CN115472635A - 具有偏置栅极电极的光感测装置及其应用的光感测面板 - Google Patents

Abstract

一种具有偏置栅极电极的光感测装置及其应用的光感测面板，光感测装置包含基板、栅极电极、屏蔽电极、绝缘层、半导体层、源极电极以及漏极电极。栅极电极与屏蔽电极设置于该基板上，且两者分隔开来。绝缘层设置于该栅极电极以及该屏蔽电极上。半导体层设置于该绝缘层上。源极以及漏极电极分别连接于该半导体层，其中该半导体层在源极以及漏极电极之间具有通道区，该通道区分为第一区域以及第二区域，其中第一区域邻近漏极电极且与该栅极电极重叠，第二区域邻近源极电极且不与该栅极电极重叠，且第二区域与屏蔽电极部分重叠。

Description

具有偏置栅极电极的光感测装置及其应用的光感测面板

技术领域

本发明是关于具有偏置栅极电极的光感测装置及其应用的光学面板。

背景技术

光电感测器能将光转换成电流或电压信号。光电感测器可以薄膜晶体管形式制作，并以阵列排列，进而应用于光学触控、指纹辨识、X光检测等领域中。根据欲吸收的光线波长，光电感测器可包含具有适当能隙的半导体薄膜。

发明内容

根据本发明的部分实施方式，光感测装置包含基板、栅极电极、屏蔽电极、绝缘层、半导体层、第一漏极/源极电极以及第二源极/漏极电极。栅极电极设置于该基板上。屏蔽电极设置于该基板上，且与该栅极电极分隔开来。绝缘层设置于该栅极电极以及该屏蔽电极上。半导体层设置于该绝缘层上。第一漏极/源极电极以及第二源极/漏极电极分别连接于该半导体层，其中该半导体层在该第一漏极/源极电极以及第二源极/漏极电极之间具有通道区，该通道区分为第一以及第二区域，其中第一区域邻近第一漏极/源极电极且与该栅极电极重叠，第二区域邻近第二源极/漏极电极且不与该栅极电极重叠，第二区域与屏蔽电极部分重叠。

根据本发明的部分实施方式，光感测面板包含前述的光感测装置、扫描线、偏压线、感测开关元件以及低电位线。扫描线与偏压线设置于该基板上。感测开关元件设置于该基板上，其中该感测开关元件的一控制端电性连接该扫描线，该感测开关元件的二端分别电性连接该偏压线以及该光感测装置的该第一漏极/源极电极。低电位线设置于该基板上，且电性连接该光感测装置的该第二源极/漏极电极。

根据本发明的部分实施方式，光感测面板包含前述的光感测装置、扫描线以及低电位线。扫描线设置于基板上，其中光感测装置的栅极电极电性与第一漏极/源极电极连接扫描线。低电位线设置于基板上，其中光感测装置的第二源极/漏极电极电性连接低电位线。

