CN108695345A - 图像传感器和成像模组 - Google Patents
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Abstract
一种图像传感器和成像模组，所述图像传感器包括：显示光源，用于产生显示光；像素单元，用于采集携带有成像信息的成像光，并将所述成像光的光信号转换为电信号以获得图像；所述像素单元包括透光像素单元和遮光像素单元，所述透光像素单元用于透射所述显示光，所述遮光像素单元用于遮挡所述显示光。本发明技术方案能够有效的提高所述图像传感器的科技美感和实用性。
Description
技术领域
本发明涉及指纹成像领域，特别涉及一种图像传感器和成像模组。
背景技术
指纹识别技术通过指纹成像模组采集到人体的指纹图像，然后与指纹识别系统里已有指纹成像信息进行比对，以实现身份识别。由于使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量应用于各个领域，比如：公安局、海关等安检领域，楼宇的门禁系统，以及个人电脑和手机等消费品领域等等。
指纹识别技术中所采用成像模组的成像方式有光学式、电容式、超声波式等多种技术。其中一种是通过光学成像模组采集人体的指纹图像。光学式指纹成像模组的工作原理：人的手指按压在光学式指纹成像模组的保护盖板上时，光源发出的光形成入射光；入射光透过图像传感器(Sensor)和保护盖板后到投射到保护盖板与手指的界面，在手指和保护盖板相接触的位置处发生反射和折射；通过图像传感器采集所述反射光，将所述反射光的光信号转换为电信号，处理后即可得到手指的指纹图像。
当指纹成像模组应用于电子设备时，指纹成像模组往往会成为电子设备外观的一部分，所以所述指纹成像模组的美观度对所述电子设备的外观具有相当的影响，由此对现有指纹成像模组就提出了实现图像显示功能的要求。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种图像传感器和成像模组，以在指纹成像模组上实现图案显示。
为解决上述问题，本发明提供一种图像传感器，用于采集携带有成像信息的成像光，并将所述成像光的光信号转换为电信号以获得图像，包括：
显示光源，用于产生显示光；像素单元，包括透光像素单元和遮光像素单元，所述透光像素单元用于透射所述显示光，所述遮光像素单元用于遮挡所述显示光。
可选的，所述像素单元包括：器件结构，包括透光区和遮光区，所述遮光区器件结构内具有开关器件和感光层，所述感光层与所述开关器件相连，所述感光层用于采集所述成像光并将所述光信号转换为电信号；第一遮光层，位于所述器件结构上，至少与所述开关器件相对应。
可选的，所述第一遮光层位于透光区和遮光区的器件结构上；所述透光像素单元还包括：第一透光孔，贯穿所述第一遮光层，位于所述透光区的器件结构上。
可选的，所述第一透光孔在所述器件结构表面的投影与所述透光区相重合。
可选的，所述开关器件具有沟道区；所述第一透光孔在所述器件结构表面投影与所述开关器件沟道区之间具有间隔。
可选的，所述图像传感器还包括：第一采光孔，贯穿所述第一遮光层，与所述感光层相对应。
可选的，所述第一遮光层位于遮光区的器件结构上；所述遮光像素单元还包括：遮光叠层，位于所述第一遮光层上，所述遮光叠层包括第二遮光层，所述第二遮光层至少设置于所述透光区的器件结构相对应的位置。
可选的，所述第二遮光层位于所述透光区和遮光区的器件结构上；所述图像传感器还包括：第二采光孔，贯穿所述第二遮光层，与所述感光层位置相对。
可选的，所述第二遮光层位于所述透光区的器件结构上，且所述透光区器件结构在所述第二遮光层表面的投影位于所述第二遮光层内。
可选的，所述遮光叠层还包括：隔离层，覆盖所述第二遮光层。
可选的，所述遮光叠层的数量为1个或多个。
可选的，所述第二遮光层的材料与所述第一遮光层材料相同。
可选的，所述开关器件为非晶硅开关器件。
可选的，所述开关器件具有沟道区，所述开关器件沟道区在所述第一遮光层表面的投影位于所述第一遮光层的范围内。
可选的，所述显示光源为呼吸灯。
可选的，所述图像传感器还包括：基板，所述基板包括图案区和与所述图案区相邻的空白区；所述透光像素单元位于所述图案区的基板上，所述遮光像素单元位于所述空白区的基板上；或者，所述遮光像素单元位于所述图案区的基板上，所述透光像素单元位于所述空白区的基板上。
相应的，本发明还提供一种成像模组，包括：本发明的图像传感器。
