本發(fā)明涉及半導體器件，特別是涉及一種集成太陽能電池的OLED(Organic Light Emitting Diode，有機發(fā)光二極管)顯示裝置，還涉及一種集成太陽能電池的OLED顯示裝置的制造方法，以及一種OLED手表。

背景技術(shù)：

智能手表正逐步走進人們的生活，具有低價格、長待機能力的智能手表對消費者具有強大的吸引力。

然而市面上一些智能手表的一個短板就是電池容量小，功耗大，待機時間短。一種傳統(tǒng)的智能手表使用有機發(fā)光二極管(OLED)顯示裝置作為顯示面板，并在手表上集成太陽能電池進行供電，以提高智能手表的護航能力。而如果使用傳統(tǒng)的制造工藝，需要分別制作太陽能電池和OLED，工序較多。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供新的一種OLED和太陽能電池的融合工藝，用于制造集成太陽能電池的OLED顯示裝置。

一種集成太陽能電池的OLED顯示裝置的制造方法，所述集成太陽能電池的OLED顯示裝置包括OLED區(qū)域和太陽能電池區(qū)域，所述方法包括：提供具有相對的兩面的基板，在所述基板的第一面的太陽能電池區(qū)域形成太陽能電池第一極性電極；在所述基板的第一面形成第一導電類型的半導體材料層，并通過光刻和刻蝕分別在所述OLED區(qū)域形成薄膜晶體管第一導電類型半導體，和在所述太陽能電池區(qū)域形成位于所述太陽能電池第一極性電極上的太陽能電池第一導電類型半導體；所述薄膜晶體管第一導電類型半導體作為薄膜晶體管的源極和漏極；在所述太陽能電池第一導電類型半導體上形成第二導電類型半導體材料層；所述第一導電類型和所述第二導電類型為相反的導電類型；在所述薄膜晶體管第一導電類型半導體上繼續(xù)完成其余OLED結(jié)構(gòu)的制備，并在所述第二導電類型半導體材料層上繼續(xù)完成其余太陽能電池結(jié)構(gòu)的制備。

在其中一個實施例中，所述在薄膜晶體管第一導電類型半導體上繼續(xù)完成其余OLED結(jié)構(gòu)的制備，并在所述第二導電類型半導體材料層上繼續(xù)完成其余太陽能電池結(jié)構(gòu)的制備的步驟，具體包括：在所述薄膜晶體管第一導電類型半導體上形成柵氧層，在所述柵氧層上形成金屬柵極、同時作為電容的下極板，在所述金屬柵極上形成第一絕緣層，在所述第一絕緣層上形成金屬極板作為電容的上極板，在所述第一絕緣層和金屬極板上形成第二絕緣層；刻蝕形成接觸孔，包括形成所述薄膜晶體管的源極、漏極及所述金屬柵極的接觸孔，以及貫穿所述第二導電類型半導體材料層和太陽能電池第一導電類型半導體至所述太陽能電池第一極性電極的太陽能電池第一極性電極電源線接觸孔；向各接觸孔內(nèi)填充金屬，并在接觸孔外形成連接各接觸孔內(nèi)金屬的金屬連線；在所述第二絕緣層上形成平坦化層；在所述平坦化層上形成ITO層作為OLED像素陽極，在所述ITO層上形成像素限定層，在所述像素限定層上形成像素支撐層；在所述ITO層上形成OLED有機層；在所述基板的第一面淀積金屬，并通過光刻和刻蝕分別形成位于OLED有機層上的OLED陰極，和位于所述第二導電類型半導體材料層上的太陽能電池第二極性電極；所述第一極性和第二極性為相反的極性。

在其中一個實施例中，所述第一極性電極為正極，所述第二極性電極為負極；所述第一導電類型為P型，所述第二導電類型為N型。

在其中一個實施例中，在所述基板的第一面上的太陽能電池區(qū)域形成太陽能電池第一極性電極的步驟之前，還包括在所述基板的第一面上形成氮化硅層和在所述氮化硅層上形成氧化硅層的步驟，所述太陽能電池第一極性電極是形成于所述氧化硅層上。

