CN109461751A - 光电检测装置及其制备方法、心率检测装置和电子设备 - Google Patents

光电检测装置及其制备方法、心率检测装置和电子设备 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种光电检测装置及其制备方法、心率检测装置和电子设备，属于微电子技术领域。该光电检测装置包括衬底基板、第一开关器件、光电转化器件、第二开关器件和电致发光器件，其中，第一开关器件设于所述衬底基板的一侧；光电转化器件设于所述衬底基板的一侧，用于将光信号转化为电信号并传输给所述第一开关器件；第二开关器件设于所述衬底基板的一侧；发光器件设于所述衬底基板的一侧，用于在所述第二开关器件的控制下发光；所述发光器件和所述光电转化器件位于所述衬底基板的同一侧。该光电检测装置能够用于心率检测。

Description

光电检测装置及其制备方法、心率检测装置和电子设备
技术领域
本公开涉及微电子技术领域，尤其涉及一种光电检测装置及其制备方法、心率检测装置和电子设备。
背景技术
随着微电子技术的发展，移动智能设备的功能越来越多样化，尤其是在健康领域的应用越来越广泛。
以智能手表为例，其除了时间显示等功能外，还可以具有心率检测等功能。智能手表在检测心率时通常采用电信号法测量、振动法测量等，测量电路较为复杂且应用的局限性比较大。
所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种光电检测装置及其制备方法、心率检测装置和电子设备，能够用于心率检测。
根据本公开的第一个方面，提供一种光电检测装置，包括：
衬底基板；
第一开关器件，设于所述衬底基板的一侧；
光电转化器件，设于所述衬底基板的一侧，用于将光信号转化为电信号并传输给所述第一开关器件；
第二开关器件，设于所述衬底基板的一侧；
发光器件，设于所述衬底基板的一侧，用于在所述第二开关器件的控制下发光；
所述发光器件和所述光电转化器件位于所述衬底基板的同一侧。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第一开关器件包括：
第一栅极绝缘层，设于所述衬底基板的一侧，具有第一表面和第二表面；
氧化物半导体层，设于所述第一栅极绝缘层的所述第一表面，所述氧化物半导体层包括第一沟道区以及分别与第一沟道区连接的第一源极接触区和第一漏极接触区；
第一栅极层，设于所述第一栅极绝缘层的所述第二表面；
第一源极，设于所述第一源极接触区远离所述衬底基板的表面，且与所述第一栅极层绝缘；
第一漏极，设于所述第一漏极接触区远离所述衬底基板的表面，且与所述第一栅极层和所述第一源极绝缘。
在本公开的一种示例性实施例中，氧化物半导体层的材料为铟镓锌氧化物。
在本公开的一种示例性实施例中，所述光电检测装置还包括：
第一保护层，设于所述氧化物半导体层远离所述第一栅极绝缘层的表面，用于保护所述氧化物半导体层。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第一开关器件具有输入端，所述光电转化器件包括：
第一电极层，设于所述第一开关器件远离所述衬底基板的一侧，且与所述第一开关器件的输入端连接；
光电二极管层，设于所述第一电极层远离所述衬底基板的表面；
第二电极层，采用透明材料且设于所述光电二极管层远离所述衬底基板的表面。
在本公开的一种示例性实施例中，所述发光器件用于发出绿光。
根据本公开的第二个方面，提供一种光电检测装置的制备方法，包括：
提供衬底基板；
在所述衬底基板的一侧形成第一开关器件；
在所述衬底基板形的一侧成光电转化器件，所述光电转化器件用于将光信号转化为电信号并传输给所述第一开关器件；
在所述衬底基板的一侧形成第二开关器件；
在所述衬底基板的一侧形成发光器件，所述发光器件用于在所述第二开关器件的控制下发光；
其中，所述发光器件和所述光电转化器件位于所述衬底基板的同一侧。
根据本公开的第三个方面，提供一种心率检测装置，包括上述的光电检测装置。
根据本公开的第四个方面，提供一种电子设备，包括：
上述的心率检测装置；
处理器，用于根据所述发光器件产生的所述电信号确定心率。
在本公开的一种示例性实施例中，所述电子设备还包括：
显示面板，具有衬底基板；
所述显示面板的衬底基板与所述光电检测装置的衬底基板为同一柔性衬底基板。
