CN115661877A - 感测装置 - Google Patents
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Abstract
一种感测装置，包括第一基板、第一感测元件、第一遮光层、第二遮光层以及绝缘层。第一感测元件位于第一基板之上。第一遮光层位于第一感测元件上，且具有第一开口，其中第一开口完全重叠第一感测元件。第二遮光层位于第一遮光层上，且包括上遮光部及侧遮光部，其中上遮光部重叠第一遮光层且具有第二开口，侧遮光部与上遮光部分离。绝缘层位于第一遮光层与第二遮光层之间，且侧遮光部覆盖绝缘层的侧壁。
Description
技术领域
本发明涉及一种光电装置，尤其涉及一种感测装置。
背景技术
为了提供建构智能生活环境所需的信息，各式感测器已广泛应用于日常生活中。举例来说，指纹感测器因其具备人类指纹的辨识能力，已被广泛应用于个人电子产品的解锁及海关的身份确认等。通过指纹的高低起伏所产生的不同强度的反射光，感测元件能够检测手指指纹反射的光线而产生不同大小的电流，进而取得指纹图像进行辨识。
由于感测器可以搭配不同光源(例如可见光、红外光)来进行各种感测，因此，如何使感测器的光机结构有利于搭配各式光源及整合各式感测器，进而能够同时提供诸如指纹辨识及静脉防伪等功能，仍是业界亟欲突破的挑战之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有改良的光机结构感测装置。
本发明的一个实施例提出一种感测装置，包括：第一基板；第一感测元件，位于第一基板之上；第一遮光层，位于第一感测元件上，且具有第一开口，其中第一开口完全重叠第一感测元件；第二遮光层，位于第一遮光层上，且包括上遮光部及侧遮光部，其中上遮光部重叠第一遮光层且具有第二开口，侧遮光部与上遮光部分离；以及绝缘层，位于第一遮光层与第二遮光层之间，且侧遮光部覆盖绝缘层的侧壁。
在本发明的一实施例中，上述的侧遮光部电性连接第一遮光层。
在本发明的一实施例中，上述的侧遮光部与第一遮光层之间的夹角为30度至85度。
在本发明的一实施例中，上述的第二开口重叠第一开口。
在本发明的一实施例中，上述的第二开口不重叠第一开口。
在本发明的一实施例中，上述的侧遮光部围绕所述上遮光部。
在本发明的一实施例中，上述的感测装置还包括发光元件，位于第二遮光层上，且发光元件的第一电极电性连接上遮光部，发光元件的第二电极电性连接侧遮光部。
在本发明的一实施例中，上述的发光元件部分重叠第一感测元件。
在本发明的一实施例中，上述的发光元件包括第一发光元件及第二发光元件，且第一发光元件的光波长范围不同于第二发光元件的光波长范围。
在本发明的一实施例中，上述的感测装置还包括第二感测元件，位于第一感测元件与第二遮光层之间，且第一遮光层为第二感测元件的第一电极。
在本发明的一实施例中，上述的上遮光部电性连接第二感测元件的第二电极。
在本发明的一实施例中，上述的上遮光部与侧遮光部之间的间隙重叠第二感测元件。
在本发明的一实施例中，上述的感测装置还包括第二基板及第三感测元件，其中第二基板位于第二遮光层之上，且第三感测元件位于第二基板与第二遮光层之间。
本发明的另一个实施例提出一种感测装置，包括：第一基板；第一感测元件，位于第一基板之上，且包括：第一电极；第二电极，位于第一电极之上；以及感测层，位于第一电极与第二电极之间；第一遮光层，位于第一感测元件上，且具有第一开口，其中第一开口重叠第一电极、感测层及第二电极；第二遮光层，位于第一遮光层之上，且具有收光区及邻接收光区的收光边缘；以及绝缘层，位于第一遮光层与第二遮光层之间，其中第一开口于第二遮光层的正投影最远离收光边缘的一侧与收光边缘之间的间距相对于第二遮光层与感测层之间的最大间距的比值为0.3至1.8。
在本发明的一实施例中，上述的收光区的收光距离相对于第二遮光层与感测层之间的最大间距的比值大于或等于第二遮光层至感测装置的上表面的距离相对于感测层至感测装置的上表面的距离的比值。
在本发明的一实施例中，上述的收光区的收光距离相对于第一遮光层的上表面与第一开口之间的高度差的比值大于或等于第二遮光层至感测装置的上表面的距离相对于感测层至感测装置的上表面的距离的比值。
在本发明的一实施例中，上述的感测装置还包括信号线，且第一开口于第一遮光层的上表面的正投影与第一遮光层的靠近信号线的一端之间的间距大于或等于信号线于第一遮光层的正投影与第一遮光层之间的间距。
在本发明的一实施例中，上述的信号线于第一遮光层的正投影邻接第一遮光层。
在本发明的一实施例中，上述的信号线于第一遮光层的正投影与第一遮光层的间距以及信号线于第二遮光层的正投影与第二遮光层的间距中的较小者小于或等于相邻的第一开口的中心的间距的一半。
在本发明的一实施例中，上述的感测装置还包括第一感测单元及第二感测单元，其中第一感测单元包括第一感测元件、第一遮光层以及第二遮光层，第二感测单元包括第一感测元件、第二遮光层以及第三遮光层，第三遮光层于第二感测单元中相对于第一感测元件及第二遮光层的位置与第一遮光层于第一感测单元中相对于第一感测元件及第二遮光层的位置相同，且第三遮光层不具开口。
本发明的有益效果在于，本发明的感测装置通过第一遮光层及第二遮光层所构成的光机结构能够弹性调控感测元件的收光角度及收光量，进而有效提高感测元件的讯噪比。另外，本发明的感测装置能够利用第一遮光层及第二遮光层来做为发光元件的信号线，借以简化感测元件与发光元件的整合结构。此外，本发明的感测装置还能够弹性决定发光元件的配置位置，使得感测装置的应用领域更为广泛。
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。
附图说明
图1A是依照本发明一实施例的感测装置10的局部俯视示意图。
图1B是沿图1A的剖面线A-A’所作的剖面示意图。
图2A是依照本发明一实施例的感测装置20的局部俯视示意图。
图2B是沿图2A的剖面线B-B’所作的剖面示意图。
图3是依照本发明一实施例的感测装置30的局部俯视示意图。
图4是依照本发明一实施例的感测装置40的局部俯视示意图。
图5是依照本发明一实施例的感测装置50的局部剖面示意图。
图6A是依照本发明一实施例的感测装置60的局部俯视示意图。
图6B是沿图6A的剖面线C-C’所作的剖面示意图。
图7是依照本发明一实施例的感测装置70的局部剖面示意图。
图8A是依照本发明一实施例的感测装置80的局部俯视示意图。
图8B是沿图8A的剖面线D-D’所作的剖面示意图。
图9A是依照本发明一实施例的感测装置90的局部俯视示意图。
图9B是沿图9A的剖面线E-E’所作的剖面示意图。
图10A是依照本发明一实施例的感测装置100的局部俯视示意图。
图10B是沿图10A的剖面线F-F’所作的剖面示意图。
图10C是图10A的感测装置100于不同收光角度位置对应不同光入射角度的收光量分布模拟图。
