TW201929257A - 感測裝置 - Google Patents
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Abstract
一種感測裝置，包含陣列基板、保護層以及背光模組。陣列基板包括基板且具有複數感測單元，其中感測單元包含主動元件、感光元件以及至少一透光區。主動元件配置於基板上。感光元件配置於基板上，並與主動元件電性連接。透光區位於感光元件周邊。保護層配置於陣列基板上，其中保護層具有複數凹槽，凹槽設置於靠近陣列基板，各凹槽於基板之法線方向上分別與感測單元之感光元件重疊。背光模組配置於陣列基板之相對於保護層之另一側。
Description
本揭露是關於一種感測裝置，尤指一種光感測裝置。
指紋辨識是一種應用廣泛的生物辨識技術，其原理是透過採集指紋的影像，然後利用辨識軟體抽取、比對指紋的特徵資訊，以確定指紋所有人的身份。目前已有多種產品整合了指紋辨識功能，例如筆記型電腦、行動電話等。由於每個人的指紋都不一樣，因此可以作為辨識使用者身分的安全機制。
一般的薄膜電晶體(thin film transistor；TFT)背光式感測裝置包括陣列基板。陣列基板包括主動元件(例如：TFT)以及感光元件。當手指覆蓋於感測裝置上時，背光模組提供的背光源會照射於手指上，經由手指紋路(波峰與波谷)的反射，反射光會反射至主動元件陣列基板內的感光元件。此時，反射光會被感光元件吸收而產生光電流。接著，外部的積分器將所偵測到的光電流做電流與電壓的轉換。最後，輸出的電壓訊號透過類比-數位的轉換及適當的影像處理步驟，進而產生灰階的差異，並完成指紋辨識。
然而，配置於感測裝置上方的保護層(例如：玻璃)，由於厚度較厚，使得感光元件容易接收到鄰近指紋所產生的散射光線，使得影像對比變差，進而造成影像模糊等問題。然而，降低保護層之厚度，亦使得保護層之耐用性變差。因此，需要一種改良之結構以克服上述之問題。
本揭露之一實施方式為一種感測裝置，包含陣列基板、保護層以及背光模組。陣列基板包括基版且具有複數感測單元，其中感測單元包含主動元件、感光元件以及至少一透光區。主動元件配置於基板上。感光元件配置於基板上，並與主動元件電性連接。透光區位於感光元件周邊。保護層配置於陣列基板上，其中保護層具有複數凹槽，凹槽設置於靠近陣列基板，各凹槽於基板之法線方向上分別與感測單元之感光元件重疊。背光模組配置於陣列基板之相對於保護層之另一側。
本揭露藉由在保護層內設計凹槽，凹槽的位置對應至陣列基板中的感光元件，且凹槽內之介質的折射係數小於保護層之折射係數。藉由凹槽的設計，可使來自遠方入射角度較大之光線產生全反射，藉此濾除掉遠方大角度之光線，使得感光元件接收到的影像品質可以提升。因此，根據本揭露之配置，保護層不但可設計有足夠之厚度，以達到高保護性之需求，同時藉由凹槽之設計，亦可獲得高品質之影像。
5、6‧‧‧感測裝置
10‧‧‧陣列基板
10A‧‧‧感測區
10B‧‧‧周邊區
20、21‧‧‧保護層
21A‧‧‧第一部分
21B‧‧‧第二部分
30‧‧‧背光模組
40‧‧‧框膠
110‧‧‧基板
111、114、118‧‧‧金屬層
112‧‧‧閘極絕緣層
113‧‧‧半導體層
114A‧‧‧下層電極
115‧‧‧介電層
115O‧‧‧開口
116‧‧‧感光層
117‧‧‧透明電極層
119‧‧‧平坦層
120‧‧‧主動元件
130、130A、130B、130C‧‧‧感光元件
140A、140B、140C‧‧‧透光區
200、200A、220‧‧‧凹槽
210、230‧‧‧介質
1191‧‧‧上表面
2001‧‧‧弧形表面
A-A’-A”-A'''‧‧‧線段
D‧‧‧汲極
DL‧‧‧資料線
G‧‧‧閘極
GL‧‧‧閘極線
I1、I2、I3‧‧‧入射光
K‧‧‧偵測物體
L-L‧‧‧線段
O‧‧‧曲率中心
