CN107126219A - 光敏薄膜器件和含光敏薄膜器件的生物特征信息感测装置 - Google Patents

光敏薄膜器件和含光敏薄膜器件的生物特征信息感测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光敏薄膜器件和含光敏薄膜器件的生物特征信息感测装置。一种光敏薄膜器件，包括：基板，该基板是透明且绝缘的；第一电极，该第一电极在基板上；圆形半导体层，该圆形半导体层在基板上且围绕第一电极的周边；圆形第二电极，该圆形第二电极在基板上且围绕半导体层的周边；层间绝缘层，该层间绝缘层在半导体层以及第一电极和第二电极上且具有暴露第一电极的第一开孔；以及导电层，该导电层包括上表面光阻挡件以及接触插塞，该上表面光阻挡件设置在层间绝缘层上并且覆盖半导体层的上表面，该接触插塞从上表面光阻挡件延伸且经由第一开孔连接至第一电极。

Description

光敏薄膜器件和含光敏薄膜器件的生物特征信息感测装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年2月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0023625号的优先权和权益，通过引证将其全部内容结合于此。
技术领域
一个或多个实施方式涉及光敏薄膜器件以及包括其的装置，并且更具体地，涉及生物特征信息感测装置(biometric information sensing apparatus)。
背景技术
感测或检测生物特征信息(biometric information)的技术是有需求的。例如，除了指纹或虹膜以外，静脉图案也用作认证手段。随着便携式设备(诸如智能手机或可佩带设备)的性能改进，这样的便携式设备除了其他功能以外，可具有测量和感测身体信息(诸如，心率、氧饱和度以及心电图)的功能以监控用户的健康状况。
为了测量这样的生物特征信息，使用用于向身体辐射光的发光器件以及用于接收通过身体反射或透射的光的光接收器件。当光接收器件接收到透射过身体的光时，因为身体的一部分应位于发光器件与光接收器件之间，所以生物特征信息感测装置可具有大的面积(或大的尺寸)。当光接收器件接收到通过身体反射的光时，由于由直接辐射至光接收器件的光而生成的噪声等，所以可能难以感测精确的生物特征信息。
发明内容
一个或多个实施方式包括重量轻且薄的生物特征信息感测装置以及适用于该生物特征信息感测装置的光敏薄膜器件，该生物特征信息感测装置能够准确地感测生物特征信息。
另外的方面将在随后的描述中部分陈述并且部分从该描述中显而易见，或者可通过实践呈现的实施方式而获知。
根据一个或多个实施方式，光敏薄膜器件包括：基板，该基板是透明且绝缘的；第一电极，该第一电极在基板上；半导体层，该半导体层在基板上且围绕第一电极的周边；第二电极，该第二电极在基板上且围绕半导体层的周边；层间绝缘层，该层间绝缘层在半导体层以及第一电极和第二电极上且具有暴露第一电极的第一开孔；以及导电层，该导电层包括上表面光阻挡件以及接触插塞，该上表面光阻挡件设置在层间绝缘层上并且覆盖半导体层的上表面，该接触插塞从上表面光阻挡件延伸且经由第一开孔连接至第一电极。
半导体层可具有环式平面形状，该环式平面形状具有内边缘和外边缘。第一电极可设置在内边缘内部且覆盖内边缘。第二电极可覆盖外边缘。
半导体层可具有圆环式平面形状，该圆环式平面形状具有圆形内边缘和圆形外边缘。
半导体层可包括：第一半导体层，该第一半导体层在基板上；以及第二半导体层，该第二半导体层设置在第一半导体层与第一电极和第二电极之间，该第二半导体层包含重掺杂杂质。
层间绝缘层可具有第二开孔，该第二开孔与第二电极隔开并且围绕第二电极的周边的一部分。导电层可进一步包括侧表面光阻挡件，该侧表面光阻挡件沿着第二开孔从上表面光阻挡件延伸并且在横向方向上覆盖半导体层的侧表面的一部分。
光敏薄膜器件可进一步包括连接线，该连接线经由基板上的侧表面光阻挡件中的孔而在横向方向上从第二电极延伸，该连接线通过层间绝缘层与侧表面光阻挡件绝缘。
导电层的上表面光阻挡件和侧表面光阻挡件可被配置为阻挡从导电层上方向基板辐射的光到达半导体层。
随着从基板下方向半导体层上辐射的光的量增加，经由半导体层在第一电极与第二电极之间流动的电流的大小可增加。
根据一个或多个实施方式，一种生物特征信息感测装置包括：基板，该基板是透明且绝缘的；光传感器阵列，该光传感器阵列包括以矩阵形式设置在基板上的多个像素，像素中的每一个包含光敏薄膜器件；以及发光单元，该发光单元设置在光传感器阵列上并被配置为发射光。光敏薄膜器件可包括：环式的第一半导体图案，该第一半导体图案具有内边缘和外边缘，该第一半导体图案在基板上；第一电极，该第一电极在基板上设置在内边缘的内部且连接至第一半导体图案；第二电极，该第二电极沿着外边缘围绕第一半导体图案的周边；层间绝缘层，该层间绝缘层设置在第一半导体图案以及第一电极和第二电极上且具有暴露第一电极的第一开孔；以及光阻挡电极，该光阻挡电极包括上表面光阻挡件以及接触插塞，该上表面光阻挡件设置在层间绝缘层上并覆盖第一半导体图案的上表面，该接触插塞从上表面光阻挡件延伸且经由第一开孔连接至第一电极。
发光单元可包括第一发光器件、第二发光器件以及第三发光器件中的至少一个，该第一发光器件被配置为发射第一颜色的可见光，该第二发光器件被配置为发射第二颜色的可见光，该第三发光器件被配置为发射近红外光。
多个像素中的每一个可包括薄膜晶体管，并且该薄膜晶体管可包括：第二半导体图案，该第二半导体图案在基板上，该第二半导体图案具有第一杂质区域和第二杂质区域以及在第一杂质区域与第二杂质区域之间的沟道区域；第一栅电极，该第一栅电极布置在基板与第二半导体图案之间，使得第一栅电极的至少一部分与沟道区域重叠；第三电极，该第三电极连接至第一杂质区域；以及第四电极，该第四电极连接至第二杂质区域以及光敏薄膜器件的第二电极。
薄膜晶体管可进一步包括第二栅电极，该第二栅电极经由延伸通过层间绝缘层的接触插塞而连接至第一栅电极，该第二栅电极设置在层间绝缘层上使得第二栅电极的至少一部分与沟道区域重叠。
光传感器阵列可进一步包括：栅极线，所述栅极线将来自多个像素中的相同行上的像素的薄膜晶体管的第一栅电极电连接至彼此；输出线，所述输出线将来自多个像素中的相同列上的像素的薄膜晶体管的第三电极电连接至彼此；以及偏置线，该偏置线将多个像素的光敏薄膜器件的光阻挡电极电连接至彼此。
生物特征信息感测装置可进一步包括：电源，该电源被配置为向偏置线施加偏置电压；以及图像传感器控制器，该图像传感器控制器被配置为顺序驱动栅极线，经由输出线接收从多个像素输出的感测信号，并且基于感测信号生成图像数据。
发光单元可包括：多个第一发光器件，多个所述第一发光器件被配置为发射红色可见光；多个第二发光器件，多个所述第二发光器件被配置为发射绿色可见光；以及多个第三发光器件，多个所述第三发光器件被配置为发射近红外光。
生物特征信息感测装置可进一步包括控制器，该控制器被配置为控制第一发光器件、第二发光器件以及第三发光器件中的至少一个，以便根据操作模式发射光，从图像传感器控制器接收图像数据，并且根据操作模式分析图像数据。
控制器可控制第三发光器件在静脉图案感测模式中发射光，控制第二发光器件在脉搏波感测模式或心率测量模式中发射光，并且控制第一发光器件和第三发光器件在氧饱和度测量模式中交替发射光。
生物特征信息感测装置可以是具有无线通信功能的便携式终端。
控制器可通过比较通过分析在静脉图案感测模式中的图像数据而获取的用户的静脉图案与预存储的静脉图案来认证用户。
生物特征信息感测装置可进一步包括：透明电极，该透明电极设置在基板下方；以及耳机，所述耳机被配置为连接至便携式终端并且包括分别接触用户的两只耳朵的第一心电图感测电极和第二心电图感测电极。控制器可经由第一心电图感测电极和第二心电图感测电极以及透明电极来测量用户的心电图。
附图说明
从实施方式的以下描述，结合附图，这些和/或其他方面将变得显而易见并且更容易被理解，在附图中：
图1是根据本发明的实施方式的光敏薄膜器件的截面图；
图2A是根据图1的实施方式的光敏薄膜器件的平面图；
图2B、图2C以及图2D是根据本发明的其它实施方式的光敏薄膜器件的平面图；
图3和图4分别是根据本发明的另一个实施方式的光敏薄膜器件的截面图和平面图；
图5是根据本发明的实施方式的生物特征信息感测装置的示意性截面图；
图6是根据本发明的实施方式的包括光传感器阵列的图像传感器的示意性框图；
图7是根据本发明的实施方式的光传感器阵列内的单位像素的电路图；
图8是根据本发明的实施方式的单位像素的截面图；
图9A、图9B、图9C、图9D以及9E是制造根据图8的实施方式的单位像素的方法的平面图；
图10是根据本发明的实施方式的生物特征信息感测装置的发光单元的平面图；
图11示出通过使用图5的生物特征信息感测装置来感测生物特征信息的结构；
图12是包括图5的生物特征信息感测装置的装置的框图；
图13示出包括图5的生物特征信息感测装置的另一装置；
图14是图13的生物特征信息感测装置的示意性框图；以及
图15是包括图5的生物特征信息感测装置的装置的框图。
具体实施方式
现在将详细参考实施方式，实施方式的实例在附图中示出，其中，相同附图标号始终指代相同元件(或部件)。在这一点上，本实施方式可具有不同形式并且不应被解释为限于本文所阐述的描述。因此，以下仅通过参考附图描述实施方式来说明本说明书的各个方面。
如本文使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举项的任意和所有组合。一系列之前的诸如“……中的至少一个”、“……中的一个”以及“从……中选择”的表达修饰整个一系列元件而不修饰列出的单独的元件。此外，当描述本发明的实施方式时，“可以(may)”的使用指代“本发明的一个或多个实施方式”。另外，术语“示例性的”旨在指代实例或示例。