附图说明

以下附图中，多种特征并未以产业上实务标准的比例绘制。事实上，多种特征的尺寸可以任意地增加或减少。

图1A是根据部分实施方式的光感测装置的上视示意图；

图1B是沿图1A的线1B-1B的剖面示意图；

图2A是根据部分实施方式的光感测装置的上视示意图；

图2B是沿图2A的线2B-2B的剖面示意图；

图3A是根据部分实施方式的光感测面板的上视示意图；

图3B是图3A的光感测面板的像素单元的电路示意图；

图3C是图3B的像素单元的剖面示意图；

图3D是图3C的像素单元的光感测装置的上视示意图；

图4A是根据部分实施方式的光感测面板的上视示意图；

图4B是图4A的光感测面板的像素单元的电路示意图；

图4C是图4B的像素单元的剖面示意图；

图4D是图4C的像素单元的光感测装置的上视示意图；

图5A是根据部分实施方式的光感测面板的上视示意图；

图5B是图5A的光感测显示面板的局部剖面示意图；

图6是根据部分实施方式的光感测面板的上视示意图；

图7是根据部分实施方式的光感测面板的上视示意图；

图8是根据部分实施方式的光感测面板的上视示意图。

【符号说明】

100:光感测装置

100S:第一端

100D:第二端

100G:控制端

100P:屏蔽端

110:基板

122,126,128:栅极电极

124:屏蔽电极

130:绝缘层

132:绝缘部分

142,144,146:半导体层

142C:通道区域

142CA:开关区

142CB:感光区

152S,154S,156S:源极/漏极电极

152D,154D,156D:漏极/源极电极

200:光感测面板

200’:光感测显示面板

210:感测开关元件

210S:第一端

210D:第二端

210G:控制端

220:显示开关元件

220S:第一端

220D:第二端

220G:控制端

230:像素电极

240:绝缘层

240O:开口

L1:距离

CB1,CB2,CB3:部分

GL,GL0～GL3:扫描线

BL,BL0～BL3:偏压线

RL:低电位线

PL:屏蔽电位线

DL:数据线

DC:数据驱动电路

PU:像素单元

GC:扫描电路

BC:偏压电路

RS:低电位源

PS:屏蔽电位源

D1,D2,N:方向

C1、C2、C3:接触件

L2、L3:长度

G1:间隙

具体实施方式

以下本发明将提供许多个不同的实施方式或实施例以实现所提供的专利标的的不同特征。许多元件与设置将以特定实施例在以下说明，以简化本发明。当然这些实施例仅用以示例而不应用以限制本发明。举例而言，叙述“第一特征形成于第二特征上”包含多种实施方式，其中涵盖第一特征与第二特征直接接触，以及额外的特征形成于第一特征与第二特征之间而使两者不直接接触。

图1A是根据本发明部分实施方式的光感测装置100的上视示意图。图1B是沿图1A的线1B-1B的剖面示意图。光感测装置100包含基板110、栅极电极122、屏蔽电极124、绝缘层130、半导体层142、源极/漏极电极152S以及漏极/源极电极152D。栅极电极122与屏蔽电极124设置于基板110上，其中两者分隔开来。绝缘层130设置于栅极电极122与屏蔽电极124上。半导体层142设置于绝缘层130上。源极/漏极电极152S以及漏极/源极电极152D分别连接于半导体层142。

于部分实施方式中，半导体层142在源极/漏极电极152S以及152D之间具有通道区域142C。于部分实施方式中，栅极电极122偏位设置(简称偏置)，而使通道区域142C分成开关区142CA与感光区142CB，其中开关区142CA与栅极电极122于方向N上重叠，感光区142CB不与该栅极电极122于方向N上重叠。于部分实施方式中，开关区142CA与感光区142CB的交界处对齐栅极电极122的边缘。借此，半导体层142的通道区域142C整体(即开关区142CA与感光区142CB)的电子通道受到光线控制而能感应光线，而半导体层142的开关区142CA的电子通道可进一步受栅极电极122控制。

借此，在操作光感测装置100时，施加适当的电压于栅极电极122上，并透过半导体层142的开关区142CA与感光区142CB感应光线而产生电流，而侦测电流计算照光量。在一实施例中，可以施加正电压于栅极电极122上而开启开关区142CA，半导体层142感应光线而产生电流，此时电流大小主要受到感光区142CB控制。在另一实施例中，可以施加负电压于栅极电极122上而抑制开关区142CA，半导体层142感应光线而产生电流，此时电流大小主要受到开关区142CA与感光区142CB控制。在施加负电压于栅极电极122上的实施例中，电流受到光强度影响的变化较明显，而使光感测装置100有更高的光强度解析度。本实施方式的光感测装置100具有高光强度解析度的优点，可用于光学式指纹辨识，透过感测手指纹路的反射光线，达到指纹辨识，能提升指纹辨识的精准度。

在此，所称“抑制”开关区142CA是指通过外在电场(例如施加电压于栅极电极122上)，使半导体层142的电阻值提升。相较之下，所称“开启”开关区142CA是指通过外在电场(例如施加电压于栅极电极122上)，使半导体层142的电阻值降低。