P、P1、P2、P3‧‧‧感測單元
R‧‧‧曲率半徑
R1、R2、R3‧‧‧反射光
S‧‧‧源極
T1、T2、T3‧‧‧厚度
θ1、θ2‧‧‧入射角
閱讀以下詳細敘述並搭配對應之圖式，可了解本揭露之多個態樣。應注意，根據業界中的標準做法，多個特徵並非按比例繪製。事實上，多個特徵之尺寸可任意增加或減少以利於討論的清晰性。
第1圖為本揭露之部分實施例之感測裝置的上視示意圖。
第2A圖為本揭露之部分實施例之感測裝置的局部放大上視示意圖。
第2B圖為本揭露之部分實施例之感測裝置的剖面示意圖。
第3圖為本揭露之部分實施例之感測裝置的操作原理圖。
第4A圖至第4C圖為本揭露之部分實施例之感測裝置在不同製造步驟的剖面示意圖。
第5圖為本揭露之部分實施例之感測裝置的剖面示意圖。
第6A圖至第6C圖為本揭露之部分實施例之感測裝置在不同製造步驟的剖面示意圖。
以下揭露提供眾多不同的實施例或範例，用於實施本案提供的主要內容之不同特徵。下文描述一特定範例之組件及配置以簡化本揭露。當然，此範例僅為示意性，且並不擬定限制。舉例而言，以下描述「第一特徵形成在第二特徵之上方或之上」，於實施例中可包括第一特徵與第二特徵直接接觸，且亦可包括在第一特徵與第二特徵之間形成額外特徵使得第一特徵及第二特徵無直接接觸。此外，本揭露可在各範例中
重複使用元件符號及/或字母。此重複之目的在於簡化及釐清，且其自身並不規定所討論的各實施例及/或配置之間的關係。
此外，空間相對術語，諸如「下方(beneath)」、「以下(below)」、「下部(lower)」、「上方(above)」、「上部(upper)」等等在本文中用於簡化描述，以描述如附圖中所圖示的一個元件或特徵結構與另一元件或特徵結構的關係。除了描繪圖示之方位外，空間相對術語也包含元件在使用中或操作下之不同方位。此設備可以其他方式定向(旋轉90度或處於其他方位上)，而本案中使用之空間相對描述詞可相應地進行解釋。
第1圖為本揭露之部分實施例之感測裝置的上視示意圖。感測裝置5包含陣列基板10。陣列基板10上配置有複數條資料線DL以及複數條閘極線GL，其中資料線DL與閘極線GL之間彼此交錯形成複數個感測單元P。換言之，任一感測單元P之範圍是由任兩相鄰之資料線DL與任兩相鄰之閘極線GL所界定。於部分實施例中，資料線DL亦可稱為第一訊號線，而閘極線GL亦可稱為第二訊號線。每一個感測單元P配置有一個主動元件120以及感光元件130，其中主動元件120與感光元件130彼此電性連接。
於部分實施例中，主動元件120可為薄膜電晶體(thin film transistor；TFT)。每一個感測單元P內的主動元件120包含閘極G、源極S以及汲極D。其中閘極G與閘極線GL電性連接，源極S與資料線DL電性連接，而汲極D與感光元件
130電性連接。詳細之操作原理將在後續進行說明。
大體而言，資料線DL與閘極線GL之間交錯形成的複數個感測單元P可視為陣列基板10的感測區10A。另一方面，位於感測區10A外圍的部分可視為陣列基板10的周邊區10B。感測區10A是由具有主動元件120及感光元件130之多個感測單元P所定義出來的。換句話說，周邊區10B亦可稱為非感測區。
第2A圖為本揭露之部分實施例之感測裝置的局部放大上視示意圖。第2B圖為本揭露之部分實施例之感測裝置的剖面示意圖。第2A圖及第2B圖繪示了如第1圖所示之感測裝置5的結構示意圖，其中第2B圖為沿著第2A圖之線段A-A’-A”-A”’的剖面圖。應注意，為方便解說之目的，第2A圖及第2B圖僅繪示了陣列基板上之單一感測單元的結構。此外，為方便觀看起見，第2B圖中之部分元件並未繪示於第2A圖當中，合先敘明。
感測裝置5包含陣列基板10、保護層20以及背光模組30。保護層20配置於陣列基板10上方，而背光模組30配置於陣列基板10之相對於保護層20之一側。換句話說，陣列基板10位於保護層20以及背光模組30之間。