图11A是依照本发明一实施例的感测装置100V的局部俯视示意图。
图11B是沿图11A的剖面线G-G’所作的剖面示意图。
图11C是图11A的感测装置100V于不同收光角度位置对应不同光入射角度的收光量分布模拟图。
附图标记如下：
10～90、100、100V:感测装置
110:第一基板
120:第一感测元件
130:第一遮光层
140,240,340,440:第二遮光层
141,241,341,441:上遮光部
241a:延伸部
142,242,342,442:侧遮光部
150:绝缘层
620:第二感测元件
810:第二基板
820:第三感测元件
A-A’,B-B’,C-C’,D-D’,E-E’,F-F’,G-G’:剖面线
B1,B2:缓冲层
CV:盖板
D:收光距离
D1:最小间距
D2:最大间距
D3,D6,D7:间距
D4,D5:距离
E11,E12,E2,E21,E22:电极
EA:第一电极
EB:第二电极
EL:发光本体
EP:封装层
ET:电子传输层
FG:手指
FR:纹脊
FV:纹谷
GP:间隙
H:高度差
HT:空穴传输层
I1～I9:绝缘层
L:长度
LD,LD1,LD2:发光元件
LR1～LR8:光束
LS:光源
MA:不透光区
ML,ML1、ML2:微透镜结构
O1:第一开口
O2:第二开口
O3:开口
OP:开口
P1,P2:正投影
P6,P7:平坦层
PT:光敏层
RA:收光区
RE:收光边缘
S:宽度
SL,SL1,SL2,SL3:信号线
SR1,SR2:感测层
SRmin:最小收光范围
SU,SU1～SU6,SUa,SUb,SUc,SUd:感测单元
SW:开关元件
TA:透光区
TR:沟槽
UA:转角
W1,W2,W3,W4:侧壁
θ:夹角
具体实施方式
在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。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。相反地，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/或电性连接。再者，“电性连接”或“耦接”可为二元件间存在其它元件。
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、层及/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“包含”及/或“包括”指定所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件及/或部件的存在，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”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”或“下方”可以包括上方和下方的取向。
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是依照本发明一实施例的感测装置10的局部俯视示意图。图1B是沿图1A的剖面线A-A’所作的剖面示意图。为了使附图的表达较为简洁，图1A示意性示出第一基板110、第一遮光层130以及第二遮光层140，并省略其他构件及膜层。
请参照图1A至图1B，感测装置10包括：第一基板110；第一感测元件120，位于第一基板110上；第一遮光层130，位于第一感测元件120上，且具有第一开口O1，其中第一开口O1完全重叠第一感测元件120；第二遮光层140，位于第一遮光层130上，且包括上遮光部141及侧遮光部142，其中上遮光部141重叠第一遮光层130且具有第二开口O2，侧遮光部142与上遮光部141分离；以及绝缘层150，位于第一遮光层130与第二遮光层140之间，且侧遮光部142覆盖绝缘层150的侧壁W1。
在本发明的一实施例的感测装置10中，第一遮光层130及第二遮光层140所构成的光机结构能够弹性调控第一感测元件120的收光角度、收光范围以及收光量，还能够便利后续发光元件及其他感测元件的设置。以下，配合图1A至图1B，继续说明感测装置10的各个元件的实施方式，但本发明不以此为限。
在本实施例中，第一基板110可以是透明基板或不透明基板，其材质可以是陶瓷基板、石英基板、玻璃基板、高分子基板或其他适当材质，但不限于此。第一基板110上可设置用以形成第一感测元件120、第一遮光层130、第二遮光层140、绝缘层150以及其他信号线、开关元件、储存电容等的各种膜层。
第一感测元件120可以是可见光感测元件，例如感测可见光的指纹感测元件，但不以此为限。举例而言，第一感测元件120可以包括电极E11、感测层SR1以及电极E12，其中，电极E11可以位于第一基板110与感测层SR1之间，且感测层SR1可以位于电极E11与电极E12之间。在一些实施例中，第一感测元件120可以是不可见光感测元件，例如感测红外光(IR)的指纹感测元件。
举例而言，电极E11的材质可以是钼、铝、钛、铜、金、银或其他导电材料、或上述两种以上的材料的合金组合或堆叠。感测层SR1的材质可以是富硅氧化物(Silicon-RichOxide，SRO)、掺杂锗的富硅氧化物或有机光电二极管等其他合适的材料。电极E12的材质较佳为透明导电材料，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。
在一些实施例中，感测装置10还可以包括绝缘层I3，且绝缘层I3可以设置于第一感测元件120的电极E11以及感测层SR1与电极E12之间。绝缘层I3的材质可以包括有机材料，例如压克力(acrylic)材料、硅氧烷(siloxane)材料、聚酰亚胺(polyimide)材料、环氧树脂(epoxy)材料或上述材料的叠层，但本发明不以此为限。
在一些实施例中，感测装置10还可以包括位于第一感测元件120与第一基板110之间的开关元件SW，开关元件SW可以电性连接第一感测元件120的电极E11以及信号线SL。当开关元件SW开启时，来自信号线SL的信号可被传递至第一感测元件120的电极E11。在一些实施例中，感测装置10还可以包括缓冲层B1，缓冲层B1可以设置于开关元件SW与第一基板110之间，以避免第一基板110中的杂质迁移至开关元件SW中。
在一些实施例中，感测装置10还可以包括绝缘层I1、I2，绝缘层I1、I2可以设置于开关元件SW与第一感测元件120的电极E11之间以及开关元件SW与信号线SL之间，以避免不必要的电性连接。绝缘层I1、I2的材质可以包括透明的绝缘材料，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、上述材料的叠层或其他适合的材料，但本发明不以此为限。