本公开提供的光电检测装置及其制备方法、心率检测装置和电子设备，其在同一衬底基板上集成了光电转化器件和发光器件，其中，发光器件用于发出检测光，光电转化器件用于将被带测量物反射的检测光转化为电信号，实现光电检测功能，所产生的电信号能够用于对心率的检测。由于各个组件集成在同一衬底基板上，因此该光电检测装置可以具有很高的集成度，无需由多个不同的组件进行组装，降低了组装、组件管理等成本。不仅如此，由于各个组件集成在同一衬底基板上，因此该光电检测装置可以具有较小的体积，降低了体积因素对光电检测装置的性能和应用范围的制约，便于光电检测装置性能的提升和应用范围的扩大。而且，光电检测装置集成度的提高，便于其功耗的降低，使得其更适用于移动设备。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本公开一实施方式中光电检测装置的结构示意图。
图2是本公开一实施方式中形成氧化物半导体材料层的结构示意图。
图3是本公开一实施方式中形成第一栅极绝缘层和第一栅极层的结构示意图。
图4是本公开一实施方式中形成第一过孔和第二过孔的结构示意图。
图5是本公开一实施方式中形成第一金属层的结构示意图。
图6是本公开一实施方式中形成第三过孔和第四过孔的结构示意图。
图7是本公开一实施方式中形成第二金属层的结构示意图。
图8是本公开一实施方式中形成光电二极管层的结构示意图。
图9是本公开一实施方式中形成第一源极和第一漏极的结构示意图。
图10是本公开一实施方式中形成第三保护层的结构示意图。
图11是本公开一实施方式中电子设备展平时的结构示意图。
图12是本公开一实施方式中电子设备弯折时的结构示意图。
图13是本公开一实施方式中光电检测装置的制备方法流程示意图。
图中主要元件附图标记说明包括：
1、光电检测装置；101、衬底基板；102、缓冲层；103、第一遮光层；104、第二遮光层；210、氧化物半导体层；211、第一沟道区；212、第一源极接触区；213、第一漏极接触区；214、氧化物半导体材料层；220、第一栅极绝缘层；230、第一栅极层；240、第一源极；241、第一金属层的第一部分；242、第二金属层的第一部分的源极区；250、第一漏极；251、第一金属层的第二部分；252、第二金属层的第一部分的漏极区；310、光电二极管层；410、有源层；411、第二沟道区；412、第二源极接触区；413、第二漏极接触区；414、低温多晶硅层；420、第二栅极绝缘层；430、第二栅极层；440、第三栅极绝缘层；450、第三栅极层；460、第二源极；470、第二漏极；510、第三电极层；520、电致发光层；601、第一层间介质层；602、第一保护层；603、第二层间介质层；604、第一过孔；605、第二过孔；606、第三过孔；607、第四过孔；608、第二保护层；609、第三保护层；610、平坦化层；611、像素定义层；612、公共电极层；613、第四保护层；2、显示面板。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。
在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
本公开实施方式中提供一种光电检测装置1，如图1所示，该光电检测装置1包括衬底基板101、第一开关器件、光电转化器件、第二开关器件和发光器件，其中，
第一开关器件设于衬底基板101的一侧；光电转化器件设于衬底基板101的一侧，用于将光信号转化为电信号并传输给第一开关器件；第二开关器件设于衬底基板101的一侧；发光器件设于衬底基板101的一侧，用于在第二开关器件的控制下发光；发光器件和光电转化器件位于衬底基板101的同一侧。
本公开提供的光电检测装置1，其在同一衬底基板101上集成了光电转化器件和发光器件，其中，发光器件用于发出检测光，光电转化器件用于将被带测量物反射的检测光转化为电信号，实现光电检测功能，所产生的电信号能够用于对心率的检测。由于各个组件集成在同一衬底基板101上，因此该光电检测装置1具有很高的集成度，无需由多个不同的组件进行组装，降低了组装、组件管理等成本。不仅如此，由于各个组件集成在同一衬底基板101上，因此该光电检测装置1具有较小的体积，降低了体积因素对光电检测装置1的性能和应用范围的制约，便于光电检测装置1性能的提升和应用范围的扩大。而且，光电检测装置1集成度的提高，便于其功耗的降低，使得其更适用于移动设备。
下面结合附图对本公开实施方式提供的光电检测装置1的各部件进行详细说明：
衬底基板101可以为柔性衬底基板101，也可以为玻璃等非柔性衬底基板101。衬底基板101的种类可以根据光电检测装置1的需要应用的范围和形式进行确定和选择。