陣列基板10包含基板110。於部分實施例中，基板110可為玻璃、石英、塑膠或其它適當之透明材料。
圖案化金屬層111形成於基板110上。圖案化金屬層111包括閘極線GL、後續所要形成之主動元件120之閘極G以及後續可做為輔助電容之輔助電極111A。圖案化金屬層111
之材料可包括鈦(Ti)、鋁(Al)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、銅(Cu)、銅合金或上述之組合，但不以此為限。
閘極絕緣層112形成於基板110上並覆蓋圖案化金屬層111。於部分實施例中，閘極絕緣層112的材料可為無機材料(例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或上述至少二種材料的堆疊層)、有機材料或上述之組合。應注意，閘極絕緣層112並未繪示於第2A圖中。
半導體層113形成於閘極絕緣層112上方。半導體層113作為後續所要形成之主動元件120的通道區域。此外，半導體層113在基板110的法線方向上與主動元件120之閘極G重疊。於部分實施例中，半導體層113可為非晶矽、多晶矽、氧化物半導體材料或其它適合的半導體材料。此外，為了改善後續形成之源極/汲極與半導體層113之間的電性，以降低電子穿隧機率，避免產生短通道效應，於部分實施例中，亦可以在形成半導體層113之後，繼續形成摻雜非晶矽層113A(如n型摻雜)於半導體層113上，如第2B圖所示。
圖案化金屬層114形成於基板110上方。圖案化金屬層114包括資料線DL、後續所要形成之主動元件120之源極S與汲極D以及下層電極114A。其中源極S與汲極D與半導體層113電性連接。另一方面，下層電極114A與汲極D互相電性連接，如第2A圖所示。圖案化金屬層114之材料可包括鈦(Ti)、鋁(Al)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、銅(Cu)、銅合金或上述之組合，但不以此為限。
介電層115形成於基板110上方並覆蓋金屬層
114。介電層115具有開口115O，其中開口115O曝露下層電極114A。於部分實施例中，介電層115可為無機材料(例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它合適的材料或上述之組合)、有機材料(例如：光阻、聚醯亞胺(polyimide，PI)、苯並環丁烯(BCB)、環氧樹脂(Epoxy)、過氟環丁烷(PFCB)、其它合適的材料或上述之組合)、其它合適的材料或上述之組合。
感光層116形成於介電層115之開口115O當中，並與下層電極114A電性連接。大體而言，感光層116的大小界定了感光元件130之區域。此外，感光層116的面積實質上略小於下層電極114A之面積。於部分實施例中，感光層116的材質為富矽氧化層(Silicon-rich oxide；SRO)，然而，本發明不限於此，在其他實施例中，感光層116例如可為PIN光電二極體、非晶矽(a-Si)層等等。
透明電極層117形成於介電層115上方並覆蓋感光層116。感光層116與透明電極層117電性連接。於部分實施例中，透明電極層117包括金屬氧化物例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋁銦(AIO)、氧化銦(InO)、氧化鎵(gallium oxide；GaO)、奈米碳管、奈米銀顆粒、金屬或合金、有機透明導電材料或其它適合的透明導電材料。
圖案化金屬層118形成於透明電極層117上方。圖案化金屬層118在基板110的法線方向上與半導體層113重疊。於部分實施例中，圖案化金屬層118作為遮光圖案。圖案化金屬層118之材料可包括鈦(Ti)、鋁(Al)、鎢(W)、鉬(Mo)、