第一遮光层130可以设置于第一感测元件120上。第一遮光层130具有第一开口O1，且第一开口O1于第一基板110的正投影可以完全重叠感测层SR1于第一基板110的正投影，借以调控感测层SR1的收光范围及收光量。
在一些实施例中，感测装置10还可以包括绝缘层I4，绝缘层I4可以设置于第一感测元件120的电极E12与第一遮光层130之间，以避免不必要的电性连接。绝缘层I4的材质例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等透明的绝缘材料。
在本实施例中，第二遮光层140的上遮光部141及侧遮光部142可以完全重叠第一遮光层130，但本发明不限于此。在其他实施例中，上遮光部141或侧遮光部142可以部分重叠第一遮光层130。为了便于后续说明，在本文中将第一感测元件120、重叠第一感测元件120的第一遮光层130、以及重叠第一遮光层130的上遮光部141及侧遮光部142称为一个感测单元SU。
在本实施例中，第一遮光层130的第一开口O1于第一基板110的正投影可以完全重叠上遮光部141的第二开口O2于第一基板110的正投影，使得感测层SR1的收光范围主要来自于第一感测元件120的正上方，但本发明不限于此。在其他实施例中，第一遮光层130的第一开口O1可以部分重叠或不重叠上遮光部141的第二开口O2。
第二遮光层140的上遮光部141与第一遮光层130之间可以夹置绝缘层150。在本实施例中，上遮光部141可以完全位于绝缘层150上，但本发明不限于此。在其他实施例中，上遮光部141还可以朝向第一遮光层130延伸，且上遮光部141与第一遮光层130仍保持电性分离。
在本实施例中，绝缘层150可以具有沟槽TR，且绝缘层150的侧壁W1、W2可以是构成沟槽TR的两相对侧壁。侧遮光部142可以位于侧壁W1那一侧且沿着侧壁W1设置，也就是说，侧遮光部142可以覆盖侧壁W1。上遮光部141可以位于侧壁W2那一侧，使得侧遮光部142与上遮光部141通过沟槽TR保持分离。在一些实施例中，感测装置10还可以包括绝缘层I5，且绝缘层I5可以设置于上遮光部141与绝缘层150之间以及侧遮光部142与绝缘层150之间。
在一些实施例中，绝缘层150的沟槽TR可以重叠第一遮光层130，且侧遮光部142可以沿着侧壁W1朝向第一遮光层130延伸，借以遮挡来自侧遮光部142的背离第一感测元件120侧的光线，尤其是来自远方的强光。另外，第一遮光层130的第一开口O1还能够搭配侧遮光部142与上遮光部141之间的间隙GP来调控感测层SR1的收光角度，使得感测层SR1的另一个收光范围能够来自于第一感测元件120的左上方。
在一些实施例中，侧遮光部142可以电性连接第一遮光层130。在某些实施例中，侧遮光部142可以沿着侧壁W1延伸至第一遮光层130，使得侧遮光部142能够实体连接第一遮光层130。如此一来，当第一遮光层130电性连接至系统电压时，第一遮光层130还能够充当感测装置10的信号线，例如共用电极线或电源线，且侧遮光部142可以充当用于电性连接例如发光元件的接垫。同样地，上遮光部141也能够电性连接至系统电压而充当感测装置10的信号线或接垫。在一些实施例中，侧遮光部142与第一遮光层130之间的夹角θ可以是30度至85度，例如40度、60度或80度。
举例而言，第一遮光层130及第二遮光层140的材质可以包括具有导电性的遮光材料，例如金属与金属氧化物、金属氮氧化物、黑色树脂或石墨的叠层，但不限于此。在一些实施例中，绝缘层150的材质可以包括有机材料，例如压克力(acrylic)材料、硅氧烷(siloxane)材料、聚酰亚胺(polyimide)材料、环氧树脂(epoxy)材料或上述材料的叠层。
以下，使用图2A至图8继续说明本发明的其他实施例，并且，沿用图1A至图1B的实施例的元件标号与相关内容，其中，采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明，可参考图1A至图1B的实施例，在以下的说明中不再重述。
图2A是依照本发明一实施例的感测装置20的局部俯视示意图。图2B是沿图2A的剖面线B-B’所作的剖面示意图。在本实施例中，感测装置20可以包括：第一基板110、第一感测元件120、第一遮光层130、第二遮光层240以及绝缘层150。为了使附图的表达较为简洁，图2A省略了第一遮光层130。
与如图1A至图1B所示的感测装置10相比，图2A至图2B所示的感测装置20的不同之处主要在于：感测装置20的第二遮光层240的侧遮光部242具有U形的俯视轮廓，且感测装置20还可以包括发光元件LD。
举例而言，请参照图2A，在本实施例中，第二遮光层240可以包括上遮光部241以及侧遮光部242，且侧遮光部242可以三面围绕上遮光部241的非电性连接发光元件LD的一端，而呈现U形的轮廓。
请参照图2B，图2B显示感测装置20的两个感测单元SU1、SU2，且发光元件LD的两个电极可以分别电性连接上遮光部241及侧遮光部242。举例而言，在本实施例中，发光元件LD可以包括发光本体EL、第一电极EA以及第二电极EB，其中发光元件LD的第一电极EA可以电性连接感测单元SU1的上遮光部241，且发光元件LD的第二电极EB可以电性连接感测单元SU2的侧遮光部242，换句话说，发光元件LD可以跨接于两个感测单元之间。
在一些实施例中，发光元件LD的第一电极EA可以电性连接感测单元SU1的上遮光部241，且发光元件LD的第二电极EB可以电性连接感测单元SU1的侧遮光部242。也就是说，在某些情况下，发光元件LD也可以电性连接同一感测单元SU1的上遮光部241及侧遮光部242。
在一些实施例中，感测装置20还可以包括信号线SL1、SL2，信号线SL1、SL2例如可以独立为共用电极线、电源线、扫描线或数据线。举例而言，上遮光部241可以电性连接至信号线SL1，侧遮光部242可以电性连接至信号线SL2。如此一来，发光元件LD的第一电极EA及第二电极EB可以分别通过上遮光部241及侧遮光部242电性连接信号线SL1、SL2。
在本实施例中，发光元件LD设置于第一感测元件120之上，且发光元件LD于第一基板110的正投影可以在第一感测元件120的感测层SR1于第一基板110的正投影之外。换句话说，发光元件LD可以不重叠第一感测元件120的感测层SR1，以免影响感测层SR1接收来自正上方的光线。另外，由于作为光源的发光元件LD并非与第一感测元件120设置于相同膜层，第一感测元件120之间不需为发光元件LD预留设置位置。再者，由于发光元件LD并非设置于第一感测元件120下方，第一感测元件120之间不需为发光元件LD预留其光路所需的开口区，因此能够提高第一感测元件120的设置密度。