在其中一個實施例中，所述第一絕緣層為氧化硅層，所述第二絕緣層為氮化硅層。

在其中一個實施例中，還包括刻蝕所述平坦化層形成通孔的步驟，所述通孔深至所述金屬連線，所述ITO層部分填入所述通孔內(nèi)與所述金屬連線形成電連接。

還有必要提供一種集成太陽能電池的OLED顯示裝置。

一種集成太陽能電池的OLED顯示裝置，包括OLED和太陽能電池，所述OLED和太陽能電池設(shè)于基板上，所述OLED包括：薄膜晶體管第一導電類型半導體，形成于所述基板上，作為薄膜晶體管的源極和漏極；所述太陽能電池包括：太陽能電池第一極性電極，形成于所述基板上；太陽能電池第一導電類型半導體，形成于所述太陽能電池第一極性電極上；第二導電類型半導體材料層，形成于所述太陽能電池第一導電類型半導體上。

還有必要提供另一種集成太陽能電池的OLED顯示裝置。

一種集成太陽能電池的OLED顯示裝置，包括OLED和太陽能電池，所述OLED和太陽能電池設(shè)于基板上，所述OLED包括：薄膜晶體管第一導電類型半導體，形成于所述基板上，作為薄膜晶體管的源極和漏極；柵氧層，形成于所述薄膜晶體管第一導電類型半導體上；金屬柵極，形成于所述柵氧層上，同時作為電容的下極板；第一絕緣層，形成于所述金屬柵極上；金屬極板，形成于所述第一絕緣層上，作為所述電容的上極板；第二絕緣層，形成于所述第一絕緣層和金屬極板上；接觸孔，包括薄膜晶體管的源極接觸孔、漏極接觸孔及所述金屬柵極的接觸孔，各接觸孔內(nèi)填充有金屬，并在接觸孔外的第二絕緣層上形成有連接各接觸孔內(nèi)金屬的金屬連線；平坦化層，形成于所述第二絕緣層上；ITO層，形成于所述平坦化層上，作為OLED像素陽極；像素限定層，形成于所述ITO層上；像素支撐層，形成于所述像素限定層上；OLED有機層，形成于所述ITO層上；OLED陰極，形成于所述OLED有機層上；所述太陽能電池包括：太陽能電池第一極性電極，形成于所述基板上；太陽能電池第一導電類型半導體，形成于所述太陽能電池第一極性電極上；第二導電類型半導體材料層，形成于所述太陽能電池第一導電類型半導體上；所述第一導電類型和所述第二導電類型為相反的導電類型；太陽能電池第二極性電極，形成于所述第二導電類型半導體材料層上；所述第一極性和第二極性為相反的極性。

在其中一個實施例中，還包括形成于所述基板上的氮化硅層，和形成于所述氮化硅層上的氧化硅層，所述太陽能電池第一極性電極是形成于氧化硅層上。

還有必要提供一種使用上述集成太陽能電池的OLED顯示裝置的制造方法制造的OLED手表。

一種OLED手表，包括表盤，所述表盤上設(shè)置60個從表盤中心向表盤邊緣延伸的所述OLED區(qū)域，且各OLED區(qū)域之間為等間隔設(shè)置，間隔位置處設(shè)置所述太陽能電池區(qū)域。

在其中一個實施例中，所述表盤為圓形表盤，各相鄰的OLED區(qū)域之間的中心間隔角度為6度，各太陽能電池區(qū)域的形狀為將相鄰的OLED區(qū)域之間填滿的扇形。

上述集成太陽能電池的OLED顯示裝置的制造方法，OLED區(qū)域的TFT第一導電類型半導體，和太陽能電池區(qū)域的太陽能電池第一導電類型半導體，為第一導電類型的半導體材料層通過一道光刻和刻蝕工藝分別形成，故可以減少一道光刻和刻蝕工藝及減少一塊光刻版，從而節(jié)省制程時間及成本。

附圖說明

圖1a是一實施例中集成太陽能電池的OLED顯示裝置的制造方法的流程圖；

圖1b是另一實施例中集成太陽能電池的OLED顯示裝置的制造方法的流程圖；

圖2a～2h是通過圖1b所示的方法制造集成太陽能電池的OLED顯示裝置在制造過程中裝置的剖面示意圖；

圖3是一實施例中OLED手表的表盤的示意圖。

具體實施方式

中給出了本發(fā)明的首選實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“豎直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