鉭(Ta)、銅(Cu)、銅合金或上述之組合，但不以此為限。
平坦層119形成於基板110上方並覆蓋下方之元件。平坦層119提供實質上平坦之上表面1191，且可用於保護下方之材料。於部分實施例中，平坦層119之可為單層或多層結構，且其材料可分別包括無機絕緣材料(例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或其它適合之絕緣材料)、有機絕緣材料(例如無色/有色光阻、聚亞醯胺、聚酯、苯並環丁烯(benzocyclobutene，BCB)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)、聚乙烯苯酚(poly(4-vinylphenol)，PVP)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethene，PTFE)、或其它適合之有機絕緣材料)、或其它適合之絕緣材料，但不以此為限。
至此步驟，主動元件120與感光元件130大體完成。主動元件120包括閘極G、源極S以及汲極D。感光元件130包含下層電極114A與感光層116。其中下層電極114A與汲極D電性連接(如第2A圖所示)。
此外，感光元件130之周邊具有透光區140A、140B以及140C。透光區140A、140B以及140C實質上包圍了感光元件130。透光區140A至140C是由圖案化金屬層114及圖案化金屬層111所界定。由於圖案化金屬層114及圖案化金屬層111一般而言是具有遮光性質之金屬材料，故整個感測單元中未被圖案化金屬層114及圖案化金屬層111所覆蓋的區域即為透光區。舉例來說，第2A圖之透光區140A至140C大體
是由閘極線GL、資料線DL、下層電極114A以及部分金屬層111之間的區域所界定出來的。換言之，透光區140A至140C之其中一者位於感光元件130與相鄰之資料線DL(第一訊號線)或閘極線GL(第二訊號線)之間。於部分實施例中，透光區140A至少部分位於主動元件120與感光元件130之間。
具體來說，當感光元件130受到光照射時，因材料之特性受入射光激發而產生電子電洞對，並可在有外加偏壓(或外加電場)的情況下來分離此些受光激發而產生的電子電洞對，以形成光電流(感測訊號)。
保護層20配置於陣列基板10上方。於部分實施例中，保護層20實質上與平坦層119接觸。保護層20之材料可為玻璃或其他適合之透明材料。於部分實施例中，保護層20之厚度T1的範圍約10微米(μm)至約500微米(μm)。
第2B圖中，保護層20具有至少一凹槽200，其中凹槽200配置於緊鄰陣列基板10，且具有弧形表面2001，弧形表面2001面向陣列基板10。於部分實施例中，弧形表面2001具有一曲率半徑R，其中曲率半徑R的範圍約15微米(μm)至約100微米(μm)。凹槽200之弧形表面2001具有一曲率中心O。於部分實施例中，曲率中心O位於平坦層119之相對於保護層20之另一側。第2A圖中，保護層20之凹槽200的輪廓為圓形(以虛線表示)。換句話說，凹槽200在基板110上的垂直投影為一圓形，然不以此為限，於其他實施例中，亦可以為其他適合之形狀，例如：橢圓形、多邊形等。
此外，凹槽200於基板110之法線方向上與感光元
件130重疊。從另一角度來說，保護層20的每一個凹槽200實質上對應至一個感測單元內之感光元件130。從垂直基板110方向上視之，凹槽200可以略小於感光元件130、等於感光元件130或略大於感光元件130。於部分實施例中，平坦層119之上表面1191的一部分緊鄰於凹槽200，使效果更佳。
凹槽200內具有介質210，其中介質210具有折射係數n1，而保護層20具有折射係數n2。於部分實施例中，折射係數n1小於折射係數n2。於部分實施例中，折射係數n1之範圍約1至約1.2，而折射係數n2之範圍約1.35至約1.6。於部分實施例中，介質210之材料可為空氣或是適合之氣體。於其他實施例中，介質210可為真空。大體而言，介質210之材料之折射係數小於保護層20之材料之折射係數可適用於此。
背光模組30可為直下式背光模組或側光式背光模組，視實際應用而定。背光模組30與陣列基板10之間可具有間隙或無間隙。在其他實施例中，背光模組30也可以是整合在陣列基板10內部的多個微發光元件，例如微發光二極體(micro-LED)或其他適當種類的光源，本揭露並不限定於此。於部分實施例中，背光模組30能夠發出可見光、紅外光或其組合。於部分實施例中，在基板110的法線方向上，透光區(如第2B圖之透光區140A、140B)正上方的保護層20與平坦層119緊密結合(不具有間隙)，使得自透光區向上傳輸的光線不會受到其他介質之影響而改變傳播路徑。於部分實施例中，凹槽200在基板110上的垂直投影並未與透光區140A至140C重疊，以避免凹槽200影響入射光I1之傳播路徑。
請參照第2B圖，以下將描述本揭露之感測裝置5之運作原理。背光模組30向陣列基板10之方向提供光源，光源自陣列基板10之透光區(例如：透光區140A至140C)往保護層20之方向傳遞。當欲偵測物體K(例如：使用者手指)接觸保護層20的表面後，舉例來說，背光模組30所提供之入射光I1經由透光區140B入射至欲偵測物體K的表面並反射，反射光R1傳遞至感光元件130中對應的感光層116。複數個感光元件130的感光層116在接收到各區域所產生之反射光R1之後會產生對應的多個光電流。多個光電流可經由對應的主動元件120讀出，進而使感測裝置5偵測出欲偵測物體K狀態。
第3圖為本揭露之部分實施例之感測裝置的操作原理圖。第3圖為沿著第1圖之線段L-L所截取之剖面示意圖。為方便描述起見，第3圖並僅繪示出部分元件特徵。第3圖中，陣列基板10上具有複數個感測單元P1、P2，及P3，其中感測單元P1至P3是由多條資料線DL所界定。感測單元P1至P3內分別配置有感光元件130A、130B，及130C。
背光模組30向陣列基板10提供光源。舉例來說，背光模組30向陣列基板10提供了兩道入射光I2及I3。當欲偵測物體K(例如：指紋)觸碰至保護層20後，入射光I2及I3分別自對應的透光區朝保護層20之方向傳輸，經由保護層20入射至欲偵測物體K並產生反射光R2及R3。其中入射光I2係自鄰近於感光元件130A之透光區射入，而入射光I3係自較遠離感光元件130A之透光區射入。反射光R2及R3皆朝向感光元件130A入射。
當反射光R2及R3射入感光元件130A前，會先觸及感光元件130上方之凹槽200A。如前述所提及，凹槽200A內之介質210具有折射係數n1，而保護層20具有折射係數n2，其中n1小於n2。根據斯涅爾定律(snell’s law)，全反射之臨界角度θc=sin-1(n2/n1)。因此，當入射光進入不同材料的交界面時(保護層20與介質210之交界面)，若入射角大於臨界角度θc則會產生全反射。於部分實施例中，反射光R2及R3在凹槽200A之入射角(入射光與入射面之法線的夾角)分別為θ1及θ2，其中由於反射光R3係自較遠處反射而來，故反射光R3之入射角θ2大於反射光R2之入射角θ1。因此，於部分實施例中，若入射角θ2大於臨界角度θc，則反射光R3將會在凹槽200A與介質210之交界面產生全反射，而不會被感光元件130A所接收。如此一來，對於單一感測單元內之感光元件，藉由凹槽之設計，可將來自於較遠方之反射光過濾，使得整體的影像品質提升。
於實際應用上，使用者可以自行調整保護層之厚度、保護層之材料、凹槽內之介質之材料，進而設計所欲之凹槽的輪廓(例如：調整大小以及曲率半徑等)，使得影像達到清晰化的效果。因此，根據本揭露之配置，保護層不但可設計有足夠之厚度，以達到高保護性之需求，同時藉由凹槽之設計，亦可獲得高品質之影像。
第4A圖至第4C圖為本揭露之部分實施例之感測裝置在不同製造步驟的剖面示意圖。
第4A圖中，提供保護層20。保護層20之材料可
為玻璃或其他適合之透明材料。
第4B圖中，在保護層20上方形成複數個凹槽200。如前述所提及，凹槽200之輪廓(例如大小及曲率半徑等)可根據實際需求而有所變化，本揭露並不限定於此。於部分實施例中，凹槽200可以藉由蝕刻(etching)所形成。
請參照第4C圖，將保護層20具有凹槽200的一面與陣列基板10接合，使得凹槽200位在保護層20與陣列基板10之間。於部分實施例中，保護層20與陣列基板10可以透過框膠40進行貼合。框膠40配置於陣列基板10之周邊區10B，並藉此將陣列基板10與保護層20黏貼。由於周邊區10B圍繞感測區10A，故在周邊區10B配置框膠40可以避免水氣、異物滲入至保護層20之凹槽200內，使得凹槽200內之介質的折射係數改變。於其他實施例中，可使用真空貼合之方式接合保護層20與陣列基板10。即在真空環境下將保護層20與陣列基板10接合，當元件移出自真空環境後，保護層20與陣列基板10將會受到大氣之壓力而自然吸附。於其他實施例中，亦可結合上述之各種方法來結合保護層20與陣列基板10。
第5圖為本揭露之部分實施例之感測裝置的剖面示意圖。第5圖之感測裝置6類似於第2B圖之感測裝置5。故，為簡化起見，相同之特徵將以相同元件符號表示並且不再贅述。
感測裝置6包含陣列基板10、保護層21以及背光模組30。保護層21配置於陣列基板10上方，而背光模組30配置於陣列基板10之相對於保護層21之一側。換句話說，陣列
基板10位於保護層21以及背光模組30之間。
於本實施例中，與第2B圖之實施例差異在於保護層21分為第一部分21A與第二部分21B，其中第二部分21B配置於第一部分21A與陣列基板10之間，第一部分21A之材料可為玻璃或其他適合之透明材料，第二部分21B之材料可為高光穿透率之材料，例如樹脂(resin)。第一部分21A之材料不同於第二部分21B之材料。
保護層21之第二部分21B中具有至少一凹槽220，其中凹槽220配置於靠近陣列基板10。凹槽220之結構與用途相同於第2B圖至第3圖描述之凹槽200，為簡化起見將不再贅述。第一部分21A具有厚度T2，而第二部分21B具有厚度T3。由於凹槽220實質上是位於第二部分21B內，故第一部分21A實質上具有均勻之厚度T2。此外，於部分實施例中，第一部分21A之厚度T2大於第二部分21B之厚度T3。於實際應用中，使用者可以設計所欲之第一部分21A之厚度T2，以提高保護層21之保護性。於部分實施例中，保護層之厚度T2的範圍約5微米(μm)至約500微米(μm)。保護層之厚度T3的範圍約5微米(μm)至約30微米(μm)。
凹槽220內具有介質230，其中介質230具有折射係數n1，而保護層20之第二部分21B具有折射係數n2，保護層之第一部份20A具有折射係數n3。於部分實施例中，折射係數n1小於折射係數n2及n3。於部分實施例中，折射係數n1之範圍約1至約1.2，而折射係數n2及n3之範圍約1.35至約1.6。大體而言，折射係數n2及n3之數值接近或是相同，以避免入
射光過大角度之折射(甚至全反射)。換句話說，折射係數n2及n3的差距小於折射係數n1及n2的差距。於部分實施例中，介質230之材料可為空氣或是適合之氣體。於其他實施例中，介質230可為真空。大體而言，介質230之材料之折射係數小於保護層20之第二部分21B之材料之折射係數可適用於此。
第6A圖至第6C圖為本揭露之部分實施例之感測裝置在不同製造步驟的剖面示意圖。
第6A圖中，提供保護層21。保護層21具有第一部份21A及第二部分21B。第一部分21A之材料可為玻璃或其他適合之透明材料。第二部分21B之材料可為高光穿透率之材料，例如樹脂(resin)。保護層21之形成方法可為，在第一部分21A(例如玻璃)上方塗布第二部分21B之材料(例如樹脂)。
