)構(gòu)上形成柵絕緣膜22。在諸如傳感器信號處理TFT 20Α之類的反向 交錯型(inverse staggered type)底柵TFT中，柵絕緣膜22形成在柵電極21和以后描述 的有源層23之間。去除柵絕緣膜22中沉積光傳感器IOA的區(qū)域中的部分。
沉積氧化物，并進行圖案化以基本上同時形成光傳感器IOA的第一光接收層13和 傳感器信號處理TFT 20A的有源層23。氧化物可以包括氧(0)和材料。材料的實例可以包 括Ga、In、Zn或Sn。這些材料可以單獨使用或組合使用。
TFT被廣泛用作包括光傳感器裝置的各種裝置中的信號處理器件。雖然TFT的有 源層通常包括非晶硅(Si)或晶體硅(Si)，但在TFT的制造中，要求對非晶硅Si或晶體硅 Si進行高溫處理。然而，在使用氧化物薄膜作為溝道層的傳感器信號處理TFT 20A中，可以 在不執(zhí)行高溫處理的情況下通過濺射在室溫中直接形成薄膜。因此，制造TFT 20A的工藝 可以比常規(guī)工藝簡單，并且TFT 20A的諸如電壓均勻性和電子遷移率之類的特性優(yōu)良。同樣，第一光接收層13可以充當構(gòu)成光傳感器IOA的PN結(jié)光電二極管的η型氧 化物區(qū)。由于利用相同的材料基本上同時形成光傳感器IOA的第一光接收層13和傳感器 信號處理TFT 20Α的有源層23，所以可以簡化制造工藝。在所得到的結(jié)構(gòu)上形成包括酞化菁化合物的有機層，其中酞化菁化合物中包括預 定金屬。除酞化菁化合物之外，還可以沉積C60以形成附加層?？商娲?，可以在所得到的 結(jié)構(gòu)上形成混合有酞化菁化合物和C60的單有機層。在這種情況下，金屬的實例可以包括 Cu、Fe、Ni、Co、Mn、Al、Pd、Sn、In、Pb、Ti、Rb、V、Ga、Tb、Ce、La 或 Zn。這些金屬可以單獨使 用或組合使用。該有機層可以利用諸如化學氣相沉積、旋涂、噴墨打印或屏幕打印之類的方 法來形成。去除所形成的除了與光傳感器IOA的第二光接收層15對應(yīng)的部分之外的有機 層。在所得到的結(jié)構(gòu)上沉積導電材料(未示出)。這種情況下，在連接到第二光接收層 15的第二電極17中，可以沉積從具有高功函數(shù)的ΙΤ0、ΙΖ0、Ζη0和/或In2O3所組成的組中 選擇的至少一種材料作為導電材料，其中第二光接收層15是構(gòu)成光傳感器IOA的PN結(jié)光 電二極管的P型有機材料區(qū)。對所沉積的導電材料進行圖案化以基本上同時形成光傳感器 IOA的第二電極17和傳感器信號處理TFT 20Α的源電極和漏電極24。在所得到的結(jié)構(gòu)上形成絕緣保護層2，以充分覆蓋光傳感器IOA和傳感器信號處 理TFT 20Α，從而完成根據(jù)當前實施例的光傳感器裝置110的制造?？梢酝ㄟ^對酞化菁化合物中包括的金屬的選擇進行控制，確定根據(jù)當前實施例的 光傳感器裝置110的光傳感器IOA的感光帶。此外，由于光傳感器IOA和傳感器信號處理 TFT 20Α的多個層基本上同時通過圖案化相同的材料形成，因此簡化了制造工藝，從而降低 了制造成本。圖4是根據(jù)另一實施例的光傳感器裝置120的示意性截面圖。參見圖4，根據(jù)當前實施例的光傳感器裝置120包括形成基板1上的至少一個光 傳感器IOB和用于處理從光傳感器IOB接收的傳感器信號的至少一個傳感器信號處理TFT 20Α。光傳感器IOB與圖2的光傳感器IOB基本上相同。當與圖3中示出的光傳感器裝置110比較時，在光傳感器裝置120的光傳感器IOB 中，光傳感器IOA的第一光接收層13和第二光接收層15的位置被顛倒。因此，第一電極11 被連接到包括P型有機材料的第二光接收層15，而第二電極17被連接到包括η型氧化物的 第一光接收層13。相應(yīng)地，第一電極11可以包括具有高功函數(shù)的導電材料作為陽極，而第 二電極17可以包括具有低功函數(shù)的材料作為陰極。