可选的，所述成像模组还包括：感测面，所述显示光在所述感测面上形成所述成像光。
可选的，所述成像模组还包括：成像光源，用于产生入射光；感测面，所述入射光在所述感测面上形成所述成像光。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
所述像素单元包括两种像素单元，分别为能够透射所述显示光的透光像素单元和遮挡所述显示光的遮光像素单元，所以通过所述透光像素单元和所述遮光像素单元的组合，所述显示光在透射所述图像传感器时即可实现图案的显示，从而能够有效的提高所述图像传感器的美观度，有利于改善所述成像模组的外观设计；而且通过所述显示光的透射和遮挡实现图案显示的做法，所显示的图案可以起到指示和提醒的作用，能够有效的提高所述图像传感器的科技美感和实用性。
本发明可选方案中，所述遮光像素单元的第一遮光层延伸至所述透光区的器件结构上，所述透光像素单元还包括：第一透光孔，贯穿所述第一遮光层，位于所述透光区的器件结构上；或者，所述透光像素单元的第一遮光层位于所述开关器件上，所述遮光像素单元包括位于所述透光区的器件层上的第二遮光层。因此，本发明技术方案无需对现有产生进行较大改动即可完成生产制作，也无需增加额外工艺和成本。
附图说明
图1是一种具有指纹识别功能的电子设备的结构示意图；
图2是图1所示电子设备中所述指纹成像模组的结构示意图；
图3是本发明图像传感器第一实施例的俯视结构示意图；
图4是图3所示图像传感器实施例中沿AA线的剖视结构示意图；
图5是图4所示图像传感器实施例中像素单元的剖面结构示意图；
图6是图4所示图像传感器实施例中透光像素单元的剖面结构示意图；
图7是本发明图像传感器第二实施例中像素单元的剖视结构示意图；
图8是图7所示图像传感器实施例中遮光像素单元的剖视结构示意图；
图9是本发明图像传感器第三实施例中遮光像素单元的剖面结构示意图；
图10是本发明成像模组一实施例的剖面结构示意图；
图11是本发明成像模组另一实施例的剖面结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，现有技术中的指纹成像模组存在需要实现图案显示功能问题。
参考图1，示出了一种具有指纹识别功能的电子设备的结构示意图。
如图1所示，所述电子设备10为手机或平板电脑等便携式电子设备。所述电子设备10中，指纹识别功能所采用的指纹成像模组设置为隐藏式指纹成像模组。
所述电子设备10中，所述指纹成像模组设置在所述电子设备10前盖板下侧的位置(如图1中圈11所示位置)。而且，为了实现所述指纹成像模组的隐藏设置，所述指纹成像模组为超薄式指纹成像模组。
参考图2，示出了图1所示电子设备中所述指纹成像模组的结构示意图。
所述指纹成像模组包：保护盖板21、图像传感器22和图像传感器22上的集成芯片23，柔性电路板24和柔性电路板24上的电子元器件(例如光源25)，导光板26、上保护壳体27和下保护壳体28等主要部件。
其中，图像传感器22是利用非晶硅薄膜晶体管(amorphous Silicon Thin FilmTransistor，a-Si TFT)、低温多晶硅薄膜晶体管(Low Temperature Poly Silicon ThinFilm Transistor，LTPS TFT)或者氧化物半导体薄膜晶体管(Oxide Semconductor ThinFilm Transistor，OS TFT)等半导体工艺技术，在玻璃基板上制作的。
如图1所示，所述指纹成像模组所在的位置往往也是所述电子设备的控制键位置(例如，Home键)的位置，该区域为手指的操控区域，是除了屏幕以外的次视觉交点。所以在所述指纹成像模组上实现图案显示，能够有效的提高电子设备的科技美感，有利于增强电子设备的吸引力，有利于增加电子设备的附加值。
为解决所述技术问题，本发明提供一种图像传感器，通过所述透光像素单元和所述遮光像素单元的组合，所述显示光在透射所述图像传感器时即可实现图案的显示，有效的提高所述图像传感器的科技美感。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参考图3和图4，示出了本发明图像传感器第一实施例的结构示意图。
其中图3所述图像传感器实施例的俯视结构示意图；图4是图3所示图像传感器实施例中沿AA线的剖视结构示意图。