在本实施例中，发光元件LD的第一电极EA以及第二电极EB设置在发光本体EL的同一侧，换句话说，发光元件LD可以是水平式微型发光二极管，但不限于此。在一些实施例中，发光元件LD可以是垂直式微型发光二极管。发光元件LD可以是于生长基板上制造后，通过巨量转移工艺转置于第一基板110上，且第一电极EA可以充当或电性连接发光元件LD的阳极，第二电极EB可以充当或电性连接发光元件LD的阴极。发光本体EL例如可以包括经掺杂的(doped)及未经掺杂的(undoped)半导体材料的叠层，第一电极EA以及第二电极EB的材质可以包括钼、铝、钛、铜、金、银或其他导电材料、或上述两种以上的材料的合金组合或堆叠层、或其他合适的材料。
发光元件LD的排列方式可以取决于第一感测元件120所需的光量。举例而言，在本实施例中，发光元件LD可以阵列排列于第一基板110上，且发光元件LD可以发可见光(例如红光、绿光或蓝光)或不可见光(例如红外光)。当发光元件LD发可见光时，第一感测元件120可以是可见光感测元件，例如能够感测可见光的指纹感测元件。当发光元件LD发不可见光时，第一感测元件120可以是不可见光感测元件，例如能够感测红外光的指纹感测元件。在某些实施例中，第一感测元件120可以是有机光电二极管。
在一些实施例中，感测装置20还可以包括盖板CV以及绝缘层I6，其中盖板CV可以设置于发光元件LD上，绝缘层I6可以位于盖板CV与绝缘层150之间，且绝缘层I6可以填入沟槽TR中。当手指FG靠近盖板CV时，发光元件LD发出的光束LR1可在被手指FG反射后通过第二开口O2及第一开口O1而进入第一感测元件120的感测层SR1，且发光元件LD发出的光束LR2可在被手指FG反射后通过间隙GP及第一开口O1而进入第一感测元件120的感测层SR1，使得第一感测元件120主要能够通过接收光束LR1及光束LR2经手指FG反射的反射光来进行感测。值得注意的是，由于侧遮光部242三面围绕上遮光部241的一端，因此侧遮光部242能够遮挡来自侧遮光部142的背离第一感测元件120的三侧的横向光线，尤其是来自远方的强光，进而避免光束LR1、LR2经手指FG反射后的反射光与来自远方的强光产生混光，借以提高第一感测元件120的讯噪比(Signal-to-noise ratio)。另外，间隙GP的U形轮廓还能够将感测层SR1对于光束LR2经手指FG反射的反射光的收光角度调控于三侧的特定角度。
图3是依照本发明一实施例的感测装置30的局部俯视示意图。感测装置30可以包括：第一基板110、第二遮光层240、发光元件LD以及信号线SL1、SL2。与如图2A至图2B所示的感测装置20相比，图3所示的感测装置30的不同之处主要在于：感测装置30的发光元件LD可以斜向排列。
举例而言，在本实施例中，感测装置30可以包括感测单元SUa～SUd，其中发光元件LD可以配置于感测单元SUb与感测单元SUc之间，且发光元件LD的一个电极可以电性连接感测单元SUb的上遮光部241，发光元件LD的另一个电极可以电性连接感测单元SUc的侧遮光部242。如此一来，发光元件LD可以视感测元件所需的收光角度及收光量以斜向的方位阵列排列于多个感测单元上，从而增加发光元件LD的设置弹性。
图4是依照本发明一实施例的感测装置40的局部俯视示意图。感测装置40可以包括：第一基板110、第二遮光层240、发光元件LD以及信号线SL1、SL2。与如图2A至图2B所示的感测装置20相比，图4所示的感测装置40的不同之处主要在于：感测装置40的发光元件LD可以跨接四个感测单元。
举例而言，在本实施例中，感测装置40的发光元件LD可以跨接于感测单元SUa～SUd之间，其中发光元件LD的一个电极可以电性连接感测单元SUa及感测单元SUb的上遮光部241，且发光元件LD的另一个电极可以电性连接感测单元SUc及感测单元SUd的侧遮光部242。如此一来，发光元件LD能够视感测元件所需的收光角度及收光量以跨接四个感测单元的方式阵列排列于多个感测单元上。在一些实施例中，感测装置40还可以局部设置以如图2A或图3所示的排列方式配置的发光元件LD，进而于局部提供不同的感测功效。
图5是依照本发明一实施例的感测装置50的局部剖面示意图。在本实施例中，感测装置50可以包括：第一基板110、第一感测元件120、第一遮光层130、第二遮光层240、绝缘层150、发光元件LD以及盖板CV。与如图2A至图2B所示的感测装置20相比，图5所示的感测装置50的不同之处主要在于：感测装置50的发光元件LD可以部分重叠第一感测元件120。
举例而言，在本实施例中，第二遮光层240的上遮光部241的第二开口O2可以侧向偏移而不重叠第一遮光层130的第一开口O1，使得发光元件LD能够偏移至部分重叠第一感测元件120的感测层SR1的位置。如此一来，可以减小感测单元SU以及发光元件LD于第一基板110的正投影面积，即感测单元SU以及发光元件LD于第一基板110上的占地面积，使得第一基板110上能够设置数量更多的感测单元SU以及发光元件LD，借以提高感测解析度。在此情况下，经手指FG反射且通过第二开口O2及第一开口O1的光束LR3仍可斜向射入第一感测元件120的感测层SR1。
在一些实施例中，还可以进一步缩小第二遮光层240的上遮光部241与侧遮光部242之间的间隙GP，借以进一步缩小感测单元SU及发光元件LD的整体布局面积。在此情况下，第一感测元件120可以不经由间隙GP收光，且间隙GP的尺寸只要能够使上遮光部241与侧遮光部242之间保持电性分离即可。
图6A是依照本发明一实施例的感测装置60的局部俯视示意图。图6B是沿图6A的剖面线C-C’所作的剖面示意图。在本实施例中，感测装置60可以包括：第一基板110、第一感测元件120、第一遮光层130、第二遮光层240、绝缘层150、发光元件LD以及盖板CV。与如图5所示的感测装置50相比，图6A至图6B所示的感测装置60的不同之处主要在于：感测装置60还可以包括第二感测元件620。
举例而言，在本实施例中，第二感测元件620可以位于第一遮光层130与绝缘层150之间，且第二感测元件620可以包括第一遮光层130、感测层SR2以及电极E2，其中，第一遮光层130可以作为第二感测元件620的下电极，电极E2可以作为第二感测元件620的上电极，感测层SR2可以位于第一遮光层130与电极E2之间，且电极E2可以电性连接第二遮光层240的上遮光部241。
在一些实施例中，上遮光部241还可以包括延伸部241a，且延伸部241a可以沿着绝缘层150的侧壁W3延伸至电极E2，使得电极E2能够实体连接上遮光部241。在一些实施例中，第二遮光层240的上遮光部241与侧遮光部242之间的间隙GP于第一基板110的正投影可以部分重叠第二感测元件620的感测层SR2于第一基板110的正投影。在某些实施例中，间隙GP于第一基板110的正投影可以不重叠感测层SR2于第一基板110的正投影。