本文所使用的半導體領(lǐng)域詞匯為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的技術(shù)詞匯，例如對于P型和N型雜質(zhì)，為區(qū)分摻雜濃度，簡易的將P+型代表重摻雜濃度的P型，P型代表中摻雜濃度的P型，P-型代表輕摻雜濃度的P型，N+型代表重摻雜濃度的N型，N型代表中摻雜濃度的N型，N-型代表輕摻雜濃度的N型。

圖1a是一實施例中集成太陽能電池的OLED顯示裝置的制造方法的流程圖，該方法包括下列步驟：

S110，提供基板，在基板正面的太陽能電池區(qū)域形成太陽能電池第一極性電極。

提供具有相對的兩面的基板10，將其中一面作為正面，在基板正面的太陽能電池區(qū)域形成太陽能電池第一極性電極100，參見圖2a。在本實施例中，第一極性電極為正極；在其他實施例中也可以為負極。太陽能電池第一極性電極可以為金屬電極，例如通過PVD(物理氣相沉積)沉積一層金屬后，通過圖形化(光刻和刻蝕)形成太陽能電池第一極性電極。在本實施例中，基板10為玻璃基板；在其他實施例中也可以采用本領(lǐng)域習知的可以作為OLED顯示裝置基板的基板材料。在一個實施例中，形成太陽能電池第一極性電極100之前，還包括在基板正面形成氮化硅層20的步驟；在另一個實施例中，還包括在氮化硅層20上形成氧化硅層30的步驟，相應(yīng)地，太陽能電池第一極性電極100是形成于氧化硅層30上。氮化硅層20和氧化硅層30的形成可以采用化學氣相沉積(CVD)工藝。

S120，在基板正面形成TFT第一導電類型半導體和太陽能電池第一導電類型半導體。

參見圖2b，在基板正面形成第一導電類型的半導體材料層200，并通過光刻和刻蝕分別在OLED區(qū)域形成薄膜晶體管(TFT)第一導電類型半導體，和在太陽能電池區(qū)域形成位于太陽能電池第一極性電極上的太陽能電池第一導電類型半導體。在本實施例中，第一導電類型的半導體材料層為P型的多晶硅；在其他實施例中，第一導電類型也可以為N型。半導體材料層200的形成可以采用化學氣相沉積后進行離子注入的方式。薄膜晶體管第一導電類型半導體中的部分區(qū)域后續(xù)會作為薄膜晶體管的源極和漏極。

S130，在太陽能電池第一導電類型半導體上形成第二導電類型半導體材料層。

在基板正面沉積第二導電類型半導體材料并光刻和刻蝕，在第一導電類型半導體上形成第二導電類型半導體材料層201，參見圖2c。其中所述第一導電類型和所述第二導電類型為相反的導電類型，在本實施例中第一導電類型為P型，第二導電類型為N型；在其他實施例中也可以是第一導電類型為N型，第二導電類型為P型。

步驟S130完成后進行步驟S20，繼續(xù)在薄膜晶體管第一導電類型半導體上完成其余OLED結(jié)構(gòu)的制備，并在第二導電類型半導體材料層201上繼續(xù)完成其余太陽能電池結(jié)構(gòu)的制備。

圖1b是另一實施例中集成太陽能電池的OLED顯示裝置的制造方法的流程圖，圖1a中的步驟S20具體是通過以下的步驟S140～S200來實現(xiàn)。

S140，在TFT第一導電類型半導體上依次往上層疊形成柵氧層、金屬柵極、第一絕緣層、金屬極板、第二絕緣層。

參見圖2d，首先在薄膜晶體管第一導電類型半導體上形成柵氧層300，然后在柵氧層300上形成金屬柵極301(作為TFT的柵極)，金屬柵極301同時作為電容的下極板。參見圖2e，接著在金屬柵極301上形成第一絕緣層302，在第一絕緣層302上形成金屬極板303作為電容的上極板。再于第一絕緣層302和金屬極板303上形成第二絕緣層304。在一個實施例中，柵氧層300的形成采用沉積工藝，金屬柵極301則是沉積金屬后進行光刻和刻蝕形成，第一絕緣層302是沉積氮化硅形成，金屬極板303也是沉積金屬后進行光刻和刻蝕形成。