在某些情况下，栅极电极122边缘处的电场可能会影响半导体层142中感光区142CB的电子通道，而导致感应到的电流相较于预期值存在偏差。举例而言，在施加正电压于栅极电极122上而开启开关区142CA时，栅极电极122边缘处的电场可能使感光区142CB的电子通道部分开启，从而导致感应到的电流相较于预期值偏大。在施加负电压于栅极电极122上而抑制开关区142CA时，栅极电极122边缘处的电场可能使感光区142CB的电子通道部分关闭，而导致感应到的电流相较于预期值偏小。

于本发明的部分实施方式中，从上视示意图来看，屏蔽电极124位于栅极电极122朝向感光区142CB的一侧。举例而言，屏蔽电极124与半导体层142的感光区142CB于方向N上部分重叠。于部分实施方式中，屏蔽电极124可以连接至一接地电位。如此一来，屏蔽电极124可造成屏蔽效应，进而避免栅极电极122边缘处的电场影响了半导体层142中感光区142CB的电子通道。借此，可以降低感应到的电流与预期值的差异。

绝缘层130可包含绝缘部分132以将栅极电极122与屏蔽电极124分隔开来。于部分实施方式中，栅极电极122与屏蔽电极124之间的间隙G1的距离L1(即绝缘部分132的长度)愈小愈好。于部分实施方式中，距离L1的最小值取决于制程解析度。举例而言，当制程采用液晶显示的制程能力，距离L最小值可为大约2um。或，当制程采用集成电路制程，距离L1最小值可为大约3nm至大约28nm。于部分实施方式中，绝缘层130可由适当的绝缘材料所形成，例如氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或其组合。

于部分实施方式中，基板110可以是具有适当硬度的刚性基板或可挠性基板。基板110可以由玻璃、石英、有机材料例如聚合物材料、其它合适的材料、或前述的组合。

于部分实施方式中，栅极电极122与屏蔽电极124可以由适当的导电材料所形成，例如钼、钛、铬、钽、钨、铝、铜、其他金属、其合金或其组合。于部分实施方式中，栅极电极122与屏蔽电极124由一相同导电材料所形成。举例而言，在基板110上沉积一金属层，再透过蚀刻步骤图案化该金属层而形成栅极电极122与屏蔽电极124。

于部分实施方式中，半导体层142可以选用具有适当能隙的半导体材料，其能吸收光线并随之改变自身电阻。举例而言，半导体层142可以由适当的半导体材料所形成，例如非晶硅、其他适当材料或其组合。

于部分实施方式中，源极/漏极电极152S以及漏极/源极电极152D可以由适当的导电材料所形成，例如钼、钛、铬、钽、钨、铝、铜、其他金属、其合金或其组合。于部分实施方式中，源极/漏极电极152S以及源极/漏极/源极电极152D由一相同导电材料所形成。举例而言，在基板110上沉积一金属层，再透过蚀刻步骤图案化该金属层而形成源极/漏极电极152S以及漏极/源极电极152D。于部分实施方式中，屏蔽电极124与栅极电极122分别邻近源极/漏极电极152S以及漏极/源极电极152D。于本实施方式中，栅极电极122可延伸至漏极/源极电极152D下方，而屏蔽电极124可不延伸至源极/漏极电极152S下方。

于部分实施方式中，半导体层142的感光区142CB具有第一至第三部分CB1、CB2以及CB3，第一部分CB1以及第三部分CB3分别连接第二部分CB2的两端。于本实施方式中，第二部分CB2与屏蔽电极124于方向N上重叠，第一部分CB1位于开关区142CA与第二部分CB2之间且不与屏蔽电极124于方向N上重叠，第三部分CB3位于第二部分CB2远离第一部分CB1的一侧且不与屏蔽电极124于方向N上重叠。第一部分CB1邻近漏极/源极电极152D，第三部分CB3邻近源极/漏极电极152S。为方便说明起见，感光区142CB的第一部分CB1与第二部分CB2的交界处定义为对齐屏蔽电极124的一边缘，感光区142CB的第二部分CB2与第三部分CB3的交界处定义为对齐屏蔽电极124的另一边缘。

于部分实施方式中，栅极电极122的边缘电场受到屏蔽电极124屏蔽，例如电力线EL被屏蔽电极124阻挡，而不会影响到感光区142CB的第二部分CB2。于部分实施方式中，有鉴于感光区142CB的第一部分CB1仍会受到栅极电极122的边缘电场的影响(例如部分电力线EL延伸至第一部分CB1)，为了降低边缘电场对于量测电流的影响，可以设计感光区142CB的第二部分CB2的长度L2以及第三部分CB3的长度L3的总和远大于感光区142CB的第一部分CB1的长度(即距离L1)。于部分实施方式中，感光区142CB的第二部分CB2的长度L2大于感光区142CB的第一部分CB1的长度(即距离L1)。于部分实施方式中，感光区142CB的第三部分CB3的长度L3大于感光区142CB的第一部分CB1的长度(即距离L1)。在本实施方式中，第二部分CB2的长度L2大于第三部分CB3的长度L3。或者，在其他实施方式中，第三部分CB3的长度L3大于第二部分CB2的长度L2。于其他部分实施方式中，半导体层142的感光区142CB的第一部分CB1、第二部分CB2以及第三部分CB3的尺寸比例可以任意调整，而不以图中为限制。

图2A是根据本发明部分实施方式的光感测装置100的上视示意图。图2B是沿图2A的线2B-2B的剖面示意图。本实施方式与图1A与1B相似，差别在于：屏蔽电极124延伸至该源极/漏极电极152S下方。屏蔽电极124可延伸超过半导体层142的侧边142E，而使半导体层142的感光区142CB几乎完全位于屏蔽电极124上。

举例而言，于此，半导体层142的感光区142CB具有第一部分CB1以及第二部分CB2，第二部分CB2与屏蔽电极124于方向N上重叠，第一部分CB1位于开关区142CA与第二部分CB2之间且不与屏蔽电极124于方向N上重叠。换句话说，本实施方式中，半导体层142可不具有第三部分CB3(参考图1A与1B)。本实施方式的其他细节大致如前所述，在此不再赘言。

图3A是根据本发明部分实施方式的光感测面板200的上视示意图。图3B是图3A的光感测面板200的像素单元PU的电路示意图。于本实施方式中，光感测面板200包含多个扫描线GL(例如扫描线GL0～GL3)、偏压线BL(例如偏压线BL0～BL3)、低电位线RL、屏蔽电位线PL、多个像素单元PU、扫描电路GC以及偏压电路BC。

于本发明的部分实施方式中，扫描线GL、偏压线BL以及低电位线RL之间互不电性相连。于部分实施方式中，扫描线GL沿第一方向D1延伸，偏压线BL沿第二方向D2延伸，其中第一方向D1与第二方向D2互相交错。举例而言，第一方向D1与第二方向D2互相垂直。低电位线RL与屏蔽电位线PL分别采适当分布。在本实施方式中，低电位线RL沿第一方向D1延伸而平行于扫描线GL，屏蔽电位线PL沿第二方向D2延伸而平行于偏压线BL。当然不应以此限制本发明的范围，于其他实施方式中，低电位线RL可沿第二方向D2延伸而平行于偏压线BL，屏蔽电位线PL可沿第一方向D1延伸而平行于扫描线GL。再于其他实施方式中，低电位线RL以及屏蔽电位线PL可以沿相同方向延伸，例如第一方向D1或第二方向D2。

于本实施方式中，每一像素单元PU连接一扫描线GL(例如扫描线GL0～GL3)以及一偏压线BL(例如偏压线BL0～BL3)。扫描线GL(例如扫描线GL0～GL3)可以连接至扫描电路GC，以时序地提供信号至像素单元PU。偏压线BL(例如偏压线BL0～BL3)可以连接至偏压电路BC，以时序地提供信号至像素单元PU。低电位线RL连接至一低电位源RS，其中低电位源RS提供适当稳定偏压电位，例如接地电位。屏蔽电位线PL连接至一屏蔽电位源PS，其提供适当稳定偏压电位，例如接地电位。

于部分实施方式中，每一像素单元PU包含一光感测装置100以及一感测开关元件210。光感测装置100包含控制端100G、第一端100S以及第二端100D以及屏蔽端100P，其中第一端100S以及第二端100D之间的电阻值能受光线以及控制端100G控制，借此光感测装置100能感测光线。举例而言，光感测装置100的控制端100G、第一端100S以及第二端100D以及屏蔽端100P分别对应于图1A至图2B的栅极电极122、源极/漏极电极152S、漏极/源极电极152D以及屏蔽电极124。

