CN113591694B - 感测元件基板及包含其的显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种感测元件基板及包含其的显示装置。感测元件基板包括基板、感测元件以及第一绝缘层。感测元件位于基板上，且包括：第一电极、感测层以及第二电极。第一电极位于基板上。感测层位于第一电极上。第二电极位于感测层上并接触感测层，且具有第一开口。第一绝缘层位于第二电极上，且通过第一开口接触感测层。
Description
技术领域
本发明涉及一种感测元件基板，尤其涉及一种包含感测元件基板的显示装置。
背景技术
显示装置的发展日新月异，尤其全面屏(Full-screen)设计现已成为中小尺寸屏幕规格主流。为实现全面屏，指纹辨识功能并入屏幕显示内的屏下指纹辨识iFP(in-cellFingerprint Sensing)为其关键技术，其中全屏非固定点指纹辨识功能预期可支持多种应用，提升使用者体验并增加面板附加价值，为目前重点开发项目。
就实际应用需求而言，iFP的感测元件需搭配光准直设计，以克服盖板(CoverGlass)厚度所造成的指纹相邻纹峰/谷反射光干扰。因此，通常会在感测元件上设置具开口的遮光层，并搭配例如盖板中的遮光层的开口来限制感测元件的收光角度，以实现光准直设计。然而，在感测元件上设置遮光层需增加工艺步骤与光掩膜，导致成本提高且产量降低。
发明内容
本发明的其中一个目的在于提供一种感测元件基板，具有简化的结构与降低的成本。
本发明的另一个目的在于提供一种显示装置，具有简化的结构与降低的成本。
本发明的一个实施例提出一种感测元件基板，包括：基板、感测元件以及第一绝缘层。感测元件位于基板上，且感测元件包括：第一电极，位于基板上；感测层，位于第一电极上；以及第二电极，位于感测层上并接触感测层，且具有第一开口。第一绝缘层位于第二电极上，且通过第一开口接触该感测层。
在本发明的一实施例中，上述的第二电极为不透明电极。
在本发明的一实施例中，上述的第一开口小于或等于3μm。
在本发明的一实施例中，上述的感测元件还包括第二绝缘层，第二绝缘层位于第二电极与第一电极之间，第二绝缘层具有第二开口，且第二开口重叠感测层。
在本发明的一实施例中，上述的第一开口的口径与第二开口的口径之比小于1/2。
在本发明的一实施例中，上述的感测元件基板还包括第一信号线及第二信号线，设置于基板上，其中第一电极电性连接第一信号线及第二信号线中的一个，且第二电极电性连接第一信号线及第二信号线中的另一个。
本发明的一个实施例提出一种感测元件基板，包括：基板、感测元件、第一绝缘层以及导电层。感测元件位于基板上，且包括：第一电极，位于基板上；感测层，位于第一电极上；以及第二电极，位于感测层上，且具有第一开口。第一绝缘层位于第二电极上。导电层位于第一绝缘层上，且具有第三开口，其中第三开口重叠第一开口。
在本发明的一实施例中，上述的第二电极为不透明电极。
在本发明的一实施例中，上述的第三开口大于第一开口。
在本发明的一实施例中，上述的导电层重叠第二电极。
在本发明的一实施例中，上述的导电层电性连接第一电极。
在本发明的一实施例中，上述的感测元件还包括第二绝缘层，第二绝缘层位于第二电极与第一电极之间，第二绝缘层具有第二开口，且第二开口重叠感测层。
在本发明的一实施例中，上述的第三开口小于第二开口。
本发明的一个实施例提出一种显示装置，包括：像素阵列基板；以及上述的感测元件基板，其中感测元件基板重叠像素阵列基板。
在本发明的一实施例中，上述的显示装置还包括盖基板，其中感测元件基板位于像素阵列基板与盖基板之间。
在本发明的一实施例中，上述的像素阵列基板包括像素电极以及共用电极，且导电层为像素电极或共用电极。
在本发明的一实施例中，上述的第二电极重叠像素电极或共用电极。
在本发明的一实施例中，上述的显示装置还包括盖基板，其中像素阵列基板位于感测元件基板与盖基板之间。
在本发明的一实施例中，上述的感测元件基板还包括调光结构，调光结构位于感测元件与像素阵列基板之间，且调光结构具有第五开口，第五开口重叠第一开口。
在本发明的一实施例中，上述的第五开口大于第一开口。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
本发明的有益效果在于，本发明的感测元件基板利用具有第一开口的不透明第二电极来提供光准直作用，使得感测元件基板具有简化的结构与降低的成本。
附图说明
图1A是本发明一实施例的感测元件基板的俯视示意图。
图1B是图1A的感测元件基板的感测元件的放大示意图。
图1C是沿图1B的剖面线A-A’所作的剖面示意图。
图2A是本发明一实施例的感测元件基板的剖面示意图。
图2B是图2A的感测元件基板的电路示意图。
图3是本发明一实施例的感测元件基板的剖面示意图。
图4是本发明一实施例的显示装置的剖面示意图。
图5是本发明一实施例的显示装置的剖面示意图。
图6是本发明一实施例的显示装置的剖面示意图。
图7是本发明一实施例的显示装置的剖面示意图。
图8A是本发明一实施例的显示装置的剖面示意图。
图8B是图8A的显示装置的感测元件基板的区域I的放大示意图。
附图标记如下：
10、20、30、40、50：显示装置
100、100A、100B、100C、100D、100E、100F：感测元件基板
110：基板
120、120A、120B：感测元件
121：第一电极
122：感测层
123：第二绝缘层
124、124A：第二电极
1241：感测部
1242：延伸部
1243：连接部
127：平坦层
129：绝缘层
130：第一绝缘层
140、140A：导电层
150：调光结构
200、200A、200B、200C、200D：像素阵列基板
210：基板
300、300A：盖基板
310：基板
320、320A：遮光层
330：滤光层
400：显示介质
A-A’：剖面线
AG：间隙
AH：粘着层
B1、B2、B3：绝缘层
CE：共用电极
CH：半导体层
DE：漏极
DL：数据线
E1：第一电容
E2、E2A：第二电容
GE：栅极
GL：扫描线
I：区域
I1、I2、I4、I5、I6：绝缘层I3：缓冲层
La、Lb：长度
M1、M2、M3：金属层
ML：微透镜结构
O1：第一开口
O2：第二开口
O3：第三开口
O4：第四开口
O5：第五开口
O6：第六开口
O7：第七开口
PE：像素电极
PL1、PL2：平坦层
SE：源极
SL1：第一信号线
SL2：第二信号线
SM：遮光层
SOUT：输出信号
SR_R、SR_W：驱动信号
ST：狭缝
SW：开关元件
TR：读取晶体管
TS：复位晶体管
V1～V12：通孔
VSS：电压
W1、W2、W4、W5、W6、W7：口径
具体实施方式
图1A是本发明一实施例的感测元件基板100的俯视示意图。图1B是图1A的感测元件基板100的感测元件120的放大示意图。图1C是沿图1B的剖面线A-A’所作的剖面示意图。请参照图1A至图1C，感测元件基板100包括基板110、感测元件120以及第一绝缘层130，感测元件120位于基板110上。感测元件120包括第一电极121、感测层122以及第二电极124。第一电极121位于基板110上。感测层122位于第一电极121上。第二电极124位于感测层122上并接触感测层122，且具有第一开口O1。第一绝缘层130位于第二电极124上，且通过第一开口O1接触感测层122。
在本发明的一实施例的感测元件基板100中，第二电极124具有遮光功能，因此，感测元件基板100不需另外设置遮光层，而具有简化的结构与降低的成本。同时，第二电极124的第一开口O1可搭配其他膜层的开口来调控感测层122的收光角度，以提供光准直功效。
以下，配合图1A至图1C，继续说明感测元件基板100的各个元件与膜层的实施方式，但本发明不以此为限。
请参照图1A，感测元件基板100还可以包括扫描线GL以及数据线DL，扫描线GL以及数据线DL设置于基板110上，用于传送扫描信号以及数据信号。
在本实施例中，基板110为透明基板，其材质例如是石英基板、玻璃基板、高分子基板或其他适当材质，但本发明不以此为限。除了用以形成感测元件120的各种膜层之外，基板110上还可设置信号线以及其他用以形成例如开关元件的各种膜层。
基于导电性的考虑，感测元件120的第一电极121以及第二电极124一般是使用金属材料，例如钼、铝、钛、铜、金、银、或其他导电材料、或上述任意两种以上的材料的堆叠，但本发明不以此为限。在本实施例中，第二电极124为不透明电极。
请同时参照图1B与图1C，在本实施例中，感测元件120还包括第二绝缘层123。第二绝缘层123位于第二电极124与第一电极121之间，且具有第二开口O2，其中第二开口O2重叠感测层122。在一些实施例中，第二绝缘层123位于基板110、第一电极121以及感测层122上，而且第二绝缘层123的第二开口O2完全重叠感测层122。在一些实施例中，第二开口O2的面积近似于感测层122的面积。在本实施例中，感测层122的材质例如是富硅氧化物(Silicon-rich oxide,SRO)或其他合适的材料。
在本实施例中，第一绝缘层130例如可使感测元件基板100的上表面平坦化，以便于组装或保存。第一绝缘层130以及第二绝缘层123的材料可以包括透明的绝缘材料，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、有机材料、压克力(acrylic)材料、硅氧烷(siloxane)材料、聚酰亚胺(polyimide)材料、环氧树脂(epoxy)材料等，但本发明不限于此。第一绝缘层130以及第二绝缘层123也可以分别具有单层结构或多层结构，多层结构例如上述绝缘材料中任意两层或更多层的叠层，可视需要进行组合与变化。
以下，继续说明本发明的另一实施例。图2A是本发明一实施例的感测元件基板100A的剖面示意图。图2B是图2A的感测元件基板100A的电路示意图。以下，配合图2A至图2B，继续说明感测元件基板100A的各个元件与膜层的实施方式，且沿用1A至图1C的实施例中所采用的元件标号与相关内容，但本发明不以此为限。
请参照图2A，与图1A至图1C的感测元件基板100相比，如图2A所示的感测元件基板100A中的结构的不同之处在于：感测元件基板100A还包括绝缘层I1、绝缘层I2、第一信号线SL1以及第二信号线SL2。绝缘层I1位于基板110上，第一信号线SL1以及第二信号线SL2设置于绝缘层I1上，且绝缘层I2位于第一信号线SL1与第一电极121之间以及第二信号线SL2与第一电极121之间。第一电极121电性连接第一信号线SL1，且第二电极124可电性连接第二信号线SL2，但本发明不限于此。
举例而言，在本实施例中，第二绝缘层123可以具有通孔V1，绝缘层I2可以具有通孔V2以及通孔V3，且第一电极121可以通过绝缘层I2的通孔V3连接至第一信号线SL1，而第二电极124可以通过第二绝缘层123的通孔V1以及绝缘层I2的通孔V2连接至第二信号线SL2。
请参照图2B，举例而言，在本实施例中，第一信号线SL1可耦接于感测元件120、复位晶体管TS以及读取晶体管TR之间，而第二信号线SL2可以传送驱动信号SR_W至感测元件120。复位晶体管TS可以接收驱动信号SR_R而使第一信号线SL1回到电压VSS准位。当感测元件120进行感测时，感测元件120开始漏电而使第一信号线SL1上的电压准位下降，此时，来自第二信号线SL2的驱动信号SR_W可通过感测元件120的电容抬升第一信号线SL1上的电压准位，从而开启读取晶体管TR，使得输出信号SOUT可被读取。
第二电极124的第一开口O1的尺寸应够小，才具有光准直效益。因此，在本实施例中，第一开口O1的口径W1与第二开口O2的口径W2之比可小于1/2，且第一开口O1的口径W1可小于或等于3μm。
图3是本发明一实施例的感测元件基板100B的剖面示意图。与图2所示的感测元件基板100A相比，如图3所示的感测元件基板100B中的结构的不同之处在于：感测元件120的第一电极121电性连接第二信号线SL2，且第二电极124电性连接第一信号线SL1。
举例而言，在本实施例中，第二绝缘层123还可以具有通孔V4，且通孔V4重叠绝缘层I2的通孔V3。第一电极121可以通过绝缘层I2的通孔V2连接至第二信号线SL2，而第二电极124可以通过第二绝缘层123的通孔V4以及绝缘层I2的通孔V3连接至第一信号线SL1。
图4是本发明一实施例的显示装置10的剖面示意图。以下，配合图4继续说明显示装置10的各个元件与膜层的实施方式，且沿用图1的实施例中所采用的元件标号与相关内容，但本发明不以此为限。
显示装置10包括感测元件基板100以及像素阵列基板200，其中感测元件基板100重叠像素阵列基板200。在本实施例中，感测元件基板100包括基板110、感测元件120以及第一绝缘层130，其中感测元件120设置于基板110与第一绝缘层130之间。感测元件120包括第一电极121、感测层122、第二绝缘层123以及第二电极124。感测元件120的结构类似于图1C所示，在此不予以重述。像素阵列基板200的结构可类似于下述的像素阵列基板200A、200B、200C、200D。
在本实施例中，显示装置10还包括盖基板300与显示介质400，其中感测元件基板100位于像素阵列基板200与盖基板300之间，且显示介质400位于感测元件基板100与盖基板300之间。
盖基板300可以是滤光基板。举例而言，在本实施例中，盖基板300可以包括基板310、遮光层320以及滤光层330。在一些实施例中，滤光层330可以包括红色滤光图案、绿色滤光图案以及蓝色滤光图案。遮光层320的材质可包括黑色树脂或是遮光金属(例如：铬)等反射性和光穿透率都较低的材料。
在本实施例中，遮光层320具有第四开口O4，且第四开口O4重叠第一开口O1。第四开口O4的口径W4大于第一开口O1的口径W1。于本实施例中，第四开口O4的口径W4小于第二开口O2的口径W2，然不以此为限，于其他实施例中，有可能第四开口O4的口径W4大于或等于第二开口O2的口径W2。第一开口O1搭配第四开口O4可调控感测层122的收光角度，以实现光准直设计，从而使感测元件基板100具有良好的指纹图像对比品质，且使显示装置10具有良好的指纹辨识度。
图5是本发明一实施例的显示装置20的剖面示意图。以下，配合图5继续说明显示装置20的各个元件与膜层的实施方式，且沿用图1A至图1C以及图4的实施例中所采用的元件标号与相关内容，但本发明不以此为限。
显示装置20包括感测元件基板100C、像素阵列基板200A、盖基板300以及显示介质400。盖基板300的结构类似于图4所示，在此不予以细部示出及重述。
请参照图5，像素阵列基板200A包括基板210、遮光层SM、开关元件SW、共用电极CE、像素电极PE以及绝缘层I4。基板210可为透明基板，其材质包括石英基板、玻璃基板、高分子基板等，但本发明不限于此。
开关元件SW包括栅极GE、半导体层CH、源极SE以及漏极DE。栅极GE重叠半导体层CH，半导体层CH设置于缓冲层I3与绝缘层I1之间，且半导体层CH的材质可包括硅质半导体材料(例如多晶硅、非晶硅等)、氧化物半导体材料、有机半导体材料。具体而言，半导体层CH重叠栅极GE的区域可视为开关元件SW的通道区。另外，遮光层SM设置于基板210与缓冲层I3之间，且遮光层SM的布局面积可以至少遮蔽通道区，以避免通道区的特性因外界光线的照射而受影响。遮光层SM的材质可包括黑色树脂或是遮光金属(例如：铬)等反射性和光穿透率都较低的材料。
开关元件SW的源极SE与漏极DE彼此分离，且源极SE与漏极DE分别接触半导体层CH。像素电极PE电性连接至漏极DE。开关元件SW可通过扫描线所传递的信号而开启或关闭，并且开关元件SW开启时可将数据线上所传递的信号传递给像素电极PE。
开关元件SW的源极SE与漏极DE可以属于相同膜层，而且开关元件SW的源极SE、漏极DE以及栅极GE的材质可包括导电性良好的金属，例如铝、钼、钛等金属，但本发明不以此为限。为了避免各构件之间发生不必要的短路，在栅极GE与半导体层CH之间设置绝缘层I1，在形成源极SE和漏极DE的膜层与形成栅极GE的膜层之间设置绝缘层I2，且在形成源极SE和漏极DE的膜层与第一电极121之间设置绝缘层I5以及绝缘层I6。虽然本实施例中的栅极GE位于半导体层CH上方，使得开关元件SW为顶栅极晶体管。然而，在其他实施例中，栅极GE也可以位于半导体层CH下方，使得开关元件SW为底栅极晶体管。
在本实施例中，共用电极CE设置于绝缘层I4下方，而像素电极PE设置于绝缘层I4上方并配置有多个狭缝ST，如此一来，当受到电场驱动时，像素电极PE与共用电极CE之间形成的电场可穿过像素电极PE中的狭缝ST来驱动显示介质400，但本发明不限于此。在其他实施例中，像素电极PE可设置于绝缘层I4下方，而共用电极CE可设置于绝缘层I4上方并配置有多个狭缝ST。当受到电场驱动时，像素电极PE与共用电极CE之间形成的电场可穿过共用电极CE中的狭缝ST来驱动显示介质400。
与图1A至图1C所示的感测元件基板100相比，如图5所示的显示装置20的感测元件基板100C中的结构的不同之处在于：感测元件基板100C包括基板210、感测元件120以及第一绝缘层130，且感测元件120位于形成开关元件SW的源极SE与漏极DE的膜层与共用电极CE之间。也就是说，像素阵列基板200A的基板210可以同时作为感测元件基板100C的基板。在一些实施例中，感测元件120可以重叠像素阵列基板200A的像素电极PE或共用电极CE。
在本实施例中，感测元件120与像素阵列基板200A的开关元件SW位于不同的膜层中，因此，感测元件120的布局设计不会受限于开关元件SW及与其相连的扫描线或数据线的布局设计，因此，感测元件120可具有较大的元件布局设计的弹性。
图6是本发明一实施例的显示装置30的剖面示意图。请参照图6，显示装置30包括感测元件基板100D、像素阵列基板200B、盖基板300以及显示介质400。盖基板300的结构类似于图4所示，在此不予以细部示出及重述。
在本实施例中，像素阵列基板200B包括基板210、遮光层SM、开关元件SW、像素电极PE、共用电极CE、绝缘层I4、平坦层127以及绝缘层129，其中共用电极CE设置于绝缘层I4上方并配置有多个狭缝ST，而像素电极PE设置于绝缘层I4下方。
感测元件基板100D包括：基板210、感测元件120A、第一绝缘层130以及导电层140。感测元件120A位于基板210上，且包括：第一电极121、感测层122以及第二电极124A，其中第一电极121位于基板210上，感测层122位于第一电极121上，且第二电极124A位于感测层122上并具有第一开口O1。第一绝缘层130位于第二电极124A上。导电层140位于第一绝缘层130上，且具有第三开口O3，其中第三开口O3重叠第一开口O1。
在本发明的一实施例的感测元件基板100D中，第二电极124A具有遮光功能，因此，感测元件基板100D不需另外设置遮光层，而具有简化的结构与降低的成本。此外，本发明的一实施例的感测元件基板100D利用导电层140与第二电极124A重叠所形成的电容，能够在保持感测元件120A的电容值之下减小感测层122的面积，借以降低感测元件120A的暗电流，从而提高感测元件120A的光/暗电流比，使感测元件120A具有良好的指纹图像对比品质。
在本实施例中，感测元件120A还包括连接部1243，且连接部1243与第二电极124A分离。在本实施例中，感测元件120A还包括第二绝缘层123，且第二绝缘层123位于第二电极124A与第一电极121之间。第二绝缘层123具有第二开口O2，且第二开口O2重叠感测层122。在一些实施例中，第二绝缘层123可以具有通孔V5，且连接部1243可以通过第二绝缘层123的通孔V5连接至第一电极121。在一些实施例中，第一电极121可以通过绝缘层I2中的通孔V3连接至第一信号线SL1。
在本实施例中，第二电极124A与第一电极121构成感测元件基板100D的第一电容E1，也就是说，感测元件基板100D包括第一电容E1，且第一电容E1包括第二电极124A与第一电极121。具体而言，可以将第二电极124A位于第二开口O2中的部分定义为感测部1241，且将第二电极124A位于第二绝缘层123上的部分定义为延伸部1242，而感测层122被夹置于感测部1241与第一电极121之间，第二绝缘层123被夹置于延伸部1242与第一电极121之间。在一些实施例中，延伸部1242环绕感测部1241。当第二绝缘层123的厚度远大于感测层122的厚度时，第一电容E1主要由第二电极124A的感测部1241与第一电极121构成。
第二电极124A的延伸部1242与感测部1241的长度比可以介于1/4与2之间。举例而言，在本实施例中，延伸部1242的长度Lb与感测部1241的长度La之比为1/2，即Lb/La＝1/2，但本发明不限于此。
在本实施例中，导电层140重叠第二电极124A。导电层140与第二电极124A之间夹置第一绝缘层130，且导电层140与第二电极124A构成感测元件基板100D的第二电容E2。也就是说，感测元件基板100D还包括第二电容E2，且第二电容E2包括导电层140与第二电极124A。在一些实施例中，导电层140可以电性连接至第一电极121，也就是说，导电层140与第一电极121等电位。因此，感测元件基板100D包括第一电容E1以及第二电容E2，且第一电容E1与第二电容E2并联。
导电层140的材质可以是不透明导电材料，例如钼、铝、钛、铜、金、银、或其他导电材料、或上述任意两种以上的材料的堆叠。在一些实施例中，导电层140的材质可以是透明导电材料，例如合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物或其它合适的材料、或是上述导电材料的堆叠层，例如铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟镓锌氧化物或其他合适的氧化物或者是上述至少二者的堆叠层，但本发明不限于此。
在本实施例中，可以在不改变作为光准直设计的一部分的第一开口O1的口径W1之下，减小第二开口O2的口径W2，借以减小感测层122的面积，从而减少感测元件120A的暗电流，而能够提高感测元件120A的光/暗电流比。由于感测层122的面积减小时，感测部1241与第一电极121的重叠面积变小，第一电容E1会降低，因此，第一电容E1减少的电容值可由导电层140与第二电极124A构成的第二电容E2来补足，以免影响感测电路的耦合效率。
在本实施例中，导电层140的第三开口O3重叠第二电极124A的第一开口O1以及第二绝缘层123的第二开口O2，且第三开口O3大于第一开口O1，第三开口O3小于第二开口O2。导电层140的第三开口O3大于第二电极124A的第一开口O1，以避免影响第一开口O1的光准直作用。
此外，在本实施例中，第一绝缘层130可以具有通孔V6，且导电层140可以通过第一绝缘层130的通孔V6连接至连接部1243，使得导电层140可以电性连接至第一电极121。在本实施例中，绝缘层129位于平坦层127与绝缘层I4之间。具体而言，在本实施例中，平坦层127可以具有通孔V7以及通孔V8，绝缘层I4可以具有通孔V9以及通孔V10，且绝缘层129可以具有通孔V11以及通孔V12，其中通孔V9重叠通孔V11、通孔V7以及第一绝缘层130的通孔V6，且通孔V10重叠通孔V12以及通孔V8。导电层140可以通过通孔V8、通孔V12以及通孔V10连接至共用电极CE；共用电极CE可以通过通孔V9、通孔V11、通孔V7以及通孔V6连接至连接部1243；而且连接部1243可以通过第二绝缘层123中的通孔V5连接至第一电极121。如此一来，在形成共用电极CE的过程中可同时完成导电层140至第一电极121的电性连接，且不需增加额外的光掩膜。
图7是本发明一实施例的显示装置40的剖面示意图。与图6所示的显示装置30相比，如图7所示的显示装置40的结构的不同之处在于：显示装置40包括感测元件基板100E、像素阵列基板200C、盖基板300以及显示介质400。盖基板300的结构类似于图4所示，在此不予以细部示出及重述。
与图6所示的像素阵列基板200B相比，如图7所示的像素阵列基板200C中的结构的不同之处在于：像素阵列基板200C包括基板210、遮光层SM、开关元件SW、像素电极PE、共用电极CE以及绝缘层I4，其中共用电极CE设置于绝缘层I4下方，且像素电极PE设置于绝缘层I4上方并配置有多个狭缝ST。
与图6所示的感测元件基板100D相比，如图7所示的感测元件基板100E中的结构的不同之处在于：感测元件基板100E包括基板210、感测元件120B、第一绝缘层130以及导电层140A，其中导电层140A与共用电极CE为相同膜层，导电层140A可以是透明导电层。导电层140A具有第三开口O3，第三开口O3重叠第一开口O1，且第三开口O3大于第一开口O1，以避免影响第一开口O1的光准直作用。
在本实施例中，感测元件120B包括第一电极121、感测层122、第二绝缘层123以及第二电极124A，且第二电极124A包括感测部1241以及延伸部1242。第一电极121可以通过绝缘层I6以及绝缘层I5中的通孔电性连接至开关元件SW的源极SE。
在本实施例中，感测元件基板100E包括第一电容E1以及第二电容E2A。第一电容E1包括第二电极124A与第一电极121。导电层140A(或共用电极CE)重叠第二电极124A，且与第二电极124A之间夹置第一绝缘层130。导电层140A(或共用电极CE)与第二电极124A重叠而构成感测元件基板100E的第二电容E2A。另外，导电层140A电性连接第一电极121，因此，导电层140A与第一电极121等电位，且第一电容E1与第二电容E2A并联。
导电层140A可经由像素电极PE电性连接第一电极121。举例而言，在本实施例中，导电层140A可以通过通孔V10连接至像素电极PE；像素电极PE可以通过通孔V9、第一绝缘层130中的通孔V6以及第二绝缘层123中的通孔V5连接至第一电极121。如此一来，在形成像素电极PE的过程中即可同时完成导电层140A至第一电极121的电性连接，且导电层140A为共用电极CE，因此能够简化感测元件基板100E的工艺步骤，且不需额外增加光掩膜。此外，在本实施例中，感测元件120B与像素阵列基板200C的开关元件SW位于不同的膜层中，故能够增加元件布局设计的弹性。
在其他实施例中，像素电极PE可设置于绝缘层I4下方，而共用电极CE可设置于绝缘层I4上方并配置有多个狭缝ST。在此情况下，导电层140A可经由共用电极CE电性连接第一电极121，且导电层140A为像素电极PE。
图8A是本发明一实施例的显示装置50的剖面示意图。图8B是图8A的显示装置50的感测元件基板100F的区域I的放大示意图。以下，配合图8A至图8B继续说明显示装置50的各个元件与膜层的实施方式，且沿用图1的实施例中所采用的元件标号与相关内容，但本发明不以此为限。
请参照图8A，显示装置50包括感测元件基板100F、像素阵列基板200D以及盖基板300A，其中像素阵列基板200D位于感测元件基板100F与盖基板300A之间。在本实施例中，像素阵列基板200D包括基板210、开关元件SW、像素电极PE以及遮光层SM。在一些实施例中，像素阵列基板200D可以是有机发光元件阵列基板。在本实施例中，盖基板300A包括基板310、遮光层320A以及滤光层330。在一些实施例中，遮光层320A重叠开关元件SW。另外，感测元件基板100F可通过粘着层AH固定于基板210上，且感测元件基板100F与开关元件SW分别位于基板210的相对两侧。在一些实施例中，感测元件基板100F与基板210之间可具有间隙AG。
请参照图8B，在本实施例中，感测元件基板100F包括如图1A至图1C所示的感测元件基板100，感测元件基板100包括基板110、感测元件120以及第一绝缘层130，感测元件120位于基板110与第一绝缘层130之间。在其他实施例中，感测元件基板100F也可以包括如图2A所示的感测元件基板100A或是如图3所示的感测元件基板100B。
在本实施例中，感测元件基板100F还包括调光结构150，调光结构150设置于感测元件120上，且调光结构150位于感测元件120与像素阵列基板200D之间。
调光结构150包括绝缘层B1、金属层M1、平坦层PL1、绝缘层B2、金属层M2、平坦层PL2、绝缘层B3、金属层M3以及微透镜结构ML。金属层M1具有第五开口O5，金属层M2具有第六开口O6，金属层M3具有第七开口O7，且第五开口O5、第六开口O6以及第七开口O7皆重叠第二电极124的第一开口O1。微透镜结构ML可以是中心厚度较边缘厚度大的透镜结构，例如对称双凸透镜、非对称双凸透镜、平凸透镜或凹凸透镜。微透镜结构ML可以提升光准直，使散射光或折射光所导致的漏光及混光的问题能够降低，进而减少光损耗。
在本实施例中，第五开口O5的口径W5大于导电层140的第一开口O1的口径W1，且第五开口O5的口径W5小于第六开口O6的口径W6，第六开口O6的口径W6小于第七开口O7的口径W7。也就是说，第七开口O7、第六开口O6、第五开口O5以及第一开口O1的口径依序递减，且第一开口O1、第五开口O5、第六开口O6以及第七开口O7的中心轴重叠。如此一来，调光结构150可以搭配第一开口O1调控感测层122的收光角度，以实现光准直设计。
综上所述，本发明的感测元件基板利用具有第一开口的不透明第二电极来提供光准直作用，使得感测元件基板具有简化的结构与降低的成本。另外，在本发明的显示装置中，感测元件基板的第二电极的第一开口可搭配例如盖基板的遮光层的第四开口或调光结构来调控感测层的收光角度，从而实现光准直功效，使得感测元件基板具有良好的指纹图像对比品质，且使得显示装置具有良好的指纹辨识度。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定者为准。
Claims (15)
1.一种感测元件基板，包括：
一基板；
一感测元件，位于该基板上，其中该感测元件包括：
一第一电极，位于该基板上；
一感测层，位于该第一电极上；以及
一第二电极，位于该感测层上并接触该感测层，且具有一第一开口；以及
一第一绝缘层，位于该第二电极上，且通过该第一开口接触该感测层；其中该第二电极为不透明电极；
其中该感测元件还包括一第二绝缘层，该第二绝缘层位于该第二电极与该第一电极之间，该第二绝缘层具有一第二开口，且该第二开口重叠该感测层。
2.如权利要求1所述的感测元件基板，其中该第一开口小于或等于3μm。
3.如权利要求1所述的感测元件基板，其中该第一开口的口径与该第二开口的口径之比小于1/2。
4.如权利要求1所述的感测元件基板，还包括一第一信号线及一第二信号线，设置于该基板上，其中该第一电极电性连接该第一信号线及该第二信号线中的一个，且该第二电极电性连接该第一信号线及该第二信号线中的另一个。
5.一种感测元件基板，包括：
一基板；
一感测元件，位于该基板上，其中该感测元件包括：
一第一电极，位于该基板上；
一感测层，位于该第一电极上；以及
一第二电极，位于该感测层上，且具有一第一开口；
一第一绝缘层，位于该第二电极上；以及
一导电层，位于该第一绝缘层上，且具有一第三开口，其中该第三开口重叠该第一开口；其中该第二电极为不透明电极；其中该第三开口大于该第一开口。
6.如权利要求5所述的感测元件基板，其中该导电层重叠该第二电极。
7.如权利要求6所述的感测元件基板，其中该导电层电性连接该第一电极。
8.如权利要求5所述的感测元件基板，其中该感测元件还包括一第二绝缘层，该第二绝缘层位于该第二电极与该第一电极之间，该第二绝缘层具有一第二开口，且该第二开口重叠该感测层。
9.如权利要求8所述的感测元件基板，其中该第三开口小于该第二开口。
10.一种显示装置，包括：
一像素阵列基板；以及
如权利要求1或5所述的感测元件基板，重叠该像素阵列基板。
11.如权利要求10所述的显示装置，还包括一盖基板，其中该感测元件基板位于该像素阵列基板与该盖基板之间。
12.如权利要求11所述的显示装置，其中该像素阵列基板包括一像素电极以及一共用电极。
13.如权利要求12所述的显示装置，其中该第二电极重叠该像素电极或该共用电极。
14.如权利要求10所述的显示装置，还包括一盖基板，其中该像素阵列基板位于该感测元件基板与该盖基板之间。
15.如权利要求14所述的显示装置，其中该感测元件基板还包括一调光结构，该调光结构位于该感测元件与该像素阵列基板之间，且该调光结构具有一第五开口，该第五开口重叠该第一开口，其中该第五开口大于该第一开口。
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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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