在一些实施例中，第二感测元件620主要可接收经手指FG反射且通过间隙GP的光束LR4。由于上遮光部241的延伸部241a朝向第二感测元件620延伸而连接电极E2，延伸部241a还能够阻止通过间隙GP的光束LR4进入第一感测元件120，使得第一感测元件120仅接收经手指FG反射且通过第二开口O2及第一开口O1的光束LR3。换句话说，延伸部241a能够为第一感测元件120遮挡来自延伸部241a的背离第一感测元件120侧的侧向光，且延伸部241a及侧遮光部242能够为第二感测元件620遮挡来自四周的侧向光，使得实质上仅有来自第二感测元件620上方且通过间隙GP的光束LR4能够进入第二感测元件620的感测层SR2。
在本实施例中，感测层SR2的材质可以是掺杂锗的富硅氧化物或有机光电二极管等其他合适的材料。电极E2的材质较佳为透明导电材料，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。
在一些实施例中，感测装置60的发光元件LD可以包括发光元件LD1、LD2，且发光元件LD1发出的光的波长范围可以不同于发光元件LD2发出的光的波长范围。举例而言，发光元件LD1可以发可见光，例如红光、绿光或蓝光，且发光元件LD2可以发不可见光，例如红外光。发光元件LD1、LD2的排列方式并无特殊限制，可以视第一感测元件120以及第二感测元件620所需的光源及光量来决定发光元件LD1、LD2的排列方式。举例而言，当第一感测元件120为可见光感测元件且第二感测元件620为不可见光感测元件时，发光元件LD1、LD2可以以交替的方式排列于第一感测元件120及第二感测元件620之上。如此一来，请参照图6B，对于设置于发光元件LD1右下侧的第一感测元件120及第二感测元件620而言，发光元件LD1发出后经手指FG反射的光束LR3可被第一感测元件120感测到，而发光元件LD1发出后经手指FG反射的光束LR4并无法被第二感测元件620感测到。类似地，对于设置于发光元件LD2右下侧的第一感测元件120及第二感测元件620而言，发光元件LD2发出后经手指FG反射且通过第二开口O2及第一开口O1的光束并无法被第一感测元件120感测到，且发光元件LD2发出后经手指FG反射且通过间隙GP的光束可被第二感测元件620感测到。
图7是依照本发明一实施例的感测装置70的局部剖面示意图。在本实施例中，感测装置70可以包括：第一基板110、第一感测元件120、第二感测元件620、第一遮光层130、第二遮光层240、绝缘层150、发光元件LD1、LD2以及盖板CV。
与如图6A至图6B所示的感测装置60相比，图7所示的感测装置70的不同之处主要在于：感测装置70还可以包括微透镜结构ML1、ML2。举例而言，在本实施例中，微透镜结构ML1可以设置于第二开口O2，且微透镜结构ML2可以设置于间隙GP。微透镜结构ML1、ML2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ML1、ML2能够改善光学聚焦点与收光角度，同时降低散射光或折射光所导致的漏光及混光问题，借以减少光损耗，进而提高第一感测元件120以及第二感测元件620的讯噪比。
在本实施例中，不同于图6B所示的是，上遮光部241的延伸部241a可以沿着绝缘层150的沟槽TR的侧壁W2延伸至电极E2，以使电极E2实体连接上遮光部241，且延伸部241a与侧遮光部242保持电性分离。在一些实施例中，第二感测元件620可以部分位于沟槽TR内。如此一来，第二感测元件620主要可接收经手指FG反射且通过微透镜结构ML2及间隙GP的光束LR6。由于上遮光部241的延伸部241a朝向第二感测元件620延伸而连接电极E2，延伸部241a能够阻止通过间隙GP的光束LR6进入第一感测元件120，使得第一感测元件120仅接收经手指FG反射且通过微透镜结构ML1、第二开口O2及第一开口O1的光束LR5。换句话说，延伸部241a能够为第一感测元件120遮挡来自延伸部241a的背离第一感测元件120侧的侧向光，且延伸部241a及侧遮光部242能够为第二感测元件620遮挡来自四周的侧向光，使得仅有通过间隙GP的光束LR6能够进入感测层SR2。
图8A是依照本发明一实施例的感测装置80的局部俯视示意图。图8B是沿图8A的剖面线D-D’所作的剖面示意图。在本实施例中，感测装置80可以包括：第一基板110、第一感测元件120、第一遮光层130、第二遮光层240、绝缘层150以及发光元件LD。
与如图5所示的感测装置50相比，图8所示的感测装置80的不同之处主要在于：感测装置80还包括第二基板810及第三感测元件820，其中，第二基板810位于发光元件LD之上，第一感测元件120、发光元件LD以及第三感测元件820位于第一基板110与第二基板810之间，且第三感测元件820位于第二基板810与第二遮光层240之间。
在本实施例中，第三感测元件820可以位于第二基板810与发光元件LD之间，且第一感测元件120及第三感测元件820可以分别位于发光元件LD的不同侧或相对侧。通过将设置有第一感测元件120及发光元件LD的第一基板110与设置有第三感测元件820的第二基板810对组，即可完成感测装置80的制作。感测装置80的双基板设计能够有助于防湿及增强结构稳定性，进而提高感测装置80的可靠度。
在本实施例中，第三感测元件820可以是不可见光感测元件，例如有机光电二极管(Organic Photodiode，OPD)，以用于感测血氧浓度或心跳，或提取静脉图像以用于活体防伪，或是用于提取指纹图像。举例而言，第三感测元件820可以包括电极E21、空穴传输层HT、光敏层PT、电子传输层ET以及电极E22，其中电子传输层ET、光敏层PT以及空穴传输层HT位于电极E21与电极E22之间，且电子传输层ET可以位于光敏层PT与第二基板810之间，但不限于此。在一些实施例中，空穴传输层HT可以位于光敏层PT与第二基板810之间。另外，在某些实施例中，第一感测元件120及第三感测元件820可以皆为不可见光感测元件，且第一感测元件120与第三感测元件820的感测波长范围可以不同。
举例而言，电极E21可以是不透明导电材料，例如银层或铝层。空穴传输层HT可以包括PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylene-dioxythiophene:polystyrene sulfonate))，或是高功函数金属氧化物，例如MoO3。光敏层PT可以包括在红外光区域及/或近红外光(NIR)区域进行吸收的光敏性聚合物，例如P3HT:PCBM(poly(3-hexylthiophene):[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)或PDPP3T-PCBM(poly-(diketopyrrole-terthiophene):[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)。电子传输层ET可以包括氧化锌(ZnO)或铝锌氧化物(AZO)，且电极E22的材质可以是透明导电材料，例如铟锡氧化物(ITO)。
