一种多通道集成光耦器件及其制备方法
【专利摘要】本发明所述的一种多通道集成光耦器件，光耦单元设置在基板同侧，无需增大光耦单元面积就可实现有机电致发光部件和有机光敏部件的一一对应，且各独立光耦无需单独封装，集成度高；各光耦单元之间设置有不透光的隔离柱，相邻光耦单元之间无光信号串扰问题，抗干扰能力强；各部件为有机材料制成，使得所述多通道集成光耦器件具备柔性，轻、薄、体积小，适用范围广。本发明所述的一种多通道集成光耦器件的制备方法，采用有机薄膜器件制备工艺，将各光耦单元设置在基板同侧，集成度高，而且各光耦单元之间设置有不透光的隔离柱，相邻光耦单元之间无光信号串扰问题，抗干扰能力强且采用现有有机薄膜器件的生产工艺，工艺成熟、制备成本低。
【专利说明】 一种多通道集成光耦器件及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电子领域，具体涉及一种多通道集成光耦器件及其制备方法。
【背景技术】
[0002]光耦器件是一种通常用于电隔离时能传输信号的光电子器件。它可以把一种信号转化为光信号，再把光信号转化为另一种可以探测的信号，一般至少包括三个重要的功能部件:能把电信号转化为光并输出光的功能部件、具有电绝缘且可以传输光的电绝缘隔离部件和以光信号为输入而输出为可探测信号的光敏功能部件。最常用的光耦器件，如图1所示，利用一个电致发光部件A把一个电信号转化为光信号，再利用一个光敏部件B，比如光敏电阻、光敏电容、光敏二极管或者光敏三极管等把光信号转化为电信号，A和B之间通过电绝缘隔离部件C电隔离。光耦器件应用范围很广，比如可以应用到高压电隔离控制中，在低压端把控制电信号加载到电致发光部件上，得到反映电信号的光信号，然后光照射到处于高电压电位的光敏器件上得到加载于高压上的电信号，该电信号就可以用来控制高压端的电路、设备等。
[0003]集成电路的体积小、重量轻、引出线和焊点少、可靠性高；相对于分离元器件电路而言，采用集成电路构成的整机电路性能指标更高，设备的稳定工作时间也可大大提高，同时成本价格更低，便于大规模生产。因此它在工业、民用电子设备以及军事、通讯、遥控等方面得到广泛的应用，对于实现电子设备的小型化以及高分辨率更是有着不可替代的作用。然而，目前光耦器件多数是由无机发光部件和无机光敏部件组成，由于无机发光器件很难高密度集成，因此多通道集成光耦难于实现，更不可能原位制备高密度的多通道集成光耦。因此，实现光耦的高度集成，对于光耦在电子行业中的应用具有十分重要的意义。
[0004]有机发光二极管和有机半导体光敏器件是利用有机半导体材料制备的薄膜器件，可实现高分辨率集成，这就使得利用有机发光和有机半导体光敏技术实现光耦器件的高密度集成成为可能。
[0005]目前已经有一些关于有机光耦器件的应用研究(参见专利文献CN101442043A、CN1897311A、CN101783358A)，但是在这些研究中通常以基底为电隔离绝缘部件，发光部件和光敏部件共同使用一个基底，且分别设置在基底两侧。在光耦器件中发光部件和光敏部件需一一对应，在此条件下，设置在基底两侧的发光部件和光敏部件必须具有一定大小的面积才能满足对应要求，因而限制了其在集成电路中的应用，并没有有效发挥有机薄膜器件在高分辨率集成方面的优势。
【发明内容】
[0006]为此，本发明所要解决的现有有机光耦器件无法实现高度集成的技术问题，提供一种可实现高度集成的多通道集成光耦器件及其制备方法。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0008]本发明所述的一种多通道集成光耦器件，包括设置在基板同侧的多个光耦单元，相邻所述光耦单元之间设置有不透光且绝缘的隔离柱，所述隔离柱用于对相邻所述光耦单元进行光隔离。
[0009]所述光耦单元包括叠加设置在所述基板上的有机电致发光部件、透明的电绝缘隔离部件和有机光敏部件，所述有机电致发光部件和有机光敏部件设置在所述电绝缘隔离部件的两侧，有机电致发光部件和有机光敏部件中靠近所述电绝缘隔离部件的电极为相同或不同的透明电极。
[0010]所述有机电致发光部件进一步包括有机电致发光部件的第一电极、有机发光功能层、有机电致发光部件的第二电极。
[0011]所述有机光敏部件为含有光电导效应或光敏性的有机半导体材料的有机光敏器件，进一步包括有机光敏部件的第一电极、光敏功能层、有机光敏部件的第二电极。