举例而言，在一实施方式中，如图11所示，该光电检测装置1可以用于具有心率检测功能的电子设备，如智能手环等。为了在同一衬底基板101上同时获得该光电检测装置1和显示面板2，该衬底基板101可以选择柔性衬底基板101。该衬底基板101可以包括显示区域和检测区域，在显示区域形成显示面板2，在检测区域形成光电检测装置1，且光电检测装置1和显示面板2位于衬底基板101的同一侧。如此，光电检测装置1和显示面板2可以同时制备，获得集成在同一衬底基板101上且同时具有显示和心率检测功能的功能基板，使得该电子设备的集成度提升、功耗降低、制备成本降低。衬底基板101采用柔性衬底基板101，使得该功能基板可以弯折，使得显示区域和检测区域分别朝向相反的方向。如此，在应用时，检测区域可以朝向佩戴者的体表，实现心率检测；显示区域可以朝向体外，使得佩戴者可以看到显示区域上显示的信息。
该衬底基板101上可以包括第一区域和第二区域，其中，第一区域用于形成第一开关器件和光电转化器件，实现对被反检测光的检测；第二区域用于形成第二开关器件和发光器件，用于发出检测光。
第一开关器件可以为半导体开关器件，其材料和种类可以根据光电检测装置1的应用领域进行选择，例如可以选择双极性晶体管或场效应晶体管等，场效应晶体管可以采用薄膜晶体管。可以理解的是，如果光电转化器件所形成的光电流比较小，则第一开关器件应当选择漏电流比较小的半导体器件，以减小漏电流对检测结果的影响。
在一实施方式中，第一开关器件可以为氧化物薄膜晶体管(Oxide-TFT)。相较于低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT)，氧化物薄膜晶体管的漏电流更低，更适用于光电转化器件形成小的光电流的情形。举例而言，当该光电检测装置1用于检测人的心率时，光电转化器件所形成的光电流比较小，低温多晶硅薄膜晶体管由于其漏电流相对比较大而无法用作第一开关器件；而氧化物薄膜晶体管由于其漏电流比较小，可以用作第一开关器件，保证光电检测装置1的检测准确性。
如图1所示，氧化物薄膜晶体管可以包括第一栅极绝缘层220、氧化物半导体层210、第一栅极层230、第一源极240和第一漏极250。第一栅极绝缘层220，设于衬底基板101的一侧，具有第一表面和第二表面；氧化物半导体层210设于第一栅极绝缘层220的第一表面，氧化物半导体层210包括第一沟道区211以及分别与第一沟道区211连接的第一源极接触区212和第一漏极接触区213；第一栅极层230设于第一栅极绝缘层220的第二表面；第一源极240设于第一源极接触区212远离衬底基板101的表面，且与第一栅极层230绝缘；第一漏极250设于第一漏极接触区213远离衬底基板101的表面，且与第一栅极层230和第一源极240绝缘。
氧化物薄膜晶体管可以为顶栅型，也可以为底栅型。对于顶栅型氧化物薄膜晶体管，氧化物半导体层210位于第一栅极绝缘层220靠近衬底基板101的表面，第一栅极层230位于第一栅极绝缘层220远离衬底基板101的表面。对于底栅型氧化物薄膜晶体管，氧化物半导体层210位于第一栅极绝缘层220远离衬底基板101的表面，第一栅极层230位于第一栅极绝缘层220靠近衬底基板101的表面。对顶栅型氧化物薄膜晶体管和底栅型氧化物薄膜晶体管的具体结构，本公开在此不一一详述。
可以根据光电检测装置1的制备工艺或者性能要求等确定第一开关器件采用顶栅型氧化物薄膜晶体管还是底栅型氧化物薄膜晶体管。举例而言，若第二开关器件为低温多晶硅薄膜晶体管，则第一开关器件可以为顶栅型氧化物薄膜晶体管，使得该光电检测装置1具有低温多晶硅+氧化物结构(LTPO)，实现第一开关器件和第二开关器件在制备步骤、层级结构上的整合和部分共用，降低光电检测装置1的制备成本。
氧化物半导体层210的材料可以根据需要选择适宜的金属氧化物材料，如氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟锌氧化物(IZO)或者其他材料，本公开对此不做特殊的限定。
该氧化物薄膜晶体管的第一漏极250和第一源极240的其中之一可以作为第一开关器件的输入端，另一个作为第一开关器件的输出端。第一开关器件的输入端用于与光电转化器件连接，传输光电转化器件根据所接收的外部光线而生成的光电流。可以理解的是，光电转化器件与第一开关器件的输入端连接，并不意味着电流必然从光电转化器件流向第一开关器件的输入端。在第一开关器件和光电转化器件所串联形成的检测电路上，可以设置有偏置电压，进而在该检测电路上形成偏置电流。光电转化器件所形成的光电流与该偏置电流矢量叠加进而导致该检测电路上的电流改变，该电流的改变量可以用于反映光电流。