于本实施方式中，感测开关元件210包含控制端210G、第一端210S以及第二端210D，其中控制端210G用以控制信号端第一端210S以及第二端210D之间的导通与否。于本实施方式中，控制端210G电性连接扫描线GL，第一端210S电性连接光感测装置100的控制端100G以及第二端100D，第二端210D电性连接偏压线BL。于本实施方式中，第一端100S可连接低电位线RL。

低电位源RS的电位可以低于偏压电路BC时序提供信号的电位，而使偏压线BL以及低电位线RL之间存在电压差。借此，在感测开关元件210透过扫描线GL开启时，当光感测装置100感测光线时，偏压线BL提供的电流能够经由感测开关元件210的第二端210D流通至第一端210S以及控制端100G，使光感测装置100的控制端100G开启，再经由光感测装置100的第二端100D流通至第一端100S至低电位线RL，其中光感测装置100的第二端100D至第一端100S之间的电阻值受到光线的影响。借此，能够通过监测此电流值，而判断光感测装置100所感应的光强度。举例而言，可以量测偏压线BL传递至接地电位(例如低电位源RS的电位或偏压电路BC中的一接地电位)的电流值，进而判断感应的光强度。于部分实施方式中，由于感应的光强度是经由偏压线BL所载的电流而得知，偏压线BL也可称为读取线(readoutline)。

于部分实施方式中，光感测装置100的屏蔽端100P可电性连接屏蔽电位线PL，以造成屏蔽效应，提升光感测装置100的感光精准度。于部分实施方式中，扫描线GL、偏压线BL以及屏蔽电位线PL之间互不电性相连。屏蔽电位线PL以及低电位线RL可或可不电性相连。

图3C是图3B的像素单元PU的剖面示意图。图3D是图3C的像素单元PU的光感测装置100的上视示意图。绝缘层130中可以设有接触件C1，以连接光感测装置100的栅极电极122以及漏极/源极电极152D，达到两者电性连接。借此能达成图3B的电路配置。于部分实施方式中，通过蚀刻方式在绝缘层130中蚀刻接触开口、在接触开口中填入导电材料以及进行平坦化制程而移除接触开口外的导电材料，进而形成接触件C1。接触件C1的导电材料可例如为钼、钛、铬、钽、钨、铝、铜、其他金属、其合金或其组合。

于部分实施方式中，感测开关元件210可以包含栅极电极126、半导体层144、第一漏极/源极电极154S以及第二源极/漏极电极154D。感测开关元件210的栅极电极126、第一漏极/源极电极154S以及第二漏极/源极电极154D可分别构成图3A与3B中感测开关元件210的控制端210G、第一端210S、第二端210D。于本实施方式中，栅极电极126设置于基板110上，且分隔于栅极电极122与屏蔽电极124。绝缘层130设置于栅极电极126上。半导体层144设置于绝缘层130上。第一漏极/源极电极154S以及第二漏极/源极电极154D分别连接于半导体层144。

于部分实施方式中，感测开关元件210的栅极电极126与光感测装置100的栅极电极122由相同的层体经图案化而形成。于部分实施方式中，感测开关元件210的半导体层144与光感测装置100的半导体层142由相同的半导体层体经图案化而形成。于部分实施方式中，感测开关元件210的源极/漏极电极154S以及第二漏极/源极电极154D与光感测装置100的源极/漏极电极152S以及漏极/源极电极152D由相同的导电层体经图案化而形成。据此，感测开关元件210的栅极电极126、半导体层144、源极/漏极电极154S以及漏极/源极电极154D分别与光感测装置100的栅极电极122、半导体层142、源极/漏极电极152S以及漏极/源极电极152D包含相同的材料以及具有相似的层体厚度。源极/漏极电极154S可与漏极/源极电极152D结构相连，以图3B的电路配置。于本发明的多个实施方式中，光感测装置100以及感测开关元件210可以采用N型通道或P型通道，而不以图中所示为限。此外，在一实施例中，半导体层142与半导体层144可包含有非晶硅及n型轻掺杂(n+)的非晶硅。

再回到图3B，本实施方式中，低电位源RS与屏蔽电位源PS可以是不同的电位，低电位线RL与屏蔽电位线PL可不电性相连。或者，于其他实施方式中，低电位源RS与屏蔽电位源PS是相同的电位，例如接地电位，低电位线RL与屏蔽电位线PL可电性相连。在低电位线RL与屏蔽电位线PL电性相连的实施方式中，光感测装置100的第一端100S(或低电位线RL)与屏蔽电极124(或屏蔽电位线PL)可结构上连接，或者低电位线RL以及屏蔽电位线PL之间可结构上相连。可参考后续图4A与图4B。

图4A是根据本发明部分实施方式的光感测面板200的上视示意图。图4B是图4A的光感测面板200的像素单元PU的电路示意图。本实施方式与图3A与3B的实施方式相似，差别在于：本实施方式中，光感测装置100的第一端100S以及屏蔽端100P可以透过低电位线RL连接至相同的低电位源RS，其中低电位源RS提供适当稳定偏压电位，例如接地电位。借此，可省略屏蔽电位线PL与屏蔽电位源PS(参考图3A与3B)的设置。

图4C是图4B的像素单元PU的剖面示意图。图4D是图4C的像素单元PU的光感测装置的上视示意图。本实施方式中，绝缘层130中可以设有接触件C2，以连接光感测装置100的屏蔽电极124以及源极/漏极电极152S，达到两者电性连接。于部分实施方式中，通过蚀刻方式在绝缘层130中蚀刻接触开口、在接触开口中填入导电材料以及进行平坦化制程而移除接触开口外的导电材料，进而形成接触件C1、C2。接触件C1、C2的导电材料可例如为钼、钛、铬、钽、钨、铝、铜、其他金属、其合金或其组合。本实施方式的其他细节如同图3A至图3D的实施方式，在此不再赘述。

图5A是根据本发明部分实施方式的光感测显示面板200’的上视示意图。本实施方式与图3A与3B相似，差别在于：本实施方式中，光感测显示面板200’还可包含数据线DL(例如数据线DL0、DL1)以及数据驱动电路DC，且像素单元PU可还包含显示开关元件220以及像素电极230，而使光感测显示面板200’可以达到显示的功效。

于部分实施方式中，数据驱动电路DC用以依时序提供适当数据信号至各数据线DL。显示开关元件220可包含控制端220G、第一端220S以及第二端220D，其中控制端220G用以控制第一端220S以及第二端220D的导通与否。控制端220G可连接扫描线GL。显示开关元件220的第一端220S以及第二端220D分别连接数据线DL以及像素电极230。借此，经由扫描电路GC以及扫描线GL的控制，可以使数据驱动电路DC提供的数据信号依时序经由数据线DL传送至各个像素电极230，进而控制各像素的光线强度，达到显示的目的。在一实施例，光感测显示面板200’可以是液晶显示面板(LCD)或有机发光二极管面板(Active-matrixorganic light-emitting diode；AMOLED)，但不以此为限。

于本实施方式中，由于同一像素单元PU的显示开关元件220与感测开关元件210受到同一扫描线GL(例如扫描线GL0、GL1)的控制，可以在同一时点下开启同一像素单元PU中的显示开关元件220以及感测开关元件210。借此，该像素单元PU可在同一时点下经由显示开关元件220导通数据线DL以及像素电极230而达到显示功效，并经由感测开关元件210导通光感测装置100以及偏压线BL，而达到感测光线的目的。通过在同一像素单元PU中设置光感测装置100以及像素电极230，光感测装置100的解析度与用于显示的像素电极230的解析度相当，进而可以提升感测分辨率，达到如像指纹辨识的应用。