[0012]所述隔离柱包括设置在所述基板上的多组第一隔离柱，同组中第一隔离柱相互平行，不同组第一隔离柱所在直线相交；所述第一隔离柱由高隔离柱组和低隔离柱组组成；所述高隔离柱组将所述光耦单元划分为列，所述高隔离柱组的高度等于所述有机发光功能层和所述光敏功能层中远离所述基板的一层中的上表面高度，所述低隔离柱组的高度等于所述有机发光功能层和所述光敏功能层中靠近所述基板的一层中的下表面高度。
[0013]所述隔离柱还包括与所述电绝缘隔离部件同层设置的第二隔离柱，所述第二隔离柱的高度与所述电绝缘隔离部件的厚度相同，所述第二隔离柱在所述基板上的投影与所述低隔离柱组在所述基板上的投影重合。
[0014]所有所述光耦单元中所述有机电致发光部件与所述有机光敏部件的相对位置相同。
[0015]所述有机电致发光部件为有机发光二极管或有机电化学池。
[0016]所述有机光敏器件为有机光敏电阻、有机光敏二极管、有机光敏三极管或有机光敏晶体管中的一种。
[0017]所述隔离柱为氮化硅、碳化硅、氧化硅、聚酰亚胺或者光刻胶中的一种或多种的堆
叠结构。
[0018]所述电绝缘隔离部件为氟聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种堆叠形成的透明膜结构。
[0019]所述透明电极为锂、镁、钙、锶、铝、铟、铜、金、银中的一种或多种的合金，或锂、镁、钙、锶、铝、铟、铜、金、银中的一种或多种与其氟化物交替形成的电极层，或氧化铟锡、聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸钠、聚苯胺、碳纳米管、石墨烯中的一种。
[0020]所述基板为柔性基板。
[0021 ] 所述光耦单元上方还设置有封装层，用于所述过通道集成光耦器件的封装。
[0022]本发明所述的一种多通道集成光耦器件的制备方法，包括如下步骤:
[0023]S1、在基板上形成有机电致发光部件的第一电极，以及有机电致发光部件的第二电极引脚、有机光敏部件的第一电极引脚、有机光敏部件的第二电极引脚；
[0024]S2、在所述有机电致发光部件的第一电极上形成多组第一隔离柱，同组中第一隔离柱相互平行，不同组第一隔离柱所在直线相交，形成露出部分所述有机电致发光部件的第一电极的开口阵列以限定光耦单元，所述第一隔离柱由高隔离柱组和低隔离柱组组成；所述高隔离柱组将所述开口划分为列，所述高隔离柱组的高度等于有机光敏部件中光敏功能层上表面所在的高度，所述低隔离柱组的高度等于所述有机电致发光部件中有机发光功能层上表面所在的高度；
[0025]S3、在所述开口中依次形成有机发光功能层，以及覆盖所述低隔离柱组的有机电致发光部件的第二电极，所述有机电致发光部件的第二电极与所述有机电致发光部件的第二电极引脚电连接；
[0026]S4、在所述有机电致发光部件的第二电极上直接形成第二隔离柱，所述第二隔离柱与被所述有机电致发光部件的第二电极覆盖的所述第一隔离柱在所述基板上投影的位置相同，所述第二隔离柱与所述第一隔离柱中未被覆盖部分形成露出部分所述有机电致发光部件的第二电极的开口阵列；所述开口于步骤S2中限定的所述光耦单元一一对应，在所述开口阵列中形成覆盖所述有机电致发光部件的第二电极的电绝缘隔离部件，所述电绝缘隔离部件的厚度与所述第二隔离柱的高度相同；
[0027]S5、在所述电绝缘隔离部件上直接形成覆盖所述第二隔离柱的有机光敏部件的第一电极，所述有机光敏部件的第一电极与所述有机光敏部件的第一电极引脚电连接；
[0028]S6、通过光罩工艺在所述有机光敏部件的第一电极上形成彼此分离的光敏单兀，所述光敏单元与步骤S2中限定的所述光耦单元一一对应；
[0029]S7、在所述光敏单元上直接形成覆盖所述高隔离柱组的所述有机光敏部件的第二电极，所述有机光敏部件的第二电极与所述有机光敏部件的第二电极引脚电连接。
[0030]本发明所述的一种多通道集成光耦器件的制备方法，包括如下步骤:
[0031]S1、在基板上形成有机光敏部件的第二电极，以及有机光敏部件的第一电极引脚、有机电致发光部件的第一电极引脚、有机电致发光部件的第二电极引脚；
[0032]S2、在所述有机光敏部件的第二电极上形成多组第一隔离柱，同组中第一隔离柱相互平行，不同组第一隔离柱所在直线相交，形成露出部分所述有机光敏部件的第二电极的开口阵列以限定光耦单元，所述第一隔离柱由高隔离柱组和低隔离柱组组成；所述高隔离柱组将所述开口划分为列，所述高隔离柱组的高度等于有机电致发光部件中有机发光功能层上表面所在的高度，所述低隔离柱组的高度等于有机光敏部件中光敏功能层上表面所在的高度；
[0033]S3、在所述开口中自下而上依次形成光敏功能层，以及覆盖所述低隔离柱组的有机光敏部件的第一电极，所述有机光敏部件的第一电极与所述有机光敏部件的第一电极引脚电连接；
[0034]S4、在所述有机光敏部件的第一电极上直接形成第二隔离柱，所述第二隔离柱与被所述有机光敏部件的第一电极覆盖的所述第一隔离柱在所述基板上投影的位置相同，所述第二隔离柱与所述第一隔离柱中未被覆盖部分形成露出部分所述有机电致发光部件的第二电极的开口阵列；所述开口于步骤S2中限定的所述光耦单元一一对应，在所述开口阵列中形成覆盖所述有机光敏部件的第一电极的电绝缘隔离部件，所述电绝缘隔离部件的厚度与所述第二隔离柱的高度相同；
[0035]S5、在所述电绝缘隔离部件上直接形成覆盖所述第二隔离柱的有机电致发光部件的第二电极，所述有机电致发光部件与所述有机电致发光部件引脚电连接；
[0036]S6、通过光罩工艺在所述有机电致发光部件上形成彼此分离的有机发光功能单元，所述有机发光功能单元与步骤S2中限定的所述光耦单元一一对应；[0037]S7、在所述有机发光功能单元上直接形成覆盖所述高隔离柱组的所述有机电致发光部件的第一电极，所述有机电致发光部件的第一电极与所述有机电致发光部件的第一电极引脚电连接。
[0038]步骤S7之后还包括形成封装层，对所述多通道集成光耦器件进行封装的步骤。
[0039]所述有机光敏部件的第一电极与有机电致发光部件的第二电极均为透明电极。
[0040]所述透明电极为锂、镁、钙、锶、铝、铟、铜、金、银中的一种或多种的合金，或锂、镁、钙、锶、铝、铟、铜、金、银中的一种或多种与其氟化物交替形成的电极层，或氧化铟锡、聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸钠、聚苯胺、碳纳米管、石墨烯中的一种。
[0041]所述隔离柱为氮化硅、碳化硅、氧化硅、聚酰亚胺或者光刻胶中的一种或多种的堆
叠结构。
[0042]所述电绝缘隔离部件为氟聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种堆叠形成的透明膜结构。
[0043]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0044]1、本发明所述的一种多通道集成光耦器件，光耦单元设置在基板同侧，无需增大光耦单元面积就可实现有机电致发光部件和有机光敏部件的一一对应，而且各光耦单元之间无需单独封装，集成度高；而且各光耦单元之间设置有不透光的隔离柱，相邻光耦单元之间无光信号串扰问题，抗干扰能力强。
[0045]2、本发明所述的一种多通道集成光耦器件，各部件为有机材料制成，使得所述多通道集成光耦器件具备柔性，适用范围广。
[0046]3、本发明所述的一种多通道集成光耦器件，各部件均为有机薄膜器件，轻、薄、体积小。
[0047]4、本发明所述的一种多通道集成光耦器件的制备方法，采用有机薄膜器件制备工艺，将各光耦单元设置在基板同侧，各光耦单元之间无需单独封装，不仅集成度高而且制备工艺简单；同时，各光耦单元之间设置有不透光的隔离柱，相邻光耦单元之间无光信号串扰问题，抗干扰能力强。
[0048]5、本发明所述的一种多通道集成光耦器件的制备方法，采用现有有机薄膜器件的生产工艺，工艺成熟、制备成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0049]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0050]图1是现有技术中单通道有机光耦器件原理示意图；
[0051]图2是实施例1中所述多通道集成光耦器件结构示意图；
[0052]图3是实施例2中所述多通道集成光耦器件结构示意图；
[0053]图4是有机电致发光部件结构示意图；
[0054]图5是有机光敏部件结构示意图；
[0055]图6-1?图6-10是图2中所示多通道集成光耦器件的制备流程图；
[0056]图7是图6-1?图6-10中所示多通道集成光耦器件的剖视图；
[0057]图8是图7中所示多通道集成光耦器件电路图；[0058]图9是实施例1中所述多通道集成光耦器件中两个光耦单元的输入电流信号和输出电流信号的关系图；
[0059]图10是实施例1中所述多通道集成光耦器件的频率响应图。
[0060]图中附图标记表示为:A-有机电致发光部件、B-有机光敏部件、C-电绝缘隔离部件、D-隔离柱、Dll-高隔离柱组、D12-低隔离柱组、D2-第二隔离柱、1-基板、41-有机电致发光部件的第一电极、42-有机发光功能层、43-有机电致发光部件的第二电极、431-有机电致发光部件的第二电极、51-有机光敏部件的第一电极、511-有机光敏部件的第一电极引脚、52-光敏功能层、53-有机光敏部件的第二电极、531-有机光敏部件的第二电极引脚、
6-封装层。
【具体实施方式】
[0061]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
[0062]本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
[0063]实施例1
[0064]本实施例提供一种多通道集成光耦器件，如附图2所示，包括设置在基板I上的多个光耦单元，所述光耦单元进一步包括有机电致发光部件A、垂直设置在所述有机电致发光部件A上方的有机光敏部件B，以及隔离有机电致发光部件A和有机光敏部件B的透明电绝缘隔离部件C，有机电致发光部件A和有机光敏部件B中靠近所述电绝缘隔离部件C的电极为相同或不同的透明电极。所有所述光耦单元设置在所述基板I的同侧；相邻所述光耦单元之间设置有不透光且绝缘的隔离柱D，对相邻所述光耦单元进行光隔离。
[0065]所述基板I可以为玻璃基板或聚合物基板，本实施例优选柔性聚酰亚胺基板。
[0066]本实施例中，有机电致发光部件A优选有机发光二极管，可以是有机小分子发光器件也可以是聚合物发光器件，包括有机电致发光部件的第一电极41、有机发光功能层42、有机电致发光部件的第二电极42，如图4所示，所述有机发光功能层42进一步包括有机发光层，以及空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层中的一种或多种的组合。
[0067]本实施例中，所述有机电致发光部件在垂直于所述基板I的方向上由下至上依次包括有机电致发光部件的第一电极41、空穴注入层、空穴传输层、发光层、有机电致发光部件的第二电极42。
[0068]有机电致发光部件的第一电极41,可以米用无机导电材料或有机导电材料，无机材料一般为氧化铟锡(以下简称ΙΤ0)、氧化锌、氧化锡锌等金属氧化物或金、铜、银，镍铝合金等功函数较高的金属，有机导电材料一般为聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸钠(以下简称PEDOT:PSS)、聚苯胺(以下简称PANI)、碳纳米管、石墨烯，本实施例优选镍铝合金。
[0069]空穴注入层、空穴传输层、发光层所用材料和制备方法同现有技术，本实施例中所述空穴注入层优选铜酞菁(CuPc);空穴传输层可以采用芳胺类和枝聚物族类低分子材料，优选为N，N’ - 二 - (1-萘基)-N，N’ - 二苯基-1，1-联苯基-4，4-二胺(NPB);发光层可以为荧光材料或磷光材料，如金属有机配合物，可选自三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、(水杨醛缩邻胺苯酚)一(8—羟基喹啉)合铝(III) (Al (Saph-q))类化合物，该小分子材料中可掺杂染料，掺杂浓度为小分子材料的0.0lwt %?20wt %，染料一般为芳香稠环类材料，如5,6,11,12 一四苯基并四苯(简称rubrene),香豆素类材料，如N, N’ - 二甲基喹B丫唳酮(简称 DMQA)、10-(2-苯并噻唑)-1，1，7，7，-四甲基-2，3，6，7-四氢 _1H，5H，IlH-苯并[I]吡喃[6，7，8-1j]喹啉嗪(简称C545T)，或为双吡喃类材料，如4_4_ 二氰基亚甲基_2_叔丁基-6-(1，1,7, 7-四甲基-久洛尼定-9-乙烯基)-4H-吡喃(简称DCJTB);发光层材料也可采用咔唑衍生物如4，4’ 一 N，N’ - 二咔唑一联苯(简称CBP)、聚乙烯咔唑(PVK)，该材料中可掺杂磷光染料，如三(2 —苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)，二(2 —苯基吡啶)(乙酰丙酮)铱(Ir (ppy) 2 (acac))，八乙基卟啉钼(PtOEP)等，本实施例优选Alq3和DCJTB。
[0070]有机电致发光部件的第二电极43—般采用锂、镁、钙、锶、铝、铟等功函数较低的金属或它们与铜、金、银的合金，或上述金属与其氟化物交替形成的电极层，或者也使用ΙΤ0,有机发光部件A所发出的光必须透过该层射出，本实施例优选Ag电极。
[0071]有机光敏部件B为含有光电导效应或光敏性的有机半导体材料的有机光敏器件，可以是有机光敏电阻、有机光敏二极管、有机光敏三极管、有机光敏晶体管中的一种。
[0072]本实施例优选有机光敏电阻，结构如附图5所不,在垂直于所述基板I的方向上由下至上依次包括有机光敏部件的第一电极51、光敏功能层52以及有机光敏部件的第二电极53。
[0073]所述光敏电阻的制备材料与方法同现有技术，其中，光敏功能层52可以为并苯类、酞菁类和偶氮苯类材料，本实施例优选并五苯薄膜；有机光敏部件的第一电极51应为透明引出电极，可以为锂、镁、I丐、银、招、铟、
[0074]铜、金、银中的一种或多种的合金，或锂、镁、钙、锶、铝、铟、铜、金、银中的一种或多种与其氟化物交替形成的电极层，或氧化铟锡、聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸钠、聚苯胺、碳纳米管、石墨烯中的一种，本实施例优选ITO电极；有机光敏部件的第二电极53可以为不透明的金属电极，优选Ag电极。
[0075]所述电绝缘隔离部件C为氟聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种堆叠形成的透明膜结构，本实施例优选透明的氟聚合物薄膜。
[0076]所述多通道集成光耦器件的制备流程如图6-1?图6-10所示，具体制备方法为:
[0077]S1、如图6-1所示，通过磁控溅射工艺在所述基板I上形成镍铝合金导电薄膜，利用光刻和刻蚀工艺把它制备成横向条状有机电致发光部件的第一电极41,以及有机电致发光部件的第二电极引脚431、有机光敏部件的第一电极引脚511、有机光敏部件的第二电极引脚531。
[0078]S2、如图6-2所示，通过感光胶曝光、显影的方法制备在所述有机电致发光部件的第一电极41上形成两组第一隔离柱Dll和D12，同组中第一隔离柱相互平行，不同组第一隔离柱所在直线相交，所述第一隔离柱优先台湾新应材公司生产的RSllOO型光刻胶；形成露出部分所述有机电致发光部件的第一电极41的开口阵列以限定光耦单元。
[0079]本实施例中所述第一隔离柱中纵向高隔离柱组Dll和横向低隔离柱组D12将开口阵列划分为开口列，从而得到黑色网状的第一隔离柱层；低隔离柱组D12的高度与有机电致发光部件A的厚度有关，本实施例中低隔离柱组D12的高度为lOOnm，与所述有机发光功能层上表面所在高度相同；高隔离柱组Dll的高度与有机电致发光部件A、有机光敏部件B和电绝缘隔离部件C的总厚度有关，本实施例中高隔离柱组Dll的高度为680nm，与所述有机光敏部件中光敏功能层上表面所在的高度相同。
[0080]本实施例中第一隔离柱仅有2组，所述光耦单元被限定为四边形，作为本发明的其他实施例，所述第一隔离柱可以为多组，所述光耦单元可以为任意多边形，均可以实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。[0081]S3、如图6-3所示，通过真空蒸镀工艺在带有隔离柱D的基底I上逐层沉积有机电致发光部件A中的有机发光功能层42，即IOOnm的铜酞菁、20nm的NPB，以及通过真空中二源共蒸的方法，蒸镀30nm Alq3和DCJTB;它们被网状的隔离柱分为不同的发光单元。如图
6-4所示，在所述有机发光功能层42上直接真空蒸镀30nm的Ag电极，形成覆盖所述共用隔离柱的有机电致发光部件的第二电极43，有机电致发光部件的第二电极43覆盖了横向低隔离柱组D12，在纵向被高隔离柱组Dll隔离成条状，每一条状电极的所述有机电致发光部件的第二电极43与所述有机电致发光部件的第二电极引脚431电连接。
[0082]S4、如图6-5所示,真空蒸镀的方法沉积一层300nm的不透明光刻胶(台湾新应材公司生产的RSllOO型光刻胶)，通过干法去胶光刻工艺形成第二隔离柱D2，所述第二隔离柱D2与被所述有机电致发光部件的第二电极43覆盖的所述第一隔离柱(即D12)在所述基板I上投影的位置相同，所述第二隔离柱D2与所述第一隔离柱中未被覆盖部分(即Dll)形成露出部分所述有机电致发光部件的第二电极43的开口阵列；所述开口于步骤S2中限定
的所述光耦单元--对应。如图6-6所示，真空蒸镀的方法沉积一层300nm的透明的氟聚
合物(优选杜邦公司生产的Tef 1n聚四氟乙烯树脂)薄膜，形成覆盖所述有机电致发光部件的第二电极43的电绝缘隔离部件C，电绝缘隔离部件C在纵向被高隔离柱组Dll分割为条状。在所述开口阵列中形成覆盖所述有机电致发光部件的第二电极43的电绝缘隔离部件C0
[0083]S5、如图6-7所示，通过磁控溅射的方法在所述电绝缘隔离部件C上直接沉积覆盖所述第二隔离柱的D2的80nm ITO透明薄膜，作为有机光敏部件的第一电极51，该电极也被高隔离柱组Dll分割为条状，所述有机光敏部件的第一电极51与所述有机光敏部件的第一电极引脚电511连接。
[0084]S6、如图6-8所不,通过光罩工艺在所述有机光敏部件的第一电极51上真空蒸镀50nm的并五苯薄膜作为光敏电阻层,形成光敏功能层52,在光罩和高隔离柱组Dll的共同作用下，将所述光敏功能层52分割为彼此独立的光敏单元，所述光敏单元与步骤S2中限定的光耦单元--对应。
[0085]S7、如图6-9所示,通过真空蒸镀工艺在所述光敏单元上直接沉积150nm Ag电极，形成覆盖所述相连隔离柱D的所述有机光敏部件的第二电极53，在模板的作用下该电极为横向的条状薄膜，所述有机光敏部件的第二电极53与所述有机光敏部件的第二电极引脚531电连接。
[0086]S8、如图6-10所示，通过磁控溅射工艺在所述有机光敏部件的第二电极53上再沉积一层Al2O3薄膜作为封装层6，这时，集成在一个基底I上彼此隔离的多通道光耦器件制备完成，所述多通道集成光耦器件的剖视图如图7所示，图8是图7中所示结构的电路图。
[0087]对所述多通道集成光耦器件进行测试，使用安捷伦器件分析仪进行电信号的测试，并提取各光耦单元的电信号导入处理终端进行数据处理，数据如图9和图10所示。
[0088]附图9中的图(a)和图(b)分别是所述多通道集成光耦器件中两个光耦单元的输入电流信号和输出电流信号间的关系，从图可见该器件的光耦单元之间具有良好的一致性，而且输入和输出有非常好的线性关系，可以与现有技术中的无机光耦器件相媲美。
[0089]附图10是所述所述多通道集成光耦器件的频率响应图，从图可见该器件的输入和输出有非常好的线性关系，而且其截止频率可以大于400kHz，与现有技术中的无机光耦器件相媲美。又因为此有机光耦的基底使用了有机聚合物柔性材料，所以整个光耦都是柔性可弯曲的，大大拓展了所述多通道集成光耦器件的广阔领域。
[0090]实施例2
[0091]本实施例提供一种多通道集成光耦器件，如附图3所示，制备方法及使用材料同实施例1，唯一不同的是在基板上先制备只是在基底上自下而上依次制备有机光敏部件B、电绝缘隔离部件C和有机电致发光部件A。具体制备方法为:
[0092]S1、在基板I上形成有机光敏部件的第二电极，以及有机光敏部件的第一电极引脚、有机电致发光部件的第一电极引脚、有机电致发光部件的第二电极引脚；
[0093]S2、在所述有机光敏部件的第二电极上形成多组第一隔离柱，同组中第一隔离柱相互平行，不同组第一隔离柱所在直线相交，形成露出部分所述有机光敏部件的第二电极的开口阵列以限定光耦单元，形成的同列所述开口中各相连第一隔离柱的高度大于其中共用第一隔离柱的高度；
[0094]S3、在所述开口中自下而上依次形成光敏功能层，以及覆盖同列开口中所述共用第一隔离柱的有机光敏部件的第一电极，所述有机光敏部件的第一电极与所述有机光敏部件的第一电极引脚电连接；
[0095]S4、在所述有机光敏部件的第一电极上直接形成第二隔离柱，所述第二隔离柱与被所述有机光敏部件的第一电极覆盖的所述第一隔离柱在所述基板上投影的位置相同，所述第二隔离柱与所述第一隔离柱中未被覆盖部分形成露出部分所述有机电致发光部件的第二电极的开口阵列；所述开口于步骤S2中限定的所述光耦单元一一对应，在所述开口阵列中形成覆盖所述有机光敏部件的第一电极的电绝缘隔离部件；
[0096]S5、在所述电绝缘隔离部件上直接形成覆盖所述第二隔离柱的有机电致发光部件的第二电极，所述有机电致发光部件与所述有机电致发光部件引脚电连接；
[0097]S6、通过光罩工艺在所述有机电致发光部件上形成彼此分离的有机发光功能单元，所述有机发光功能单元与步骤S2中限定的所述光耦单元一一对应；
[0098]S7、在所述有机发光功能单元上直接形成覆盖所述相连隔离柱的所述有机电致发光部件的第一电极，所述有机电致发光部件的第一电极与所述有机电致发光部件的第一电极引脚电连接；
[0099]S8、在所述有机电致发光部件的第一电极上制备一层封装层。