需要说明的是，所述图像传感器用于采集携带有成像信息的成像光，并将所述成像光的光信号转换为电信号以获得图像。具体的，本实施例中，以指纹成像模组中的图像传感器为例进行说明。所以所述成像光在所述指纹成像模组中感测面上形成，并携带有指纹信息，所述图像传感器用于采集所述成像光并将所述光信号转换为电信号以获得指纹图像。本发明其他实施例中，所述图像传感器也可以是其他光学成像系统中的图像传感器。
所述图像传感器包括：
显示光源100，用于产生显示光；像素单元101，包括透光像素单元120和遮光像素单元110，所述透光像素单元120用于透射所述显示光，所述遮光像素单元110用于遮挡所述显示光。
通过所述透光像素单元120和所述遮光像素单元110的组合，所述显示光在透射所述图像传感器时即可实现图案的显示，从而能够有效的提高所述图像传感器的美观度，有利于改善所述成像模组的外观设计；而且通过所述显示光的透射和遮挡实现图案显示的做法，所显示的图案可以起到指示和提醒的作用，能够有效的提高所述图像传感器的科技美感和实用性。
本实施例中，所述显示光源100为面光源，可以包括发光二极管(图中未示出)和位于所述发光二极管一侧的导光板(图中未示出)。所述发光二极管用于形成初始光；所述初始光投射进入所述导光板，经所述导光板反射形成光强分布更均匀的显示光。
将所述显示光源100设置为面光源的做法，能够有效的提高所述显示光的均匀性，有利于提高图案的显示效果。本发明其他实施例中，所述显示光源也可以为线光源或点光源等其他形式的光源。例如，所述光源可以为单个发光二极管。
此外，本实施例中，所述显示光源100为呼吸灯，也就是说，所述显示光源100采用呼吸灯技术。具体的，显示光源100采用呼吸灯技术是指所述显示光源100在微电路的控制下产生显示光，并且所述显示光能够完成由亮到暗的逐渐变化，类似人呼吸的效果。将所述显示光源100设置为呼吸灯的做法，能够使所述图案的显示也呈现呼吸灯的效果，从而能够有效的提高所述图像传感器的科技美感。
所述显示光为可见光。具体的，所述显示光可以为紫色光、蓝色光、绿色光、黄色光、红色光或白色光等颜色。所述显示光的颜色可以与集成所述图像传感器的电子设备外观相适宜，从而提高所述电子设备的美观度。
所述像素单元101用于实现光电转换，即用于采集成像光并将所述成像光的光信号转换为电信号以获得图像。所述像素单元101包括两种类型，分别为透光像素单元110和遮光像素单元120。
所述透光像素单元110能够透射所述显示光，所述遮光像素单元120能够遮挡所述显示光；所以所述透光像素单元110和所述遮光像素单元120的组合，能够遮挡部分显示光，并透射部分显示光，实现透射的显示光在所述图像传感器上方显示图案。
本实施例中，所述图像传感器还包括：基板102，所述基板102包括图案区102a和与所述图案区102a相邻的空白区102b；所述透光像素单元120位于所述图案区102a的基板102上，所述遮光像素单元110位于所述空白区102b的基板102上。
具体的，所述基板102具有相背设置的第一面和第二面；所述像素单元101位于所述基板102第一面上，且在所述基板102第一面上呈阵列排布，形成像素阵列；所述显示光源100与所述基板102的第二面相对贴合，所述显示光沿第二面指向第一面的方向透射所述基板102。所以本实施例中，所述基板102为玻璃等透光材料。
所述基板102具有像素阵列的区域分为图案区102a和空白区102b。本实施例中，所述图案区102a的形状为“T”形，所述空白区102b包围所述图案区102a。
所述透光像素单元120位于图案区102a基板102的第一表面上，所述遮光像素单元110位于空白区102b基板102的第一表面上；所述显示光能够从所述图案区102a实现透射，从而显示“T”形图案。
需要说明的是，本实施例以“T”形图案的显示为例进行说明。本发明对所述图案区102a的形状并不限定。本发明其他实施例中，所述图案区的形状还可以为其他规则或不规则的图形。例如，所述图案区的形状可以采用集成所述图像传感器电子设备生产厂商商标(Logo)的形状，以美化所述电子设备的外观设计。
还需要说明的是，本实施例，所述透光像素单元120位于所述图案区102a基板102的第一表面上，所述遮光像素单元110位于所述空白区102b基板102的第一表面上，所以所述显示光能够从所述图案区102a的位置透射所述图像传感器以显示图案。但是本发明其他实施例中，所述遮光像素单元位于所述图案区的基板上，所述透光像素单元位于所述空白区的基板上，所述显示光从所述空白区的位置透射所述图像传感器；这种设置方法也可以实现图案显示。