在一实施方式中，如图1所示，该光电检测装置1还包括第一保护层602，第一保护层602设于氧化物半导体层210远离第一栅极绝缘层220的表面，用于保护氧化物半导体层210。第一保护层602的材料可以为无机材料，例如可以选择二氧化硅等。
光电转化器件可以包括一个光电二极管，光电二极管的材料、种类等可以根据光电转化器件的性能要求进行选择。
举例而言，光电转化器件可以包括：
第一电极层，设于第一开关器件远离衬底基板101的一侧，且与第一开关器件的输入端连接；
光电二极管层310，设于第一电极层远离衬底基板101的表面；
第二电极层，采用透明材料且设于光电二极管层310远离衬底基板101的表面。
如此，被反射的检测光可以通过第二电极层进入光电二极管层310，在光电二极管层310中生成光电流，光电流可以通过包括光电转化器件与第一开关器件的检测电流被检测。
在一实施方式中，第一电极层可以连接作为第一开关器件的氧化物薄膜晶体管的第一源极240，实现氧化物薄膜晶体管与光电二极管层310的连接。在另一实施方式中，第一电极层可以与第一源极240为同一金属层，即在由同一金属层上制备出的、不间断的导电结构。可以理解的是，该同一金属层可以是多层金属层，也可以为单层金属层，本公开对此不做特殊的限定。
在一实施方式中，光电二极管层310可以为一PIN二极管结构，其可以包括：
第一掺杂半导体层，设于第一电极层远离衬底基板101的一侧；
本征半导体层，设于第一掺杂半导体层远离衬底基板101的一侧；
第二掺杂半导体层，设于本征半导体层远离衬底基板101的一侧；
其中，第一掺杂半导体层和第二掺杂半导体层其中之一可以为重掺杂的N型半导体，另一个可以为重掺杂的P型半导体。可以理解的是，本征半导体层既可以采用本征半导体材料，也可以采用轻掺杂的本征半导体材料。
第二开关器件可以与第一开关器件相同或者不同。在一实施方式中，第二开关器件可以为低温多晶硅薄膜晶体管。如图1所示，低温多晶硅薄膜晶体管可以包括：
第二栅极绝缘层420，设于衬底基板101的一侧，具有第一表面和第二表面；
有源层410，设于第二栅极绝缘层420的第一表面，包括第二沟道区411以及分别与第二沟道区411连接的第二源极接触区412和第二漏极接触区413；其中，有源层410的材料为多晶硅；
第二栅极层430，设于第二栅极绝缘层420的第二表面；
第二源极460，设于第二源极接触区412远离衬底基板101的表面，且与第而栅极层绝缘；
第二漏极470，设于第二漏极接触区413远离衬底基板101的表面，且与第二栅极层430和第二源极460绝缘。
低温多晶硅晶体管可以为顶栅型，也可以为底栅型。对于顶栅型低温多晶硅薄膜晶体管，有源层410位于第二栅极绝缘层420靠近衬底基板101的表面，第二栅极层430位于第二栅极绝缘层420远离衬底基板101的表面。对于底栅型低温多晶硅薄膜晶体管，有源层410位于第二栅极绝缘层420远离衬底基板101的表面，第二栅极层430位于第二栅极绝缘层420靠近衬底基板101的表面。对顶栅型低温多晶硅薄膜晶体管和底栅型低温多晶硅薄膜晶体管的具体结构，本公开在此不一一详述。
第二源极460或第二漏极470可以作为第二开关器件的输出端，用于与电致发光层520连接，以便控制信号通过第二开关器件实现对电致发光层520的控制。
在一实施方式中，第二开关器件可以为顶栅型低温多晶硅薄膜晶体管，以便于作为第一开关器件的顶栅型氧化物薄膜晶体管配合。
当然的，根据需要，在一实施方式中，低温多晶硅晶体管还可以为双栅极的晶体管。
发光器件可以电致发光器件或光致发光器件等。电致发光器件可以包括一发光二极管，如有机发光二极管或者无机发光二极管等，本公开对此不做特殊的限定。
在一实施方式中，电致发光器件可以包括：
第三电极层510，设于第二开关器件远离衬底基板101的一侧，且与第二开关器件的输出端连接；
电致发光层520，设于第三电极层510远离衬底基板101的表面；
第四电极层，采用透明材料且设于电致发光层520远离衬底基板101的表面。
其中，电致发光层520中具有电致发光材料，电致发光材料在电流通过时可以发光。如此，当电流流经电致发光层520时，电致发光层520将发出检测光并通过第四电极层传输出去。电致发光材料可以为有机材料或者无机材料，本公开对此不做特殊的限定。
在一实施方式中，由于血液中的血红蛋白可以实现对绿光的吸收，电致发光层520在电流通过时发出绿光，如此，皮肤反射的绿光的多少可以反映皮肤中血液的多少；根据皮肤反射的绿光的变化规律，可以计算出人的心率。因此，电致发光层520在电流通过时发出绿光使得该光电检测装置1更适用于心率检测。