S150，刻蝕形成接觸孔。

接觸孔305包括TFT的源極、漏極及金屬柵極的接觸孔，以及太陽能電池第一極性電極電源線接觸孔。具體是在OLED區(qū)域刻蝕形成貫穿第二絕緣層304、第一絕緣層302直至金屬柵極301上的金屬柵極接觸孔，以及形成從金屬柵極接觸孔兩側(cè)分別向下貫穿第二絕緣層304、第一絕緣層302至TFT第一導電類型半導體的源極接觸孔和漏極接觸孔。并在太陽能電池區(qū)域刻蝕形成貫穿第二導電類型半導體材料層201和太陽能電池第一導電類型半導體200至太陽能電池第一極性電極100的第一極性電極電源線接觸孔。

S160，向各接觸孔內(nèi)填充金屬，并在接觸孔外形成連接各接觸孔內(nèi)金屬的金屬連線。

參見圖2f，向接觸孔305內(nèi)填充金屬形成金屬塞400。并在基板正面沉積金屬薄膜材料，光刻并刻蝕后形成所需要的金屬連線，用來將電源信號與TFT柵極、源極、漏極電路連接起來。

S170，在第二絕緣層上形成平坦化層。

參見圖2g，通過光刻和刻蝕在第二絕緣層304上形成平坦化層500，用于給后續(xù)形成的OLED像素陽極提供一個平坦的底面。在本實施例中，平坦化層500為PLN層。

S180，在平坦化層上形成ITO層作為OLED像素陽極，在ITO層上形成像素限定層，在像素限定層上形成像素支撐層。

同樣參見圖2g，本實施例中是在PLN層上使用磁控濺射法形成一層氧化銦錫(ITO)透明導電薄膜600，作為OLED像素陽極。并在像素陽極上形成像素限定層501，在像素限定層501上形成像素支撐層502。在本實施例中，像素限定層501和像素支撐層502的材質(zhì)為有機膠。

S190，在ITO層上形成OLED有機層。

參見圖2h，本實施例中是通過蒸鍍OLED有機材料形成OLED有機層700。

S200，在基板正面形成OLED陰極和太陽能電池第二極性電極。

同樣參見圖2h，在基板的正面淀積金屬層701，并通過光刻和刻蝕分別在OLED區(qū)域形成位于OLED有機層700上的OLED陰極701，和在太陽能電池區(qū)域形成位于第二導電類型半導體材料層201上的太陽能電池第二極性電極701。在本實施例中，太陽能電池第二極性電極為負極。

上述集成太陽能電池的OLED顯示裝置的制造方法，OLED區(qū)域的TFT第一導電類型半導體，和太陽能電池區(qū)域的太陽能電池第一導電類型半導體，為第一導電類型的半導體材料層200通過一道光刻和刻蝕工藝分別形成(步驟S120)，故可以減少一道光刻和刻蝕工藝及減少一塊光刻版(Mask)，從而節(jié)省制程時間及成本。且OLED區(qū)域的OLED陰極和太陽能電池區(qū)域的太陽能電池第二極性電極也為金屬層701通過一道光刻和刻蝕工藝分別形成(步驟S200)，同樣可以減少一道光刻和刻蝕工藝及減少一塊光刻版(Mask)，從而節(jié)省制程時間及成本。

參見圖2g，在一個實施例中，步驟S170還包括刻蝕平坦化層500形成通孔的步驟，該通孔深至金屬連線，步驟S180形成的ITO層600部分填入通孔內(nèi)與金屬連線形成電連接。

在其中一個實施例中，OLED陰極和太陽能電池負極可以共用一根電源線，從而減少一路電源信號輸入。

本發(fā)明的實施例還相應(yīng)提供一種集成太陽能電池的OLED顯示裝置。該裝置的結(jié)構(gòu)參見圖2h，包括位于圖中左側(cè)的OLED和位于圖中右側(cè)的太陽能電池。OLED和太陽能電池均設(shè)于基板10上。其中OLED包括：

TFT第一導電類型半導體，形成于基板10上，作為TFT的源極和漏極。

柵氧層300，形成于薄膜晶體管第一導電類型半導體上。

金屬柵極301，形成于柵氧層300上，同時作為電容的下極板。

第一絕緣層302，形成于金屬柵極301上。

金屬極板303，形成于第一絕緣層302上，作為電容的上極板。

第二絕緣層304，形成于第一絕緣層302和金屬極板上。

接觸孔305(參見圖2e)，包括貫穿第二絕緣層304、第一絕緣層302直至金屬柵極301上的金屬柵極接觸孔，以及從金屬柵極接觸孔兩側(cè)分別向下貫穿第二絕緣層304、第一絕緣層302至TFT第一導電類型半導體的源極接觸孔和漏極接觸孔。各接觸孔305內(nèi)填充有金屬塞400，并在接觸孔外的第二絕緣層304上形成有連接各接觸孔305內(nèi)金屬塞的金屬連線。