在一些实施例中，感测装置80还可以包括平坦层P6、P7以及绝缘层I9，其中，空穴传输层HT可以位于绝缘层I9的开口O3中，平坦层P6可以位于空穴传输层HT以及绝缘层I9与第二基板810之间，且平坦层P7可以位于电极E21以及绝缘层I9与发光元件LD之间。
在一些实施例中，感测装置80还可以包括微透镜结构ML，且微透镜结构ML可以覆盖第二开口O2。在一些实施例中，感测装置80还可以包括位于第三感测元件820与第二基板810之间的信号线SL3。信号线SL3可以电性连接第三感测元件820的电极E22，且信号线SL3可以包含例如阻值较低的金属材料。当包含透明导电材料的电极E22具有较大阻值时，信号线SL3有助于提高至电极E22的信号传输率。
在一些实施例中，感测装置80还可以包括缓冲层B2，缓冲层B2可以设置于信号线SL3与第二基板810之间。在一些实施例中，感测装置80还可以包括绝缘层I7、I8，且绝缘层I7、I8可以设置于信号线SL3与第三感测元件820的电极E22之间，以避免不必要的电性连接。
在本实施例中，感测装置80的发光元件LD可以包括发光元件LD1、LD2，且发光元件LD1可以发可见光，发光元件LD2可以发不可见光，但不限于此。在一些实施例中，发光元件LD1、LD2可以发颜色不同的可见光，例如红光、绿光、蓝光或白光。在一些实施例中，发光元件LD1、LD2可以发波长不同的不可见光。
发光元件LD1、LD2的排列方式可以取决于第一感测元件120以及第三感测元件820所需的光量。举例而言，发光元件LD1、LD2可以交替排列，且当使用者以其手指FG触摸第二基板810来进行诸如指纹、静脉图像、血氧浓度、血压、心跳等感测时，发光元件LD1发出的可见光LR7可在被手指FG反射后通过微透镜结构ML、第二开口O2以及第一开口O1再进入第一感测元件120，且发光元件LD2发出的不可见光LR8可被手指FG反射至第三感测元件820，使得第三感测元件820可以配合发光元件LD2于局部提供诸如指纹辨识、活体防伪或血氧浓度感测等功能。由于第三感测元件820非常靠近手指FG，因此第三感测元件820可不需搭配光准直结构，但本发明不以此为限。
图9A是依照本发明一实施例的感测装置90的局部俯视示意图。图9B是沿图9A的剖面线E-E’所作的剖面示意图。在本实施例中，感测装置90可以包括：第一基板110、第一感测元件120、第一遮光层130、第二遮光层340、绝缘层150、光源LS以及信号线SL1、SL2。第一感测元件120位于第一基板110之上，且包括：第一电极E11；第二电极E12，位于第一电极E11之上；以及感测层SR1，位于第一电极E11与第二电极E12之间。第一遮光层130位于第一感测元件120上，第二遮光层340位于第一遮光层130之上，且具有收光区RA及邻接收光区RA的收光边缘RE。绝缘层150位于第一遮光层130与第二遮光层340之间。光源LS位于第一基板110的远离第一感测元件120的一侧。信号线SL1、SL2例如可以提供栅极信号或可以做为数据线。
在本实施例中，感测装置90可以包括多个感测单元SU3，其中感测单元SU3包括第一感测元件120、第一遮光层130以及第二遮光层340，感测单元SU3中的第一遮光层130具有第一开口O1，且第一开口O1重叠第一电极E11、感测层SR1及第二电极E12。在一些实施例中，感测装置90还可以包括参考感测单元SU4，参考感测单元SU4包括第一感测元件120、第二遮光层340以及第三遮光层330，第三遮光层330于参考感测单元SU4中相对于第一感测元件120及第二遮光层340的位置与第一遮光层130于感测单元SU3中相对于第一感测元件120及第二遮光层340的位置相同，且参考感测单元SU4中的第三遮光层330不具第一开口O1，因此，参考感测单元SU4可用于感测背景杂散光。如此一来，可以用演算法将感测单元SU3的检测信号扣除参考感测单元SU4的检测信号，以减少背景噪声所造成的误差。
在本实施例中，第二遮光层340可以包括上遮光部341以及侧遮光部342，其中上遮光部341与侧遮光部342之间具有间隙GP，且侧遮光部342可以连接上遮光部341。上遮光部341可以具有第二开口O2，由于第二开口O2可以结合第一开口O1而用作第一感测元件120的光准直结构，因此，也可以将第二开口O2定义为第二遮光层340的收光区RA，且可以将上遮光部341的邻接第二开口O2的边缘定义为第二遮光层340的收光边缘RE。换句话说，收光边缘RE可邻接第二开口O2。
在本实施例中，第一开口O1于第二遮光层340的正投影P1与收光边缘RE之间的最小间距D1相对于第二遮光层340与感测层SR1之间的最大间距D2的比值可以为0.3至0.85，也就是0.3≤D1/D2≤0.85，例如D1/D2可以是0.4、0.6或0.8。如此一来，能够减少来自光源LS的光于手指FG的指纹纹谷FV反射之后进入感测层SR1的光量，进而提高手指FG的指纹纹脊FR的反射光量相对于指纹纹谷FV的反射光量的比值，从而改善感测装置90对于指纹的感测图像对比度。
在一些实施例中，第一开口O1于第二遮光层340的正投影P1最远离收光边缘RE的一侧与收光边缘RE之间的间距D3相对于第二遮光层340与感测层SR1之间的最大间距D2的比值(D3/D2)可以为0.3至1.8，例如D3/D2可以是0.5、1.0或1.5，借以使进入感测层SR1的光中来自指纹纹谷FV的反射光的比例降低，进而提高手指FG的指纹纹脊FR的反射光量相对于指纹纹谷FV的反射光量的比值，从而改善感测装置90对于指纹的感测图像对比度。
在一些实施例中，最小间距D1可以大于0μm且小于8μm，例如2μm、4μm或6μm。在一些实施例中，最大间距D2可以大于2μm且小于22μm，例如5μm、10μm或20μm。在一些实施例中，间距D3可以大于0μm且小于24μm，例如8μm、12μm或22μm。
在一些实施例中，感测装置90还可以包括盖板CV以及封装层EP，其中封装层EP可以位于盖板CV与第二遮光层340之间，封装层EP例如可以为第二遮光层340阻绝水气，且盖板CV可以构成感测装置90的上表面。
在某些实施例中，第二遮光层340至感测装置90的上表面可以具有距离D4，感测层SR1至感测装置90的上表面可以具有距离D5，且第二遮光层340的收光区RA(或第二开口O2)可以具有收光距离D。为了避免相邻感测单元的收光区之间发生信号串扰(cross-talk)，感测单元SU3的最小收光范围SRmin较佳不小于距离D4，因此，可以得到以下关系式：