在一实施方式中，第二电极层和第四电极层可以同层设置，即采用相同的材料和相同的工艺步骤制备完成。举例而言，第二电极层和第四电极层可以为光电检测装置1的公共电极层612，该公共电极层612采用透明导电材料制备而成，为光电转化器件和电致发光器件提供偏置电压。
可以理解的是，本公开提供的光电检测装置1中，第一开关器件、光电转化器件、第二开关器件和电致发光器件中的任意一种的数量，均可以为一个或者多个。
在本公开提供的一实施方式中，第一开关器件为半导体氧化物薄膜晶体管，其漏电流很小，因此可以实现对微小的光电流的有效控制；由于第一开关器件可以适用于微小的光电流，因此发光器件发出的检测光可以很小，以能够被光电转化器件有效转化为能够被第一开关器件有效控制的光电流为准。因此，发光器件的功耗可以非常小，进而使得光电检测装置的功耗低。在相关技术中，当通过光反射法进行光电检测时，由于需要较强的检测光，因此相关技术中利用光反射法实现光电检测(如测量心率)的功耗比较高，难以有效适用于移动设备或者降低了移动设备的续航时间，降低了移动设备的应用体验。本公开的光电检测装置的发光器件可以通过发出微弱的光线而实现检测，因此其功耗低，非常适用于移动设备。
本公开的光电检测装置1除了可以包括如上描述的各个器件和功能层外，还可以包括其他器件或者功能层，例如还可以包括缓冲层102、平坦化层610、封装层等，本公开在此不一一赘述。
本公开还提供了一种光电检测装置1的制备方法，用于制备上述光电检测装置1实施方式所描述的任意一种光电检测装置1。如图13所示，该制备方法包括：
步骤S110，提供衬底基板101；
步骤S120，在衬底基板101的一侧形成第一开关器件；
步骤S130，在衬底基板101形的一侧成光电转化器件，光电转化器件用于将光信号转化为电信号并传输给第一开关器件；
步骤S140，在衬底基板101的一侧形成第二开关器件；
步骤S150，在衬底基板101的一侧形成发光器件，发光器件用于在第二开关器件的控制下发光；其中，发光器件和光电转化器件位于衬底基板101的同一侧。
根据该方法，可以在同一衬底基板101上实现光电转化器件和发光器件的集成，减少了光电检测装置1的零部件数量和体积，便于功耗的降低和性能的提升。
需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，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步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等，均应视为本公开的一部分。
下面，以光电检测装置1的其中一种具体结构及其制备方法，进一步解释和说明本公开的光电检测装置1及其制备方法。
如图1所示，该光电检测装置1可以包括如下层级结构：
衬底基板101，具有第一区域和第二区域；衬底基板101的材料可以为聚酰亚胺(PI)；
缓冲层102，设于衬底基板101的表面；
第一遮光层103，设于缓冲层102内且位于第一区域；
第二遮光层104，设于缓冲层102内且位于第二区域；
有源层410，设于缓冲层102远离衬底基板101的一侧且设于第二区域；有源层410包括第二沟道区411以及分别与第二沟道区411连接的第二源极接触区412和第二漏极接触区413；第二源极接触区412和第二漏极接触区413相互绝缘；有源层410的材料为低温多晶硅；
第二栅极绝缘层420，设于缓冲层102远离衬底基板101的一侧且覆盖有源层410；
第二栅极层430，设于第二栅极绝缘层420远离衬底基板101的一侧且设于第二区域；
第一层间介质层601，设于第二栅极绝缘层420远离衬底基板101的一侧且覆盖第二栅极层430；
第一保护层602，设于第一层间介质层601远离衬底基板101的一侧；第一保护层602的材料为二氧化硅；
氧化物半导体层210，设于第一保护层602远离衬底基板101的表面且设于第一区域，氧化物半导体层210包括第一沟道区211以及分别与第一沟道区211连接的第一源极接触区212和第一漏极接触区213；其中，氧化物半导体为IGZO；
第一栅极绝缘层220，设于氧化物半导体层210远离衬底基板101的表面；
第三栅极绝缘层440，设于第一保护层602远离衬底基板101的一侧且位于第一区域；材料可以与第一栅极绝缘层220相同；
第一栅极层230，设于第一栅极绝缘层220远离衬底基板101的表面；
第三栅极层450，设于第三栅极绝缘层440远离衬底基板101的表面；材料可以与第三栅极层450相同；
第二层间介质层603，设于第一保护层602远离衬底基板101的一侧且覆盖氧化物半导体层210、第一栅极层230和第三栅极层450；
第一过孔604，在第一区域贯穿第二层间介质层603并暴露第一源极接触区212；
第二过孔605，在第一区域贯穿第二层间介质层603并暴露第一漏极接触区213；
第三过孔606，在第二区域贯穿第二层间介质层603、第一保护层602、第一层间介质层601和第二栅极绝缘层420并暴露第二源极接触区412；
第四过孔607，在第二区域贯穿第二层间介质层603、第一保护层602、第一层间介质层601和第二栅极绝缘层420并暴露第二漏极接触区413；
第一源极240，在第一区域设于第二层间介质层603远离衬底基板101的一侧且通过第一过孔604连接第一源极接触区212，包括上下层叠地两层金属层；其中，第一源极240可以作为光电转化器件的第一电极层；
第一漏极250，在第一区域设于第二层间介质层603远离衬底基板101的一侧且通过第二过孔605连接第一漏极接触区213，包括上下层叠地两层金属层；
第二源极460，在第二区域设于第二层间介质层603远离衬底基板101的一侧且通过第三过孔606连接第二源极接触区412；
第二漏极470，在第二区域设于第二层间介质层603远离衬底基板101的一侧且通过第四过孔607连接第二漏极接触区413；
光电二极管层310，设于第一源极240远离衬底基板101的表面；光电二极管层310为PIN二极管；
第二保护层608，设于光电二极管层310远离衬底基板101的表面，采用透明导电材料(如ITO等)，用以保护光电二极管层310；
第三保护层609，设于第二保护层608远离衬底基板101的一侧且覆盖第一区域和第二区域，具有暴露出部分第二保护层608的图案；第三保护层609的材料可以为氮化硅、氧化硅或者其混合物；第三保护层609为氧化物半导体薄膜晶体管的保护层，同时还用于保护光电二极管层310的侧面。
平坦化层610，设于第三保护层609远离衬底基板101的一侧且具有暴露出部分第二保护层608的图案；
第五过孔，设于第二区域且贯穿第三保护层609和平坦化层610，并暴露出第二漏极470；
第三电极层510，设于平坦化层610远离衬底基板101的一侧，且设于第二区域且通过第五过孔连接第二漏极470；
像素定义层611，设于第三电极层510远离衬底基板101的一侧，且具有暴露出至少部分第三电极层510和第二保护层608的图案；
电致发光层520，设于第三电极层510远离衬底基板101的表面；在电流通过时，电致发光层520可以发出绿光；
公共电极层612，设于像素定义层611远离衬底基板101的一侧，且与电致发光层520远离衬底基板101的表面连接，与第二保护层608远离衬底基板101的表面连接，作为第二电极层和第四电极层；公共电极层612的材料为透明导电材料；
第四保护层613，设于公共电极层612远离衬底基板101的一侧，其可以为聚乙烯(TFE)等材料。
其中，第一开关器件包括氧化物半导体层210、第一栅极绝缘层220、第一栅极层230、第一源极240和第一漏极250；光电转化器件包括第一源极240、光电二极管层310、第二保护层608和公共电极层612；第二开关器件包括有源层410、第二栅极绝缘层420、第二栅极层430、第三栅极绝缘层440、第三栅极层450、第二源极460和第二漏极470；电致发光器件包括第三电极层510、电致发光层520和公共电极层612。
其中，光电转化器件的第一电极层为第一源极240，第一源极240为两层金属材料，具有较高的厚度，便于减小光电转化器件光电二极管层310与像素定义层611之间的高度差(段差)。
该光电检测装置1在制备时，可以按照如下步骤进行：
步骤S201，提供柔性衬底基板101，衬底基板101具有第一区域和第二区域。
步骤S202，在衬底基板101上形成具有第一遮光层103和第二遮光层104的缓冲层102。
步骤S203，缓冲层102远离衬底基板101的一侧形成具有低温多晶硅层414的图案；该低温多晶硅层414位于第二区域。
步骤S204，在低温多晶硅层414远离衬底基板101的一侧形成具有第二栅极绝缘层420的图案。
步骤S205，在第二栅极绝缘层420远离衬底基板101的一侧形成具有第二栅极层430图案。
步骤S205，对低温多晶硅层414的部分区域进行掺杂，使得低温多晶硅层414形成包括第二沟道区411以及分别与第二沟道区411连接的第二源极接触区412和第二漏极接触区413的图案。