图5B是图5A的光感测显示面板200’的局部剖面示意图。于部分实施方式中，显示开关元件220可以包含栅极电极128、半导体层146、源极/漏极电极156S以及漏极/源极电极156D。显示开关元件220的栅极电极128、源极/漏极电极156S以及漏极/源极电极156D可分别构成图5A中显示开关元件220的控制端220G、第一端220S、第二端220D。于本实施方式中，栅极电极128设置于基板110上，且分隔于栅极电极122、124与屏蔽电极124。绝缘层130设置于栅极电极128上。半导体层146设置于绝缘层130上。源极/漏极电极156S以及漏极/源极电极156D分别连接于半导体层146。

于部分实施方式中，栅极电极128、122、126与屏蔽电极124由相同的层体经图案化而形成，而具有相同材料与相似厚度。于部分实施方式中，半导体层146、142、144由相同的层体经图案化而形成，而具有相同材料与相似厚度。于部分实施方式中，漏极/源极电极156D、152D、154D与源极/漏极电极152S、154S、156S由相同的层体经图案化而形成，而具有相同材料与相似厚度。

于部分实施方式中，可以在装置上沉积绝缘层240。绝缘层240可以由适当的绝缘材料所形成，例如氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或其组合。像素电极230可设置于绝缘层240上，且可以由适当的透明或不透明导电材料形成。不透明导电材料可以是金属，例如为钼、钛、铬、钽、钨、铝、铜、其他金属、其合金或其组合。透明导电材料可例如为氧化铟锡、纳米金属丝(例如纳米银丝)或其组合，其光穿透率可大于60％或大于80％。可在绝缘层240中开设开口240O并于其中填入适当导电材料，而形成接触件C3，进而使像素电极230透过接触件C3电性连接漏极/源极电极156D。于部分实施方式中，可以在绝缘层240上以及开口240O中沉积适当的透明或不透明导电材料，再经由例如光刻微影与蚀刻等制程步骤，图案化透明导电材料，而形成像素电极230与接触件C3。其他细节大致如前图3A与3B相关实施方式所述，在此不再赘言。

图6是根据本发明部分实施方式的光感测面板200的上视示意图。本实施方式与图3A至3D以及图4A至4D相似，差别在于：光感测面板200的像素单元PU不包含感测开关元件210。于本实施方式中，通过调整栅极电极122以及半导体层142的配置(参照图1A、1B例如调整开关区142CA的长度，或者遮蔽开关区142CB)，光感测装置100可能足以透过其自身的控制端100G而抑制像素单元PU在暴露于光线的情况下导通，而不需要再搭配感测开关元件210(参考图5)。

于本实施方式中，光感测装置100的第二端100D以及控制端100G连接扫描线GL，光感测装置100的第一端100S连接低电位线RL。借此，当光感测装置100感测到光线而改变(例如降低)半导体层的电阻值时，扫描线GL的信号将从第二端100D传送至第一端100S，进而传送至低电位线RL。于本实施方式中，光感测装置100的屏蔽端100P经由屏蔽电位线PL而连接至屏蔽电位源PS。本实施方式的其他细节大致如前所述，在此不再赘述。

图7是根据本发明部分实施方式的光感测面板200的上视示意图。本实施方式与图6相似，差别在于：光感测装置100的屏蔽端100P可直接连接光感测装置100的第一端100S，进而经由低电位线RL连接至低电位源RS，而可省略屏蔽电位线PL与屏蔽电位源PS(参考图6)的设置。本实施方式的光感测装置100的具体结构可参考图4C、4D的光感测装置100，其他细节不再赘述。

图8是根据本发明部分实施方式的光感测显示面板200’的上视示意图。本实施方式与图6相似，差别在于：本实施方式中，像素单元PU可还包含显示开关元件220以及像素电极230，而使光感测面板200可以达到显示的功效。本实施方式的显示开关元件220以及像素电极230的具体结构可参考图5B的配置，光感测装置100的具体结构可参考图4C与图4D的光感测装置100，其他细节大致如前图6相关实施方式所述，在此不再赘述。

于本文部分实施例中，电极152D、154D、156D可称为第一漏极/源极电极，电极152S、154S、156S可称为第二源极/漏极电极。或者，于本文部分实施例中，电极152S、154S、156S可称为第一源极/漏极电极，电极152D、154D、156D可称为第二漏极/源极电极。