[0100]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种多通道集成光耦器件，其特征在于:包括设置在基板同侧的多个光耦单元，相邻所述光耦单元之间设置有不透光且绝缘的隔离柱，所述隔离柱用于对相邻所述光耦单元进行光隔离。
2.根据权利要求1所述的多通道集成光耦器件，其特征在于:所述光耦单元包括叠加设置在所述基板上的有机电致发光部件、透明的电绝缘隔离部件和有机光敏部件，所述有机电致发光部件和有机光敏部件设置在所述电绝缘隔离部件的两侧，有机电致发光部件和有机光敏部件中靠近所述电绝缘隔离部件的电极为相同或不同的透明电极。
3.根据权利要求2所述的多通道集成光耦器件，其特征在于:所述有机电致发光部件进一步包括有机电致发光部件的第一电极、有机发光功能层、有机电致发光部件的第二电极。
4.根据权利要求3所述的多通道集成光耦器件，其特征在于:所述有机光敏部件为含有光电导效应或光敏性的有机半导体材料的有机光敏器件，进一步包括有机光敏部件的第一电极、光敏功能层、有机光敏部件的第二电极。
5.根据权利要求4所述的多通道集成光耦器件，其特征在于:所述隔离柱包括设置在所述基板上的多组第一隔离柱，同组中第一隔离柱相互平行，不同组第一隔离柱所在直线相交；所述第一隔离柱由高隔离柱组和低隔离柱组组成；所述高隔离柱组将所述光耦单元划分为列，所述高隔离柱组的高度等于所述有机发光功能层和所述光敏功能层中远离所述基板的一层中的上表面所在的高度，所述低隔离柱组的高度等于所述有机发光功能层和所述光敏功能层中靠近所述基板的一层中的下表面所在的高度。
6.根据权利要求5所述的多通道集成光耦器件，其特征在于:所述隔离柱还包括与所述电绝缘隔离部件同层设置的第二隔离柱，所述第二隔离柱的高度与所述电绝缘隔离部件的厚度相同，所述第二隔离柱在所述基板上的投影与所述低隔离柱组在所述基板上的投影重合。
7.根据权利要求6所述的多通道集成光耦器件，其特征在于，所有所述光耦单元中所述有机电致发光部件与所述有机光敏部件的相对位置相同。
8.根据权利要求7所述的多通道集成光耦器件，其特征在于，所述有机电致发光部件为有机发光二极管或有机电化学池。
9.根据权利要求8所述的多通道集成光耦器件，其特征在于，所述有机光敏器件为有机光敏电阻、有机光敏二极管、有机光敏三极管或有机光敏晶体管中的一种。
10.根据权利要求9所述的多通道集成光耦器件，其特征在于，所述隔离柱为氮化硅、碳化硅、氧化硅、聚酰亚胺或者光刻胶中的一种或多种的堆叠结构。
11.根据权利要求10所述的多通道集成光耦器件，其特征在于，所述电绝缘隔离部件为氟聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种堆叠形成的透明膜结构。
12.根据权利要求11所述的多通道集成光耦器件，其特征在于，所述透明电极为锂、镁、钙、锶、铝、铟、铜、金、银中的一种或多种的合金，或锂、镁、钙、锶、铝、铟、铜、金、银中的一种或多种与其氟化物交替形成的电极层，或氧化铟锡、聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸钠、聚苯胺、碳纳米管、石墨烯中的一种。
13.根据权利要求12所述的多通道集成光耦器件，其特征在于，所述基板为柔性基板。
14.根据权利要求13所述的多通道集成光耦器件，其特征在于，所述光耦单元上方还设置有封装层，用于所述过通道集成光耦器件的封装。
15.—种权利要求1-14任一所述的多通道集成光稱器件的制备方法,其特征在于,包括如下步骤: 51、在基板上形成有机电致发光部件的第一电极，以及有机电致发光部件的第二电极引脚、有机光敏部件的第一电极引脚、有机光敏部件的第二电极引脚； 52、在所述有机电致发光部件的第一电极上形成多组第一隔离柱，同组中第一隔离柱相互平行，不同组第一隔离柱所在直线相交，形成露出部分所述有机电致发光部件的第一电极的开口阵列以限定光耦单元，所述第一隔离柱由高隔离柱组和低隔离柱组组成；所述高隔离柱组将所述开口划分为列，所述高隔离柱组的高度等于有机光敏部件中光敏功能层上表面所在的高度，所述低隔离柱组的高度等于所述有机电致发光部件中有机发光功能层上表面所在的高度； 53、在所述开口中依次形成有机发光功能层，以及覆盖所述低隔离柱组的有机电致发光部件的第二电极，所述有机电致发光部件的第二电极与所述有机电致发光部件的第二电极引脚电连接； 