步骤S206，在第二栅极层430远离衬底基板101的一侧形成具有第一层间介质层601的图案。
步骤S207，在第一层间介质层601远离衬底基板101的一侧形成具有第一保护层602的图案。
步骤S208，在第一保护层602远离衬底基板101的表面形成具有氧化物半导体材料层214的图案，结果如图2所示。
步骤S209，在氧化物半导体材料层214远离衬底基板101的一侧形成具有第一栅极绝缘层220和第三栅极绝缘层440的图案。
步骤S210，在第一栅极绝缘层220和第三栅极绝缘层440远离衬底基板101的一侧形成具有第一栅极层230和第三栅极层450的图案。
可以理解的是，可以在步骤S209和步骤S210中分别形成栅极绝缘层和栅极层后，通过一次刻蚀工艺，使得栅极绝缘层形成包括第一栅极绝缘层220和第三栅极绝缘层440的图案，使得栅极层形成包括第一栅极层230和第三栅极层450的图案。结果如图3所示。
步骤S211，对氧化物半导体材料层214的局部区域进行掺杂，使得氧化物半导体材料层214形成具有氧化物半导体层210的图案。
步骤S212，在第一栅极层230和第三栅极层450远离衬底基板101的一侧形成具有第二层间介质层603的图案。
步骤S213，在第二层间介质层603上形成第一过孔604和第二过孔605的图案。结果如图4所示。
步骤S214，在第二层间介质层603远离衬底基板101的一侧形成具有第一金属层的图案；第一金属层包括第一部分和第二部分，第一金属层的第一部分241通过第一过孔604连接第一源极接触区212；第一金属层的第二部分251通过第二过孔605连接第一漏极接触区213。
第一金属层可以作为第一源极240和第一漏极250的底层金属层。第一金属层一方面用于增加第一源极240的厚度，减小光电转化层与像素定义层611之间的段差(高度差)。另一方面，第一金属层预先填充第一过孔604和第二过孔605中，在刻蚀形成第三过孔606和第四过孔607时，其可以保护氧化物半导体层210不被刻蚀。结果如图5所示。
步骤S215，形成第三过孔606和第四过孔607的图案。结果如图6所示。
步骤S216，在第一金属层远离衬底基板101的一侧形成具有第二金属层的图案；第二金属层包括三部分，第二金属层的第一部分覆盖第一金属层且覆盖氧化物半导体层210对应区域；第二金属层的第二部分通过第三过孔606连接第二源极接触区412；第二金属层的第三部分通过第四过孔607连接第二漏极接触区413。如此，第二金属层的第二部分成为第二源极460；第二金属层的第三部分成为第二漏极470。
第二金属层的第一部分可以覆盖氧化物半导体层210的第一沟道区211，在通过蒸镀等工艺形成光电二极管时，可以保护第一沟道区211不被破坏。结果如图7所示。
步骤S217，在第二金属层远离衬底基板101的一侧形成具有光电二极管层310的图案。由于第一沟道区211被第二金属层保护，因此形成光电二极管层310的过程不会对IGZO材料产生负面影响。
步骤S218，在光电二极管层310远离衬底基板101的表面形成具有第二保护层608的图案。
可以理解的是，可以先沉积形成光电二极管材料层，然后在光电二极管材料层远离衬底基板101的表面形成第二保护材料层，然后通过图案化工艺将光电二极管材料层图案化为光电二极管层310，将第二保护材料层图案化为第二保护层608。结果如图8所示。
步骤S219，将第二金属层的第一部分进行图案化，即去除第一沟道区211上方的第二金属层，使得图案化后的第二金属层的第一部分分为第二金属层的第一部分的源极区242和第二金属层的第一部分的漏极区252，分别与第一金属层的第一部分241和第一金属层的第二部分251对应设置，作为第一源极240和第一漏极250的顶层金属层。结果如图9所示。
步骤S220，在第二保护层608远离衬底基板101的一侧形成具有第三保护层609的图案。结果如图10所示。
步骤S221，在第三保护层609远离衬底基板101的一侧形成具有平坦化层610的图案。
步骤S222，形成第五过孔的图案；
步骤S223，在平坦化层610远离衬底基板101的一侧形成具有第三电极层510的图案。
步骤S224，在第三电极层510远离衬底基板101的一侧形成具有像素定义层611的图案。
步骤S225，在像素定义层611形成具有电致发光层520的图案。
步骤S226，在电致发光层520远离衬底基板101的一侧形成具有公共电极层612的图案。
步骤S227，在公共电极层612远离衬底基板101的一侧形成具有第四保护层613的图案。结果如图1所示。
本公开还提供了一种心率检测装置，其包括上述光电检测装置1实施方式所描述的任意一种光电检测装置1，以及一处理器。处理器可以根据光电转化器件传输给第一开关器件的电信号，计算出心率。该光电检测装置1可以应用于智能手表、智能手环、具有心率检测功能的体温计、智能手机等智能设备或其他便携设备。
本公开实施方式的心率检测装置采用的光电检测装置1与上述光电检测装置1的实施方式中的光电检测装置1相同，因此，具有相同的有益效果，在此不再赘述。
本公开还提供了一种电子设备，其包括上述心率检测装置实施方式所描述的任意一种心率检测装置。该电子设备可以包括但不限具有心率检测功能的智能手表、智能手环、体温计、智能手机、电子书、笔记本电脑等。
本公开实施方式的电子设备采用的心率检测装置与上述心率检测装置的实施方式中的心率检测装置相同，因此，具有相同的有益效果，在此不再赘述。
如图11和图12所示，该电子设备可以具有显示面板2，该显示面板2可以为LCD、OLED或其他显示类型的显示面板2。在一实施方式中，该显示面板2具有衬底基板，且显示面板2的衬底基板与光电检测装置1的衬底基板101为同一柔性衬底基板。如此，该电子设备具有一功能基板，该功能基板集成了显示功能和心率检测功能，使得该电子设备的集成度更高，边缘功耗的降低、体积的缩小和性能的提升。
应可理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。

Claims (10)

1.一种光电检测装置，其特征在于，包括：
衬底基板；
第一开关器件，设于所述衬底基板的一侧；
光电转化器件，设于所述衬底基板的一侧，用于将光信号转化为电信号并传输给所述第一开关器件；
第二开关器件，设于所述衬底基板的一侧；
发光器件，设于所述衬底基板的一侧，用于在所述第二开关器件的控制下发光；
所述发光器件和所述光电转化器件位于所述衬底基板的同一侧。
2.根据权利要求1所述的光电检测装置，其特征在于，所述第一开关器件包括：
第一栅极绝缘层，设于所述衬底基板的一侧，具有第一表面和第二表面；
氧化物半导体层，设于所述第一栅极绝缘层的所述第一表面，所述氧化物半导体层包括第一沟道区以及分别与第一沟道区连接的第一源极接触区和第一漏极接触区；
第一栅极层，设于所述第一栅极绝缘层的所述第二表面；
第一源极，设于所述第一源极接触区远离所述衬底基板的表面，且与所述第一栅极层绝缘；
第一漏极，设于所述第一漏极接触区远离所述衬底基板的表面，且与所述第一栅极层和所述第一源极绝缘。
3.根据权利要求2所述的光电检测装置，其特征在于，氧化物半导体层的材料为铟镓锌氧化物。
4.根据权利要求2所述的光电检测装置，其特征在于，所述光电检测装置还包括：
第一保护层，设于所述氧化物半导体层远离所述第一栅极绝缘层的表面，用于保护所述氧化物半导体层。
5.根据权利要求1所述的光电检测装置，其特征在于，所述第一开关器件具有输入端，所述光电转化器件包括：
第一电极层，设于所述第一开关器件远离所述衬底基板的一侧，且与所述第一开关器件的输入端连接；
光电二极管层，设于所述第一电极层远离所述衬底基板的表面；
第二电极层，采用透明材料且设于所述光电二极管层远离所述衬底基板的表面。
6.根据权利要求1所述的光电检测装置，其特征在于，所述发光器件用于发出绿光。
7.一种光电检测装置的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底基板；
在所述衬底基板的一侧形成第一开关器件；
在所述衬底基板形的一侧成光电转化器件，所述光电转化器件用于将光信号转化为电信号并传输给所述第一开关器件；
在所述衬底基板的一侧形成第二开关器件；
在所述衬底基板的一侧形成发光器件，所述发光器件用于在所述第二开关器件的控制下发光；
其中，所述发光器件和所述光电转化器件位于所述衬底基板的同一侧。
8.一种心率检测装置，其特征在于，包括：
权利要求1～6任一项所述的光电检测装置；
处理器，用于根据所述发光器件产生的所述电信号确定心率。
9.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求8所述的心率检测装置。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：
显示面板，具有衬底基板；
所述显示面板的衬底基板与所述光电检测装置的衬底基板为同一柔性衬底基板。
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