SRmin＝D5(tanθ2-tanθ1)＝D5[(D1+D)/D2-D1/D2]＝D5(D/D2)≥D4
因此，D/D2≥D4/D5。换句话说，收光区RA(或第二开口O2)的收光距离D相对于第二遮光层340与感测层SR1之间的最大间距D2的比值较佳大于或等于第二遮光层340至感测装置90的上表面的距离D4相对于感测层SR1至感测装置90的上表面的距离D5的比值。
在一些实施例中，距离D4可以大于0μm且小于125μm，例如30μm、70μm或110μm。在一些实施例中，距离D5可以大于2μm且小于150μm，例如40μm、80μm或120μm。
在一些实施例中，感测单元SU3可以具有不透光区MA以及透光区TA，其中不透光区MA可以是第一遮光层130、第二遮光层340以及信号线SL2存在的区域，而不存在第一遮光层130、第二遮光层340以及信号线SL2的区域即为透光区TA。另外，感测单元SU3沿信号线SL1的方向可以具有长度L，且长度L可以是两相邻的第一开口O1的中心的间距。透光区TA沿信号线SL1的方向可以具有宽度S，换句话说，宽度S是信号线SL2于第一遮光层130的正投影与第一遮光层130的间距以及信号线SL2于第二遮光层340的正投影与第二遮光层340的间距中的较小者。在某些实施例中，宽度S较佳大于或等于零且小于或等于长度L的一半，也就是说，0≤S≤1/2L。
在一些实施例中，在感测单元SU3中，第一开口O1于第一遮光层130的上表面的正投影与第一遮光层130的靠近信号线SL2的一端之间的间距D6可以大于或等于信号线SL2于第一遮光层130的正投影与第一遮光层130之间的间距D7，以利于接收大角度指纹反射光信号。在一些实施例中，信号线SL2于第一遮光层130的正投影可以邻接第一遮光层130，换句话说，间距D7可以是零，以将小角度的杂散光减到最少。
图10A是依照本发明一实施例的感测装置100的局部俯视示意图。图10B是沿图10A的剖面线F-F’所作的剖面示意图。图10C是图10A的感测装置100于不同收光角度位置对应不同光入射角度的收光量分布模拟图。
请同时参照图10A及图10B，感测装置100可以包括：第一基板110、第一感测元件120、第一遮光层130、第二遮光层440、绝缘层150、光源LS以及信号线SL1、SL2。第一感测元件120位于第一基板110之上，且包括：第一电极E11；第二电极E12，位于第一电极E11之上；以及感测层SR1，位于第一电极E11与第二电极E12之间。第一遮光层130位于第一感测元件120上，第二遮光层440位于第一遮光层130之上，且具有收光区RA及邻接收光区RA的收光边缘RE。绝缘层150位于第一遮光层130与第二遮光层440之间。光源LS位于第一基板110的远离第一感测元件120的一侧。
在本实施例中，感测装置100可以包括多个感测单元SU5，其中感测单元SU5中的第一遮光层130具有第一开口O1，且第一开口O1重叠第一电极E11、感测层SR1及第二电极E12。在一些实施例中，感测装置100还可以包括参考感测单元SU6，且参考感测单元SU6中的第一遮光层130不具第一开口O1，因此，参考感测单元SU6可用于感测背景杂散光。如此一来，可以演算法将感测单元SU5的检测信号扣除参考感测单元SU6的检测信号，以减少背景噪声所造成的误差。
在本实施例中，第二遮光层440可以包括上遮光部441以及侧遮光部442，其中上遮光部441位于绝缘层150上，侧遮光部442可以连接上遮光部441，且侧遮光部442可以沿着绝缘层150的侧壁W4朝向第一感测元件120延伸，使得第二遮光层440能够遮挡来自第一感测元件120正上方及小角度斜向入射的光线，且经手指FG反射的光线仅能从第二遮光层440与第一遮光层130之间的绝缘层150中的侧向透光开口OP进入第一感测元件120的感测层SR1。如此一来，仅有斜向大角度的光能够通过开口OP及第一开口O1而进入感测层SR1。因此，也可以将开口OP定义为第二遮光层340的收光区RA，且可以将上遮光部441的邻接开口OP的边缘定义为第二遮光层440的收光边缘RE。
在本实施例中，第一开口O1于第二遮光层440的正投影P2与收光边缘RE之间的最小间距D1相对于第二遮光层440与感测层SR1之间的最大间距D2的比值可以为0.3至0.85，也就是0.3≤D1/D2≤0.85，例如D1/D2可以是0.4、0.6或0.8。如此一来，增加D1可减少来自光源LS的光于手指FG的指纹纹谷FV反射之后进入感测层SR1的光量，进而提高手指FG的指纹纹脊FR的反射光量相对于指纹纹谷FV的反射光量的比值，从而改善感测装置100对于指纹的感测图像对比度。
在一些实施例中，第一开口O1于第二遮光层440的正投影P2最远离收光边缘RE的一侧与收光边缘RE之间的间距D3相对于第二遮光层440与感测层SR1之间的最大间距D2的比值(D3/D2)可以为0.3至1.8，其中最佳者为0.85至1.8，例如D3/D2可以是0.5、1.0或1.5，借以使进入感测层SR1的光中来自指纹纹谷FV的反射光的比例降低，进而提高手指FG的指纹纹脊FR的反射光量相对于指纹纹谷FV的反射光量的比值，从而改善感测装置100对于指纹的感测图像对比度。
在一些实施例中，感测装置100还可以包括盖板CV以及封装层EP，其中封装层EP可以位于盖板CV与第二遮光层440之间，封装层EP例如可以为第二遮光层440阻绝水气，且盖板CV可以构成感测装置100的上表面。
在某些实施例中，第二遮光层440至感测装置100的上表面可以具有距离D4，感测层SR1至感测装置100的上表面可以具有距离D5，第一遮光层130的上表面与第一开口O1可以具有高度差H，第二遮光层440的收光区RA可以具有收光距离D，且收光距离D可以是第一遮光层130的转角UA于第二遮光层440的正投影与收光边缘RE之间的间距。为了避免相邻感测单元的收光区之间发生信号串扰(cross-talk)，感测单元SU5的最小收光范围SRmin较佳不小于距离D4，因此，可以得到以下关系式：
SRmin＝D5(tanθ4-tanθ3)＝D5[(D1+D)/H-D1/H]＝D5(D/H)≥D4
因此，D/H≥D4/D5。换句话说，收光区RA的收光距离D相对于第一遮光层130的上表面与第一开口O1之间的高度差H的比值较佳大于或等于第二遮光层440至感测装置100的上表面的距离D4相对于感测层SR1至感测装置100的上表面的距离D5的比值。