就光傳感器裝置110和120的制造工藝之間的區(qū)別而言，首先通過對相同的材料 進行圖案化，基本上同時形成光傳感器IOB的第一電極11和傳感器信號處理TFT 20A的柵 電極21。沉積絕緣材料，而后進行圖案化以形成柵絕緣膜22，并且去除沉積光傳感器IOB 的區(qū)域中的絕緣材料。在所得到的結(jié)構(gòu)上形成有機層，并且進行圖案化以形成光傳感器IOB 的第二光接收層15。在所得到的結(jié)構(gòu)上沉積氧化物，并且進行圖案化以基本上同時形成光 傳感器IOB的第一光接收層13和傳感器信號處理TFT 20A的有源層23。在所得到的結(jié)構(gòu) 上沉積導電材料，而后進行圖案化以基本上同時形成光傳感器IOB的第二電極17和傳感器 信號處理TFT 20A的源電極和漏電極24。在所得到的結(jié)構(gòu)上形成絕緣保護層2，以充分覆 蓋光傳感器IOB和傳感器信號處理TFT 20A，從而完成根據(jù)當前實施例的光傳感器裝置120 的制造。圖5是根據(jù)另一實施例的光傳感器裝置130的示意性截面圖。參見圖5，根據(jù)當前實施例的光傳感器裝置130包括 形成在基板1上的至少一個光 傳感器IOA和用于處理從光傳感器IOA接收的傳感器信號的至少一個傳感器信號處理TFT 20B。光傳感器IOA與圖1的光傳感器IOA基本上相同。當與圖3中示出的光傳感器裝置110比較時，光傳感器裝置130的傳感器信號信 號處理TFT 20B是交錯型(staggered type)頂柵TFT。因此，通過圖案化相同的材料，基 本上同時形成光傳感器IOA的第一電極11和傳感器信號處理TFT 20B的源電極和漏電極 24。通過圖案化相同的材料，基本上同時形成光傳感器IOA的第一光接收層13和傳感器信 號處理TFT 20B的有源層23。除了沉積光傳感器IOA的區(qū)域之外，在所得到的結(jié)構(gòu)上形成 柵絕緣膜22。通過圖案化相同的材料，基本上同時形成光傳感器IOA的第二電極17和傳感 器信號處理TFT 20B的柵電極21。在所得到的結(jié)構(gòu)上形成絕緣保護層2以充分覆蓋光傳感 器IOA和傳感器信號處理TFT 20B，從而完成根據(jù)當前實施例的光傳感器裝置130的制造。圖6是根據(jù)另一實施例的光傳感器裝置140的示意性截面圖。參見圖6，根據(jù)當前實施例的光傳感器裝置140包括形成在基板1上的至少一個光 傳感器IOB和用于處理從光傳感器IOB接收的信號的至少一個傳感器信號處理TFT 20B。 光傳感器IOB與圖2的光傳感器IOB基本上相同。當與圖3中示出的光傳感器裝置110比較時，在光傳感器裝置140的光傳感器IOB 中，光傳感器IOA的第一光接收層13和第二光接收層15的位置被顛倒，并且光傳感器裝置 140的傳感器信號處理TFT 20B是交錯型頂柵TFT。因此，第一電極11被連接到包括ρ型 有機材料的第二光接收層15，而第二電極17被連接到包括η型氧化物的第一光接收層13。 相應(yīng)地，第一電極11可以包括具有高功函數(shù)的導電材料作為陽極，而第二電極17可以包括 具有低功函數(shù)的材料作為陰極。就光傳感器裝置110和140的制造工藝之間的區(qū)別而言，首先通過圖案化相同的 材料基本上同時形成光傳感器IOB的第一電極11和傳感器信號處理TFT 20Β的源電極和 漏電極24。在所得到的結(jié)構(gòu)上沉積有機材料，并且進行圖案化以形成光傳感器IOB的第二 光接收層15。沉積氧化物，并且進行圖案化以基本上同時形成光傳感器IOB的第一光接收 層13和傳感器信號處理TFT 20Β的有源層23。在所得到的結(jié)構(gòu)上沉積絕緣材料，而后進行 圖案化以形成柵絕緣膜22。然后，去除沉積光傳感器IOB的區(qū)域中的絕緣材料。通過圖案 化相同的材料，基本上同時形成光傳感器IOB的第二電極17和傳感器信號處理TFT 20Β的柵電極21。在所得到的結(jié)構(gòu)上形成絕緣保護層2，以充分覆蓋光傳感器IOB和傳感器信號 處理TFT 20B，從而完成根據(jù)當前實施例的光傳感器裝置140的制造。如以上參照圖3到6所述，通過對形成PN結(jié)光電二極管的酞化菁化合物中包括的 金屬成份的選擇進行控制，光傳感器裝置110、120、130和140中的每一個都可以感應(yīng)各種 用戶所期望的波長帶的光。并且，通過利用氧化物形成TFT的溝道層，可以采用低溫處理， 并且可以改善器件特性。此外，當TFT的溝道層和光傳感器的光接收層包括相同的氧化物 時，可以簡化制造工藝，因此可以降低制造成本?，F(xiàn)在將參照圖7詳細描述顯示裝置。圖7是根據(jù)實施例的顯示裝置210的示意性截面圖。參見圖7，根據(jù)當前實施例的顯示裝置210包括用于感應(yīng)并處理光信號的傳感器單元S以及用于根據(jù)傳感器單元S所處理的光信號顯示圖像的像素單元P。傳感器單元S圖3中示出的光傳感器裝置110中所包括的光傳感器IOA和傳感器 信號處理TFT 20A。像素單元P包括至少一個像素單元TFT 30A。為了方便說明，圖7中示出的像素單 元TFT 30A被直接連接到像素電極36。然而，本發(fā)明的實施例并不限于此，并且在需要的情 況下，可以在像素單元P中進一步包括諸如開關(guān)器件和電容器之類的各種器件。在顯示裝置210中，光傳感器IOA的第一光接收層13、傳感器信號處理TFT 20A的 有源層23以及像素單元TFT 30A的有源層33可以包括相同的氧化物。例如，氧化物可以 是 ZnOλ ZnGaOλ ZnlnO、GalnO、GaSnOΛ ZnSnO、InSnO 或 ZnGaInO0氧化物形成光傳感器IOA的第一光接收層13，第一光接收層13充當PN結(jié)光電二 極管的η型氧化物區(qū)。同樣，傳感器單元S中包括氧化物的傳感器信號處理TFT 20Α和像 素單元P中包括氧化物的像素單元TFT 30Α的每一個都可以通過進行低溫處理而被制造為 具有優(yōu)良特性的器件。包括氧化物的TFT可以通過濺射在室溫下直接形成于塑料基板或膜 上，從而可以滿足當前增加的對柔性的和輕的顯示裝置的需求?？梢酝ㄟ^形成包括含有預定金屬的酞化菁化合物的有機層構(gòu)成光傳感器IOA的 第二光接收層15，來選擇期望的感應(yīng)帶。由于通過圖案化相同的材料基本上同時形成光傳 感器10Α、傳感器信號處理TFT 20Α以及像素單元TFT 30Α的多個層，因此簡化了制造工藝， 從而降低了制造成本。雖然并未示出，但像素單元P可以包括各種顯示器件。例如，像素單元P可以包括 有機發(fā)光二極管(OLED)，該OLED使用像素電極36作為第一電極，包括與像素電極36相對 的第二電極(未示出)，并且包括第一電極與第二電極之間的有機發(fā)光層(未示出)。這種OLED是實現(xiàn)當前需要的透明和柔性顯示裝置的合適器件。如果該OLED是有 源0LED，則有源OLED可以通過利用以上所述的諸如傳感器信號處理TFT 20Α和像素單元 TFT 30Α之類的氧化物TFT形成電路，并利用低溫處理形成在例如塑料基板上。并且，顯示裝置210中包括的光傳感器IOA可以提供觸摸面板功能，并且與外部觸 摸面板相比，可以減小顯示裝置210的厚度、工藝復雜度、開口率等。此外，與作為內(nèi)部光傳 感器一般結(jié)構(gòu)的基于Si的ρ型-本征-η型(PIN)結(jié)型二極管相比，本發(fā)明實施例的光傳 感器IOA可以通過對形成用于構(gòu)成光傳感器IOA的PN結(jié)光電二極管的有機材料中包括的 金屬成份的選擇進行控制，來感應(yīng)各種波長帶的光。
本發(fā)明的實施例并不限于根據(jù)當前實施例的包括光傳感器IOA和傳感器信號處 理TFT 20A的顯示裝置210，而是可以適用于圖3到圖6中示出的光傳感器IOA和IOB與傳 感器信號處理TFT 20A和20B的任意組合。如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的光傳感器可以感應(yīng)各種用戶期望的波長帶的光。根據(jù)本發(fā)明實施例的光傳感器裝置可以感應(yīng)各種用戶期望的波長帶的光，并且可 以利用簡單的制造工藝來制造，從而降低了制造成本。根據(jù)本發(fā)明實施例的顯示裝置可以利用能夠?qū)Ω鞣N用戶期望的波長帶的光進行 感應(yīng)的光傳感器，提供觸摸面板功能，并且可以利用簡單的制造工藝來制造，從而降低了制 造成本。由于為了說明方便而放大或縮小了附圖中示出的元件，所以本發(fā)明不限于附圖中示出的元件的大小和形狀。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會理解，可以在不脫離權(quán)利要求所限定 的本發(fā)明實施例的精神和范圍的情況下，進行形式和細節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