结合参考图5，示出了图4所示图像传感器实施例中像素单元101剖面结构示意图。
所述像素单元101包括：器件结构111，包括透光区111a和遮光区111b，所述遮光区111b器件结构111内具有开关器件113和感光层114，所述感光层114与所述开关器件113相连，所述感光层114用于采集所述成像光并将所述光信号转换为电信号；第一遮光层112，位于所述器件结构113上，至少与所述开关器件113相对应。
所述器件结构111用于实现所述成像光的光电转换，从而获得图像。
具体的，所述感光层114用于采集成像光的光信号，并根据所述光信号产生电信号，从而实现所述成像光的光电转换；所述开关器件113与所述感光层114相连，用于控制所述感光层114所形成电信号的输出。
本实施例中，所述开关器件113为非晶硅开关器件。具体的，所述开关器件113为非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)，包括位于基板102上的栅极(图中未标示)、位于所述栅极上的半导体层以及位于所述半导体层上的源极(图中未标示)和漏极(图中未标示)。所述栅极在接收到驱动信号时，在所述非晶半导体层内形成电流通道，从而实现所述源极和漏极之间的导通。
具体的，本实施例中，所述开关器件113采用底栅结构，也就是说，所述栅极位于所述基板102上，且被电隔离材料(图中未标示)覆盖；所述半导体层位于所述电隔离材料上，且与所述栅极位置相对应；所述源极和所述漏极位于所述半导体层上，且分别位于所述栅极结构两侧。
所述开关器件113具有沟道区113c，所述开关器件113导通时，所述源极和漏极之间的电流通道位于所述沟道区113c内。本实施例中，所述沟道区113c位于所述半导体层。
如图5所示，所述遮光区111b器件结构111内具有各种导电膜层，例如开关器件113的源极、漏极或栅极，与所述感光层114相连的各种电极(图中未标示)，以及用于实现所述像素单元101(如图4所示)与外部电路连接的连接线(图中未示出)等。通常情况下，所述遮光区111b内各种导电膜层的材料为金属材料，对光线具有较高的反射率或吸收率，无法实现光线的透射，所以从所述基板102透射的显示光在所述遮光区111b器件结构111内传播时，会受到各种金属膜层的遮挡，从而无法实现透射。
所述透光区111a器件结构111内通常仅仅具有各种透明材料的介质层，并没有导电膜层。所以从所述基板102透射的显示光透射所述透光区111b的器件结构111。
所述第一遮光层112用于遮挡所述开关器件113，特别是所述开关器件113的沟道区113c，从而减少所述开关器件113沟道区113c受到光线直接照射的可能，进而达到抑制所述开关器件113漏电流的目的。
需要说明的是，本实施例中，所述开关器件113采用底栅结构，而且所述栅极的面积也略大于所述开关器件113沟道区113c的面积，因此所述开关器件113沟道区113c在所述栅极上的投影位于所述栅极的范围内，所以所述栅极除了用于控制所述源极和漏极之间电流通道的导通和截断，还能够用于遮挡从所述基板102透射的显示光，从而防止所述开关器件113的沟道区113c受到显示光的照射而造成的性能退化问题。
如图5所示，本实施例中，所述第一遮光层112位于透光区111a和遮光区111b的器件结构111上。因此位于透光区111a器件结构111上的第一遮光层112还用于遮挡透射所述透光区111a所述器件结构111的显示光。
所以，所述显示光在遮光区111b器件结构111内被各种导电膜层遮挡而无法实现透射；所述显示光在透射所述透光区111a器件结构111后，被所述第一遮光层112遮挡。由此所述显示光无法透射所述像素单元，即图5所示的像素单元101为所述遮光像素单元110(如图4所示)。
本实施例中，所述第一遮光层112位于所述透光区111a和所述遮光区111b的器件结构111上，所以为了防止所述第一遮光层112影响所述感光层114对光信号的采集，如图5所示，所述图像传感器还包括：第一采光孔114a，贯穿所述第一遮光层112，与所述感光层114相对应。
具体的，所述器件结构111还包括透明导电层115，用于向所述感光层114提供偏置电压。所述感光层114一端与所述开关器件113的源极相连，另一端与所述透明导电层115相连。