在一些实施例中，感测单元SU5可以具有不透光区MA以及透光区TA，其中不透光区MA可以是第一遮光层130、第二遮光层440以及信号线SL2存在的区域，而不存在第一遮光层130、第二遮光层440以及信号线SL2的区域即为透光区TA。在某些实施例中，感测单元SU5沿信号线SL1的方向可以具有长度L，透光区TA沿信号线SL1的方向可以具有宽度S，且宽度S可以等于长度L的一半，也就是说，S＝1/2L。
在本实施例中，在感测单元SU5中，第一开口O1于第一遮光层130的上表面的正投影与第一遮光层130的靠近信号线SL2的一端之间的间距D6可以大于或等于信号线SL2于第一遮光层130的正投影与第一遮光层130之间的间距D7，且间距D7接近零，例如间距D7约为0.3μm。从图10C的收光量分布模拟图可以看出，小角度的杂散光量明显减少。
图11A是依照本发明一实施例的感测装置100V的局部俯视示意图。图11B是沿图11A的剖面线G-G’所作的剖面示意图。图11C是图11A的感测装置100V于不同收光角度位置对应不同光入射角度的收光量分布模拟图。
请同时参照图11A及图11B，感测装置100V可以包括：第一基板110、第一感测元件120、第一遮光层130、第二遮光层440、绝缘层150、光源LS以及信号线SL1、SL2。
与如图10A至图10B所示的感测装置100相比，图11A至图11B所示的感测装置100V的不同之处主要在于：感测装置100V的间距D7大于感测装置100的间距D7，例如感测装置100V的间距D7约为1/4L或约为10μm。从图11C的收光量分布模拟图可以看出，感测装置100V的小角度杂散光量明显多于图10C所示的感测装置100的小角度杂散光量。由此可以证实，将间距D7缩短确实能够有效避开小角度的杂散光。
综上所述，本发明的感测装置通过第一遮光层及第二遮光层所构成的光机结构能够弹性调控感测元件的收光角度及收光量，进而有效提高感测元件的讯噪比。另外，本发明的感测装置能够利用第一遮光层及第二遮光层来做为发光元件的信号线，借以简化感测元件与发光元件的整合结构。此外，本发明的感测装置还能够弹性决定发光元件的配置位置，使得感测装置的应用领域更为广泛。
虽然本发明已以实施例公开如上，然而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 (20)
1.一种感测装置，包括：
第一基板；
第一感测元件，位于所述第一基板之上；
第一遮光层，位于所述第一感测元件上，且具有第一开口，其中所述第一开口完全重叠所述第一感测元件；
第二遮光层，位于所述第一遮光层上，且包括上遮光部及侧遮光部，其中所述上遮光部重叠所述第一遮光层且具有第二开口，所述侧遮光部与所述上遮光部分离；以及
绝缘层，位于所述第一遮光层与所述第二遮光层之间，且所述侧遮光部覆盖所述绝缘层的侧壁。
2.如权利要求1所述的感测装置，其中所述侧遮光部电性连接所述第一遮光层。
3.如权利要求1所述的感测装置，其中所述侧遮光部与所述第一遮光层之间的夹角为30度至85度。
4.如权利要求1所述的感测装置，其中所述第二开口重叠所述第一开口。
5.如权利要求1所述的感测装置，其中所述第二开口不重叠所述第一开口。
6.如权利要求1所述的感测装置，其中所述侧遮光部围绕所述上遮光部。
7.如权利要求1所述的感测装置，还包括发光元件，位于所述第二遮光层上，且所述发光元件的第一电极电性连接所述上遮光部，所述发光元件的第二电极电性连接所述侧遮光部。
8.如权利要求7所述的感测装置，其中所述发光元件部分重叠所述第一感测元件。
9.如权利要求7所述的感测装置，其中所述发光元件包括第一发光元件及第二发光元件，且所述第一发光元件的光波长范围不同于所述第二发光元件的光波长范围。
10.如权利要求1所述的感测装置，还包括第二感测元件，位于所述第一感测元件与所述第二遮光层之间，且所述第一遮光层为所述第二感测元件的第一电极。
11.如权利要求10所述的感测装置，其中所述上遮光部电性连接所述第二感测元件的第二电极。
12.如权利要求10所述的感测装置，其中所述上遮光部与所述侧遮光部之间的间隙重叠所述第二感测元件。
13.如权利要求1所述的感测装置，还包括第二基板及第三感测元件，其中所述第二基板位于所述第二遮光层之上，且所述第三感测元件位于所述第二基板与所述第二遮光层之间。
14.一种感测装置，包括：
第一基板；
第一感测元件，位于所述第一基板之上，且包括：
第一电极；
第二电极，位于所述第一电极之上；以及
感测层，位于所述第一电极与所述第二电极之间；
第一遮光层，位于所述第一感测元件上，且具有第一开口，其中所述第一开口重叠所述第一电极、所述感测层及所述第二电极；
第二遮光层，位于所述第一遮光层之上，且具有收光区及邻接所述收光区的收光边缘；以及
绝缘层，位于所述第一遮光层与所述第二遮光层之间，
其中所述第一开口于所述第二遮光层的正投影最远离所述收光边缘的一侧与所述收光边缘之间的间距相对于所述第二遮光层与所述感测层之间的最大间距的比值为0.3至1.8。
15.如权利要求14所述的感测装置，其中所述收光区的收光距离相对于所述第二遮光层与所述感测层之间的最大间距的比值大于或等于所述第二遮光层至所述感测装置的上表面的距离相对于所述感测层至所述感测装置的所述上表面的距离的比值。
16.如权利要求14所述的感测装置，其中所述收光区的收光距离相对于所述第一遮光层的上表面与所述第一开口之间的高度差的比值大于或等于所述第二遮光层至所述感测装置的上表面的距离相对于所述感测层至所述感测装置的所述上表面的距离的比值。
17.如权利要求14所述的感测装置，还包括信号线，且所述第一开口于所述第一遮光层的上表面的正投影与所述第一遮光层的靠近所述信号线的一端之间的间距大于或等于所述信号线于所述第一遮光层的正投影与所述第一遮光层之间的间距。
18.如权利要求17所述的感测装置，其中所述信号线于所述第一遮光层的正投影邻接所述第一遮光层。
19.如权利要求17所述的感测装置，其中所述信号线于所述第一遮光层的正投影与所述第一遮光层的间距以及所述信号线于所述第二遮光层的正投影与所述第二遮光层的间距中的较小者小于或等于相邻的所述第一开口的中心的间距的一半。
20.如权利要求17所述的感测装置，还包括第一感测单元及第二感测单元，其中所述第一感测单元包括所述第一感测元件、所述第一遮光层以及所述第二遮光层，所述第二感测单元包括所述第一感测元件、所述第二遮光层以及第三遮光层，所述第三遮光层于所述第二感测单元中相对于所述第一感测元件及所述第二遮光层的位置与所述第一遮光层于所述第一感测单元中相对于所述第一感测元件及所述第二遮光层的位置相同，且所述第三遮光层不具开口。
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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 | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |