CN113688689B

CN113688689B - 生物特征感测装置

Info

Publication number: CN113688689B
Application number: CN202110855823.2A
Authority: CN
Inventors: 陈彦良; 陈信学; 黄美莲; 丘兆仟; 郭俊宏
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2023-05-26
Anticipated expiration: 2041-07-28
Also published as: CN113688689A

Abstract

本发明公开一种生物特征感测装置，其包括基板以及感光元件。感光元件设置于基板上。感光元件包括下电极、上电极以及感光层。上电极配置于下电极上。感光层夹于上电极与下电极之间。感光层的结晶率小于30％；或是，在波长为590纳米至720纳米的光照射下，感光元件的外部量子效率小于或等于30％，且在波长为400纳米至450纳米的光照射下，感光元件的外部量子效率大于40％。

Description

生物特征感测装置

技术领域

本发明涉及一种感测装置，且特别涉及一种生物特征感测装置。

背景技术

目前电子装置进入全荧幕的时代，屏下感测装置已逐渐成为主流，其优势是不对荧幕占比造成太大的影响(如：几乎不会有任何影响)，并提供使用者另一种生物辨识的选择。

屏下感测装置是利用显示元件的光源反射生物特征信号，并透过元件吸收光信号处理后转变为电信号(如：对应的电流信号/电子流信号)，进而辨识生物特征。然而，因为部分的外界环境光波段(如：波长为590纳米至720 纳米的光)也是感测装置可感测的波段，因此在户外容易产生极大的噪声干扰，并影响生物辨识信号的清晰度。

发明内容

本发明提供一种生物特征感测装置，其厚度可以较薄且/或制造方式可以较为简单，且/或可以具有良好的辨识效能。

本发明的生物特征感测装置包括基板、第一感光元件以及第一偏压产生元件。第一感光元件设置于基板上。第一感光元件包括第一下电极、第一上电极以及第一感光层。第一上电极配置于第一下电极上。第一感光层夹于第一上电极与第一下电极之间。第一偏压产生元件电性连接于第一感光元件。在波长为590纳米至720纳米的光照射下，第一感光元件的外部量子效率小于或等于30％。在波长为400纳米至450纳米的光照射下，第一感光元件的外部量子效率大于40％。

本发明的生物特征感测装置包括基板以及第一感光元件。第一感光元件设置于基板上。第一感光元件包括第一下电极、第一上电极以及第一感光层。第一上电极配置于第一下电极上。第一感光层夹于第一上电极与第一下电极之间。第一感光层的结晶率小于30％。

本发明的生物特征感测装置包括基板、第一感光元件、第一偏压产生元件、第二感光元件以及第二偏压产生元件。第一感光元件设置于基板上。第一感光元件包括第一下电极、第一上电极以及第一感光层。第一上电极配置于第一下电极上。第一感光层夹于第一上电极与第一下电极之间。第一偏压产生元件电性连接于第一感光元件。第二感光元件设置于基板上。第二感光元件包括第二下电极、第二上电极以及第二感光层。第二上电极配置于第二下电极上。第二感光层夹于第二上电极与第二下电极之间。第二偏压产生元件电性连接于第二感光元件。第一感光元件的外部量子效率不同于第一感光元件的外部量子效率；或第一感光层的结晶率不同于第二感光层的结晶率。

基于上述，在本发明的生物特征感测装置中，通过其感光层可以使生物特征感测装置的厚度可以较薄且/或制造方式可以较为简单，且/或可以具有良好的辨识效能(如：较好的指纹信号清晰度)。

附图说明

图1A是依照本发明的第一实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图；

图1B是依照本发明的第一实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图；

图2是依照本发明的第二实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图；

图3是依照本发明的第三实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图；

图4A是依照本发明的第四实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图；

图4B是依照本发明的第四实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图；

图4C是依照本发明的第四实施例的一种生物特征感测装置的部分上视示意图；

图5是依照本发明的第五实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图；

图6A是依照本发明的第六实施例的一种生物特征感测装置的部分上视示意图；

图6B是依照本发明的第六实施例的一种生物特征感测装置的部分上视示意图；

图6C是依照本发明的第六实施例的一种生物特征感测装置的部分上视示意图；

图6D是依照本发明的第六实施例的一种生物特征感测装置的部分上视示意图；

图6E是依照本发明的第六实施例的一种生物特征感测装置的部分上视示意图；

图7是依照本发明的第七实施例的一种生物特征感测装置的部分上视示意图；

图8是依照本发明的第八实施例的一种生物特征感测装置的部分上视示意图；

图9A是依照本发明的[实验例1]的膜层及[实验例2]的膜层的拉曼散射频谱图；以及

图9B是依照本发明的[实验例3]的感光元件及[实验例4]的感光元件的外部量子效率图。

符号说明

100、200、300、400、500、600、700、800：生物特征感测装置

110、420：感光元件

111、421：下电极

112、422：上电极

113、423：感光层

130、440：偏压产生元件

131、441：源极

132、442：漏极

133、443：栅极

134、444：沟道

150：基板

150a：基板表面

161、162、163：绝缘层

171、172、173、174、175、176、177：膜层

181、182、183：遮光层

181p、182p、183p：孔洞

191、393：导光元件

292：光纤元件

890：结构

893：显示元件

894：发光单元

895：保护层

D1：方向

F：手指

L：光线

R1、R2、R3、R41、R42、R61、R62、R63、R64、R8：区域

SU：感测单元

SPU1、SPU2、SPU3、SPU4、SPU5：感测像素单元

具体实施方式

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，并配合所附图示作详细说明如下。如本领域技术人员将认识到的，可以以各种不同的方式修改所描述的实施例，而不脱离本发明的精神或范围。

在附图中，为了清楚起见，放大了各元件等的厚度。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在“另一元件上”、或“连接到另一元件”、“重叠于另一元件”时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，“连接”可以指物理及/或电连接。

应当理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，但是这些元件、部件、区域、及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，下面讨论的“第一元件”、“部件”、“区域”、“层”、或“部分”可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分而不脱离本文的教导。

这里使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非内容清楚地指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该” 旨在包括复数形式，包括“至少一个”。“或”表示“及/或”。如本文所使用的，术语“及/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”及/或“包括”指定所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一个或多个其它特征、区域整体、步骤、操作、元件、部件及/或其组合的存在或添加。

此外，诸如“下”或“底部”和“上”或“顶部”的相对术语可在本文中用于描述一个元件与另一元件的关系，如图所示。应当理解，相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置的不同方位。例如，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其他元件的“下”侧的元件将被定向在其他元件的“上”侧。因此，示例性术语“下”可以包括“下”和“上”的取向，取决于附图的特定取向。类似地，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其它元件“下方”或“下方”的元件将被定向为在其它元件“上方”。因此，示例性术语“下面”或“下面”可以包括上方和下方的取向。

本文使用的“约”、“实质上”、或“近似”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，“约”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或±30％、±20％、±10％、±5％内。

除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。

本文参考作为理想化实施例的示意图的截面图来描述示例性实施例。因此，可以预期到作为例如制造技术及/或公差的结果的图示的形状变化。因此，本文所述的实施例不应被解释为限于如本文所示的区域的特定形状，而是包括例如由制造导致的形状偏差。例如，示出或描述为平坦的区域通常可以具有粗糙及/或非线性特征。此外，所示的锐角可以是圆的。因此，图中所示的区域本质上是示意性的，并且它们的形状不是旨在示出区域的精确形状，并且不是旨在限制权利要求的范围。

图1A是依照本发明的第一实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图。图1B是依照本发明的第一实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图。举例而言，图1B可以是对应于图1A中至少一个区域R1的放大图。

请参照图1A及图1B，生物特征感测装置100包括基板150以及感光元件(可被称为：第一感光元件)110。感光元件110设置于基板150的基板表面150a上。感光元件110包括下电极(可被称为：第一下电极)111、上电极(可被称为：第一上电极)112以及感光层(可被称为：第一感光层)113。上电极112配置于下电极111上。感光层113夹于上电极112与下电极111 之间。

在一实施例中，基板150的材料可包括玻璃、石英、有机聚合物、金属或其他适宜的材料，于本发明并不加以限制。

在本实施例中，至少通过感光元件110可以使生物特征感测装置100适于感测光线。在一实施例中，生物特征感测装置100可以适于感测由生物特征(如：指纹，但不限)所反射的光线，但本发明不限于此。

在一实施例中，上电极112的材料可以包括透光导电材料，且/或下电极 111的材料可以包括金属，但本发明不限于此。

在本实施例中，感光层113的结晶率(crystallinity)小于30％。

在一实施例中，结晶率可以通过X射线衍射(X-ray diffractometer；XRD)、拉曼光谱(Raman Spectra)或其他适宜的方式进行量测、推算及/或估算。以拉曼光谱为例，例如是在波长为532纳米(nanometer；nm)的激光照射下，在适当的侦测区域(如：拉曼位移(Raman shift)约为480波数(wavenumber； cm^-1)，但不限)中侦测非晶型成分强度(Intensity of amorphous ingredient)，且在适当的侦测区域(如：拉曼位移约为520波数，但不限)中侦测硅晶型成分强度(Intensity of crystal Si ingredient)。并且，结晶率(在后述关系式中以X_c表示)可以通过非晶型成分强度(在后述关系式中以I_a表示)、硅晶型成分强度(在后述关系式中以I_c表示)及散射系数(scattering coefficient；在后述关系式中以y表示)进行推算或估算，其关系式例如为：X_c＝I_c/(I_c+y×I_a)。进一步，以硅质的感光层113为例，其散射系数约为0.88。

在本实施例中，结晶率可以是通过上述的方式进行量测、分析及/或估算。当然，前述的量测、分析及/或估算方式仅是示例性的描述，于本发明并不限定结晶率的量测、分析及/或估算方式。然而，通过不同的测量方法，测定的具体数值可能会略有不同。但是，对于不同方法所测得的对应数值通常不会有太大的差异；或是，在不同方法之间可以通过一般常用的方式进行换算或估算(如：数据表对照、内插法或外插法，但不限)。

在本实施例中，感光层113可以包括富硅氧化物(Silicon-rich oxide； SRO)层，但本发明不限于此。在一实施例中，感光层113可以包括富硅氧化物及其他元素(如：氢或氮，但不限)的膜层，但本发明不限于此。

在一实施例中，感光层113可以通过化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition；CVD)工艺形成，但本发明不限于此。在一实施例中，于进行化学气相沉积之前、时及/或之后，可通过调整气体的成份、比例、流量及/或浓度、工艺的时间及/或温度、等离子体的能量及/或其他适宜的工艺条件，而使所形成的膜层具有对应的结晶率。前述的气体可以包括硅烷(如：甲硅烷 (SiH₄)、乙硅烷(Si₂H₆)或上述气体的混合，但不限)与含氧气体的混合(如：二氧化碳(CO₂)、一氧化二氮(N₂O)或上述气体的混合，但不限)、上述气体与氢气(H₂)的混合、上述气体与其他气体(如：氩气(Ar))的混合或其他适宜的气体，但本发明不限于此。

在本实施例中，生物特征感测装置100可以还包括偏压产生元件(可被称为：第一偏压产生元件)130。偏压产生元件130电性连接于感光元件110。

在本实施例中，偏压产生元件130可以是包括源极(可被称为：第一源极)131、漏极(可被称为：第一漏极)132、栅极(可被称为：第一栅极) 133及沟道(可被称为：第一沟道)134的晶体管，且漏极132可以电性连接于感光元件110的下电极111。在图1B中所绘示的为顶栅型低温多晶晶硅薄膜晶体管(top gate low temperature poly-silicon thin filmtransistor；top gate LTPS TFT)，但本发明不限于此。在一未绘示的实施例中，偏压产生元件130 可以依据设计上的需求而电性连接至其他的元件(如：其他的主动(有源) 元件及/或被动(无源)元件)，而可例如被简称为一个主动元件与一个电容 (可表示为：1T1C)、两个主动元件与一个电容(可表示为：2T1C)、三个主动元件和一个或两个电容(可表示为：3T1C/2C)或是其他适宜的电路配置。

在本实施例中，若偏压产生元件130所提供的偏压(bias voltage)的绝对值约为2伏(Volt；V)至7.5伏(如：约4伏，但不限)的状态下，则在波长为590纳米至720纳米的光照射下，感光元件110的外部量子效率 (External Quantum Efficiency；EQE)小于或等于30％；且在波长为400纳米至450纳米的光照射下，感光元件110的外部量子效率大于40％；或是，进一步地大于或等于60％。

值得注意的是，“偏压的绝对值约为2伏至7.5伏”所指的可以是：2伏至7.5伏；抑或是，-2伏至-7.5伏。一般而言，前述的正值范围表示或负值范围表示会依据外部量子效率的常用量测的方式及/或对应的偏压产生元件种类(如：P-type晶体管或N-type晶体管)，并根据对应的电流方向/电子流方向而有对应的定义。本发明普通技术人员可以理解以“偏压的绝对值”是为了表达数值的概念，而对于其为正值范围或负值范围可以依据元件实际可致能的效果或对应的用途而予以最合理的解释。后续的表示方式及意义亦同或类似。

在一实施例中，外部量子效率例如是通过ASTM E927、IEC 60904-9、 JIS C8912或其他适宜的标准所规范的市售太阳光源模拟器进行AM1.5G模拟光谱及/或AM1.5D模拟光谱的量测，故于此不加以赘述。

在一实施例中，若偏压产生元件130所提供的偏压的绝对值约为2伏至 7.5伏(如：可致能感光元件110的偏压的绝对值约4伏，但不限)的状态下，则在波长为590纳米至630纳米的光照射下，感光元件110的外部量子效率小于或等于20％；或是，进一步地小于或等于16％。

在一实施例中，若偏压产生元件130所提供的偏压的绝对值约为2伏至 7.5伏(如：可致能感光元件110的偏压的绝对值约4伏，但不限)的状态下，则在波长为630纳米至660纳米的光照射下，感光元件110的外部量子效率小于或等于10％；或是，进一步地小于或等于7％。

在一实施例中，若偏压产生元件130所提供的偏压的绝对值约为2伏至 7.5伏(如：可致能感光元件110的偏压的绝对值约4伏，但不限)的状态下，则在波长为660纳米至720纳米的光照射下，感光元件110的外部量子效率小于或等于5％；或是，进一步地小于或等于3％。

在本实施例中，生物特征感测装置100可以还包括位于基板表面150a 上的膜层(如：第一绝缘层161、第二绝缘层162、第三绝缘层163、第一膜层171、第二膜层172、第三膜层173、第一遮光层181、第四膜层174、第五膜层175、第二遮光层182、第六膜层176、第七膜层177及/或第三遮光层183，但不限)。

在本实施例中，第一绝缘层161可以位于基板150与偏压产生元件130 或感光元件110之间。在一实施例中，第一绝缘层161可以被称为缓冲层 (buffer layer)，但本发明不限于此。

在本实施例中，第二绝缘层162可以位于栅极133与源极131/漏极132/ 沟道134之间。在一实施例中，第二绝缘层162可以被称为栅绝缘层(gate insulating layer；GIlayer)，但本发明不限于此。

在本实施例中，第三绝缘层163可以覆盖栅极133。在一实施例中，第三绝缘层163可以被称为介电质(interlayer dielectric；ILD)，但本发明不限于此。

在一实施例中，第一膜层171、第二膜层172、第四膜层174及/或第六膜层176中的至少其中之一可以被称为平坦化层(planarizing layer；PL)，但本发明不限于此。

在一实施例中，第三膜层173、第五膜层175及/或第七膜层177中的至少其中之一可以被称为背保护层(back channel passivation layer；BP layer)，但本发明不限于此。

在本实施例中，第一膜层171、第二膜层172、第三膜层173、第四膜层 174、第五膜层175、第六膜层176及/或第七膜层177可以透光。

在本实施例中，第一遮光层181、第二遮光层182及/或第三遮光层183 可以遮光。第一遮光层181可以具有对应于感光元件110的第一孔洞181p。第二遮光层182可以具有对应于感光元件110的第二孔洞182p。第三遮光层 183可以具有对应于感光元件110的第三孔洞183p。

在本实施例中，生物特征感测装置100可以还包括导光元件191。导光元件191例如是透镜。导光元件191配置于感光元件110上。导光元件191 对应于遮光层的孔洞(如：第一孔洞181p、第二孔洞182p及/或第三孔洞 183p，但不限)。在一实施例中，导光元件191可以嵌入离感光元件110最远的遮光层的孔洞(如：第三遮光层183的第三孔洞183p，但不限)内，但本发明不限于此。

在一实施例中，导光元件191可以通过预先成型(pre-formed)的方式形成，然后，配置于感光元件110上的对应处，但本发明不限于此。

在本实施例中，通过感光元件110的感光层113，可以在强光(如：户外太阳光，但不限)下仍具有较佳或较高的信号噪声比(Signal-to-noise ratio； SNR)。如此一来，至少在具有感光层113的感光元件110的上方(即，相对于基板150的方向)，可以省略红外线截止层(IR-cut layer)或红外线滤除层 (IR-filter layer)。也就是说，在垂直于基板表面150a的方向D1上，在具有感光层113的感光元件110的上方，可以未有任何的红外线截止层或红外线滤除层重叠于具有感光层113的感光元件110；或是，射入具有感光层113 的感光元件110的光可以未经过任何的红外线截止层或红外线滤除层。因此，生物特征感测装置100的厚度可以较薄且/或制造方式可以较为简单，且/或可以具有良好的辨识效能(如：较好的指纹信号清晰度)。

图2是依照本发明的第二实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图。本实施例的生物特征感测装置200与第一实施例的生物特征感测装置100相似，其类似的构件以相同的标号表示，且具有类似的功能、材料或形成方式，并省略描述。举例而言，于图2中至少一个区域R2可以相同或相似于图1A或图1B中至少一个区域R1。因此，针对图2中区域R2的结构或其对应的功能、材料或形成方式于此不加以赘述。

请参照图2，生物特征感测装置200包括基板150、感光元件(未直接绘示或标示；可以相同或相似于图1B中的感光元件110)以及光纤元件292。光纤元件292配置于感光元件上。

在本实施例中，光纤元件292的延伸方向可以基本上垂直于基板表面 150a。

在一实施例中，光纤元件292例如可以包括光纤光导管或光纤导光条，但本发明不限于此。

图3是依照本发明的第三实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图。本实施例的生物特征感测装置300与第一实施例的生物特征感测装置100相似，其类似的构件以相同的标号表示，且具有类似的功能、材料或形成方式，并省略描述。举例而言，于图3中的区域R3可以相同或相似于图1A或图1B中至少一个区域R1。因此，针对图3中区域R3的结构或其对应的功能、材料或形成方式于此不加以赘述。

请参照图3，生物特征感测装置300包括基板150、感光元件(未直接绘示或标示；可以相同或相似于图1B中的感光元件110)以及导光元件393。导光元件393例如是透镜。导光元件393配置于感光元件上。导光元件393 对应于遮光层的孔洞(如：第一孔洞181p及/或第二孔洞182p，但不限)。在一实施例中，导光元件393可以嵌入离感光元件110最远的遮光层的孔洞 (如：第二遮光层182的第二孔洞182p，但不限)内，且覆盖离感光元件最远的遮光层的顶表面，但本发明不限于此。

在一实施例中，导光元件393可以通过压印的方式形成。举例而言，可以在离感光元件110最远的遮光层的顶表面上涂布透光材料，然后，通过压印前述透光材料的方式形成对应的导光元件393，但本发明不限于此。

图4A是依照本发明的第四实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图。图4B是依照本发明的第四实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图。图4C是依照本发明的第四实施例的一种生物特征感测装置的部分上视示意图。举例而言，图4A可以是对应于图4C中A-A’剖线上的剖视示意图，图4B可以是对应于图4A中区域R42的放大图。本实施例的生物特征感测装置400与第一实施例的生物特征感测装置100相似，其类似的构件以相同的标号表示，且具有类似的功能、材料或形成方式，并省略描述。举例而言，于图4A中至少一个区域R41可以相同或相似于图1A或图1B中至少一个区域R1。因此，针对图4A中区域R41的结构或其对应的功能、材料或形成方式于此不加以赘述。

请参照图4A至图4C，生物特征感测装置100包括基板150、第一感光元件110以及第二感光元件420。第二感光元件420设置于基板150的基板表面150a上。第二感光元件420包括第二下电极421、第二上电极422以及第二感光层423。第二上电极422配置于第二下电极421上。第二感光层423 夹于第二上电极422与第二下电极421之间。

在一实施例中，第二上电极422的材料可以包括透光导电材料，且/或第二下电极421的材料可以包括金属，但本发明不限于此。

在本实施例中，第二感光层423的结晶率大于30％。

在本实施例中，生物特征感测装置100可以还包括第二偏压产生元件 440。第二偏压产生元件440可以相似于第一偏压产生元件130。举例而言，第二偏压产生元件440可以是包括第二源极441、第二漏极442、第二栅极 443及第二沟道444的晶体管，且第二漏极442可以电性连接于第二感光元件420的第二下电极421。

在本实施例中，若第一偏压产生元件130及第二偏压产生元件440所提供的偏压相同或相近，则在波长为590纳米～629纳米的光照射下，第二感光元件420的外部量子效率不同于感光元件110的外部量子效率。

举例而言，若第一偏压产生元件130所提供的偏压的绝对值约为2伏至 7.5伏(如：可致能对应的感光元件的偏压的绝对值约4伏，但不限)，且第二偏压产生元件440所提供的偏压基本上相同于第一偏压产生元件130，则在波长为590纳米～629纳米的范围内，且具有基本上相同的照光条件下，第一感光元件110的外部量子效率小于或等于30％，且第二感光元件420的外部量子效率大于或等于40％。

在本实施例中，至少一个第一感光元件110及至少一个第二感光元件 420可以构成感测单元(sensor unit)SU。也就是说，在同一感测单元SU中的第一感光元件110及第二感光元件420可以在基本上相同的时间点或时间范围内被致能而侦测/转换光信号。在图4C中，感测单元SU可以包括多个第一感光元件110及多个第二感光元件420，并且，为清楚表示，并为一一地标示每个第一感光元件110及/或第二感光元件420。另外，本发明对于感测单元SU内的第一感光元件110及/或第二感光元件420的数量及/或排列方式并不加以限制。值得注意的是，若一感测单元中具有多个感光元件，则本发明并未限定同一感测单元中的多个感光元件是由相同或不同的偏压产生元件所驱动/致能。

在一实施例中，通过具有第一感光元件110及第二感光元件420所构成感测单元SU，可以进行防伪的生物特征感测辨识，但本发明不限于此。举例而言，在通过感测单元SU进行常态的指纹感测辨识时，由于手指(如：图8中的手指F，但不限)的厚度不均且/或按压程度较难一致，因此，感测单元SU中不同的第一感光元件110及/或第二感光元件420可以具有对应不同的感测信号。如此一来，可以通过同一感测单元SU中不同的感测信号进行判断，以辨别手指按压的真伪。但本发明对于辨识的方式并不加以限制。

图5是依照本发明的第五实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图。本实施例的生物特征感测装置500与第一实施例的生物特征感测装置100或第四实施例的生物特征感测装置400相似，其类似的构件以相同的标号表示，且具有类似的功能、材料或形成方式，并省略描述。

请参照图5，生物特征感测装置500包括基板150、偏压产生元件130、第一感光元件110以及第二感光元件420。偏压产生元件130的源极131可以电性连接于第一感光元件110的下电极111及第二感光元件420的下电极 421。

在本实施例中，第一感光元件110的第一下电极111及第二感光元件 420的第二下电极421可以是同一的膜层。也就是说，第一感光元件110的第一下电极111及第二感光元件420的第二下电极421可以通过相同的步骤所形成的一膜层。

在本实施例中，第一感光元件110的第一上电极112及第二感光元件 420的第二上电极422可以是同一的膜层。也就是说，第一感光元件110的第一上电极112及第二感光元件420的第二上电极422可以通过相同的步骤所形成的一膜层。

在本实施例中，第一感光元件110的第一感光层113及第二感光元件 420的第一感光层423可以通过不同的步骤所形成。

在一实施例中，偏压产生元件130以及电性连接于其的一个或多个感光元件(如：第一感光元件110以及第二感光元件420)可以被称为感测像素单元(sensor pixelunit)。也就是说，若一感测像素单元中具有多个感光元件，则同一感测像素单元中的多个感光元件可以在基本上相同的时间点或时间范围内被致能而侦测/转换光信号。

图6A至图6E是依照本发明的第六实施例的一种生物特征感测装置的部分上视示意图。举例而言，图6B至图6E可以是图6A中对应的感测像素单元的放大图。另外，为求清楚表示，于图6B至图6E中的偏压产生元件以电路图的方式简单表示。本实施例的生物特征感测装置600与第一实施例的生物特征感测装置100、第四实施例的生物特征感测装置400或第五实施例的生物特征感测装置500相似，其类似的构件以相同的标号表示，且具有类似的功能、材料或形成方式，并省略描述。

请参照图6A至图6E，生物特征感测装置600可以包括不同的感测像素单元。举例而言，前述不同的感测像素单元可以是第一感测像素单元SPU1、第二感测像素单元SPU2、第三感测像素单元SPU3及第四感测像素单元 SPU4中的至少其中两种。另外，各种的感测像素单元的数量及对应的配置方式可以依据设计上的需求而加以调整，于本发明并不加以限制。

第一感测像素单元SPU1可以包括一个偏压产生元件130及电性连接于其的多个(如：三个；但不限)第一感光元件110及一个第二感光元件420。

第二感测像素单元SPU2可以包括一个偏压产生元件130及电性连接于其的多个(如：二个；但不限)第一感光元件110及多个(如：二个；但不限)第二感光元件420。

第三感测像素单元SPU3可以包括一个偏压产生元件130及电性连接于其的一个第一感光元件110及多个(如：三个；但不限)第二感光元件420。

第四感测像素单元SPU4可以包括一个偏压产生元件130及电性连接于其的多个(如：四个；但不限)第二感光元件420。

在一实施例中，通过不同的感测像素单元(如：第一感测像素单元SPU1、第二感测像素单元SPU2、第三感测像素单元SPU3及第四感测像素单元 SPU4中的至少其中两种)，可以进行防伪的生物特征感测辨识，但本发明不限于此。举例而言，在通过生物特征感测装置600进行常态的指纹感测辨识时，由于不同的感测像素单元具有对应不同的第一感光元件/第二感光元件数量，因此可以具有对应不同的感测信号。如此一来，可以通过同一感测单元 SU中不同的感测信号进行判断，以辨别手指按压的真伪(如：辨识出是否以复印或列印的黑白图案模仿真实的指纹)。

另外，为求清楚表示，于图6A中并为一一地标示所有的感测像素单元。

图7是依照本发明的第七实施例的一种生物特征感测装置的部分上视示意图。本实施例的生物特征感测装置700与第六实施例的生物特征感测装置600相似，其类似的构件以相同的标号表示，且具有类似的功能、材料或形成方式，并省略描述。

请参照图7，生物特征感测装置700可以包括不同的感测像素单元。举例而言，前述不同的感测像素单元可以是第四感测像素单元SPU4及其他感测像素单元SPU5。其他感测像素单元SPU5例如是第一感测像素单元SPU1 (绘示于图6B)、第二感测像素单元SPU2(绘示于图6C)、第三感测像素单元SPU3(绘示于图6D)或其他不同于第四感测像素单元SPU4的至少其中一种。另外，各感测像素单元的数量及对应的配置方式可以依据设计上的需求而加以调整，于本发明并不加以限制。

图8是依照本发明的第八实施例的一种生物特征感测装置的部分剖视示意图。本实施例的生物特征感测装置800与第一实施例的生物特征感测装置100相似，其类似的构件以相同的标号表示，且具有类似的功能、材料或形成方式，并省略描述。举例而言，在图8中的结构890可以相同或相似于图1中的生物特征感测装置100，但为求清楚表示，于图8中并为详细地绘示或标示其结构的细节。另外，于图8中的区域R8可以相同或相似于图1A 或图1B中至少一个区域R1。因此，针对图8中区域R8的结构或其对应的功能、材料或形成方式于此不加以赘述。另外，在其他类似的实施例中，类似于生物特征感测装置800中结构890的结构可以相似于前述实施例的生物特征感测装置(如：生物特征感测装置200、300、400、500、600或700，但不限)。

请参照图8，本实施例的生物特征感测装置800可以还包括整合于其内的显示元件893。显示元件893可以配置于感光元件(未直接绘示或标示；可以相同或相似于图1B中的感光元件110)、导光元件(若有；未直接绘示或标示；可以相同或相似于图1A中的导光元件191或图3中的导光元件 391)及/或光纤元件(若有；未直接绘示或标示；可以相同或相似于图2中的光纤元件292)上。在一实施例中，生物特征感测装置800可以被称为屏下指纹传感器(under display fingerprint sensor)，但本发明不限于此。

显示元件893可以包括液晶显示元件、有机发光二极管显示元件、发光二极管显示元件或其他适宜的显示元件，于本发明并不加以限制。另外，在图8中，显示元件893的配置方式及大小仅是示意性地绘示，于本发明并不加以限制。

举例而言，显示元件893中的发光单元894可以发出对应的光线。部分的光线L可以被保护层(如：覆盖膜(coverlay)，但不限)895上的手指F 反射后，可以射向导光元件191。并且，适当角度的光线可以射向感测元件。

发光单元894例如是发光二极管或对应的显示像素单元(display pixel unit)，于本发明并不加以限制。

前述实施例中，一膜层可为单层结构或多层结构。而若为多层结构的堆叠，则前述的多层结构之间可以不具有其他性质的材料。举例而言，导电层可为单层或多层结构。而若为多层结构的导电层，则前述的多层结构之间可以不具有绝缘材料。再举例而言，绝缘层可为单层或多层结构。而若为多层结构的绝缘层，则前述的多层结构之间可以不具有导电材料。又举例而言，遮光层可为单层或多层结构。而若为多层结构的遮光层，则前述的多层结构之间可以不具有透光材料。

以下特别通过实验例来说明本发明的部分膜层或元件。然而，这些实验例在任何意义上均不解释为限制本发明的范畴。

图9A是依照本发明的[实验例1]的膜层及[实验例2]的膜层的拉曼 (Raman)散射频谱图。

[实验例1]的膜层可以为结晶率小于30％的富硅氧化物层。举例而言，依据在波长为532纳米的激光照射下，在拉曼位移约为480波数中侦测非晶型成分强度，且在拉曼位移约为520波数中侦测硅晶型成分强度的方式进行量测、推算及/或估算。[实验例1]的膜层的结晶率约为18％至23％。

[实验例2]的膜层可以为结晶率大于30％的富硅氧化物层。举例而言，依据在波长为532纳米的激光照射下，在拉曼位移约为480波数中侦测非晶型成分强度，且在拉曼位移约为520波数中侦测硅晶型成分强度的方式进行量测、推算及/或估算。[实验例2]的膜层的结晶率约为大于或等于60％且小于或等于100％；或是，进一步地大于或等于70％；或是，更进一步地大于或等于80％。

[实验例3]的感光元件在结构上可以相同或相似于前述实施例的感光元件110，且/或[实验例4]的感光元件在结构上可以相同或相似于前述实施例的感光元件420。另外，[实验例3]的感光元件与[实验例4]的感光元件可以相似，差别在于：[实验例3]的感光元件的感光层可以相同或相似于[实验例 1]的膜层，且[实验例4]的感光元件的感光层可以相同或相似于[实验例2]的膜层。

在本实施例中，若对[实验例3]的感光元件提供绝对值为约4伏的偏压，则在波长为400纳米至450纳米的光照射下，[实验例3]的感光元件的外部量子效率大于40％；或是，进一步地大于或等于60％。

在本实施例中，若对[实验例3]的感光元件提供绝对值为约4伏的偏压，则在波长为590纳米至630纳米的光照射下，[实验例3]的感光元件的外部量子效率小于或等于20％；或是，进一步地小于或等于16％。

在本实施例中，若对[实验例3]的感光元件提供绝对值为约4伏的偏压，则在波长为630纳米至660纳米的光照射下，[实验例3]的感光元件的外部量子效率小于或等于10％；或是，进一步地小于或等于7％。

在本实施例中，若对[实验例3]的感光元件提供绝对值为约4伏的偏压，则在波长为660纳米至720纳米的光照射下，[实验例3]的感光元件的外部量子效率小于或等于5％；或是，进一步地小于或等于3％。

在本实施例中，若对[实验例4]的感光元件提供绝对值为约4伏的偏压，则在波长为590纳米至610纳米的光照射下，[实验例4]的感光元件的外部量子效率大于或等于30％；或是，在波长为约590纳米的光照射下，[实验例 4]的感光元件的外部量子效率更大于或等于40％。

在本实施例中，若对[实验例4]的感光元件提供绝对值为约4伏的偏压，则在波长为630纳米至650纳米的光照射下，[实验例4]的感光元件的外部量子效率大于10％。

在本实施例中，若对[实验例4]的感光元件提供绝对值为约4伏的偏压，则在波长为660纳米至680纳米的光照射下，[实验例4]的感光元件的外部量子效率大于5％。

值得注意的是，上述的数值可以依据图9B所估算或获得。而其他未揭示的数值范围也可以依据图9B进行估算(如：内插法方式，但不限)或获得。

综上所述，在本发明的生物特征感测装置中，通过其感光层可以使生物特征感测装置的厚度可以较薄且/或制造方式可以较为简单，且/或可以具有良好的辨识效能(如：较好的指纹信号清晰度)。

虽然本发明已以实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，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所附的权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种生物特征感测装置，包括：

基板；

第一感光元件，设置于所述基板上，且所述第一感光元件包括：

第一下电极；

第一上电极，配置于所述第一下电极上；

第一感光层，夹于所述第一上电极与所述第一下电极之间；以及

第一偏压产生元件，电性连接于所述第一感光元件，其中：

在波长为590纳米至720纳米的光照射下，所述第一感光元件的外部量子效率小于或等于30％；且

在波长为400纳米至450纳米的光照射下，所述第一感光元件的外部量子效率大于40％；以及

遮光层，配置于所述第一感光元件上，且所述遮光层具有对应于所述第一感光元件的至少一孔洞。

2.如权利要求1所述的生物特征感测装置，其中：

在波长为590纳米至630纳米的光照射下，所述第一感光元件的外部量子效率小于或等于20％；

在波长为630纳米至660纳米的光照射下，所述第一感光元件的外部量子效率小于或等于10％；且/或

在波长为660纳米至720纳米的光照射下，所述第一感光元件的外部量子效率小于或等于5％。

3.如权利要求1所述的生物特征感测装置，还包括：

第二感光元件，设置于所述基板上，且所述第二感光元件包括：

第二下电极；

第二上电极，配置于所述第二下电极上；以及

第二感光层，夹于所述第二上电极与所述第二下电极之间，其中所述第一偏压产生元件更电性连接于所述第二感光元件，其中在波长为590纳米至629纳米的光照射下，所述第二感光元件的外部量子效率不同于所述第一感光元件的外部量子效率。

4.一种生物特征感测装置，包括：

基板；

第一下电极；

第一上电极，配置于所述第一下电极上；以及

第一感光层，夹于所述第一上电极与所述第一下电极之间，其中所述第一感光层的结晶率小于30％；以及

5.如权利要求1或4所述的生物特征感测装置，还包括：

第二下电极；

第二上电极，配置于所述第二下电极上；以及

第二感光层，夹于所述第二上电极与所述第二下电极之间；以及

第二偏压产生元件，电性连接于所述第二感光元件，其中在波长为590纳米至629纳米的光照射下，所述第二感光元件的外部量子效率不同于所述第一感光元件的外部量子效率。

6.如权利要求5所述的生物特征感测装置，其中在波长为590纳米至629纳米的光照射下，所述第二感光元件的外部量子效率大于或等于40％。

7.如权利要求1或4所述的生物特征感测装置，还包括：

第二下电极；

第二上电极，配置于所述第二下电极上；以及

第二感光层，夹于所述第二上电极与所述第二下电极之间，其中所述第二感光层的结晶率大于30％。

8.如权利要求1或4所述的生物特征感测装置，还包括：

显示元件，设置于所述第一感光元件上。

9.如权利要求1或4所述的生物特征感测装置，还包括：

导光元件，配置于所述第一感光元件上。

10.如权利要求1或4所述的生物特征感测装置，还包括：

光纤元件，配置于所述第一感光元件上。

11.如权利要求1或4所述的生物特征感测装置，还包括：

第二感光元件，设置于所述基板上，且所述第一感光元件及所述第二感光元件构成感测单元。

12.一种生物特征感测装置，包括：

基板；

第一下电极；

第一上电极，配置于所述第一下电极上；以及

第一感光层，夹于所述第一上电极与所述第一下电极之间；

第一偏压产生元件，电性连接于所述第一感光元件；

第二下电极；

第二上电极，配置于所述第二下电极上；以及

第二偏压产生元件，电性连接于所述第二感光元件，其中：

所述第一感光元件的外部量子效率不同于第一感光元件的外部量子效率；或

所述第一感光层的结晶率不同于所述第二感光层的结晶率。

13.如权利要求12所述的生物特征感测装置，其中所述第一偏压产生元件及所述第二偏压产生元件是相同的元件。