本发明的多个实施方式中，通过在光感测装置中设计屏蔽电极，可造成屏蔽效应，进而避免栅极电极边缘处的电场影响了半导体层中感光区的电子通道。此光感测装置具有高光强度解析度的优点，可以用于光学式指纹辨识，透过感测手指纹路的反射光线，达到指纹辨识，能提升指纹辨识的精准度。于部分实施方式中，通过设计光感测装置具有栅极以控制部分通道，光感测装置可以同时达到光感测与开关的功效。于部分实施方式中，此光感测装置可以应用于显示面板中，且可以通过适当的整合制程，一同制作光感测装置与显示面板中的装置及像素电极，进而可节省光罩。

以上概述多个实施方式的特征。该技术领域具有通常知识者应了解，可将本发明作为设计或修饰其他制程或结构的基础，可以进行各种改变、替换、转化，在此，本发明精神与范围涵盖这些改变、替换、转化。

Claims (12)

1.一种光感测装置，其特征在于，包含：

一基板；

一栅极电极，设置于该基板上；

一屏蔽电极，设置于该基板上，且与该栅极电极分隔开来；

一绝缘层，设置于该栅极电极以及该屏蔽电极上，

其中该栅极电极与该屏蔽电极间具有一间隙；

一半导体层，设置于该绝缘层上；以及

一第一漏极/源极电极以及一第二源极/漏极电极，分别连接于该半导体层，其中该半导体层在该第一漏极/源极电极以及该第二源极/漏极电极之间具有一通道区，该通道区分为一第一区域以及一第二区域，其中该第一区域邻近该第一漏极/源极电极且与该栅极电极重叠，该第二区域邻近该第二源极/漏极电极且不与该栅极电极重叠，且该第二区域与该屏蔽电极部分重叠。

2.根据权利要求1所述的光感测装置，其特征在于，其中该屏蔽电极延伸至该第二源极/漏极电极下方。

3.根据权利要求1所述的光感测装置，其特征在于，其中该屏蔽电极不延伸至该第二源极/漏极电极下方。

4.根据权利要求1所述的光感测装置，其特征在于，其中该栅极电极与该屏蔽电极由一相同导电材料所形成。

5.根据权利要求1所述的光感测装置，其特征在于，其中该屏蔽电极电性连接该第二源极/漏极电极。

6.根据权利要求1所述的光感测装置，其特征在于，其中该栅极电极电性连接该第一漏极/源极电极。

7.一种光感测面板，其特征在于，包含：

如权利要求1所述的光感测装置；

一扫描线，设置于该基板上；

一偏压线，设置于该基板上；

一感测开关元件，设置于该基板上，其中该感测开关元件的一控制端电性连接该扫描线，该感测开关元件的二端分别电性连接该偏压线以及该光感测装置的该第一漏极/源极电极；以及

一低电位线，设置于该基板上，且电性连接该光感测装置的该第二源极/漏极电极。

8.根据权利要求7所述的光感测面板，其特征在于，其中该屏蔽电极电性连接该低电位线或设置于该基板上的一屏蔽电位线。

9.根据权利要求7所述的光感测面板，其特征在于，还包含：

至少一数据线，设置于该基板上；

一显示开关元件，其中该显示开关元件的一控制端连接该扫描线；以及

一像素电极，其中该显示开关元件的二端分别电性连接该数据线以及该像素电极。

10.一种光感测面板，其特征在于，包含：

如权利要求1所述的光感测装置；

一扫描线，设置于该基板上，其中该光感测装置的该栅极电极电性连接该扫描线，该光感测装置的该第一漏极/源极电极电性连接该扫描线；以及

一低电位线，设置于该基板上，其中该光感测装置的该第二源极/漏极电极电性连接该低电位线。

11.根据权利要求10所述的光感测面板，其特征在于，其中该屏蔽电极电性连接该低电位线。

12.根据权利要求10所述的光感测面板，其特征在于，还包含：

至少一数据线，设置于该基板上；

一显示开关元件，其中该显示开关元件的一控制端连接该扫描线；以及

一像素电极，其中该显示开关元件的二端分别电性连接该数据线以及该像素电极。

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