所述透明导电层115位于所述透光区111a和遮光区111b的器件结构111内，所述第一遮光层112覆盖所述透明导电层115。所以所述第一采光孔114a底部露出覆盖所述感光层114顶部上的透明导电层115，光线能够通过所述第一采光孔114a透射所述第一遮光层112，投射至所述透明导电层115上；在透射所述透明导电层115后，被所述感光层114采集。
需要说明的是，如图5所示，本实施例中，所述第一遮光层112上还覆盖有封装层(图中未标示)，用于实现所述第一遮光层112与外部环境的隔离，降低所述第一遮光层112受到外部环境中的氧气或水汽的影响，提高所述图像传感器的稳定性。所以所述第一采光孔114a内还填充有所述封装层，以保护所述第一采光孔114a底部的透明导电层115以及所述透明导电层115下的感光层114。
结合参考图6，示出了图4所示图像传感器实施例中透光像素单元120剖面结构示意图。
为了使所述显示光能够透射所述透光像素单元120，所以所述透光像素单元120还包括：第一透光孔116，贯穿所述第一遮光层112，位于所述透光区111a的器件结构111上。具体的，所述第一遮光层112覆盖所述透明导电层115，所以所述第一透光孔116底部露出所述透光区111a的透明导电层115。
如前所述，所述显示光能够透射所述透光区111a的器件结构111，因此所述第一透光孔116用于使所述显示光透射所述第一遮光层112，从而使所述透光像素单元120能够透射所述显示光。
需要说明的是，如图6所示，本实施例中，所述第一遮光层112上还覆盖有封装层(图中未标示)，所以所述第一透光孔116内还填充有所述封装层，以保护所述第一透光孔116底部露出的所述透光区111a器件结构111。
所述第一透光孔116在所述器件结构111表面的投影与所述透光区111a相重合。采用这种的设置方式能够最大限度的利用所述透光区111a实现所述显示光的透射，能够有效提高所述透光像素单元120对所述显示光的透射率，从而有利于提高显示光的利用率，有利于降低能耗。
需要说明的是，本实施例中，所述第一透光孔116在所述器件结构111表面投影与所述开关器件113沟道区113c之间具有间隔G，从而减低光线从所述第一透光孔116透射而直接投射至所述开关器件113的沟道区113c的几率，有利于抑制所述开关器件113的漏电流。
具体的，所述第一透光孔116在所述器件结构111表面投影与所述开关器件113沟道区113c之间间隔G不宜太小。所述第一透光孔116在所述器件结构111表面投影与所述开关器件113沟道区113c之间间隔G如果太小，则不利于所述第一遮光层112对所述开关器件113的遮挡，光线可能从所述第一透光孔116入射而照射到所述开关器件113的沟道区113c，不利于所述开关器件113漏电流的抑制，而且所述第一透光孔116在所述器件结构111表面投影与所述开关器件113沟道区113c之间间隔G的大小与所述图像传感器形成工艺的工艺能力以及工艺稳定性相关。所以本实施例中，所述第一透光孔116在所述器件结构111表面投影与所述开关器件113沟道区113c之间间隔G大于或等于4μm。
本实施例中，所述图像传感器是通过半导体制造工艺形成的。所以根据半导体制造原理，所述第一透光孔116可以在所述第一遮光层112形成过程中，通过改变所述第一遮光层112的成膜形状而实现。
具体的，形成所述第一遮光层112的过程包括：在所述器件结构111上形成第一遮光材料层；通过掩膜(Mask)对所述第一遮光材料层进行图形化以形成所述第一遮光层112。因此所述第一透光孔116仅需要改变第一遮光材料层图形化过程中所采用掩膜的形状，通过重新设计掩膜即可实现制作。所以本发明技术方案无需对现有生产进行较大改动即可完成生产制造，也无需增加额外工艺和成本。
还需要说明的是，半导体设计制造往往是借助软件完成的。在半导体设计软件中，同一类像素单元通常以一个单元名(cell)的形式进行封装，对像素单元的改动往往会反应到所有同类像素单元中。所以本发明图像传感器在设计制造过程中，需要注意将遮光像素单元和透光像素单元分别以不同的单元名进行封装，以实现区分。
参考图7，示出了本发明图像传感器第二实施例中像素单元的剖视结构示意图。
本实施例与第一实施例相同之处本发明在此不再赘述。本实施例与前述实施例不同之处在于，本实施例中，所述第一遮光层212位于遮光区211b的器件结构211上。具体的，如图7所示，所述第一遮光层212仅覆盖所述开关器件213对应区域的部分器件结构211。
此外，所述开关器件213沟道区213c在所述第一遮光层212表面的投影位于所述第一遮光层212的范围内，也就是说，所述第一遮光层212位于所述开关器件213沟道区213c的正上方，且所述第一遮光层212的面积大于所述开关器件213沟道区213c的面积。这种做法能够保证所述第一遮光层212对所述开关器件213沟道区213c的遮挡，从而有利于减少漏光现象的出现，有利于工艺难度的降低和制造良率的提高。
由于所述第一遮光层212仅位于所述遮光层211b的器件结构211上，并未设置于所述透光区211a的器件结构211上，因此所述显示光能够通过所述透光区211a透射所述器件结构211，从而实现透射所述像素单元，也就是说，图7所示的像素单元为所述透光像素单元。
参考图8，示出了图7所示图像传感器实施例中遮光像素单元的剖视结构示意图。
如图8所示，所述遮光像素单元还包括：遮光叠层220，位于所述第一遮光层212上，所述遮光叠层220包括第二遮光层221，所述第二遮光层221至少与所述透光区211a的器件结构211相对应的位置。
所述第二遮光层221用于遮挡从所述透光区211a器件结构211透射的所述显示光。
所述第二遮光层221的材料与所述第一遮光层212材料相同，也可以为金属。将所述第二遮光层221的材料设置为与所述第一遮光层212相同，能够使形成所述第二遮光层221的过程与形成所述第一遮光层212的过程采用相同的半导体工艺步骤，能够有效的简化形成所述图像传感器的工艺步骤，降低工艺难度，有利于良率和效率的提高。
本发明其他实施例中，所述第二遮光层的材料也可以与所述第一遮光层材料不同。例如，所述第二遮光层的材料可以为丝印的油墨层等其他吸光材料。这种做法能够通过对成熟的图像传感器进行再加工而形成本发明图像传感器，从而有利于工艺难度的降低和成本的控制。
需要说明的是，如图8所示，本实施例中，所述第一遮光层212上还覆盖有封装层(图中未标示)。所以所述遮光叠层220覆盖所述封装层。
如图8所示，本实施例中，所述第二遮光层221位于所述透光区211a和遮光区211b的器件结构211上；所述图像传感器还包括：第二采光孔222a，贯穿所述第二遮光层221，与所述感光层214位置相对。
所述第二采光孔222a用于使光线投射所述第二遮光层221，从而使光线能够通过所述第二采光孔222a投射至所述感光层214，被所述感光层214采集以获得图像。
由于所述第二遮光层221覆盖所述封装层，因此所述第二采光孔222a底部露出所述感光层214顶部上的部分封装层，所以所述第二采光孔222a在所述感光层214表面投影至少部分位于所述感光层214内。
本实施例中，所述遮光叠层220还包括：隔离层222，覆盖所述第二遮光层221。所述隔离层222用于保护所述第二遮光层221，实现所述第二遮光层221与外部环境的隔离，从而防止所述第二遮光层221受损。
由于所述第二遮光层221上还覆盖有所述隔离层222，所以所述第二采光孔222a内填充有所述隔离层222，从而保护所述第二采光孔222a底部露出的部分封装层以及所述器件结构211。
需要说明的是，如图8所示，本实施例中，所述遮光叠层的数量为1个，即所述第一遮光层212上具有1层第二遮光层221和隔离层222。
为了提高所述遮光叠层的遮光效果，减少漏光现象的出现，也为了调节膜层厚度，本发明其他实施例中，所述遮光叠层的数量也可以为多个，即所述第一遮光层上可以设置多层第二遮光层和隔离层，并且所述多层第二遮光层和隔离层相互间隔设置。所以当所述遮光叠层的数量为多个时，所述隔离层还用于实现相邻遮光叠层中第二遮光层之间的隔离。
参考图9，示出了本发明图像传感器第三实施例中遮光像素单元的剖面结构示意图。
本实施例与第二实施例相同之处，本发明在此不再赘述。本实施例与前述实施例不同之处在于，本实施例中，所述第二遮光层321位于所述透光区311a的器件结构311上。
此外，为了保证所述第二遮光层321对经所述透光区311a器件结构311透射显示光的遮挡，所述透光区311a器件结构311在所述第二遮光层321表面的投影位于所述第二遮光层321内，也就是说，所述第二遮光层321位于所述透光区311a器件结构311的正上方，且所述第二遮光层321的面积大于所述透光区311a器件结构311的面积。
具体的，如图9所示，所述第二遮光层321在所述第一遮光层312表面投影与所述第一遮光层312具有重叠，且所述第二遮光层321在所述器件结构311表面投影与所述遮光区311b的器件结构311具有重叠。
由于所述图线光传感器是通过半导体制造工艺形成的，使所述第二遮光层321位于所述透光区311a器件结构311正上方，且面积大于所述透光区311a器件结构311的做法，能够有效的保证所述第二遮光层321对所述显示光的遮挡，减少所述第二遮光层321和所述第一遮光层312交界处以及所述第二遮光层321和所述遮光区311b器件结构311交界处出现漏光的可能，有利于提高遮光效果。
需要说明的是，与前述实施例类似，所述图像传感器是通过半导体制造工艺形成的，所以形成所述第二遮光层的过程包括：在所述第一遮光层312上形成第二遮光材料层；通过掩膜对所述第二遮光材料层进行图形化以形成所述第二遮光层321。所以在设计第二遮光材料层图形化过程中所采用掩膜的过程中，需要考虑所述第二遮光层321和所述第一遮光层312之间交叠大小，即overlap值，使所述第二遮光层321和所述第一遮光层312之间交叠符合相应的设计规则，从而避免所述第二遮光层321和所述第一遮光层312交界处出现漏光。
相应的，本发明还提供一种成像模组，其特征在于，包括：本发明的图像传感器。
参考图10，示出了本发明成像模组一实施例的剖面结构示意图。
本实施例中，所述成像模组以获得指纹图像的指纹成像模组为例进行说明。但是本发明技术方案并不限于指纹成像模组。本发明其他实施例中，所述成像模组还可以为掌纹成像模组或者静脉成像模组等其他成像模组。
所述成像模组包括：图像传感器410。所述图像传感器410为本发明图像传感器。具体方案参考前述图像传感器的实施例，在此不再赘述。
此外，本实施例中，所述成像模组还包括：感测面420，所述显示光在所述感测面420上形成携带有成像信息的成像光。
如图10所示，当手指400按压在所述感测面420上时，所述显示光经所述透光像素单元透射所述图像传感器410，投射至所述感测面420上；在所述感测面420上发生反射或折射，形成携带有成像信息的反射光(即携带有指纹信息的反射光)；所述反射光被所述图像传感器420采集并进行光电转换，从而获得图像(即指纹图像)。
参考图11，示出了本发明成像模组另一实施例的剖面结构示意图。
本实施例与前述实施例相同之处，本发明在此不再赘述。本实施例与前述实施例不同之处在于，本实施例中，所述成像模组还包括：成像光源540，用于产生入射光；感测面520，所述入射光在所述感测面520上形成所述成像光。
采用成像光源540产生入射光以实现图像的获得。这种做法能够根据所述图像传感器的感应窗口而选择成像光源540以获得更好的图像质量。而且采用成像光源540产生入射光的做法，也可以避免采用显示光成像，因此能够扩大所述显示光的颜色选择范围，从而有利于图案显示的美观度。
本实施例中，所述成像光源540为白光光源，以适应所述图像传感器的感应窗口；图像传感器中，所述显示光源为蓝光光源，以适应所述成像模组的外观设计要求。
需要说明的是，为了所述显示光对所述入射光的影响，本发明其他实施例中，成像模组还可以包括触控装置，以进行手指探测；在探测到手指存在时，所述触控装置用于控制所述成像光源产生入射光，并控制所述显示光源停止产生显示光。
综上，所述像素单元包括能够透射所述显示光的透光像素单元和遮挡所述显示光的遮光像素单元，所以通过所述透光像素单元和所述遮光像素单元的组合，所述显示光在透射所述图像传感器时即可实现图案的显示，从而能够有效的提高所述图像传感器的美观度，有利于改善所述成像模组的外观设计；而且通过所述显示光的透射和遮挡实现图案显示的做法，所显示的图案可以起到指示和提醒的作用，能够有效的提高所述图像传感器的科技美感和实用性。而且，本发明可选方案中，所述遮光像素单元的第一遮光层延伸至所述透光区的器件结构上，所述透光像素单元还包括：第一透光孔，贯穿所述第一遮光层，位于所述透光区的器件结构上；或者，所述透光像素单元的第一遮光层位于所述开关器件上，所述遮光像素单元包括位于所述透光区的器件层上的第二遮光层。因此，本发明技术方案无需对现有产生进行较大改动即可完成生产制作，也无需增加额外工艺和成本。
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 (19)
1.一种图像传感器，用于采集携带有成像信息的成像光，并将所述成像光的光信号转换为电信号以获得图像，其特征在于，包括：
显示光源，用于产生显示光；
像素单元，包括透光像素单元和遮光像素单元，所述透光像素单元用于透射所述显示光，所述遮光像素单元用于遮挡所述显示光。
2.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述像素单元包括：
器件结构，包括透光区和遮光区，所述遮光区器件结构内具有开关器件和感光层，所述感光层与所述开关器件相连，所述感光层用于采集所述成像光并将所述光信号转换为电信号；
第一遮光层，位于所述器件结构上，至少与所述开关器件相对应。
3.如权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述第一遮光层位于透光区和遮光区的器件结构上；
所述透光像素单元还包括：第一透光孔，贯穿所述第一遮光层，位于所述透光区的器件结构上。
4.如权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述第一透光孔在所述器件结构表面的投影与所述透光区相重合。
5.如权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述开关器件具有沟道区；所述第一透光孔在所述器件结构表面投影与所述开关器件沟道区之间具有间隔。
6.如权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：第一采光孔，贯穿所述第一遮光层，与所述感光层相对应。
7.如权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述第一遮光层位于遮光区的器件结构上；
所述遮光像素单元还包括：遮光叠层，位于所述第一遮光层上，所述遮光叠层包括第二遮光层，所述第二遮光层至少设置于所述透光区的器件结构相对应的位置。
8.如权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，所述第二遮光层位于所述透光区和遮光区的器件结构上；
所述图像传感器还包括：第二采光孔，贯穿所述第二遮光层，与所述感光层位置相对。
9.如权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，所述第二遮光层位于所述透光区的器件结构上，且所述透光区器件结构在所述第二遮光层表面的投影位于所述第二遮光层内。
10.如权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，所述遮光叠层还包括：隔离层，覆盖所述第二遮光层。
11.如权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，所述遮光叠层的数量为1个或多个。
12.如权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，所述第二遮光层的材料与所述第一遮光层材料相同。
13.如权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述开关器件为非晶硅开关器件。
14.如权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述开关器件具有沟道区，所述开关器件沟道区在所述第一遮光层表面的投影位于所述第一遮光层的范围内。
15.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述显示光源为呼吸灯。
16.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：基板，所述基板包括图案区和与所述图案区相邻的空白区；
所述透光像素单元位于所述图案区的基板上，所述遮光像素单元位于所述空白区的基板上；
或者，所述遮光像素单元位于所述图案区的基板上，所述透光像素单元位于所述空白区的基板上。
17.一种成像模组，其特征在于，包括：
如权利要求1至权利要求16任意一项权利要求所述的图像传感器。
18.如权利要求17所述的成像模组，其特征在于，所述成像模组还包括：
感测面，所述显示光在所述感测面上形成所述成像光。
19.如权利要求17所述的成像模组，其特征在于，所述成像模组还包括：
成像光源，用于产生入射光；
感测面，所述入射光在所述感测面上形成所述成像光。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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