一種光傳感器，包括基板；形成于所述基板上并且包括氧化物的第一光接收層；連接到所述第一光接收層并且包括有機材料的第二光接收層；以及分別連接到所述第一光接收層和所述第二光接收層的第一電極和第二電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳感器，其中所述氧化物包括氧和從鎵、銦、鋅和錫所組成 的組中選擇的至少一種元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳感器，其中所述有機材料包括酞化菁化合物，所述酞化 菁化合物包括從銅、鐵、鎳、鈷、錳、鋁、鈀、錫、銦、鉛、鈦、銣、釩、鎵、鋱、鈰、鑭和鋅所組成的 組中選擇的至少一種金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳感器，其中所述有機材料具有包括第一層和第二層的雙 層結(jié)構(gòu)，所述第一層包括碳-60，所述第二層包括酞化菁化合物，所述酞化菁化合物包括從 銅、鐵、鎳、鈷、錳、鋁、鈀、錫、銦、鉛、鈦、銣、釩、鎵、鋱、鈰、鑭和鋅所組成的組中選擇的至少 一種金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳感器，其中所述有機材料具有單層結(jié)構(gòu)，在所述單層結(jié) 構(gòu)中混合有碳-60和酞化菁化合物，所述酞化菁化合物包括從銅、鐵、鎳、鈷、錳、鋁、鈀、錫、 銦、鉛、鈦、銣、釩、鎵、鋱、鈰、鑭和鋅所組成的組中選擇的至少一種金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳感器，其中所述第一光接收層和所述第二光接收層垂直 堆疊在所述基板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光傳感器，其中所述第二光接收層堆疊在所述第一光接收層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光傳感器，其中所述第一光接收層堆疊在所述第二光接收層上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳感器，其中所述第一電極和所述第二電極中的至少一個 是透明電極。
10.一種光傳感器裝置，包括形成于基板上的光傳感器和用于處理從所述光傳感器接 收的傳感器信號的至少一個傳感器信號處理薄膜晶體管，其中所述光傳感器包括形成于所述基板上并包括氧化物的第一光接收層；連接到所 述第一光接收層并且包括有機材料的第二光接收層；以及分別連接到所述第一光接收層和 所述第二光接收層的第一電極和第二電極，并且其中所述至少一個傳感器信號處理薄膜晶體管的有源層包括與所述光傳感器的第一 光接收層相同的氧化物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光傳感器裝置，其中所述光傳感器的第一光接收層和所述 至少一個傳感器信號處理薄膜晶體管的有源層包括氧和從鎵、銦、鋅和錫所組成的組中選 擇的至少一種元素。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光傳感器裝置，其中所述有機材料包括酞化菁化合物，所 述酞化菁化合物包括從銅、鐵、鎳、鈷、錳、鋁、鈀、錫、銦、鉛、鈦、銣、釩、鎵、鋱、鈰、鑭和鋅所 組成的組中選擇的至少一種金屬。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光傳感器裝置，其中所述有機材料具有包括第一層和第二層的雙層結(jié)構(gòu)，所述第一層包括碳-60，所述第二層包括酞化菁化合物，所述酞化菁化合物 包括從銅、鐵、鎳、鈷、錳、鋁、鈀、錫、銦、鉛、鈦、銣、釩、鎵、鋱、鈰、鑭和鋅所組成的組中選擇 的至少一種金屬。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光傳感器裝置，其中所述有機材料具有單層結(jié)構(gòu)，在所述 單層結(jié)構(gòu)中混合有碳-60和酞化菁化合物，所述酞化菁化合物包括從銅、鐵、鎳、鈷、錳、鋁、 鈀、錫、銦、鉛、鈦、銣、釩、鎵、鋱、鈰、鑭和鋅所組成的組中選擇的至少一種金屬。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光傳感器裝置，其中所述傳感器信號處理薄膜晶體管包括 順序堆疊在所述基板上的柵電極、柵絕緣膜、所述有源層以及源電極和漏電極，其中，在所述光傳感器中，所述第一電極、所述第一光接收層、所述第二光接收層以及 所述第二電極順序堆疊在所述基板上，其中所述第一電極和所述柵電極通過圖案化相同的材料同時形成， 其中所述第一光接收層和所述有源層同時形成，并且其中所述第二電極以及所述源電極和漏電極通過圖案化相同的材料同時形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光傳感器裝置，其中所述傳感器信號處理薄膜晶體管包括 順序堆疊在所述基板上的柵電極、柵絕緣膜、所述有源層以及源電極和漏電極，其中，在所述光傳感器中，所述第一電極、所述第二光接收層、所述第一光接收層和所 述第二電極順序堆疊在所述基板上，其中所述第一電極和所述柵電極通過圖案化相同的材料同時形成， 其中所述第一光接收層和所述有源層同時形成，并且其中所述第二電極以及所述源電極和漏電極通過圖案化相同的材料同時形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光傳感器裝置，其中所述傳感器信號處理薄膜晶體管包括 順序堆疊在所述基板上的源電極和漏電極、所述有源層、柵絕緣膜以及柵電極，其中，在所述光傳感器中，所述第一電極、所述第一光接收層、所述第二光接收層和所 述第二電極順序堆疊在所述基板上，其中所述第一電極以及所述源電極和漏電極通過圖案化相同的材料同時形成， 其中所述第一光接收層和所述有源層同時形成，并且 其中所述第二電極和所述柵電極通過圖案化相同的材料同時形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光傳感器裝置，其中所述傳感器信號處理薄膜晶體管包括 順序堆疊在所述基板上的源電極和漏電極、所述有源層、柵絕緣膜以及柵電極，其中，在所述光傳感器中，所述第一電極、所述第二光接收層、所述第一光接收層以及 所述第二電極順序堆疊在所述基板上，其中所述第一電極以及所述源電極和漏電極通過圖案化相同的材料同時形成， 其中所述第一光接收層和所述有源層同時形成，并且 其中所述第二電極和所述柵電極通過圖案化相同的材料同時形成。
19. 一種顯示裝置，包括被配置為感應(yīng)并處理光信號的傳感器單元和根據(jù)所述傳感器 單元處理的光信號顯示圖像的像素單元，其中所述傳感器單元包括光傳感器，包括形成在基板上并且包括氧化物的第一光接收層；連接到所述第一光 接收層并且包括有機材料的第二光接收層；以及分別連接到所述第一光接收層和所述第二光接收層的第一電極和第二電極；以及傳感器信號處理薄膜晶體管，用于處理從所述光傳感器接收的傳感器信號，并且包括 有源層，該有源層包括與所述光傳感器的第一光接收層相同的材料，并且 其中所述像素單元包括像素單元薄膜晶體管，用于根據(jù)所述傳感器信號處理薄膜晶體管處理后的傳感器信號 來驅(qū)動像素，并且包括有源層，該有源層包括與所述光傳感器的第一光接收層相同的材料； 以及多個像素，電連接到所述像素單元薄膜晶體管，并且顯示所述圖像。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的顯示裝置，其中所述像素單元包括有機發(fā)光二極管，所述 有機發(fā)光二極管至少包括在所述有機發(fā)光二極管的第一電極和第二電極之間的有機發(fā)光層。
全文摘要
提供了一種光傳感器、光傳感器裝置和顯示裝置。所述光傳感器包括基板；形成在所述基板上并且包括氧化物的第一光接收層；連接到所述第一光接收層并且包括有機材料的第二光接收層；以及分別連接到所述第一光接收層和所述第二光接收層的第一電極和第二電極。
文檔編號H01L27/30GK101800288SQ20101000334
公開日2010年8月11日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者宋原準, 李們在, 李善姬, 李榮熙, 金慧東, 金茂顯 申請人:三星移動顯示器株式會社