由于本发明考虑到各种改变和很多实施方式，所以特定的实施方式将在附图中示出，并且在书面描述中进行详细描述。在下文中，本发明的实施方式的效果和特征以及用于完成它们的方法将参考附图更充分地描述，在附图中，示出本发明的实施方式。然而，本发明可以以很多不同的形式体现，并且不应被解释为局限于本文中所阐述的实施方式。
讲理解的是，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，然而，这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，在不背离本发明的精神和范围的情况下，以下讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层、或第一部分可被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层、或第二部分。
可利用任何合适的硬件(例如，专用集成电路)、固件(例如，DSP或FPGA)、软件、或软件、固件以及硬件的合适组合来实施根据本文所描述的本发明的实施方式的相关器件或部件(或多个相关器件或多个部件)。例如，相关器件(多个相关器件)的各个组件可形成在一个集成电路(IC)芯片或单独IC芯片上。此外，相关器件(多个相关器件)的各种部件可实施在柔性印制电路膜、带载封装(TCP)、印刷电路板(PCB)上，或者形成在与一个或多个电路和/或其他器件相同的基板上。此外，相关器件(多个相关器件)的各个部件可以是在一个或多个计算设备中的一个或多个处理器上运行的、执行计算机程序指令并且与其他系统部件交互以用于执行本文描述的各种功能的过程或线程。计算机程序指令存储在可在使用标准存储器设备的计算设备中实施的存储器(诸如，例如，随机存取存储器(RAM))中。计算机程序指令同样可存储在其他非易失性计算机可读介质中，诸如，例如CD-ROM、闪存驱动等。另外，在不背离本发明的示例性实施方式的精神和范围的情况下，本领域技术人员应认识到，各种计算设备的功能可合并或集成到单个计算设备中，或者特定计算设备的功能可跨一个或多个其他计算设备分配。
为了便于描述，本文可使用诸如“顶部”、“底部”、“在……之下”、“在……下方”、“下部”、“在……下”“在……上方”、“上部”等空间相对术语可用于描述如图所示的一个元件或特征与另一个元件(多个元件)或特征(多个特征)的关系。应理解的是，除附图中所描述的定向之外，空间相对术语旨在包括使用或操作中的器件的不同定向。例如，如果将图中的器件翻转，则被描述为在其他元件或特征的下方、之下或下的元件将被定位为在其他元件或特征的上方。因此，示例性术语“在……下方”和“在……下”可包括在……上方和在……下方两个定向。器件可以以其他方式定向(例如，旋转90度或处于其他定向)并且相应地解释本文所用的空间相对描述符。
此外，也将理解的是，当一个元件、部件、区域、层和/或部分被称为在两个元件、部件、区域、层和/或部分之间时，它可以是两个元件、部件、区域、层和/或部分之间的唯一的元件、部件、区域、层和/或部分，或者也可存在一个或多个中间元件、部件、区域、层和/或部分。
本文使用的术语是为了描述特定实施方式的目的，而并非旨在限制本发明。如本文使用的，除非上下文另有明确指示，否则，单数形式“一个(a)”以及“一个(an)”旨在也包括复数形式。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprise)”、“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”、“包含(including)”和“包含(include)”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
将理解的是，当一个元件或层被称为在另一元件或层上，连接至、耦接至另一元件或层，与另一元件或层连接、耦接或相邻时，该元件或层可直接在另一元件或层上，直接连接至、直接耦接至另一元件或层，与另一元件或层直接连接、直接耦接或直接相邻，或者可存在一个或多个中间元件或层。此外，如本领域技术人员将理解的，根据这些术语所使用的上下文，“连接(connection)”、“连接的(connected)”等也可指代“电连接(electricalconnection)”、“电连接的(electrically connected)”等。当元件或层被称为直接在另一元件或层上，直接连接至、直接耦接至另一元件或层，与另一元件或层直接连接、直接耦接或直接相邻时，不存在中间元件或层。
为了便于说明，附图中的元件(或部件)的尺寸可被放大。换言之，由于为了便于说明而任意示出了附图中的部件的大小和厚度，所以本发明不限于此。
当某一实施方式可被不同地实施时，可以以与所描述的顺序不同的顺序来执行具体过程顺序。例如，两个连续描述的过程可基本上同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行。
以下将参考参考附图更详细地描述本发明的一个或多个实施方式。不论图号，相同或对应的那些部件可以相同参考标号给出，并且可省去多余说明。
如本文使用的，“基本上”、“大约”以及相似术语用作近似术语并且不作为程度术语，并且旨在考虑本领域普通技术人员会认识到的测量或计算值的固有偏差。
如本文使用的，术语“使用(use)”、“使用(using)”和“使用的(used)”可被认为分别与术语“利用(utilize)”、“利用(utilizing)”和“利用的(utilized)”同义。
描述的与本发明的一个或多个实施方式相关的特征可用于与本发明的其他实施方式的特征结合使用。例如，在第一实施方式中描述的特征可与在第二实施方式中描述的特征合并以形成第三实施方式，即使第三实施方式可能未在本文中具体描述。
另外，本文叙述的任意数值范围旨在包括纳入所述范围内的相同数值精确度的所有子范围。例如，“1.0至10.0”或“1.0与10.0”之间的范围旨在包括在所述最小值1.0与所述最大值10.0之间(且包括1.0和10.0)的所有子范围，即，具有等于或大于1.0的最小值以及等于或小于10.0的最大值，诸如，例如，2.4至7.6。本文叙述的任意最大数值限制旨在包括纳入其中的所有更低数值限制，并且在本说明书中所述的任意最小数值限制旨在包括纳入其中的所有更高数值限制。因此，申请人保留修改本说明书(包括权利要求书)的权利以明确叙述纳入本文明确叙述的范围内的任意子范围。所有这些范围旨在固有地在本说明书中被描述。
图1是根据本发明的实施方式的光敏薄膜器件100的截面图，并且图2A是根据图1的实施方式的光敏薄膜器件100的平面图。图1是沿着图2A的线I-I截取的截面图。
参考图1和图2A，光敏薄膜器件100可包括：基板110、半导体层120、第一电极131、第二电极132、层间绝缘层140以及导电层150。基板110可包括透明绝缘材料。第一电极131布置在基板110上，并且半导体层120围绕第一电极131的周边(例如，圆周)。第二电极132围绕半导体层120的周边(例如，圆周)。层间绝缘层140布置在半导体层120以及第一电极131和第二电极132上，并且具有第一电极131经由其暴露的第一开孔140op1。导电层150包括：上表面光阻挡单元151(例如，上表面光阻挡件151)，该上表面光阻挡单元布置在层间绝缘层140上以覆盖半导体层120的上表面；以及接触单元152(例如，接触插塞152)，该接触单元从上表面光阻挡单元151延伸并且经由第一开孔140op1连接至第一电极131。
为了便于理解，图2A示出位于顶部的导电层150并且也示出位于导电层150下方的半导体层120以及第一电极131和第二电极132的平面形状。
基板110可包括由各种合适的透明且绝缘的材料(诸如，玻璃或塑料)中的任一种形成的基底基板。根据实施方式，基板110可包括柔性基底基板。柔性基底基板可以是可容易弯曲、折叠和/或卷起(rolled)的基板。柔性基底基板可由超薄玻璃或塑料形成。例如，基底基板可包括但不限于包括聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚苯硫(PPS)、聚烯丙酯、三乙酸纤维素(TAC)、醋酸丙酯纤维素(CAP)、聚二甲硅氧烷(PDMS)、六甲基二硅醚(HMDSO)和/或其组合物的至少一种塑料材料。
基板110可进一步包括在基底基板上的缓冲层。缓冲层可防止不纯元素的渗入，并且可使基底基板的表面平坦化。阻挡层可插入在基板110的基底基板与缓冲层之间。当由绝缘材料形成的缓冲层和/或阻挡层布置在基底基板上时，基底基板可由导电金属或金属氧化物形成。在这种情况下，因为缓冲层和/或阻挡层是绝缘的，所以基板110可与形成在基板110上的器件绝缘。
光敏薄膜器件100和/或薄膜晶体管可形成在基板110上，并且均包括光敏薄膜器件100和薄膜晶体管的单位像素(例如，像素)可以矩阵形式设置。
半导体层120可布置在基板110上并且可具有环式平面形状。半导体层120可包括对可见光和/或红外光敏感的半导体材料，例如，非晶硅(a-Si)或非晶硅锗(a-SiGe)。根据另一个实施方式，半导体层120可包括锗(Ge)、磷化铟(InP)、碲化镉(CdTe)和/或砷化镓(GaAs)。根据另一个实施方式，半导体层120可包括有机半导体材料和/或氧化物半导体材料。
如图2A所示，半导体层120可具有圆环式平面形状，该圆环式平面形状具有圆形内边缘和圆形外边缘。然而，半导体层120的内边缘和外边缘不限于圆形形状，并且可具有各种合适的平面形状，诸如多边形和椭圆形。例如，半导体层120可具有矩形框式平面形状。以下可参考图2B至图2D更详细地描述替换平面形状。
半导体层120可具有包括直线部分和曲线部分的环式的平面形状。例如，半导体层120的至少一个部分可具有诸如弧形的形状，并且其至少另一部分可具有直线形状。例如，在半导体层120的俯视图中，其左侧和右侧可具有半弧形形状，并且其上侧和下侧可具有将左侧和右侧的半弧形连接至彼此的直线形状。
第一电极131布置在基板110上以便位于半导体层120的内边缘的内部。因此，半导体层120围绕第一电极131的周边(例如，圆周)，并且第一电极131电连接至半导体层120。如图1所示，第一电极131可布置在半导体层120上，使得它覆盖半导体层120的内边缘。第一电极131可直接接触半导体层120的内边缘。然而，本发明构思不限于此，并且第一电极131可布置在半导体层120下方，并且第一电极131的一部分可由半导体层120覆盖，并且因此，半导体层120的内边缘可位于第一电极131上。如图2A所示，第一电极131可具有对应于半导体层120的内边缘的形状的圆形平面形状。
第二电极132布置在基板110上以围绕半导体层120的周边(例如，圆周)，并且电连接至半导体层120。
如图1所示，第二电极132可形成在半导体层120上，使得它覆盖半导体层120的外边缘。第二电极132可直接接触半导体层120的外边缘。然而，本发明构思不限于此，并且第二电极132可布置在半导体层120下方，并且第二电极132的一部分可由半导体层120覆盖，并且因此，半导体层120的外边缘可位于第二电极132上。
如图2A所示，第二电极132可具有对应于半导体层120的外边缘的形状的环式平面形状。例如，第二电极132可具有圆环式平面形状或四边形式平面形状。第二电极132可在基板110上线性延伸以被连接至基板110上的另一器件，例如薄膜晶体管。第二电极132的线性延伸可被称为连接电极或连接线。
第一电极131和第二电极132可以是电极层130的部分。电极层130可以是由包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)和/或钛(Ti)的导电材料形成的单层或者多层。
当用光照射半导体层120时，半导体层120内的电子从价带被激发到导带。因此，半导体层120变得导电，并且第一电极131和第二电极132被电连接至彼此。根据辐射在半导体层120上的光的量，半导体层120的电阻以及在第一电极131与第二电极132之间流动的电流可改变。
如图1所示，半导体层120可包括：第一半导体层121，该第一半导体层布置在基板110上并包括轻掺杂杂质；以及第二半导体层122，该第二半导体层直接插入在第一半导体层121与第一电极131和第二电极132之间并包括重掺杂杂质。第二半导体层122可具有导电性，并且可限定第一半导体层121内的沟道区域。然而，本发明构思不限于此，并且半导体层120可形成为由半导体材料形成的单层，并且可包括：第一杂质区域和第二杂质区域，该第一杂质区域和第二杂质区域包括重掺杂杂质；以及沟道区域，该沟道区域包括第一杂质区域与第二杂质区域之间的轻掺杂杂质。
层间绝缘层140布置在半导体层120和电极层130上，并且具有第一电极131的上表面经由其暴露的第一开孔140op1。层间绝缘层140可以是包括具有绝缘性的有机材料的单层或多层。根据另一实例，层间绝缘层140可以是包括无机材料的单层或多层。例如，层间绝缘层140可包括氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)、氧化钛(TiO2)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铪(HfO2)和/或氧化锆(ZrO2)。根据另一实例，层间绝缘层140可包括包含无机绝缘层以及有机绝缘层的多层。
导电层150包括：上表面光阻挡单元151，该上表面光阻挡单元在层间绝缘层140上；以及接触单元152，该接触单元埋设在第一开孔140op1内。上表面光阻挡单元151布置在层间绝缘层140上以覆盖半导体层120的上表面。在上表面光阻挡单元151的俯视图中，上表面光阻挡单元151可延伸得超过半导体层120的外边缘，以便完全覆盖半导体层120的上表面。在上表面光阻挡单元151的俯视图中，上表面光阻挡单元151可延伸得超过第二电极132的周边(例如，圆周)。如图2A所示，上表面光阻挡单元151可具有对应于半导体层120的外边缘的形状的圆形平面形状。然而，上表面光阻挡单元151的平面形状不限于圆形形状，并且可具有各种合适的平面形状，诸如多边形和椭圆形。
接触单元152从上表面光阻挡单元151延伸，并且经由第一开孔140op1连接至第一电极131。接触单元152将第一电极131电连接至上表面光阻挡单元151。
导电层150可由不透射光的导电材料形成。例如，导电层150可以是由包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)和/或钛(Ti)的导电材料形成的单层或者多层。
光敏薄膜器件100的上表面光阻挡单元151可阻挡从上表面光阻挡单元151上方辐射的光到达半导体层120的上表面。因此，从基板110下方辐射的光可到达半导体层120，并且光敏薄膜器件100的电性能可根据从基板110下方辐射的光的量而改变。例如，当偏置电压被施加至第二电极132时，从第二电极132向第一电极131流动的电流的大小可与从基板110下方向半导体层120辐射的光的量成比例。
从基板110上方辐射的光的一部分可到达半导体层120。从基板110上方辐射并到达半导体层120的光可对应于光敏薄膜器件100的噪声。然而，根据本发明构思，因为从基板110上方辐射的大部分光被阻挡，所以包括在从光敏薄膜器件100输出的电流中的噪声分量可降低。
此外，从基板110下方辐射的光可以是从位于基板110下方的发光器件辐射的光，和/或可以是由位于基板110下方的物体从自位于基板110上方的发光器件发出的光反射的光。
图2B、图2C以及图2D是根据本发明的其它实施方式的光敏薄膜器件的平面图。
参考图2B，光敏薄膜器件100a包括半导体层120a、电极层130a以及导电层150a。除了其平面形状以外，半导体层120a、电极层130a、导电层150a可分别对应于图2A的半导体层120、电极层130以及导电层150。以下描述将集中在其间的差异上。
如图2B所示，半导体层120a可具有四边形环式平面形状，该四边形环式平面形状具有四边形内边缘和四边形外边缘。例如，半导体层120a的内边缘和外边缘可具有各种合适的平面形状，诸如正方形、长方形和四边形。半导体层120a可包括第一半导体层121a和第二半导体层122a。
电极层130a包括第一电极131a和第二电极132a。第一电极131a布置在半导体层120a的四边形内边缘的内部。半导体层120a围绕第一电极131a的周边，并且第一电极131a电连接至半导体层120a。如图2B所示，第一电极131a可具有与半导体层120a的四边形内边缘的形状相对应的四边形平面形状。
第二电极132a被布置为围绕半导体层120a的周边并且电连接至半导体层120a。如图2B所示，第二电极132a可具有与半导体层120a的四边形外边缘的形状相对应的四边形环式平面形状。
导电层150a包括：上表面光阻挡单元151a(例如，上表面光阻挡件151a)，该上表面光阻挡单元在层间绝缘层140上；以及接触单元152a(例如，接触插塞152a)，该接触单元埋设在第一开孔140op1内。上表面光阻挡单元151a布置在层间绝缘层140上以覆盖半导体层120a的上表面。在俯视图中，上表面光阻挡单元151a可延伸得超过半导体层120a的四边形外边缘以便完全覆盖半导体层120a的上表面。在俯视图中，上表面光阻挡单元151a可延伸得超过第二电极132a的周边。如图2B所示，上表面光阻挡单元151a可具有与半导体层120a的四边形外边缘的形状相对应的四边形平面形状。然而，上表面光阻挡单元151a的平面形状不限于四边形，并且可不对应于半导体层120a的四边形平面形状，即，可对应于四边形以外的多边形、椭圆形或圆形。
参考图2C，光敏薄膜器件100b包括半导体层120b、电极层130b以及导电层150b。除了其平面形状以外，半导体层120b、电极层130b、导电层150b可分别对应于图2A的半导体层120、电极层130以及导电层150。以下描述将集中在其间的差异上。
如图2C所示，半导体层120b可具有六边形环式平面形状，该六边形环式平面形状具有六边形内边缘和六边形外边缘。例如，半导体层120b的内边缘和外边缘可具有各种合适的平面形状，诸如正六边形或任意不规则六边形。半导体层120b可包括第一半导体层121b和第二半导体层122b。
电极层130b包括第一电极131b和第二电极132b。第一电极131b布置在半导体层120b的六边形内边缘的内部。如图2C所示，第一电极131b可具有与半导体层120b的六边形内边缘的形状相对应的六边形平面形状。第二电极132b被布置为围绕半导体层120b的周边并且电连接至半导体层120b。如图2C所示，第二电极132b可具有与半导体层120b的六边形外边缘的形状相对应的六边形环式平面形状。
导电层150b包括：上表面光阻挡单元151b(例如，上表面光阻挡件151b)，该上表面光阻挡单元在层间绝缘层140上；以及接触单元152b(例如，接触插塞152b)，该接触单元埋设在第一开孔140op1内。上表面光阻挡单元151b布置在层间绝缘层140上以覆盖半导体层120b的上表面。如图2C所示，上表面光阻挡单元151b可具有与半导体层120b的六边形外边缘的形状相对应的六边形平面形状。然而，上表面光阻挡单元151b的平面形状不限于六边形，并且可不对应于半导体层120b的六边形平面形状，即，可对应于六边形以外的多边形、椭圆形或圆形。
参考图2D，光敏薄膜器件100c包括半导体层120c、电极层130c以及导电层150c。除了其平面形状以外，半导体层120c、电极层130c以及导电层150c可分别对应于图2A的半导体层120、电极层130以及导电层150。以下描述将集中在其间的差异上。
如图2D所示，半导体层120c可具有八边形环式平面形状，该八边形环式平面形状具有八边形内边缘和八边形外边缘。例如，半导体层120c的内边缘和外边缘可具有各种合适的平面形状，诸如正八边形或任意不规则八边形。半导体层120c可包括第一半导体层121c和第二半导体层122c。
电极层130c包括第一电极131c和第二电极132c。如图2D所示，第一电极131c可被布置在半导体层120c的八边形内边缘的内部，并且因此具有八边形平面形状。如图2D所示，第二电极132c可具有与半导体层120c的八边形外边缘的形状相对应的八边形环式平面形状。
导电层150c包括：上表面光阻挡单元151c(例如，上表面光阻挡件151c)，该上表面光阻挡单元在层间绝缘层140上；以及接触单元152c(例如，接触插塞152c)，该接触单元埋设在第一开孔140op1内。如图2D所示，上表面光阻挡单元151c可具有与半导体层120c的八边形外边缘的形状相对应的八边形平面形状。然而，上表面光阻挡单元151c的平面形状不限于八边形，并且可不对应于半导体层120c的八边形平面形状，即，可对应于八边形以外的多边形、椭圆形或圆形。
图3和图4分别是根据本发明的另一个实施方式的光敏薄膜器件100d的截面图和平面图。图3是沿着图4的线III-III截取的截面图。
参考图3和图4，除了进一步包括侧表面光阻挡单元153(例如，侧表面光阻挡件153)和连接线133以外，光敏薄膜器件100d与图1和图2A的光敏薄膜器件100基本相同。可省去相同或相似部件的描述。
电极层130可进一步包括连接线133，该连接线在基板110上在横向方向上从第二电极132延伸。连接线133可与第二电极132整体形成。连接线133被设置为将光敏薄膜器件100d的第二电极132连接至基板110上的另一部件，例如，薄膜晶体管。
层间绝缘层140进一步包括第二开孔140op2，该第二开孔在横向方向上与第二电极132隔开并且围绕第二电极132的周边(例如，圆周)的一部分。如图4所示，第二开孔140op2可具有诸如弧形的平面形状。第二电极132的周边(例如，圆周)的未由第二开孔140op2围绕的一部分是连接线133接触的一部分。当第二开孔140op2完全围绕第二电极132的周边(例如，圆周)时，与第二电极132在相同水平上的连接线133经由第二开孔140op2暴露并且被电连接至侧表面光阻挡单元153。因此，第二开孔140op2可尽可能地围绕第二电极132的周边(例如，圆周)，而不暴露连接线133。
导电层150可进一步包括填充第二开孔140op2的侧表面光阻挡单元153。侧表面光阻挡单元153沿着第二开孔140op2从上表面光阻挡单元151延伸。因此，侧表面光阻挡单元153被布置为在横向方向上覆盖半导体层120的侧表面的一部分。侧表面光阻挡单元153可防止在横向方向上行进的光或在对角线方向上行进的光到达半导体层120。因此，上表面光阻挡单元151和侧表面光阻挡单元153可阻挡从基板110上方辐射的大部分光。
如图4所示，连接线133可经由具有平面形状(诸如弧形)的侧表面光阻挡单元153的平面中的孔而在横向方向上从第二电极132延伸，并且可通过层间绝缘层140与侧表面光阻挡单元153电绝缘。
图5是根据本发明的实施方式的生物特征信息感测装置200的示意性截面图。
参考图5，生物特征信息感测装置200包括感测单元210(例如，传感器210)和光源单元230(例如，光源230)。感测单元210包括第一基板211以及在第一基板211上的光传感器阵列212。光源单元230包括：第二基板231，该第二基板是透明且绝缘的并且布置在光传感器阵列212上；以及发光单元232，该发光单元在第二基板231上，用于发射光。
第一基板211和第二基板231可由各种合适的透明且绝缘的材料(诸如玻璃或塑料)中的任一种形成。根据实施方式，第一基板211和第二基板231中的每一个可包括可容易弯曲、折叠和/或卷起的柔性基板，并且可由超薄玻璃或塑料形成。例如，第一基板211和第二基板231可包括但不限于包括PI、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚苯硫(PPS)、聚烯丙酯、三乙酸纤维素(TAC)、醋酸丙酯纤维素(CAP)、聚二甲硅氧烷(PDMS)和/或六甲基二硅醚(HMDSO)的至少一种塑料材料。
因此，生物特征信息感测装置200可以是可弯曲的。
光传感器阵列212布置在第一基板211的上表面上。要通过生物特征信息感测装置200感测生物特征信息的身体目标设置为邻近于第一基板211的下表面。例如，身体目标可接触第一基板211的下表面。从光源单元230发射的光可向第一基板211辐射，通过第一基板211的下表面上的身体目标反射，并且通过感测单元210的光传感器阵列212感测。从光源单元230向第一基板211辐射的光穿过感测单元210。感测单元210尽可能地感测通过身体目标反射的光而不是通过光源单元230直接辐射在其上的光。
光传感器阵列212包括以矩阵形式设置在第一基板211上的多个单位像素(例如，多个像素)，并且单位像素中的每一个包括光敏薄膜器件。光敏薄膜器件包括：环式的第一半导体图案，该第一半导体图案在第一基板211上，具有内边缘和外边缘；第一电极，该第一电极在第一基板211上布置在第一半导体图案的内边缘的内部并且被连接至第一半导体图案；第二电极，该第二电极沿着第一半导体图案的外边缘围绕第一半导体图案的周边；层间绝缘层，该层间绝缘层布置在第一半导体图案以及第一电极和第二电极上并且具有第一电极经由其暴露的第一开孔；以及光阻挡电极，该光阻挡电极包括上表面光阻挡单元和接触单元。
上表面光阻挡单元布置在层间绝缘层上以覆盖第一半导体图案的上表面并且阻挡从发光单元发射的光到达第一半导体图案。接触单元从上表面光阻挡单元延伸，并且沿着第一开孔连接至第一电极。光敏薄膜器件可以是以上参考图1至图4描述的光敏薄膜器件。随后将参考图6至图9E更详细地描述光传感器阵列212。
发光单元232布置在第二基板231上并且发射光。发光单元232可包括发射被辐射至第一基板211的光的发光器件。发光单元232可包括多个发光器件，并且发光器件可设置在第二基板231上。发光单元232可包括发射不同类型光的多个发光器件。例如，发光单元232可包括发射第一颜色的可见光的第一发光器件，发射第二颜色的可见光的第二发光器件，以及发射红外光的第三发光器件。例如，第一颜色可以是红色，并且第二颜色可以是绿色。然而，这仅是实例，并且发光单元232可包括一个类型的发光器件和/或可发射红色可见光、绿色可见光以及红外光以外的其他颜色或处于其他波段的光。
例如，发光单元232可包括发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或电致发光器件。发光器件可以矩阵形式规则地设置在第二基板231上。根据另一实例，发光器件可以以规则间隔设置在第二基板231的边缘上。在这种情况下，第二基板231可用作将从发光单元232的发光器件发射的光向第一基板211引导的导光板。例如，发光单元232可以是背光单元(例如，背光)。
粘合层220可布置在感测单元210与光源单元230之间。粘合层220可制成透明的，使得从光源单元230发射的光照亮感测单元210。粘合层220可将光源单元230粘合至感测单元210上。
保护层250可布置在光源单元230上。保护层250保护其下的感测单元210和光源单元230，并且可由玻璃、塑料、金属等形成。保护层250可包括具有光反射特性的反射层，使得从光源单元230向保护层250发射的光向第一基板211反射。例如，保护层250可包括由银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)和/或铬(Cr)形成的金属反射层。
保护层250可通过粘合层240而粘合至光源单元230。粘合层240可具有绝缘特性。当保护层250具有光反射特性时，粘合层240可以是透明的。粘合层240可具有光反射特性。根据生物特征信息感测装置200的类型，保护层250可省去。此外，根据光源单元230的类型，保护层250可直接形成在光源单元230上而不具有其间的粘合层240。
生物特征信息感测装置200可以是任意类型的设备，包括例如，图5所示的结构中的光传感器阵列212和发光单元232。生物特征信息感测装置200可以是用于感测生物特征信息的独立设备。在这种情况下，生物特征信息感测装置200可以是柔性的。例如，生物特征信息感测装置200可围绕人的身体(例如，手腕)缠绕，并且可从手腕感测生物特征信息，诸如脉搏波、心率和/或氧饱和度。
生物特征信息感测装置200可以是设置在具有感测生物特征信息的功能的便携式终端(诸如，智能手机或笔记本)上的部件。用于感测生物特征信息的生物特征信息感测装置200可设置在便携式终端(例如，智能手机)的后表面上。在这种情况下，当用户用他或她的手保持智能手机时，用户的手掌可接触生物特征信息感测装置200的第一基板211的下表面，并且生物特征信息感测装置200可从用户的手掌感测诸如静脉图案的生物特征信息。智能手机的控制器可在用户认证时使用感测的生物特征信息。
图6是根据本发明的实施方式的包括光传感器阵列310的图像传感器300的示意性框图。
参考图6，图像传感器300包括光传感器阵列310、列选择电路320、行扫描电路330、定时控制器340以及电力单元350(例如，电源350)。光传感器阵列310可对应于图5的光传感器阵列212。列选择电路320和行扫描电路330可布置在图5的光传感器阵列212内，并且定时控制器340和电力单元350可布置在图5的层叠结构的外部。然而，本发明构思不限于此，并且列选择电路320和行扫描电路330可布置在图5的层叠结构的外部。列选择电路320、行扫描电路330以及定时控制器340可统称为图像传感器控制器。
光传感器阵列310可包括以矩阵形式设置的多个单位像素PX(例如，多个像素)。光传感器阵列310可包括：栅极线GL，每条栅极线均连接至多个单位像素PX中的同一行(例如，相同行)上的单位像素PX；输出线OL，每条输出线均连接至多个单位像素PX中的同一列(例如，相同列)上的单位像素PX；以及偏置线BL，所述偏置线连接至多个单位像素PX。如图6中所示，栅极线GL可在行方向上延伸，并且输出线OL可在列方向上延伸。如图6中所示，偏置线BL可在行方向上延伸，但是这是实例。与输出线OL相似，偏置线BL可在列方向上延伸。行方向表示水平方向，并且列方向表示垂直方向，但是本发明构思不限于此。
单位像素PX(例如，像素PX)向输出线OL输出一信号，该信号的大小与入射在单位像素上的光成比例。通过单位像素PX向输出线OL输出的信号可以是电流信号或电压信号。单位像素PX可包括光敏薄膜器件100至100d中的一个以及图7的薄膜晶体管TFT。薄膜晶体管TFT的数量可根据单位像素PX的像素电路而改变。随后将参考图7至图9E更详细地描述根据实施方式的单位像素PX。
定时控制器340可控制列选择电路320和行扫描电路330，并且可提供在列选择电路320和行扫描电路330的操作过程中使用的控制信号，诸如时钟信号和定时控制信号。例如，定时控制器340可包括逻辑控制电路、锁相环路(PLL)电路、定时控制电路以及通信接口电路。
行扫描电路330可从定时控制器340接收控制信号，并且控制光传感器阵列310的行地址和行扫描。为了从多条栅极线GL中选择栅极线GL，行扫描电路330可向光传感器阵列310输出用于选择栅极线GL的信号。行扫描电路330可顺序驱动栅极线GL。例如，行扫描电路330可包括在光传感器阵列310内选择栅极线GL的行解码器，以及提供用于激活所选择的栅极线GL的信号的行驱动器。
列选择电路320可从定时控制器340接收控制信号，从连接至光传感器阵列310内的激活的栅极线GL的单位像素PX接收经由输出线OL输出的感测信号，将接收的感测信号转换为数字信号，并且向定时控制器340输出该数字信号。列选择电路320可包括模数转换器(ADC)以便将经由输出线OL输出的感测信号转换为数字信号。列选择电路320可进一步包括用于选择ADC的列解码器，以及用于向水平传输线传输从ADC输出的数字信号的列驱动器。
定时控制器340可基于从列选择电路320接收的数字信号以及通过选择的栅极线GL和输出线OL(经由所述输出线，接收感测信号)确定的单位像素PX(例如，像素PX)的地址来生成图像数据。换言之，包括列选择电路320、行扫描电路330以及定时控制器340的图像传感器控制器可顺序驱动栅极线GL，接收经由输出线OL由单位像素PX输出的感测信号，并且基于感测信号生成图像数据。
电力单元350向偏置线BL提供偏置电压Vb。偏置电压Vb被施加至单位像素PX以驱动单位像素PX。单位像素PX可向对应于单位像素PX的输出线OL输出电流信号或电压信号，该电流信号或电压信号的大小与辐射光的强度成比例。
图7是根据本发明的实施方式的光传感器阵列310内的单位像素PX(例如，像素PX)的电路图。
参考图7，单位像素PX包括光敏薄膜器件PSD和薄膜晶体管TFT。光敏薄膜器件PSD可对应于以上参考图1至图4描述的光敏薄膜器件100至100d中的一个。
偏置电压Vb被施加至光敏薄膜器件PSD的第一电极。光敏薄膜器件PSD的第二电极连接至薄膜晶体管TFT。光敏薄膜器件PSD的电阻根据辐射至光敏薄膜器件PSD的半导体层的光的量而变化。当辐射至半导体层的光的量增加时，载流子在半导体层内增加，并且光敏薄膜器件PSD的第一电极与第二电极之间的电阻降低。因此，在第一电极与第二电极之间流动的电流增加。
薄膜晶体管TFT的第一电极连接至光敏薄膜器件PSD的第二电极。薄膜晶体管TFT的第二电极连接至输出线OL。栅极线GL连接至薄膜晶体管TFT的栅极，并且薄膜晶体管TFT响应于经由栅极线GL接收的栅极信号而导通。当薄膜晶体管TFT导通时，从光敏薄膜器件PSD接收的电流经由导通的薄膜晶体管TFT而传输至输出线OL。
图6的列选择电路320可感测从输出线OL接收的电流，将感测的电流的大小转换为数字信号，并且向定时控制器340提供该数字信号。定时控制器340可基于单位像素PX的地址和数字信号而生成图像数据。
图8是根据本发明的实施方式的单位像素的截面图，并且图9A至图9E是制造根据图8的实施方式的单位像素400(例如，像素400)的方法的平面图。图8是沿着图9E的线VIII-VIII截取的截面图。图9A是单位像素400的包括栅电极的第一导电层的平面图。图9B是在第一导电层上的半导体层的平面图。图9C是在半导体层上的包括第一电极至第四电极的第二导电层的平面图。图9D是作为在第二导电层上的第三导电层的部分的接触单元和侧表面光阻挡单元的平面图。图9E是在第二导电层上的包括上表面光阻挡单元的第三导电层的平面图。
参考图8、图9A至图9E以及图5至图7，单位像素400包括布置在基板410上的光敏薄膜器件PSD以及薄膜晶体管TFT。单位像素400是实例，并且本发明的实施方式可具有包括两个或更多个薄膜晶体管TFT的另一电路结构。
单位像素400包括：基板410；第一导电层，该第一导电层包括薄膜晶体管TFT的第一栅电极420；半导体层440，该半导体层包括第一半导体图案441和第二半导体图案443；第二导电层450，该第二导电层包括第一电极451至第四电极454；以及第三导电层470，该第三导电层包括上表面光阻挡单元471(例如，上表面光阻挡件471)、接触单元472(例如，接触插塞472)、侧表面光阻挡单元473(例如，侧表面光阻挡件473)以及第二栅电极474。单位像素400进一步包括在第一栅电极420与第二半导体图案443之间的栅极绝缘层430，以及在半导体层440与第二导电层450之间的层间绝缘层460。光从上方(即，从图5的发光单元232)辐射至单位像素400，并且光通过基板410下方的身体反射并到达第一半导体图案441。
尽管在图8以及图9A至图9E中所示的光敏薄膜器件PSD与图3和图4的光敏薄膜器件100d具有相同或基本相同的结构，但是这仅是实例，并且本发明的实施方式不限于此。例如，图8以及图9A至图9E中所示的光敏薄膜器件PSD可由图1和图2A的光敏薄膜器件100替代。
基板410可包括由各种合适的透明且绝缘的材料(诸如玻璃或塑料)中的任一种形成的基底基板。根据实施方式，基板410可包括可容易弯曲、折叠和/或卷起的柔性基底基板。例如，基板410可包括由超薄玻璃或塑料形成的柔性基底基板。例如，基板410可包括但不限于由包括聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚苯硫(PPS)、聚烯丙酯、三乙酸纤维素(TAC)、醋酸丙酯纤维素(CAP)、聚二甲硅氧烷(PDMS)和/或六甲基二硅醚(HMDSO)的至少一种塑料材料形成的基底基板。
基板410可进一步包括在基底基板上的缓冲层。缓冲层可防止不纯元素的渗入，并且可使基底基板的表面平坦化。阻挡层可插入在基板410的基底基板与缓冲层之间。当由绝缘材料形成的缓冲层和/或阻挡层布置在基底基板上时，基底基板可由导电透明金属或金属氧化物形成。
均包括光敏薄膜器件PSD和薄膜晶体管TFT的单位像素PX可以以矩阵形式设置在基板410上。
从单位像素400上方辐射的光可由基板410的下表面反射，并且可到达第一半导体图案441。因为只有由基板410下方的身体反射的光应到达第一半导体图案441，所以由基板410的下表面反射且入射到第一半导体图案441上的光以及在横向方向上沿着基板410行进时入射到第一半导体图案441上的光应被降低或最小化。
由基板410的下表面反射且入射到第一半导体图案441的光以及在横向方向上沿着基板410行进时入射到第一半导体图案441的光可大约是由光敏薄膜器件PSD感测的光的50％。这些光会充当噪声。基板410可具有用于降低或最小化这样的噪声的厚度。例如，基板410可具有50μm或更小的厚度。例如，基板410可具有25μm或更小的厚度。根据实验，基板410具有50μm厚度时的噪声大约是基板410具有500μm厚度时的噪声的40％。基板410具有25μm厚度时的噪声大约是基板410具有500μm厚度时的噪声的70％。
包括薄膜晶体管TFT的第一栅电极420的第一导电层布置在基板410上。第一导电层可包括在行方向上延伸的栅极线GL。第一栅电极420可以是栅极线GL的一部分，并且因此可与栅极线GL一起形成。栅极线GL可在行方向上延伸，并且可被连接至行扫描电路330。第一导电层可以是由包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)和/或钛(Ti)的导电材料形成的单层或者多层。
栅极绝缘层430布置在第一导电层上。栅极绝缘层430可以是包括具有绝缘性的无机材料的单层或者多层。例如，栅极绝缘层430可包括氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)、氧化钛(TiO2)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铪(HfO2)和/或氧化锆(ZrO2)。作为另一实例，栅极绝缘层430可以是包括具有绝缘性的有机材料的单层或多层。作为另一实例，栅极绝缘层430可具有多层结构，其中，有机绝缘材料与无机绝缘材料交替。
包括用作光敏薄膜器件PSD的光敏层的第一半导体图案441以及用作薄膜晶体管TFT的有源层的第二半导体图案443的半导体层440设置在栅极绝缘层430上。
第一半导体图案441可具有环式平面形状，该环式平面形状具有内边缘和外边缘。如图9B所示，第一半导体图案441可具有圆环式平面形状，该圆环式平面形状具有圆形内边缘和圆形外边缘。然而，第一半导体图案441的内边缘和外边缘不限于圆形形状，并且可具有各种合适的平面形状，诸如多边形和椭圆形。例如，第一半导体图案441可具有矩形框式平面形状。
当第一半导体图案441具有圆环式平面形状时，其外边缘的半径可以是60μm至120μm。详细地，外边缘的半径可以是80μm至100μm。当第一半导体图案441具有过宽面积时，从图5的发光单元232发射且到达基板410下方的身体的光的量降低。另一方面，当第一半导体图案441具有过窄面积时，从图5的发光单元232发射且到达基板410下方的身体的光的量增加，但是由身体反射且到达第一半导体图案441的光的量降低。根据实验，当外边缘的半径是80μm至100μm时，由光敏薄膜器件PSD感测的光的量高(例如，最大)。在该实验中，单位像素的分辨率(或密度)是100dpi。
当利用光照射第一半导体图案441时，第一半导体图案441内的电子从价带被激发到导带。因此，第一半导体图案441变得导电，并且第一电极451和第二电极452电连接至彼此。根据辐射在第一半导体图案441上的光的量，第一半导体图案441的电阻可改变，并且因此在第一电极451与第二电极452之间流动的电流可改变。
第二半导体图案443布置在基板410上，使得它与第一栅电极420的至少一部分重叠。第二半导体图案443具有沟道区域。沟道区域与第一栅电极420重叠。
半导体层440可包括对可见光和/或红外光敏感的半导体材料，例如，非晶硅(a-Si)或非晶硅锗(a-SiGe)。根据另一个实施方式，半导体层440可包括锗(Ge)、磷化铟(InP)、碲化镉(CdTe)和/或砷化镓(GaAs)。根据另一个实施方式，半导体层440可包括有机半导体材料和/或氧化物半导体材料。
半导体层440可进一步包括通过包括重掺杂杂质而具有导电性的第一导电半导体图案442和第二导电半导体图案444。第一导电半导体图案442直接插入在第一半导体图案441与第一电极451和第二电极452之间，并且第二导电半导体图案444直接插入在第二半导体图案443与第三电极453和第四电极454之间。因此，第二导电半导体图案444可限定第二半导体图案443内的沟道区域。在这种情况下，第二导电半导体图案444可包括分别位于沟道区域的两侧上的第一杂质区域和第二杂质区域。半导体层440可形成为多层，所述多层包括由第一半导体图案441和第二半导体图案443组成的第一半导体层以及由第一导电半导体图案442和第二导电半导体图案444组成的第二半导体层。本发明构思不限于此，并且半导体层440可形成为由半导体材料形成的单层，并且可包括含有重掺杂杂质的第一杂质区域和第二杂质区域以及含有轻掺杂杂质的在第一杂质区域与第二杂质区域之间的沟道区域。
第一电极451在基板410上布置在第一半导体图案441的内边缘的内部，并且经由第一导电半导体图案442连接至第一半导体图案441。第一半导体图案441围绕第一电极451的周边(例如，圆周)，并且第一电极451经由第一导电半导体图案442而电连接至第一半导体图案441。如图8所示，第一电极451可布置在第一半导体图案441和第一导电半导体图案442上，使得它覆盖第一半导体图案441的内边缘。然而，本发明构思不限于此，并且第一电极451可布置在第一半导体图案441下方。如图9C所示，第一电极451可具有与第一半导体图案441的内边缘的形状相对应的圆形平面形状。
第二电极452在基板410上沿着第一半导体图案441的外边缘围绕第一半导体图案441的周边(例如，圆周)，并且经由第一导电半导体图案442而电连接至第一半导体图案441。如图8所示，第二电极452可布置在第一半导体图案441和第一导电半导体图案442上，使得它覆盖半导体层440的外边缘。然而，本发明构思不限于此，并且第二电极452可布置在第一半导体图案441下方。如图9C所示，第二电极452可具有与第一半导体图案441的外边缘的形状相对应的环式平面形状。
第二电极452可具有在基板410上线性延伸以连接至薄膜晶体管TFT的第四电极454的一部分。第二电极452的线性延伸部可被称为连接电极或连接线。
第三电极453可将薄膜晶体管TFT的第二半导体图案443的第一杂质区域(即，对应于第二导电半导体图案444的一侧的区域)连接至输出线OL。如图9C所示，输出线OL可在列方向上延伸，并且可连接至列选择电路320。
第四电极454可将薄膜晶体管TFT的第二半导体图案443的第二杂质区域(即，对应于第二导电半导体图案444的另一侧的区域)连接至光敏薄膜器件PSD的第二电极452。
第一电极451至第四电极454可以是第二导电层450的部分。第二导电层450可被称为电极层。第二导电层450可以是由包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)和/或钛(Ti)的导电材料形成的单层或者多层。
层间绝缘层460布置在半导体层440和第二导电层450上，并且具有第一电极451的上表面经由其暴露的第一开孔460op1。如图8和图9D所示，层间绝缘层460可进一步包括围绕第二电极452的周边(例如，圆周)的一部分的第二开孔460op2。因为图9D的侧表面光阻挡单元473被限定为填充第二开孔460op2的部分，所以第二开孔具有与图9D的侧表面光阻挡单元473基本相同的形状。第二开孔460op2可布置为围绕第二电极452的连接至第四电极454的线性延伸部以外的一部分。
层间绝缘层460可进一步包括开孔，该开孔用于将第一栅电极420连接至第三导电层470的一部分(即，连接至第二栅电极474)，如指示为图9D的栅极连接单元475(例如，栅极连接器475)。
层间绝缘层460可以是包括具有绝缘性的有机材料的单层或多层。根据另一实例，层间绝缘层460可以是包括无机材料的单层或多层。例如，层间绝缘层460可包括氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)、氧化钛(TiO2)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铪(HfO2)和/或氧化锆(ZrO2)。根据另一实例，层间绝缘层460可包括含有无机绝缘层和/或有机绝缘层的多层。
第三导电层470包括：布置在层间绝缘层460上的上表面光阻挡单元471(例如，上表面光阻挡件471)和第二栅电极474；以及分别埋设在第一开孔460op1和第二开孔460op2中的接触单元472(例如，接触插塞472)和侧表面光阻挡单元473。
上表面光阻挡单元471布置在层间绝缘层460上以覆盖第一半导体图案441的上表面。在上表面光阻挡单元471的俯视图中，上表面光阻挡单元471可延伸得超过第一半导体图案441的外边缘，以便完全覆盖第一半导体图案441的上表面。在上表面光阻挡单元471的俯视图中，上表面光阻挡单元471可延伸得超过第二电极452的周边(例如，圆周)。如图9E所示，上表面光阻挡单元471可具有与第一半导体图案441的外边缘的形状相对应的圆形平面形状。
接触单元472从上表面光阻挡单元471延伸，并且经由第一开孔460op1而连接至第一电极451。接触单元472将第一电极451电连接至上表面光阻挡单元471。
侧表面光阻挡单元473埋设在第三导电层470的第二开孔460op2中。侧表面光阻挡单元473沿着第二开孔460op2从上表面光阻挡单元471延伸。侧表面光阻挡单元473被布置为在横向方向上覆盖第一半导体图案441的侧表面的一部分。侧表面光阻挡单元473可防止在横向方向上行进的光或在对角线方向上行进的光到达第一半导体图案441。
第二栅电极474的至少一部分布置在层间绝缘层460上以便与第二半导体图案443的沟道区域重叠。如图9E所示，第二栅电极474经由延伸通过层间绝缘层460的栅极连接单元475而连接至第一栅电极420。因此，施加至第一栅电极420的电压也被施加至第二栅电极474，并且电场施加至第二半导体图案443。因为第二半导体图案443由与用于形成第一半导体图案441的材料相同或基本相同的材料形成，所以第二半导体图案443的特性可通过光改变。第二栅电极474阻挡从上方发射的光到达第二半导体图案443，并且第一栅电极420阻挡通过基板410的下表面反射的光到达第二半导体图案443。因此，不论环境光学状态如何，薄膜晶体管TFT的第二半导体图案443都可具有恒定特性。
如图9E所示，上表面光阻挡单元471电连接至在列方向上延伸的偏置线BL。偏置线BL可以是第三导电层470的一部分，并且因此可与上表面光阻挡单元471整体形成。尽管在图9E中偏置线BL在列方向上延伸，但是这仅是实例，并且偏置线BL可在行方向上延伸，并且可电连接至设置在行方向上的单位像素PX的上表面光阻挡单元471。偏置线BL可连接至电力单元350，并且可因此被提供有偏置电压Vb。偏置电压Vb可经由上表面光阻挡单元471和接触单元472而施加至第一电极451。光敏薄膜器件PSD根据辐射至第一半导体图案441上的光的量而向薄膜晶体管TFT输出在第一电极451与第二电极452之间流动的电流的大小。薄膜晶体管TFT响应于施加至第一栅电极420的栅极信号而经由输出线OL输出电流。
图10是根据本发明的实施方式的生物特征信息感测装置的发光单元的平面图。
参考图10，发光单元500可包括用于发射红色可见光的多个第一发光器件501，用于发射绿色可见光的多个第二发光器件502，以及用于发射近红外光的多个第三发光器件503。发光单元500可对应于图5的发光单元232。
第一发光器件至第三发光器件501、502以及503中的每一个可包括LED、OLED或电致发光器件。
第一发光器件至第三发光器件501、502以及503中的每一个可包括设置在列方向上的多个发光器件。例如，在图10的最左侧上的第一发光器件501可包括被并发(例如，同时)控制的红色发光器件。红色发光器件可在列方向上被对齐，并且可共同连接在第一线路与第二线路之间。控制器可通过控制第一线路的电压而控制红色发光器件的光发射。以与以上描述相同的方式，第二发光器件502可包括被并发(例如，同时)控制且在列方向上对齐的绿色发光器件，并且第三发光器件503可包括被并发(例如，同时)控制且在列方向上对齐的近红外发光器件。
如图10所示，第一发光器件501、第二发光器件502以及第三发光器件503设置在行方向上。然而，这仅是实例。红色发光器件、绿色发光器件以及红外发光器件可以矩阵形式设置。
尽管在图10中发光单元500包括用于发射红色可见光的多个第一发光器件501，用于发射绿色可见光的多个第二发光器件502以及用于发射近红外光的多个第三发光器件503，但是根据应用产品，发光单元500可仅包括用于发射红色可见光的多个第一发光器件501，可仅包括用于发射绿色可见光的多个第二发光器件502，或者可仅包括用于发射近红外光的多个第三发光器件503。发光单元500可进一步包括发射蓝色可见光的发光器件。替换地，发光单元500可仅包括第一发光器件至第三发光器件501、502以及503中的两种发光器件。
图11示出通过使用图5的生物特征信息感测装置200来感测生物特征信息的结构。
参考图11，生物特征信息感测装置200包括感测单元210、光源单元230以及保护层250。感测单元210包括第一基板211以及光传感器阵列212。光源单元230包括用于发射红色可见光的多个第一发光器件R，用于发射绿色可见光的多个第二发光器件G，以及用于发射近红外光的多个第三发光器件IR。保护层250保护光源单元230和感测单元210免受外部影响。保护层250可由反射光的材料形成，使得从光源单元230发射的光被引导向感测单元210。
生物特征信息要被感测的身体的一部分(例如，手)可位于第一基板211上。从光源单元230发射的光经由感测单元210辐射至手。光通过手内的静脉、血管等反射，并且感测单元210感测反射的光。
生物特征信息感测装置200可感测存在于人的手中的静脉。对于不同人，静脉排列不同。因此，静脉排列的图案可被称为静脉图案，并且可经由该静脉图案来识别人(例如，特定人)。除了指纹和/或虹膜以外，静脉图案作为认证手段引起关注。如同可按压在物体上的指纹，静脉图案是对特定人唯一的身体信息并且不会留下痕迹，并且因此静脉图案不具有被偷窃的风险。静脉的厚度或尺寸可根据人的生长而改变，但是人的静脉图案不会改变。
包括氧的氧合血红蛋白在动脉中流动，但是具有还原氧的脱氧血红蛋白在静脉中流动。还原的血红蛋白吸收具有大约760nm的波长的光，即，近红外光。因此，当只有光源单元230的第三发光器件IR发射光并且感测单元210感测发射的光时，感测单元210的静脉所位于的一部分相比感测单元210的其他部分感测较少量的近红外光。通过使用该特性，生物特征信息感测装置200可感测用户的静脉图案。
生物特征信息感测装置200可感测脉搏波和心率。动脉的厚度和血流量根据心跳而改变。动脉恰好在左侧心室开始收缩之前具有最小厚度。当左侧心室的收缩最大时，动脉具有最大厚度。血吸收绿色光。因此，生物特征信息感测装置200可通过使用绿色光来感测脉搏波。当只有光源单元230的第二发光器件G发射光并且感测单元210感测发射的光时，接收的绿色光的量根据血流量而变化。通过使用该特性，生物特征信息感测装置200可感测血流量。根据时间变化的血流量对应于脉搏波。
当生物特征信息感测装置200分析该脉搏波时，生物特征信息感测装置200可感测心率。心率可对应于由60除以脉搏波的周期(秒)的结果。脉搏波的周期可经由血流量最大时的时间点(即，左侧心室最大收缩时的时间点)的周期来感测。当血流量最大时，通过血吸收最多绿色光，并且因此感测单元210可感测最小量的绿色光。
生物特征信息感测装置200可感测氧饱和度。氧饱和度表示红细胞中与氧结合的血红蛋白的比率。氧结合至其的氧合血红蛋白以及氧从其排出的脱氧血红蛋白具有不同的光吸收频谱。不论氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白之间的比值如何，都不断吸收红外光(例如，具有900nm的波长的光)。然而，脱氧血红蛋白的比率越高，红光(例如，具有665nm的波长的光)的吸收率越大。因此，生物特征信息感测装置200可通过比较只有光源单元230的第三发光器件IR发射光时由感测单元210感测的结果与只有光源单元230的第一发光器件R发射光时由感测单元210感测的结果，来感测氧饱和度。
因而，例如，生物特征信息感测装置200可具有三个操作模式。在作为静脉图案感测模式的第一操作模式中，可使用只有光源单元230的第三发光器件IR发射光时由感测单元210感测的结果。在作为脉搏波和心律测量模式的第二操作模式中，可使用只有光源单元230的第二发光器件G发射光时由感测单元210感测的结果。在作为氧饱和度测量模式的第三操作模式中，可使用第一发光器件R和第三发光器件IR交替发射光时由感测单元210感测的结果。
图12是包括图5的生物特征信息感测装置200的装置的框图。
参考图12，装置1000可包括生物特征信息感测装置1010以及用于控制该生物特征信息感测装置1010的控制器1020。生物特征信息感测装置1010可对应于图5的生物特征信息感测装置200。控制器1020可以是微控制器。控制器1020可包括图6的定时控制器340或者可控制图6的定时控制器340。控制器1020可从图6的定时控制器340接收图像数据，分析图像数据，并且输出对应于每个操作模式的分析结果。
控制器1020可控制图5的发光单元232或图10的发光单元500。控制器1020可根据操作模式控制包括在发光单元232中的发光器件中的仅一些发光器件发射光。
控制器1020可确定生物特征信息感测装置1010的操作模式。控制器1020可根据操作模式控制包括在发光单元500中的发光器件中的仅一些发光器件发射光。例如，在静脉图案感测模式中，控制器1020可控制仅第三发光器件503发射光。例如，在脉搏波和心律测量模式中，控制器1020可控制仅第二发光器件502发射光。例如，在氧饱和度测量模式中，控制器1020可控制第一发光器件501和第三发光器件503交替发射光。
当包括在发光单元500中的发光器件中的一些发光器件根据操作模式发射光时，控制器1020可从定时控制器340接收从光传感器阵列212获取的图像数据，可分析所接收的图像数据，并且可输出对应于每个操作模式的分析结果。
装置1000可以是具有无线通信功能的便携式终端。控制器1020可具有无线通信功能。在这种情况下，因为显示设备布置在装置1000的前表面上，所以生物特征信息感测装置1010可布置在装置1000的后表面上。当用户保持便携式终端1000时，生物特征信息感测装置1010接触用户的手。控制器1020可通过使用生物特征信息感测装置1010来感测用户手掌中的静脉图案。控制器1020可预先存储授权用户的静脉图案，并且控制器1020可通过比较由生物特征信息感测装置1010获取的用户的静脉图案与预存储的静脉图案，来确定保持便携式终端1000的用户是否是授权用户。
控制器1020可在多个操作模式中顺序地操作。在脉搏波和心律测量模式中，生物特征信息感测装置1010可测量用户的脉搏波和心律。在氧饱和度测量模式中，生物特征信息感测装置1010可测量用户的氧饱和度。在静脉图案感测模式中，生物特征信息感测装置1010可感测用户的静脉图案。因为用户的脉搏波、心率以及氧饱和度是个人信息，所以其测量值不应对公众开放。基于感测的静脉图案，控制器1020可将测量的作为身体信息的脉搏波、心率或氧饱和度与用户匹配，并且存储与用户相匹配的身体信息。当控制器1020以静脉图案感测模式操作并且感测用户的静脉图案时，控制器1020可仅向具有感测的静脉图案的用户提供存储的身体信息。
图13示出包括图5的生物特征信息感测装置200的另一装置。
参考图13，装置1100可包括生物特征信息感测装置1110以及用于控制生物特征信息感测装置1110的控制器1120。生物特征信息感测装置1110和控制器1120可对应于图12的生物特征信息感测装置1010和控制器1020，并且可省去其重复描述。以下描述将集中在其间的差异上。随后将参考图14更详细地描述生物特征信息感测装置1110。
耳机1130可连接至装置1100。电极1140可分别布置在耳机1130的两个扬声器部分上。当耳机1130的扬声器部分被插入用户的耳朵时，电极1140直接接触用户的耳朵。控制器1120可通过使用布置在耳机1130上的两个电极1140来测量用户的心电图。
图14是图13的生物特征信息感测装置1110的示意性框图。
参考图14，生物特征信息感测装置1110包括保护层1111、光源单元1112(例如，光源1112)、光传感器阵列1113、基板1114以及透明电极1115。保护层1111、光源单元1112、光传感器阵列1113以及基板1114可分别对应于图11的保护层250、光源单元230、光传感器阵列212以及第一基板211。在此可省去其重复描述。透明电极1115布置在基板1114上，并且身体接触透明电极1115。透明电极1115可透射从光源单元1112发射的光，并且透射通过身体反射的光，使得反射的光到达光传感器阵列1113。透明电极1115可连接至图13的控制器1120。
返回参考图13，控制器1120可通过使用生物特征信息感测装置1110的透明电极1115以及耳机1130的两个电极1140，来测量利用他或她的手保持装置1100的用户的心电图。
因为用户的两只耳朵和手掌接触电极1140和透明电极1115，所以控制器1120可通过使用电极1140和透明电极1115来测量用户的心电图。心电图意味着心脏的电活动。
当用户保持装置1100时，用户的手掌接触生物特征信息感测装置1110。
控制器1120可通过使用生物特征信息感测装置1110在静脉图案感测模式中感测用户的静脉图案。控制器1120也可通过使用两个电极1140和透明电极1115来测量用户的心电图。心电图信息是用户的个人身体信息，并且因此对应于需要安全性的信息。当控制器1120测量心电图时，控制器1120可通过使用生物特征信息感测装置1110来感测用户的静脉图案，并且可存储用户的静脉图案以及心电图结果。然后，控制器1120可以静脉图案感测模式操作，并且可感测用户的静脉图案并且仅向具有同一静脉图案(例如，相同静脉图案)的用户提供感测的具有他或她的心电图信息的静脉图案。
图15是包括图5的生物特征信息感测装置200的装置的框图。
参考图15，装置1200可包括生物特征信息感测装置1210以及用于控制生物特征信息感测装置1210的控制器1220。生物特征信息感测装置1210可对应于图5的生物特征信息感测装置200。控制器1220可以是微控制器。控制器1220可包括图6的定时控制器340或者可控制图6的定时控制器340。控制器1220可从图6的定时控制器340接收图像数据，分析图像数据，并且输出对应于每个操作模式的分析结果。生物特征信息感测装置1210和控制器1220可分别对应于图12的生物特征信息感测装置1010和控制器1020。
生物特征信息感测装置1210的第一基板211和第二基板231可由柔性材料形成。因此，装置1200也可以是可弯曲的、可折叠的或可卷起的。例如，装置1200可围绕用户的手腕缠绕。装置1200可围绕用户的手腕缠绕，并且可准确感测手腕的静脉图案，或者从在手腕中流动的动脉测量脉搏波和心律，并且测量氧饱和度。
装置1200可进一步包括固定构件，诸如钩环扣(hook and loop fastener)(例如，)，使得装置1200可围绕手腕缠绕并固定至手腕。是荷兰维可牢产业B.V.股份有限公司，卡斯托路，22-24库拉索岛，荷兰(Velcro industries B.V.LIMITEDLIABILITY COMPANY NETHERLANDS,Castorweg,22-24Curacao,NETHERLANDS)的注册商标。例如，装置1200可附接至通用手表的底表面。
应理解的是，本文描述的实施方式应仅以描述的意义来考虑，而不是为了限制的目的。每个实施方式中的特征或方面的描述通常应被认为可用于其它实施方式中的其他类似的特征或方面。
尽管已参考附图描述了一个或多个示例性实施方式，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不背离由以下权利要求及其等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下，可在其中做出形式和细节上的各种变化。

Claims (20)

1.一种光敏薄膜器件，包括：
基板，所述基板是透明且绝缘的；
第一电极，所述第一电极在所述基板上；
半导体层，所述半导体层在所述基板上且围绕所述第一电极的周边；
第二电极，所述第二电极在所述基板上且围绕所述半导体层的周边；
层间绝缘层，所述层间绝缘层在所述半导体层以及所述第一电极和所述第二电极上且具有暴露所述第一电极的第一开孔；以及
导电层，所述导电层包括上表面光阻挡件以及接触插塞，所述上表面光阻挡件设置在所述层间绝缘层上并且覆盖所述半导体层的上表面，所述接触插塞从所述上表面光阻挡件延伸且经由所述第一开孔连接至所述第一电极。
2.根据权利要求1所述的光敏薄膜器件，
其中，所述半导体层具有环式平面形状，所述环式平面形状具有内边缘和外边缘，
其中，所述第一电极设置在所述内边缘内部且覆盖所述内边缘，并且
其中，所述第二电极覆盖所述外边缘。
3.根据权利要求1所述的光敏薄膜器件，其中，所述半导体层具有圆环式平面形状，所述圆环式平面形状具有圆形内边缘和圆形外边缘。
4.根据权利要求1所述的光敏薄膜器件，其中，所述半导体层包括：
第一半导体层，所述第一半导体层在所述基板上；以及
第二半导体层，所述第二半导体层设置在所述第一半导体层与所述第一电极和所述第二电极之间，所述第二半导体层包含重掺杂杂质。
5.根据权利要求1所述的光敏薄膜器件，
其中，所述层间绝缘层具有第二开孔，所述第二开孔与所述第二电极隔开并且围绕所述第二电极的周边的一部分，并且
其中，所述导电层进一步包括侧表面光阻挡件，所述侧表面光阻挡件沿着所述第二开孔从所述上表面光阻挡件延伸并且在横向方向上覆盖所述半导体层的侧表面的一部分。
6.根据权利要求5所述的光敏薄膜器件，进一步包括连接线，所述连接线经由所述基板上的所述侧表面光阻挡件中的孔而在横向方向上从所述第二电极延伸，所述连接线通过所述层间绝缘层与所述侧表面光阻挡件绝缘。
7.根据权利要求6所述的光敏薄膜器件，其中，所述导电层的所述上表面光阻挡件和所述侧表面光阻挡件被配置为阻挡从所述导电层上方向所述基板辐射的光到达所述半导体层。
8.根据权利要求1所述的光敏薄膜器件，其中，随着从所述基板下方向所述半导体层上辐射的光的量增加，经由所述半导体层在所述第一电极与所述第二电极之间流动的电流的大小增加。
9.一种生物特征信息感测装置，包括：
基板，所述基板是透明且绝缘的；
光传感器阵列，所述光传感器阵列包括以矩阵形式设置在所述基板上的多个像素，所述像素中的每一个包含光敏薄膜器件；以及
发光单元，所述发光单元设置在所述光传感器阵列上并被配置为发射光，
其中，所述光敏薄膜器件包括：
环式的第一半导体图案，所述第一半导体图案具有内边缘和外边缘，所述第一半导体图案在所述基板上；
第一电极，所述第一电极在所述基板上设置在所述内边缘的内部且连接至所述第一半导体图案；
第二电极，所述第二电极沿着所述外边缘围绕所述第一半导体图案的周边；
层间绝缘层，所述层间绝缘层设置在所述第一半导体图案以及所述第一电极和所述第二电极上且具有暴露所述第一电极的第一开孔；以及
光阻挡电极，所述光阻挡电极包括上表面光阻挡件以及接触插塞，所述上表面光阻挡件设置在所述层间绝缘层上并覆盖所述第一半导体图案的上表面，所述接触插塞从所述上表面光阻挡件延伸且经由所述第一开孔连接至所述第一电极。
10.根据权利要求9所述的生物特征信息感测装置，其中，所述发光单元包括第一发光器件、第二发光器件以及第三发光器件中的至少一个，所述第一发光器件被配置为发射第一颜色的可见光，所述第二发光器件被配置为发射第二颜色的可见光，所述第三发光器件被配置为发射近红外光。
11.根据权利要求9所述的生物特征信息感测装置，
其中，所述多个像素中的每一个包括薄膜晶体管，并且
其中，所述薄膜晶体管包括：
第二半导体图案，所述第二半导体图案在所述基板上，所述第二半导体图案具有第一杂质区域和第二杂质区域以及在所述第一杂质区域与所述第二杂质区域之间的沟道区域；
第一栅电极，所述第一栅电极在所述基板与所述第二半导体图案之间，使得所述第一栅电极的至少一部分与所述沟道区域重叠；
第三电极，所述第三电极连接至所述第一杂质区域；以及
第四电极，所述第四电极连接至所述第二杂质区域以及所述光敏薄膜器件的所述第二电极。
12.根据权利要求11所述的生物特征信息感测装置，其中，所述薄膜晶体管进一步包括第二栅电极，所述第二栅电极经由延伸通过所述层间绝缘层的所述接触插塞而连接至所述第一栅电极，所述第二栅电极设置在所述层间绝缘层上使得所述第二栅电极的至少一部分与所述沟道区域重叠。
13.根据权利要求11所述的生物特征信息感测装置，其中，所述光传感器阵列进一步包括：
栅极线，所述栅极线将来自所述多个像素中的相同行上的像素的所述薄膜晶体管的所述第一栅电极电连接至彼此；
输出线，所述输出线将来自所述多个像素中的相同列上的像素的所述薄膜晶体管的所述第三电极电连接至彼此；以及
偏置线，所述偏置线将所述多个像素的所述光敏薄膜器件的所述光阻挡电极电连接至彼此。
14.根据权利要求13所述的生物特征信息感测装置，进一步包括：
电源，所述电源被配置为向所述偏置线施加偏置电压；以及
图像传感器控制器，所述图像传感器控制器被配置为顺序驱动所述栅极线，经由所述输出线接收从所述多个像素输出的感测信号，并且基于所述感测信号生成图像数据。
15.根据权利要求14所述的生物特征信息感测装置，其中，所述发光单元包括多个第一发光器件、多个第二发光器件以及多个第三发光器件，所述第一发光器件被配置为发射红色可见光，所述第二发光器件被配置为发射绿色可见光，所述第三发光器件被配置为发射近红外光。
16.根据权利要求15所述的生物特征信息感测装置，进一步包括控制器，所述控制器被配置为控制所述第一发光器件、所述第二发光器件以及所述第三发光器件中的至少一个，以便根据操作模式发射光，从所述图像传感器控制器接收所述图像数据，并且根据所述操作模式分析所述图像数据。
17.根据权利要求16所述的生物特征信息感测装置，其中，所述控制器被配置为控制所述第三发光器件在静脉图案感测模式中发射光，控制所述第二发光器件在脉搏波感测模式或心率测量模式中发射光，并且控制所述第一发光器件和所述第三发光器件在氧饱和度测量模式中交替发射光。
18.根据权利要求17所述的生物特征信息感测装置，其中，所述生物特征信息感测装置包括具有无线通信功能的便携式终端。
19.根据权利要求18所述的生物特征信息感测装置，其中，所述控制器被配置为通过比较通过分析在所述静脉图案感测模式中的所述图像数据而获取的用户的静脉图案与预存储的静脉图案来认证所述用户。
20.根据权利要求19所述的生物特征信息感测装置，进一步包括：
透明电极，所述透明电极设置在所述基板下方；以及
耳机，所述耳机被配置为连接至所述便携式终端并且包括分别接触所述用户的两只耳朵的第一心电图感测电极和第二心电图感测电极，
其中，所述控制器经由所述第一心电图感测电极和所述第二心电图感测电极以及所述透明电极来测量所述用户的心电图。
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