平坦化層500，形成于第二絕緣層304上。

ITO層600，形成于平坦化層500上，作為OLED像素陽極。

像素限定層501，形成于ITO層600上。

像素支撐層502，形成于像素限定層501上。

OLED有機層700，形成于ITO層600上。

OLED陰極701，形成于OLED有機層700上。

而太陽能電池包括：

太陽能電池第一極性電極100，形成于基板10上。

太陽能電池第一導電類型半導體200，形成于太陽能電池第一極性電極100上。

第二導電類型半導體材料層201，形成于太陽能電池第一導電類型半導體200上。其中所述第一導電類型和所述第二導電類型為相反的導電類型，在本實施例中第一導電類型為P型，第二導電類型為N型；在其他實施例中也可以是第一導電類型為N型，第二導電類型為P型。

太陽能電池第二極性電極701，形成于第二導電類型半導體材料層201上。其中第一極性和第二極性為相反的極性。在本實施例中第一極性電極為正極，第二極性電極負極；在其他實施例中也可以是第一極性電極為負極，第二極性電極正極。

上述集成太陽能電池的OLED顯示裝置可以用本發(fā)明實施例的集成太陽能電池的OLED顯示裝置的制造方法制造。

在一個實施例中，基板10為玻璃基板；在其他實施例中也可以采用本領(lǐng)域習知的可以作為OLED顯示裝置基板的基板材料。

參見圖2h，集成太陽能電池的OLED顯示裝置還包括形成于基板10上的氮化硅層20，和形成于氮化硅層上的氧化硅層30。太陽能電池第一極性電極100是形成于氧化硅層30上。

在一個實施例中，第一絕緣層302為氧化硅層，第二絕緣層304為氮化硅層。

在一個實施例中，平坦化層500還開設(shè)有通孔。參見圖2h，通孔深至金屬連線，ITO層600的一部分填入通孔內(nèi)，與金屬連線形成電連接。

本發(fā)明的實施例還提供一種OLED手表，該OLED手表的表盤包括集成太陽能電池的OLED顯示裝置，且該OLED手表的表盤包括集成太陽能電池的OLED顯示裝置。該OLED手表可以是智能手表，采用本發(fā)明實施例中集成太陽能電池的OLED顯示裝置的制造方法制造。

在一個實施例中，該OLED手表是指針式智能手表，表盤上設(shè)置有60個從表盤中心向表盤邊緣延伸的OLED區(qū)域，且各OLED區(qū)域之間為等間隔設(shè)置，間隔位置處設(shè)置太陽能電池區(qū)域。在其他實施例中，OLED區(qū)域也可以為其他數(shù)量，排布方式也可以采用其他方式?？梢詫⑺械腛LED區(qū)域之間的間隔位置處全部設(shè)置太陽能電池區(qū)域，也可以只于部分間隔位置處設(shè)置太陽能電池區(qū)域。太陽能電池區(qū)域可以將間隔位置處全部填滿，也可以為部分填充，具體可以在續(xù)航能力和成本之間取一個平衡(太陽能電池區(qū)域越大則太陽能發(fā)電能力越強、成本越高)。

圖3是一實施例中OLED手表的表盤的示意圖，在該實施例中表盤為圓形。圖中示出了兩個相鄰的OLED區(qū)域80，太陽能電池區(qū)域90的形狀為將相鄰的OLED區(qū)域80之間填滿的扇形。扇形區(qū)域的邊界平緩，可以減小由于表盤底部集成太陽能電池的OLED顯示裝置的結(jié)構(gòu)膜層差異導致的外觀的鋸齒感。另外扇形的太陽能電池區(qū)域90可以獲得最大的太陽能電池面積，提高OLED手表的充電速率及續(xù)航時間。在其中一個實施例中，各相鄰的OLED區(qū)域之間的中心間隔為6度。這種設(shè)置是為了配合手表的時針、分針及秒針的時間指示位置。為了將太陽能電池區(qū)域90放大表示，圖3沒有按照6度繪制圖中兩個OLED區(qū)域80的間隔角度。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。