54、在所述有机电致发光部件的第二电极上直接形成第二隔离柱，所述第二隔离柱与被所述有机电致发光部件的第二电极覆盖的所述第一隔离柱在所述基板上投影的位置相同，所述第二隔离柱与所述第一隔离柱中未被覆盖部分形成露出部分所述有机电致发光部件的第二电极的开口阵列；所述开口于步骤S2中限定的所述光耦单元一一对应，在所述开口阵列中形成覆盖所述有机电致发光部件的第二电极的电绝缘隔离部件，所述电绝缘隔离部件的厚度与所述第二隔离柱的高度相同； S5、在所述电绝缘隔离部件上直接形成覆盖所述第二隔离柱的有机光敏部件的第一电极，所述有机光敏部件的第一电极与所述有机光敏部件的第一电极引脚电连接； S6、通过光罩工艺在所述有机光敏部件的第一电极上形成彼此分离的光敏单兀,所述光敏单元与步骤S2中限定的所述光耦单元一一对应； S7、在所述光敏单元上直接形成覆盖所述高隔离柱组的所述有机光敏部件的第二电极，所述有机光敏部件的第二电极与所述有机光敏部件的第二电极引脚电连接。
16.—种权利要求1-14任一所述的多通道集成光稱器件的制备方法,其特征在于,包括如下步骤: S1、在基板上形成有机光敏部件的第二电极，以及有机光敏部件的第一电极引脚、有机电致发光部件的第一电极引脚、有机电致发光部件的第二电极引脚； S2、在所述有机光敏部件的第二电极上形成多组第一隔离柱，同组中第一隔离柱相互平行，不同组第一隔离柱所在直线相交，形成露出部分所述有机光敏部件的第二电极的开口阵列以限定光耦单元，所述第一隔离柱由高隔离柱组和低隔离柱组组成；所述高隔离柱组将所述开口划分为列，所述高隔离柱组的高度等于有机电致发光部件中有机发光功能层上表面所在的高度，所述低隔离柱组的高度等于有机光敏部件中光敏功能层上表面所在的高度； S3、在所述开口中自下而上依次形成光敏功能层，以及覆盖所述低隔离柱组的有机光敏部件的第一电极，所述有机光敏部件的第一电极与所述有机光敏部件的第一电极引脚电连接；，54、在所述有机光敏部件的第一电极上直接形成第二隔离柱，所述第二隔离柱与被所述有机光敏部件的第一电极覆盖的所述第一隔离柱在所述基板上投影的位置相同，所述第二隔离柱与所述第一隔离柱中未被覆盖部分形成露出部分所述有机电致发光部件的第二电极的开口阵列；所述开口于步骤S2中限定的所述光耦单元一一对应，在所述开口阵列中形成覆盖所述有机光敏部件的第一电极的电绝缘隔离部件，所述电绝缘隔离部件的厚度与所述第二隔离柱的高度相同； 55、在所述电绝缘隔离部件上直接形成覆盖所述第二隔离柱的有机电致发光部件的第二电极，所述有机电致发光部件与所述有机电致发光部件引脚电连接；56、通过光罩工艺在所述有机电致发光部件上形成彼此分离的有机发光功能单元，所述有机发光功能单元与步骤S2中限定的所述光耦单元一一对应；57、在所述有机发光功能单元上直接形成覆盖所述高隔离柱组的所述有机电致发光部件的第一电极，所述有机电致发光部件的第一电极与所述有机电致发光部件的第一电极引脚电连接。
17.根据权利要求15或16所述的多通道集成光耦器件的制备方法，其特征在于，步骤S7之后还包括形成封装层，对所述多通道集成光耦器件进行封装的步骤。
18.根据权利要求17所述的多通道集成光耦器件的制备方法，其特征在于，所述有机光敏部件的第一电极与有机电致发光部件的第二电极均为透明电极。
19.根据权利要求18所述的多通道集成光耦器件的制备方法，其特征在于，所述透明电极为锂、镁、钙、锶、铝、铟、铜、金、银中的一种或多种的合金，或锂、镁、钙、锶、铝、铟、铜、金、银中的一种或多种与其氟化物交替形成的电极层，或氧化铟锡、聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸钠、聚苯胺、碳纳米管、石墨烯中的一种。
20.根据权利要求19所述的多通道集成光耦器件的制备方法，其特征在于，所述隔离柱为氮化硅、碳化硅、氧化硅、聚酰亚胺或者光刻胶中的一种或多种的堆叠结构。
21.根据权利要求20所述的多通道集成光耦器件的制备方法，其特征在于，所述电绝缘隔离部件为氟聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种堆叠形成的透明膜结构。
【文档编号】H01L27/28GK103579282SQ201310456024
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】董桂芳, 段炼, 李 东, 邱勇 申请人:清华大学, 北京维信诺科技有限公司