CN105304656A - 光电传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光电传感器，包括：感光结构，所述感光结构包括衬底和位于所述衬底上的多个像素单元，所述像素单元包括薄膜晶体管和光电二极管；位于所述感光结构上方的光纤导板，所述光纤导板由多个垂直于衬底方向排列的光纤束组成，所述光纤束的孔径小于或等于像素单元的宽度；位于所述感光结构下方的背光源，所述背光源发出的光透过所述感光结构和光纤导板。本发明光电传感器的光纤导板使每个像素单元均能够较独立的探测其上方对应面积上的物体表面的特征，提高了对反射光线的约束性，提高了光电传感器的分辨率，光纤导板由多个垂直排列的光纤束组成，使光电传感器体积更小。

Description

光电传感器

技术领域

本发明涉及传感器领域，具体涉及一种光电传感器。

背景技术

光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号(例如：红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件。指纹识别作为一种生物识别方式最近引起了更广泛的关注，尤其是在移动支付上的应用更为其带来了广阔的前景。将光电传感器应用于指纹识别成为目前的研究热点之一。

现有技术的光学指纹识别传感器中，通常采用CMOS或CCD图像传感器阵列收集光信号，以实现指纹检测。

参考图1，示出了现有技术一种采用CMOS图像传感器阵列的指纹识别传感器。这种指纹识别传感器大致包括CMOS图像传感器阵列01、光纤阵列02、光源03几个部分。光纤阵列02是多条口径非常细的光纤束组成的阵列，光源03在光纤阵列02的一侧。指纹识别时，手指05接触光纤阵列02的顶端，光源03的光线穿过光纤阵列02在手指05底部发生反射，反射回的光线经过光纤阵列02传输到CMOS图像传感器阵列01中，CMOS图像传感器阵列01具有多个像素单元，手指05的指纹中，凸纹与光纤阵列02的顶端紧密接触，因此反射的光线具有较高的光强，凹纹与光纤阵列02的顶端具有一定空隙，反射的光线在空气中会产生一定损耗，具有较弱的光强，从而使得CMOS图像传感器阵列01的多个像素单元接受的光强不同，CMOS图像传感器阵列01能够将光信号转化为电信号，从而反映出指纹表面的信息。

光纤阵列02的作用使光线分区，将手指05底部不同位置的反射光线传输到得CMOS图像传感器阵列中不同的像素单元中，但是由于CMOS图像传感器阵列01的像素单元结构较为复杂，对反射光线的灵敏度不高，为提高凸纹、凹纹的反射光线的对比度，光纤阵列02中的光线束与光纤阵列02的顶端平面成一定角度，以使得大部分凹纹的反射光线不能进入光纤阵列02，所以通常光纤阵列02都制作成如图1所示的弯曲状，而CMOS图像传感器阵列01则为垂直于所述光纤阵列02的顶端平面。因此，可以看出，由于光纤阵列02这种弯曲的形状，使得采用CMOS图像传感器阵列的指纹识别传感器体积较大，无法设置在手机等的便携设备中。另外，光源03位于光纤阵列02的一侧，使得手指05底部不同位置接收到的光线的光强不同，距离光源03较远的位置，接收到的光线的光强较弱，使得CMOS图像传感器阵列01的分辨率较差。

此外，还有其他方式的光电传感器，但是或者很难实现轻薄化，尤其是在高分辨率的要求下，传统设备体积庞大无法便携，因此很难集成到手机这样的设备中；或者虽然解决轻薄的问题，但是无法实现大面积阵列，或无法结合其他功能，而且工艺复杂，成本高。

现有的光电传感器大多只能实现如指纹识别等单一功能，人们应用其他功能时，需要开发新产品，增大了研发成本。

发明内容

本发明解决的问题提供一种光电传感器，在降低生产成本的同时提高分辨率。

为解决上述问题，本发明提供一种光电传感器，包括：

感光结构，所述感光结构包括衬底和位于所述衬底上的多个像素单元，所述像素单元包括薄膜晶体管和光电二极管；

位于所述感光结构上方的光纤导板，所述光纤导板由多个垂直于衬底方向排列的光纤束组成，所述光纤束的孔径小于或等于像素单元的宽度；

位于所述感光结构下方的背光源，所述背光源发出的光透过所述感光结构和光纤导板。

可选的，所述衬底包括第一区域和第二区域，所述薄膜晶体管位于第一区域，所述光电二极管位于第二区域。

可选的，所述薄膜晶体管包括：

位于衬底第一区域上的栅极，

覆盖于栅极上的第一绝缘层，

位于第一绝缘层上的沟道层，

位于沟道层上的第一电极、第二电极，所述第一电极、第二电极中间具有露出沟道层的空隙，

覆盖于第一电极、第二电极以及沟道层上的第二绝缘层。

可选的，所述光电二极管包括：依次位于衬底的第二区域上方的N型掺杂半导体层、本征半导体层、P型掺杂半导体层，其中N型掺杂半导体层作为光电二极管的阴极，本征半导体层作为光电二极管的光吸收层，P型掺杂半导体层作为光电二极管的阳极。

可选的，所述光电二极管包括：位于衬底的第二区域上的N型掺杂半导体层；

位于所述N型掺杂半导体层上与所述N型掺杂半导体层相接触的P型掺杂半导体层。

可选的，所述薄膜晶体管的第一绝缘层、第二电极、第二绝缘层延伸到衬底的第二区域，位于衬底第二区域的所述第二绝缘层具有露出所述第二电极的开口，所述光电二极管的N型掺杂半导体层覆盖于所述开口中的第二电极表面。

可选的，所述延伸到衬底的第二区域的第一绝缘层与衬底之间还设有第一遮光层，用于阻挡衬底背光源发出的光从衬底下方进入光电二极管；

所述第一遮光层位于N型掺杂半导体层下方并且所述第一遮光层的尺寸大于所述N型掺杂半导体层的尺寸；在两个像素单元的第一遮光层之间设有通光孔，用于使背光源发出的光能从所述通光孔进入感光结构并射入光纤导板。

可选的，所述光电二极管的P型掺杂半导体层上方还设置有接触电极，所述接触电极的材料为透光导电材料。

可选的，所述第一遮光层的材料为金属，所述第一遮光层与光电二极管的N型掺杂半导体层、接触电极形成存储电容。

可选的，所述薄膜晶体管的第二绝缘层上方还设有第三绝缘层，所述第三绝缘层用于包覆光电二极管且露出所述接触电极的表面。

可选的，所述衬底、第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层的材料为透光材料。

可选的，所述第三绝缘层上覆盖有第二遮光层，所述第二遮光层露出所述接触电极表面，所述第二遮光层还露出所述通光孔，以使得背光源发出的光从通光孔进入感光结构并射入光纤导板。

可选的，所述接触电极表面设有连接电极，用于将每个像素单元的接触电极电连接，所述连接电极的材料为透光导电材料，用于使从光纤导板入射的光能够进入光电二极管。

可选的，所述多个像素单元呈阵列排布，所述光电传感器还包括：

驱动芯片，所述驱动芯片位于感光结构上且与外接电源相连；

读出芯片，所述读出芯片位于感光结构上且与外接电源相连；

多条栅极引线，每条所述栅极引线的一端与一行所述薄膜晶体管栅极相连，另一端与驱动芯片相连，为薄膜晶体管栅极提供扫描电压所述扫描电压用于开启或关闭薄膜晶体管；

多条第一引线，每条所述第一引线的一端与一列所述第一电极相连，另一端与读出芯片相连，为所述第一电极提供基础电压；

多条第二引线，每条所述第二引线的一端与一列所述接触电极相连，另一端与外接电源相连，为所述接触电极提供信号电压，所述信号电压和基础电压用于在光电二极管中形成负向偏压；

多条第三引线，每条所述第三引线的一端与一行所述第一遮光层相连，另一端与第二引线相连，为第一遮光层提供外接电压用于使第一遮光层和光电二极管的N型掺杂半导体层、接触电极形成存储电容。

可选的，所述多个像素单元呈阵列排布，所述光电传感器还包括：

非晶硅栅驱动器，位于感光结构中且与外接电源相连；

读出芯片，位于感光结构上且与外接电源相连；

多条栅极引线，每条所述栅极引线的一端与一行所述薄膜晶体管栅极相连，另一端与非晶硅栅驱动器相连，为薄膜晶体管栅极提供扫描电压所述扫描电压用于开启或关闭薄膜晶体管；

多条第一引线，每条所述第一引线的一端与一列所述第一电极相连，另一端与读出芯片相连，为所述第一电极提供基础电压；

多条第二引线，每条所述第二引线的一端与一列所述接触电极相连，另一端与外接电源相连，为所述接触电极提供信号电压所述信号电压和基础电压用于在光电二极管中形成负向偏压；

多条第三引线，每条所述第三引线的一端与一行所述第一遮光层相连，另一端与第二引线相连，为第一遮光层提供外接电压用于使第一遮光层和光电二极管的N型掺杂半导体层、接触电极形成存储电容。

可选的，所述扫描电压在-10到15伏特的范围内，所述基础电压在0到3伏特的范围内，所述信号电压在0到-10伏特的范围内，所述外接电压在0到-10伏特的范围内。

可选的，所述光纤导板的厚度在0.2毫米到10毫米的范围内。

可选的，所述背光源为平板结构，所述背光源的厚度在0.2毫米到10毫米的范围内。

可选的，所述背光源包括导光板以及位于导光板一侧的LED灯芯，所述导光板将LED灯芯从导光板侧向发出的光转化为朝向感光结构传播的光。

可选的，所述背光源包括多个LED灯芯，所述LED灯芯包括红光LED灯芯、蓝光LED灯芯、绿光LED灯芯、白光LED灯芯、红外LED灯芯、紫外LED灯芯。

可选的，多条栅极引线为栅极提供扫描电压；所述LED灯芯以脉冲方式发出光，所述脉冲的频率与扫描电压的帧频同步。

可选的，所述LED灯芯以连续方式发出光线。

可选的，所述感光结构与光纤导板通过胶粘合或机械压合的方式贴合。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明光电传感器中，穿过光纤导板的光在与光纤导板相接处的物体表面(如指纹)发生反射，反射回的光进入光电二极管中，通过光电二极管将光信号转化为电信号，并通过薄膜晶体管输出，从而能够反映物体表面的信息。由于光纤导板由多个垂直于衬底方向排列的光纤束组成，所述光纤束的口径小于像素单元的宽度，本像素单元上方反射回的光被光纤导板约束在本像素单元的范围内，不容易进入相邻像素单元的区域，所以每个像素单元基本上只将像素单元上方的、与像素单元面积相当的物体表面的光信号转化为电信号，减小了相邻像素单元之间的干扰，有效提高了光电传感器的分辨率。采用光电二极管与薄膜晶体管的组合像素单元结构较为简单，光电二极管较CMOS图像传感器阵列相比灵敏度更高，无需采用弯曲的光纤阵列，本发明中的光纤导板由多个垂直于衬底方向排列的光纤束组成，与现有技术中弯曲的光纤阵列相比，生产成本低、制作简单且更加轻薄、体积较小。此外，采用衬底下方的背光源发出入射光穿过感光结构并在物体表面发生发射的方式，使得感光结构中每个像素单元收到的反射光较为均匀，进一步提高了光电传感器的分辨率。

进一步，所述光电二极管包括：自下而上的N型掺杂半导体层、本征半导体层、P型掺杂半导体层，其中N型掺杂半导体层作为光电二极管的阴极，本征半导体层作为光电二极管的光吸收层，P型掺杂半导体层作为光电二极管的阳极。所述延伸到衬底的第二区域的第一绝缘层与衬底之间还设有第一遮光层，所述第一遮光层与光电二极管的N型掺杂半导体层、接触电极形成存储电容，使得光电二极管的N型掺杂半导体层存储电荷的能力增强，即N型掺杂半导体层存储的电荷量更大，存储时间更长，进一步提高了光电传感器的分辨率。

附图说明

图1是现有技术一种光电传感器的剖视示意图；

图2是本发明光电传感器一实施例的剖面示意图；

图3是本发明光电传感器一实施例的工作原理示意图；

图4是本发明光电传感器一另实施例的工作原理示意图；

图5是图2所示光电传感器中一像素单元的剖视图。

具体实施方式

现有的光电传感器普遍生产成本高，体积较大，分辨率较低，很难应用于便携式设备中。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种生产成本更低、体积较小且分辨率更高的光电传感器，从而能够更好地应用于便携式设备中。

下面结合附图对本发明光电传感器的技术方案做详细说明。

参考图2，示出了本发明光电传感器的剖面示意图。本发明光电传感器包括：

感光结构002，所述感光结构002包括衬底100和位于所述衬底100上的多个像素单元005，所述像素单元005包括薄膜晶体管和光电二极管。需要说明的是，为了图示简洁，在图2中没有将像素单元005的具体结构示出。

位于所述感光结构002上方的光纤导板003，所述光纤导板003由多个垂直于衬底方向排列的光纤束006组成，所述光纤束006的孔径小于或等于像素单元005的宽度。

位于所述感光结构002下方的背光源001，所述背光源001发出的光透过所述感光结构002和光纤导板003。

本发明光电传感器中，穿过光纤导板的光在与光纤导板相接处的物体表面(如指纹)发生反射，反射回的光线进入光电二极管中，通过光电二极管将光信号转化为电信号，并通过薄膜晶体管输出，从而能够反映物体表面的信息。由于光纤导板由多个垂直于衬底方向排列的光纤束组成，所述光纤束的口径小于像素单元的宽度，本像素单元上方反射回的光被光纤导板约束在本像素单元的范围内，不容易进入相邻像素单元的区域，所以每个像素单元基本上只将像素单元上方的、与像素单元面积相当的物体表面的光信号转化为电信号，减小了相邻像素单元之间的干扰，有效提高了光电传感器的分辨率。采用光电二极管与薄膜晶体管的组合像素单元结构较为简单，光电二极管较CMOS图像传感器阵列相比灵敏度更高，无需采用弯曲的光纤阵列，本发明中的光纤导板由多个垂直于衬底方向排列的光纤束组成，与现有技术中弯曲的光纤阵列相比，生产成本低、制作简单且更加轻薄。此外，采用衬底下方的背光源发出入射光穿过感光结构并在物体表面发生发射的方式，使得感光结构中每个像素单元收到的反射光较为均匀，进一步提高了光电传感器的分辨率。具体地，如图2所示，在本实施例中，所述背光源001为侧光式背光源，所述背光源001包括导光板008以及位于导光板008一侧的多个LED灯芯010，所述导光板008将LED灯芯010从侧向发出的光转化为均匀的向上的光即朝向所述感光结构的光(如虚线箭头所示)。部分所述均匀的向上的光可以穿过光纤导板003并在光电传感器上方的物体表面007发生反射，反射光线的强弱与物体表面007的性质有关(具体地，例如，物体表面的凹陷处反射光的光强较弱，物体表面的凸起会平坦处反射光的光强较强)，反射光通过光纤导板003进入感光结构002中，反射光为具有携带物体表面007信息的光信号，像素单元005的光电二极管能够将所述光信号转化为电信号，并通过薄膜晶体管输出。

在本实施例中，所述LED灯芯010红光LED灯芯、蓝光LED灯芯、绿光LED灯芯、红外LED灯芯、紫外LED灯芯、白光LED灯芯，但是本发明对LED灯芯010具体包括的LED灯芯种类不做限制，可以根据具体应用场合搭配不同种类的LED灯芯。

需要说明的是，所述背光源001还包括背板009，所述背板009用于固定所述导光板008与多个LED灯芯010，即所述导光板008与多个LED灯芯010位于所述背板009上。但是本发明对是否设置所述背板009不做限制，在其他实施例中，还可以不设置所述背板009，而是直接将多个LED灯芯010设置于导光板008的一侧。

参考图3，示出了本发明光电传感器中像素单元的剖视图。需要说明的是，为将光电传感器的特性示意清楚，图3还示出了与单个像素单元相匹配的部分背光源001和部分光纤导板003。下面参考图3，以光电传感器的中的一个像素单元为例，对本发明光电传感器的特点以及优势进行说明。

结合参考图5，示意出了图3所示光电传感器中一像素单元的示意图。所述像素单元包括：薄膜晶体管001和光电二极管002。

本发明光电传感器的入射光从衬底100下方的背光源射入并从光电传感器上方射出，在光电传感器上方的物体表面007发生反射并反射回光电传感器中，所以衬底100需要采用透光材料制成以保证光能够通过。在本实施例中，所述衬底100的材料为透光材料，可选的，所述衬底100为玻璃衬底。但是本发明对此不做限制，在其他实施例中，所述衬底100还可以为透光塑料等其透光材料制成。

所述衬底100包括第一区域和第二区域，所述薄膜晶体管001位于第一区域，所述光电二极管002位于第二区域。

所述薄膜晶体管001包括：

位于衬底100第一区域上的栅极101；

覆盖于栅极101上的第一绝缘层103；

位于第一绝缘层103上的沟道层104；

位于沟道层104上的第一电极105、第二电极106，所述第一电极105、第二电极106中间具有露出沟道层104的空隙；

覆盖于第一电极105、第二电极106以及沟道层104上的第二绝缘层107。

所述薄膜晶体管的结构与工作原理与现有技术中常见的底栅极薄膜晶体管相似，因此所述薄膜晶体管的工作原理在此不再赘述。需要说明的是，在本实施例中，第一绝缘层103、第二绝缘层107的材料为氮化硅，因此第一绝缘层103能够透光，但本发明对第一绝缘层103、第二绝缘层107的材料不做限制，在其他实施例中，所述第一绝缘层103、第二绝缘层107的材料还可以为氧化硅或旋涂材料。

本发明光电传感器像素单元中的薄膜晶体管与现有技术中常见的底栅极薄膜晶体管的结构的不同之处在于：

所述薄膜晶体管的第一绝缘层103、第二电极106、第二绝缘层107还延伸到衬底100的第二区域，位于衬底100第二区域的所述第二绝缘层107具有露出所述第二电极106的开口。

所述光电二极管包括：

依次位于所述开口露出的第二电极106上的N型掺杂半导体层108、本征半导体层109、P型掺杂半导体层110。所述N型掺杂半导体层108覆盖于所述第二电极106表面。其中N型掺杂半导体层108作为光电二极管的阴极，本征半导体层109作为光电二极管的光吸收层，P型掺杂半导体层110作为光电二极管的阳极。

需要说明的是，本发明对光电二极管的具体结构不做限制，在其他实施例中，所述光电二极管还可以不包括本征半导体层，即光电二极管的主要结构仅包括：位于衬底100的第二区域上的N型掺杂半导体层；位于所述N型掺杂半导体层上与所述N型掺杂半导体层相接触的P型掺杂半导体层。

需要说明的是，所述延伸到衬底100的第二区域的第一绝缘层103与衬底100之间还设有第一遮光层102，所述第一遮光层102位于N型掺杂半导体层108下方并且所述第一遮光层102的尺寸大于所述N型掺杂半导体层108的尺寸，第一遮光层102用于阻挡衬底100下方的背光源001发出的光线从衬底100下方进入光电二极管，进而可以减少所述光线对光电二极管造成的干扰。

在本实施例中，所述第一遮光层102与栅极101为同步形成，所述第一遮光层102与栅极101为同一种材料形成。具体地，所述第一遮光层102与栅极101的材料均为金属，如钼、铝或者钼铝合金等，但是本发明对第一遮光层102的具体材料不做限制，对第一遮光层102与栅极101为是否为同步形成也不做限制。

需要说明的是，在相邻的两个像素单元的第一遮光层102之间设有通光孔201，即感光结构002中的多个像素单元的第一遮光层102围成多个通光孔201，以使得背光源001发出的光线从通光孔201进入感光结构002并射入光纤导板003。在本实施例中，所述多个像素单元呈阵列排布，因此，在像素单元阵列的第一遮光层102之间的多个通光孔排布均匀，将背光源001发出的光线约束成为点阵状的光源，保证每个像素单元下方的入射光的光通量基本相等，并且将每个像素单元下方的入射光基本约束在每个像素单元附近，减小了对其他像素单元的干扰。

在所述光电二极管的P型掺杂半导体层110上方还设置有接触电极111，以使得P型掺杂半导体层110与外接电源或芯片电连接。所述接触电极111的材料为氧化铟锡或氧化锌，所述氧化铟锡与氧化锌均为透明导电材料，以保证从光纤导板003射入的光线能够进入光电二极管。

如图5所示，在所述薄膜晶体管的第二绝缘层107上方还设有第三绝缘层112，所述第三绝缘层112用于包覆光电二极管，且露出所述接触电极111表面。在本实施例中，所述第三绝缘层112的材料为氮化硅，但是本发明对第三绝缘层112的材料不做限制，为使本像素单元受其他像素单元上方射入的光线干扰较小，所述第三绝缘层112还可以采用透光率较小的其他绝缘材料，如氧化硅或旋涂材料。

所述第三绝缘层112上覆盖有第二遮光层113，第二遮光层113的作用是防止从侧向射入光纤导板003的入射角度较大的光进入光电二极管。所述第二遮光层113露出所述接触电极111表面。所述第二遮光层113还露出所述通光孔201，以使得背光源001发出的光从通光孔201进入感光结构002并射入光纤导板003。

在其他实施例中，所述接触电极111表面还可以设有连接电极114，用于将每个像素单元的接触电极111电连接，所述连接电极111的材料为氧化铟锡或氧化锌等透光材料，以使从物体表面007进入光纤导板003的反射光能够进入光电二极管。

本发明光电传感器像素单元的工作原理如下：背光源001发出的光从通光孔穿过像素单元并进入光纤导板003，通过光纤导板003入射到物体表面007并反射回光纤导板003，部分反射光能够穿过光纤导板003进入本像素单元的接触电极111，进而进入光电二极管。

光电二极管的P型掺杂半导体层110(光电二极管的阳极)通过接触电极111接入固定的负电压，薄膜晶体管的第一电极105(薄膜晶体管的源极)接入正电压或零电压。当栅极101接入大于阈值电压的扫描电压时，薄膜晶体管打开，薄膜晶体管的第二电极106(薄膜晶体管的漏极)与第一电极105同电位，由于光电二极管的N型掺杂半导体层110(光电二极管的阴极)与第二电极106相连，即光电二极管的N型掺杂半导体层110接入了正电压或零电压，这样在光电二极管上加载了负向偏压，负电荷不断在N型掺杂半导体层110中累积，空穴不断在所述P型掺杂半导体层110中累积，在N型掺杂半导体层110中积累的负电荷的数量与光电二极管的本征半导体层109接收的光强正相关。由于每个像素单元上方的物体表面与光纤导板003的距离、物体表面反射光的能力等特征不同，因此每个像素单元N型掺杂半导体层110中积累的负电荷的数量不同。当栅极101再次接入大于阈值电压的扫描电压时，薄膜晶体管打开，每个像素单元N型掺杂半导体层110存储的电荷通过第二电极106、沟道层104进入第一电极105，并通过第一电极105输出到信号处理芯片，这样完成了光信号向电信号的转化。

需要说明的是，在本实施例中，在所述第二遮光层113上方还覆盖有透光的钝化层115，以保护所述第二遮光层113，防止第二遮光层113受到腐蚀等损伤，但是本发明对是否在第二遮光层113上方覆盖钝化层115不做限制，在其他实施例中，还可以不设置所述钝化层115。

参考图3，需要说明的是，在本实施例中，所述多个像素单元呈阵列排布，示出了本发明光电传感器一实施例中的工作原理示意图，在本实施例中，本发明光电传感器还包括：

驱动芯片400，作为电信号的输出端，在本实施例中，所述驱动芯片400压接于感光结构002的衬底100上，并且位于衬底100的边缘处沿像素单元阵列的列方向延伸，但是本发明对驱动芯片的位置和与感光结构002的连接方式不做限制。所述驱动芯片400与外部电源相连，为光电传感器提供扫描电压。

读出芯片410，作为电信号的输出端以及接收端，在本实施例中，所述读出芯片410压接于感光结构002的衬底100上，并且位于衬底100的边缘处沿像素单元阵列的行方向延伸，但是本发明对驱动芯片的位置和与感光结构002的连接方式不做限制。所述驱动芯片400与外部电源相连，为光电传感器提供固定电压。

多条栅极引线401，每条所述栅极引线401一端与一行所述像素单元的薄膜晶体管栅极101相连，另一端与驱动芯片400相连，为栅极101提供扫描电压，所述扫描电压用于开启或关闭薄膜晶体管。可选的，所述扫描电压在-10到15伏特的范围内。所述扫描电压为脉冲式，即分为扫描时间和关闭时间。需要说明的是，多条栅极引线提供的扫描电压为逐行扫描方式，即从第一行开始，每行像素单元的栅极依次进入扫描时间。为了保证每个像素单元的积累的电荷量只受光强的影响，每行像素单元的扫描电压和扫描时间都相同。

多条第一引线402，每条所述第一引线一端与一列所述像素单元的第一电极105相连，另一端与读出芯片410相连，为所述第一电极105提供基础电压。可选的，所述基础电压在0到3伏特的范围内。需要说明的是，所述基础电压为固定值，第一电极105与读出芯片410相连，持续加载基础电压，当一个像素单元的栅极101第一次进入扫描时间之后，薄膜晶体管打开，在N型掺杂半导体层110中的储存的电荷被读出芯片410读出并清零，并使基础电压加载到第二电极106上，这样光电二极管的阳极和阴极之间加载负向偏压，在N型掺杂半导体层110中不断积累负电荷，当栅极101再次进入扫描时间之后，N型掺杂半导体层110中积累的负电荷通过第二电极106、沟道层104、第一电极105、第一引线402输出到驱动芯片400中。当栅极101的扫描时间结束，N型掺杂半导体层110中积累的负电荷清零并重新开始积累。需要说明的是，驱动芯片400为第一电极105提供的基础电压为固定值，基本不因N型掺杂半导体层110中积累负电荷而产生变化。需要说明的是，由于所有像素单元的基础电压均在0到3伏特的范围内且信号电压的值固定不变，所以可以将各列的第一引线402在像素单元阵列外侧汇集成一条引线并与读出芯片410相连。

多条第二引线403，每条所述第二引线403一端与一列所述像素单元的接触电极111相连，另一端与外接电源相连，为所述接触电极111提供信号电压，所述信号电压和基础电压用于在光电二极管中形成负向偏压。

可选的，所述信号电压在0到-10伏特的范围内。需要说明的是，所述信号电压即在接触电极111上加载的固定负电压，目的是在光电二极管中产生反向偏置电压，由于所有像素单元的信号电压均在0到-10伏特的范围内且信号电压的值固定不变，所以可以将各列的第二引线403在像素单元阵列外侧汇集成一条引线并与外接电源相连。

需要说明的是，在本实施例中，所述第二引线403仅为接触电极111提供信号电压，并无读出电荷的作用，因此第二引线403直接与外接电源相连。具体地，可以将第二引线403引到像素单元阵列外侧，在像素单元阵列外侧的衬底上通过设置过孔、导线的方式与外接电源相连接。

需要说明的是，在其他实施例中，所述接触电极111表面还设有连接电极114，用于将每个像素单元的接触电极111相连接。这样可以只设置一条第二引线403，将所示一条第二引线403与任一连接电极114电连接即可。

需要说明的是，在本实施例中，采用读出芯片410作为光电传感器的电信号的输出端以及接收端，读出芯片410体积较小，可以直接压接在感光结构002上，使得光电传感器较为轻薄，体积较小，在其他实施例中，第一引线402也可以不用读出芯片410作为为电信号的输出端以及接收端，可以将第一引线402引到像素单元阵列外侧，在像素单元阵列外侧的衬底上通过过孔与外部导线或柔性电路板(FlexiblePrintedCircuitboard，FPC)相连接，通过导线或柔性电路板与驱动电路板相连，以驱动电路板作为电信号的输出端以及接收端。

在本实施例中，通过驱动芯片400、多条第一引线402、多条第二引线403、多条栅极引线401与本发明的多个像素单元配合使用，即可完成对光电传感器提供电信号以及将光信号转化为电信号并输出的功能。但是本发明的光电传感器的像素单元并不限于以上述方式输入、输出电信号，在其他实施例中，本发明的光电传感器的像素单元还可以采用其他方式输出输入、输出电信号，如改变栅极101的扫描时间与第一电极105的加载时间的相对关系，将栅极101的扫描方式为改为隔行扫描等，这些对像素单元的电信号输入与输出方式的改变均不应限制本发明。

参考图4，示出了本发明光电传感器另一实施例中的工作原理示意图，在另一实施例中，本发明光电传感器还包括：

非晶硅栅驱动器(AmorphousSiliconGate，ASG)405，位于衬底100上且与外接电源相连，用于为栅极101提供扫描电压。与驱动芯片400不同的是，所述非晶硅栅驱动器405是由在衬底100上与薄膜晶体管、光电二极管同步形成，即非晶硅栅驱动器405为直接形成于衬底100上的集成电路，所述非晶硅栅驱动器405位于衬底100的边缘处且沿像素单元阵列的列方向延伸，并且与在列方向的长度与像素单元阵列的在列方向的长度基本相同。与驱动芯片400相比，在采用非晶硅栅驱动器405的光电传感器能够更加轻薄且能够有效节省成本，通过图4与图3对比可以看出，多条栅极引线401可以直接与非晶硅栅驱动器405连接，无需在感光结构的边框处形成折回的多条引线，使得本发明光电传感器可以具有更窄的边框。

读出芯片410，作为电信号的输出端以及接收端。在本实施例中，所述读出芯片410压接于感光结构002的衬底100上，并且位于衬底100的边缘处沿像素单元阵列的行方向延伸，但是本发明对驱动芯片的位置和与感光结构002的连接方式不做限制。所述读出芯片410与外接电源相连，为光电传感器提供固定的电压。

多条栅极引线401，每条所述栅极引线一端与一行所述像素单元的薄膜晶体管栅极101相连，另一端与非晶硅栅驱动器405相连，为栅极101提供扫描电压，所述扫描电压用于开启或关闭薄膜晶体管。可选的，所述扫描电压在-10到15伏特的范围内。所述扫描电压为脉冲式，即分为扫描时间和关闭时间。需要说明的是，多条栅极引线提供的扫描电压为逐行扫描方式，即从第一行开始，每行像素单元的栅极依次进入扫描时间。为了保证每个像素单元的积累的电荷量只受光强的影响，每行像素单元的扫描电压和扫描时间都相同。

多条第一引线402，每条所述第一引线402的一端与一列所述像素单元的第一电极105相连，另一端与外接电源相连，为所述第一电极105提供基础电压，可选的，所述基础电压在0到3伏特的范围内。需要说明的是，所述基础电压为固定值，第一电极105与读出芯片410相连，持续加载基础电压，当一个像素单元的栅极101第一次进入扫描时间之后，薄膜晶体管打开，在N型掺杂半导体层110中储存的电荷清零，并使基础电压加载到第二电极106上，这样光电二极管的阳极和阴极之间加载负向偏压，在N型掺杂半导体层110中不断积累负电荷。当一个像素单元的栅极101进入扫描时间之后，薄膜晶体管打开，第一电极105进入加载时间，并使基础电压同时加载到第二电极106上，光电二极管加载负向偏压，在N型掺杂半导体层110中不断积累负电荷，当栅极101再次进入扫描时间之后，N型掺杂半导体层110中积累的负电荷通过第二电极106、沟道层104、第一电极105、第一引线402输出到外接电源。当栅极101的扫描时间结束，N型掺杂半导体层110中积累的负电荷清零并重新开始积累。

需要说明的是，外接电源为第一电极105提供的基础电压为固定值，基本不因N型掺杂半导体层110中积累负电荷而产生变化。需要说明的是，由于所有像素单元的基础电压均在0到3伏特的范围内且信号电压的值固定不变，所以可以将各列的第二引线402在像素单元阵列外侧汇集成一条引线并与读出芯片410相连。

多条第二引线403，每条所述第二引线403一端与一列所述像素单元的接触电极111相连，另一端与外接电源相连，为所述接触电极111提供信号电压，所述信号电压和基础电压用于在光电二极管中形成负向偏压。

可选的，所述信号电压在0到-10伏特的范围内。需要说明的是，所述信号电压即在接触电极111上加载的固定负电压，目的是在光电二极管中产生反向偏置电压，由于所有像素单元的信号电压均在0到-10伏特的范围内且信号电压的值固定不变，所以可以将各列的第二引线403在像素单元阵列外侧汇集成一条引线并与外接电源相连。

需要说明的是，在其他实施例中，所述接触电极111表面还设有连接电极114，用于将每个像素单元的接触电极111相连接。这样可以只设置一条第二引线403，将所示一条第二引线403与任一连接电极114电连接即可。

本发明光电传感器采用光纤导板提高分辨率，继续参考图5，以一个像素单元及其对应的部分光纤导板003和背光源001为例，介绍本发明光电传感器采用光纤导板003提高分辨率的原理。

光纤导板003由多个垂直于衬底100方向排列的光纤束006组成，所述光纤束006的孔径小于或等于像素单元的宽度。光在光纤束006中的传播利用了光的全反射原理，光纤束006分为内芯和包层两层结构，其中内芯的折射率大于包层的折射率，光从空气或物体表面进入光纤束006的一端后，当光与垂直于光纤束006侧壁的法线之间的夹角大于光纤束006的临界角时，光在光纤束006内全反射，即在光纤束006的侧壁的内芯与包层的界面上发生多次反射直到从光纤束006的另一端射出。

图5示出了背光源001发出的两类光线：A光线、B光线和C光线。其中，A光线与B光线的传播方向均垂直于衬底100平面向上，A光线由薄膜晶体管以及光电二极管下方的部分背光源001发出，被栅极101、第一遮光层102、第二电极106所遮挡，不能透过薄膜晶体管或光电二极管进入光纤导板003中。

B光线由相邻像素单元的第一遮光层102之间的通光孔201下方的背光源001发出，穿过透光的第一绝缘层103、第二绝缘层107、第三绝缘层112、钝化层115进入光纤导板003中，B光线的入射方向与光纤束006的轴心方向同向，因此可以直接从光纤束006上端射出，在物体表面007的A点发生反射，反射回的光线B进入本像素单元上方的另一光纤束006中，并与光纤束006侧壁的法线之间的夹角的角度为θ2，由于θ2大于光线束006的临界角，因此光线B能够在光纤束006内芯与包层的界面上发生多次反射直到从光纤束006的另一端射出，并通过透光的钝化层115以及连接电极114、接触电极111进入光电二极管。

C光线由相邻像素单元的第一遮光层102之间的通光孔201下方的背光源001发出，穿过透光的第一绝缘层103、第二绝缘层107、第三绝缘层112、钝化层115进入光纤导板003中，C光线的入射方向与光纤束006的轴心方向同向，因此可以直接从光纤束006上端射出，在物体表面007发生反射，反射回的C光线与光纤导板003的角度较大，反射回的C光线与光纤束006侧壁的法线之间的夹角的角度为θ1，θ1大于光线束006的临界角，因此C光线能够在光纤束006内芯与包层的界面上发生多次反射直到从光纤束006的另一端射出，并通过透光的钝化层115以及连接电极114、接触电极111进入光电二极管。

通过B光线与C光线，可以看出：由于本像素单元上方物体表面007反射回的光的反射点与本像素单元上方光纤束006的水平距离较近，因此反射光与本像素单元上方光纤束006侧壁的法线之间的夹角角度较大，当角度大于临界角时，能够从光纤束006另一端射出；如果不设置光纤导板003，则为了保护感光结构002，还需要在感光结构002上方设置透明盖板，由于透明盖板具有一定的厚度，而反射回的C光线与衬底100的角度较大，在透明盖板中行进的光程较长，很容易在通过透明盖板以后射入与本像素单元相邻的像素单元中，造成对比度下降。本发明光电传感器中，通过设置光纤导板003，使得反射回的C光线在光线束006的侧壁全反射，能够将反射回的C光线这类与衬底100的角度较大的反射光线约束在本像素单元中，从而不容易对相邻的像素单元产生干扰。同理，从本像素单元下方的背光源001射入光纤导板003的光也不容易通过光纤导板003进入其他像素单元上方的物体表面007，使得每个像素单元均能够较独立的探测其上方对应面积上的物体表面007的特征，受到其他像素单元上方的物体表面007反射回的光的干扰较小，有效提高了对反射光的约束性，有效提高了光电传感器的分辨率。

需要说明的是，光纤束006的孔径需要与像素单元的尺寸相匹配，孔径的具体尺寸可以通过实验得出，可选的，在本实施例中，光纤束006的孔径小于像素单元的宽度的一半。

需要说明的是，本实施例中，由于像素单元与光纤导板003之间不设置透镜，所以像素单元基本上只将像素单元上方的同样面积的物体表面007的光信号转化为电信号，即像素单元的面积与其探测的物体表面007的面积约为1:1，使得反射光从光纤束006下端射出以后基本不改变方向，不容易对其他像素单元造成干扰。

还需要说明的是，在本实施例中，为防止不满足全反射条件的反射光透过光纤束006的侧壁进入光电二极管，可选的，光纤束006的包层选用具有吸光性的材料，使得不满足全反射条件的反射光被光纤束006的侧壁吸收，从而减小不满足全反射条件的反射光对像素单元的干扰。

此外，本发明采用光电二极管与薄膜晶体管的组合设计使得像素单元结构较为简单，无需采用弯曲的光纤阵列，本发明中的光纤导板由多个垂直于衬底100方向排列的光纤束006组成，与现有技术中弯曲的光纤阵列相比，生产成本更低、制作简单且更加轻薄，体积更小。

需要说明的是，在本实施例中，本发明光电传感器还包括多条第三引线，每条所述第三引线一端与一行所述像素单元的第一遮光层102相连，另一端与第二引线相连，为第一遮光层102提供外接电压，用于使第一遮光层和光电二极管的N型掺杂半导体层、接触电极形成存储电容。可选的，所述外接电压在0到-10伏特的范围内。

由于像素单元的N型掺杂半导体层110中存储负电荷，所述接触电极111与N型掺杂半导体层110相接触，所述N型掺杂半导体层110、所述接触电极111与第一遮光层102构成存储电容，所述N型掺杂半导体层110、所述接触电极111构成存储电容的第一电极板，所述第一遮光层102构成存储电容的第二电极板，由于所述第一遮光层102的尺寸大于所述N型掺杂半导体层108的尺寸，因此，存储电容的面积约等于N型掺杂半导体层110的面积。

通过存储电容，能够有效的增大N型掺杂半导体层110中存储的电荷量，即提高了光信号转化成的电信号量。因为量子噪音的信噪比正比于信号量的平方根，因此提高信号量能够提高量子噪音的信噪比，进而提高光电传感器的信噪比，从而提高了光电传感器的分辨率。

由于所述外接电压为固定值，因此，在其他实施例中，所述第三引线还可以通过像素单元阵列外侧的过孔与外接电源直接相连。

继续参考图2，本发明光电传感器的所述感光结构002与光纤导板003的贴合方式较为简单，可选的，可以采用胶粘合或机械压合的方式将所述感光结构002与光纤导板003的贴合。

将光纤导板003贴合在感光结构002上方，防止物体对感光结构002表面划伤，防止感光结构002表面沾水、脏污或者防止静电击伤感光结构002中的像素单元。

本实施例中，所述光纤导板003的厚度在0.2毫米到10毫米的范围内，所述背光源001的厚度在0.2毫米到10毫米的范围内，所述感光结构的厚度主要为衬底100所采用的玻璃基板的厚度，在0.2毫米到1毫米的范围。

可选的，所述光纤导板003的厚度在1毫米以内，所述背光源001为平板结构，与现有LCD的背光源原理相似，所以背光源001的厚度也在1毫米以内，因此，本发明的光电传感器的总厚度在3毫米以内，具有较好的轻薄性，容易集成于手机等便携设备中。

本发明提供的光电传感器能够应用于伪钞识别、指纹识别、静脉成像、文件扫描等多个领域。

在本实施例中，所述背光源001的LED灯芯010包括红光LED灯芯、蓝光LED灯芯、绿光LED灯芯、红外LED灯芯、紫外LED灯芯以及白光LED灯芯。

继续参考图2，当本发明光电传感器应用于彩色文件扫描时，所述背光源001的红光LED灯芯、蓝光LED灯芯、绿光LED灯芯开启。在光纤导板003上方放入彩色文件，将像素单元阵列的每行像素单元的栅极依次接入扫描电压定义为一帧，在第一帧的时间内，仅开启红光LED灯芯，在第二帧的时间内，仅开启蓝光LED灯芯，在第三帧的时间内，仅开启绿光LED灯芯，然后以三帧为一周期重复以上步骤，在第一帧的时间内，仅开启红光LED灯芯，光电二极管接收的光信号为红光，在第二帧的时间内，仅开启蓝光LED灯芯，光电二极管接收的光信号为蓝光，在第三帧的时间内，仅开启绿光LED灯芯，光电二极管接收的光信号为绿光。通过驱动芯片将像素单元阵列的多个光电二极管分别接收的红光、蓝光、绿光信号转化成的电信号进行处理，能够得到彩色文件的彩色发光信息，这样无需彩色滤色膜即可实现彩色成像，节省了成本，同时使光电传感器更加轻薄。需要说明的是，在背光源001中还可以仅开启白光LED灯芯，以用于黑白文件的扫描。

当本发明光电传感器应用于指纹识别时，由于指纹携带的信息可以由其反射光的光强来反映，所以所述背光源001可以只开启白光(波长380纳米-650纳米)LED灯芯。通过像素单元阵列的每行像素单元的栅极依次接入扫描电压，放置在光纤导板003上的指纹所反射的光信号被指纹下方的多个像素单元转化为电信号，凸纹的反射光强较强，凹纹的反射光强较弱，所以每个像素单元输出的电信号强度不同，从而实现指纹识别。本发明光电传感器应用于指纹识别时，所述背光源001还可以只开启红光LED灯芯、蓝光LED灯芯、绿光LED灯芯、红外LED灯芯、紫外LED灯芯中的一种，本发明对此不作限制，采用何种颜色的LED灯芯对指纹识别功能基本没有影响。

当本发明光电传感器应用于静脉成像时，所述背光源001的红外(波长在700纳米-1000纳米)LED灯芯开启，红外LED灯芯发出红外光(波长在700纳米-1000纳米)，将静脉所在的人体部位放置在光纤导板003上方，红外光可以穿透表皮并在血管上发生反射。由于血液中的蛋白质对红外光有吸收作用，而静脉中的血液浓度随着脉搏而变化，因此通过检测到血液浓度的变化可以检测到脉搏，即检测到血液浓度的变化频率与人体的脉搏频率相同。需要说明的是，人体的脉搏是变化的信息，光电传感器通过血液浓度的变化对脉搏进行探测。静脉中血液浓度呈现与脉搏的周期相对应的变化，为探测血液浓度的变化周期，需要保证光电传感器至少采集到血液浓度变化中一个周期内的2个血液浓度值，此时要求光电传感器的工作频率在脉搏频率的2倍以上，需要说明的是，光电传感器的工作频率即光电传感器完成扫描一帧的时间的倒数。对于一般情况，需要光电传感器工作频率在7赫兹以上。

当本发明光电传感器应用于伪钞识别时，所述背光源001仅开启紫外(波长在250纳米-380纳米)LED灯芯，紫外LED灯芯发出紫外光。在现代的印钞中由于采用了特殊的油墨，在紫外光的照射下会产生其它波长的光线，譬如纸币可以发出红光，将纸币放置于本发明光电传感器的光纤导板003上，本发明光电传感器的背光源001发出紫外光，在采用这种油墨印制的图形上发生反射，反射回的红光带有这种油墨印制的图形的信息，本发明光电传感器通过对反射回红光的识别可以对纸币的真伪性进行判别，因此本发明光电传感器还可以用来制作带有伪钞识别的点钞设备。

需要说明的是，本实施例中，光源001中的各个LED灯芯010通过不同的开关分别控制，各个LED灯芯010发出的光强可以由加载在LED灯芯010上的电流大小分别调节，以适应不同环境的需求。

这样通过开启背光源001中的不同LED灯芯010，并配合驱动芯片的不同控制程序，本发明提供的光电传感器能够应用于伪钞识别、指纹识别、静脉成像、文件扫描等多个领域，使得本发明光电传感器不需要针对不同应用重新设计，节约了研发成本。需要说明的是，本发明光电传感器的LED灯芯010不限于包括红光LED灯芯、蓝光LED灯芯、绿光LED灯芯、红外LED灯芯、紫外LED灯芯或者白光LED灯芯。在其他实施例中，LED灯芯010可以只包括其中的几种或是其他种类的LED灯芯，可以根据应用的不同场合来制作具有不同LED灯芯的光电传感器。

需要说明的是，所述LED灯芯010可以以脉冲方式发光，所述脉冲的频率与像素单元中栅极扫描电压的帧频同步。像素单元阵列的每行栅极依次完成加载扫描电压为一帧，在相邻两帧之间有一段空白时间，所述栅极不加载扫描电压。所述脉冲的频率与像素单元中栅极扫描电压的帧频同步的意义为，在所述空白时间，所述LED灯芯010开启，使N型掺杂半导体层110积累负电荷，在每帧时间内，所述LED灯芯010关闭。所述LED灯芯010以脉冲方式发出光的好处在于，LED灯芯010发出的光中，会有少量光通过感光结构002与背光源001之间的缝隙等途径进入到感光结构002中，对光电传感器造成干扰，这样的光称为背景光，在本实施例中，所述LED灯芯010以脉冲方式发出光，能够排除进入感光结构002中背景光的干扰，从而提高光电传感器的信噪比，同时能够有效地节省能源，当光电传感器设置于便携设备中时，能够延长光电传感器的使用时间。

但是本发明对所述LED灯芯010是否以脉冲方式发光不做限制，在其他实施例中，所述LED灯芯010还可以以连续的方式发光。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (23)

1.一种光电传感器，其特征在于，包括：

感光结构，所述感光结构包括衬底和位于所述衬底上的多个像素单元，所述像素单元包括薄膜晶体管和光电二极管；

位于所述感光结构上方的光纤导板，所述光纤导板由多个垂直于衬底方向排列的光纤束组成，所述光纤束的孔径小于或等于像素单元的宽度；

位于所述感光结构下方的背光源，所述背光源发出的光透过所述感光结构和光纤导板。

2.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述衬底包括第一区域和第二区域，所述薄膜晶体管位于第一区域，所述光电二极管位于第二区域。

3.根据权利要求2所述的光电传感器，其特征在于，所述薄膜晶体管包括：

位于衬底第一区域上的栅极，

覆盖于栅极上的第一绝缘层，

位于第一绝缘层上的沟道层，

位于沟道层上的第一电极、第二电极，所述第一电极、第二电极中间具有露出沟道层的空隙，

覆盖于第一电极、第二电极以及沟道层上的第二绝缘层。

4.根据权利要求3所述的光电传感器，其特征在于，所述光电二极管包括：

依次位于衬底的第二区域上方的N型掺杂半导体层、本征半导体层、P型掺杂半导体层，其中N型掺杂半导体层作为光电二极管的阴极，本征半导体层作为光电二极管的光吸收层，P型掺杂半导体层作为光电二极管的阳极。

5.根据权利要求3所述的光电传感器，其特征在于，所述光电二极管包括：

位于衬底的第二区域上的N型掺杂半导体层；

位于所述N型掺杂半导体层上与所述N型掺杂半导体层相接触的P型掺杂半导体层。

6.根据权利要求4或5所述的光电传感器，其特征在于，所述薄膜晶体管的第一绝缘层、第二电极、第二绝缘层延伸到衬底的第二区域，位于衬底第二区域的所述第二绝缘层具有露出所述第二电极的开口，所述光电二极管的N型掺杂半导体层覆盖于所述开口中的第二电极表面。

7.根据权利要求6所述的光电传感器，其特征在于，所述延伸到衬底的第二区域的第一绝缘层与衬底之间还设有第一遮光层，用于阻挡衬底背光源发出的光从衬底下方进入光电二极管；

所述第一遮光层位于N型掺杂半导体层下方并且所述第一遮光层的尺寸大于所述N型掺杂半导体层的尺寸；在两个像素单元的第一遮光层之间设有通光孔，用于使背光源发出的光能从所述通光孔进入感光结构并射入光纤导板。

8.根据权利要求4或5所述的光电传感器，其特征在于，所述光电二极管的P型掺杂半导体层上方还设置有接触电极，所述接触电极的材料为透光导电材料。

9.根据权利要求8所述的光电传感器，其特征在于，所述第一遮光层的材料为金属，所述第一遮光层与光电二极管的N型掺杂半导体层、接触电极形成存储电容。

10.根据权利要求9所述的光电传感器，其特征在于，所述薄膜晶体管的第二绝缘层上方还设有第三绝缘层，所述第三绝缘层用于包覆光电二极管且露出所述接触电极的表面。

11.根据权利要求10所述的光电传感器，其特征在于，所述衬底、第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层的材料为透光材料。

12.根据权利要求10所述的光电传感器，其特征在于，所述第三绝缘层上覆盖有第二遮光层，所述第二遮光层露出所述接触电极表面，所述第二遮光层还露出所述通光孔，以使得背光源发出的光从通光孔进入感光结构并射入光纤导板。

13.根据权利要求8所述的光电传感器，其特征在于，所述接触电极表面设有连接电极，用于将每个像素单元的接触电极电连接，所述连接电极的材料为透光导电材料，用于使从光纤导板入射的光能够进入光电二极管。

14.根据权利要求8所述的光电传感器，其特征在于，所述多个像素单元呈阵列排布，所述光电传感器还包括：

驱动芯片，所述驱动芯片位于感光结构上且与外接电源相连；

读出芯片，所述读出芯片位于感光结构上且与外接电源相连；

多条栅极引线，每条所述栅极引线的一端与一行所述薄膜晶体管栅极相连，另一端与驱动芯片相连，为薄膜晶体管栅极提供扫描电压所述扫描电压用于开启或关闭薄膜晶体管；

多条第一引线，每条所述第一引线的一端与一列所述第一电极相连，另一端与读出芯片相连，为所述第一电极提供基础电压；

多条第二引线，每条所述第二引线的一端与一列所述接触电极相连，另一端与外接电源相连，为所述接触电极提供信号电压，所述信号电压和基础电压用于在光电二极管中形成负向偏压；

多条第三引线，每条所述第三引线的一端与一行所述第一遮光层相连，另一端与第二引线相连，为第一遮光层提供外接电压用于使第一遮光层和光电二极管的N型掺杂半导体层、接触电极形成存储电容。

15.根据权利要求8所述的光电传感器，其特征在于，所述多个像素单元呈阵列排布，所述光电传感器还包括：

非晶硅栅驱动器，位于感光结构中且与外接电源相连；

读出芯片，位于感光结构上且与外接电源相连；

多条栅极引线，每条所述栅极引线的一端与一行所述薄膜晶体管栅极相连，另一端与非晶硅栅驱动器相连，为薄膜晶体管栅极提供扫描电压所述扫描电压用于开启或关闭薄膜晶体管；

多条第一引线，每条所述第一引线的一端与一列所述第一电极相连，另一端与读出芯片相连，为所述第一电极提供基础电压；

多条第二引线，每条所述第二引线的一端与一列所述接触电极相连，另一端与外接电源相连，为所述接触电极提供信号电压所述信号电压和基础电压用于在光电二极管中形成负向偏压；

多条第三引线，每条所述第三引线的一端与一行所述第一遮光层相连，另一端与第二引线相连，为第一遮光层提供外接电压用于使第一遮光层和光电二极管的N型掺杂半导体层、接触电极形成存储电容。

16.根据权利要求14或15所述的光电传感器，其特征在于，所述扫描电压在-10到15伏特的范围内，所述基础电压在0到3伏特的范围内，所述信号电压在0到-10伏特的范围内，所述外接电压在0到-10伏特的范围内。

17.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述光纤导板的厚度在0.2毫米到10毫米的范围内。

18.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述背光源为平板结构，所述背光源的厚度在0.2毫米到10毫米的范围内。

19.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述背光源包括导光板以及位于导光板一侧的LED灯芯，所述导光板将LED灯芯从导光板侧向发出的光转化为朝向感光结构传播的光。

20.根据权利要求18所述的光电传感器，其特征在于，所述背光源包括多个LED灯芯，所述LED灯芯包括红光LED灯芯、蓝光LED灯芯、绿光LED灯芯、白光LED灯芯、红外LED灯芯、紫外LED灯芯。

21.根据权利要求18或19所述的光电传感器，其特征在于，多条栅极引线为栅极提供扫描电压；所述LED灯芯以脉冲方式发出光，所述脉冲的频率与扫描电压的帧频同步。

22.根据权利要求18或19所述的光电传感器，其特征在于，所述LED灯芯以连续方式发出光线。

23.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述感光结构与光纤导板通过胶粘合或机械压合的方式贴合。