第6B圖中，在保護層21之第二部分21B上方形成複數個凹槽220。如前述所提及，凹槽220之輪廓(例如大小及曲率半徑等)可根據實際需求而有所變化，本揭露並不限定於此。於部分實施例中，凹槽220可以藉由奈米壓印(Nanoimprint Lithography；NIL)的方式形成。奈米壓印技術主要是使用轉印的方式來定義出所要的圖形(如凹槽220)，而所欲定義的圖形取決於轉印用的模具表面。舉例來說，將表面具有特殊圖案之模具壓印在目標層(如樹脂)上以形成所欲之圖案。
第6C圖中，將保護層21具有凹槽220的一面與陣列基板10接合，使得凹槽220位在保護層21與陣列基板10之間。於部分實施例中，保護層21與陣列基板10可以透過框膠
40進行貼合。框膠40配置於陣列基板10之周邊區10B，並藉此將陣列基板10與保護層21黏貼。由於周邊區10B圍繞感測區10A，故在周邊區10B配置框膠40可以避免水氣、異物滲入至保護層21之凹槽220內，使得凹槽220內之介質的折射係數改變。於其他實施例中，可使用真空貼合之方式接合保護層21與陣列基板10。於其他實施例中，亦可結合上述之各種方法來結合保護層21與陣列基板10。
本揭露提供一種感測裝置，包括陣列基板、保護層以及背光模組。本揭露藉由在保護層內設計凹槽，凹槽的位置對應至陣列基板中的感光元件，且凹槽內之介質的折射係數小於保護層之折射係數。藉由凹槽的設計，可使來自遠方入射角度較大之光線產生全反射，藉此濾除掉遠方大角度之光線，使得感光元件接收到的影像品質可以提升。因此，根據本揭露之配置，保護層不但可設計有足夠之厚度，以達到高保護性之需求，同時藉由凹槽之設計，亦可獲得高品質之影像。
上文概述了若干實施例的特徵，以便本領域熟習此項技藝者可更好地理解本揭示案的態樣。本領域熟習此項技藝者應當瞭解到他們可容易地使用本揭示案作為基礎來設計或者修改其他製程及結構，以實行相同目的及/或實現相同優勢的。本領域熟習此項技藝者亦應當瞭解到，此類等效構造不脫離本揭示案的精神及範疇，以及在不脫離本揭示案的精神及範疇的情況下，其可對本文進行各種改變、取代及變更。
Claims (15)
- 一種感測裝置，包含：一陣列基板，包含一基板，該陣列基板具有複數感測單元，其中該些感測單元之一包含：一主動元件，配置於該基板上；一感光元件，配置於該基板上，並與該主動元件電性連接；以及至少一透光區，位於該感光元件周邊；一保護層，配置於該陣列基板上，其中該保護層具有複數凹槽，該些凹槽設置於靠近該陣列基板，且各該凹槽於該基板之法線方向上分別與該些感測單元之該感光元件重疊；以及一背光模組，配置於該陣列基板相對於該保護層之另一側。
- 如請求項1所述之感測裝置，更包含一平坦層，配置於該基板上且覆蓋該主動元件及該感光元件，該平坦層具有實質上平坦之上表面。
- 如請求項2所述之感測裝置，其中該平坦層之上表面之一部分緊鄰於該些凹槽。
- 如請求項1所述之感測裝置，其中各該凹槽具有一弧形表面。
- 如請求項4所述之感測裝置，其中該弧形表面具有一曲率半徑R，該曲率半徑R之範圍為15微米(μm) ≦R≦100微米(μm)。
- 如請求項1所述之感測裝置，其中該保護層具有一厚度，該厚度H之範圍為10微米(μm)≦H≦500微米(μm)。
- 如請求項2所述之感測裝置，其中該凹槽具有一弧形表面且其具有一曲率中心，其中該曲率中心位於該平坦層之該上表面相對於該保護層之另一側。
- 如請求項1所述之感測裝置，其中該凹槽內之一介質具有一第一折射係數，該保護層之材料具有一第二折射係數，其中該第一折射係數小於該第二折射係數。
- 如請求項8所述之感測裝置，其中該第一折射係數之範圍約1至約1.2，而該第二折射係數之範圍約1.35至約1.6。
- 如請求項8所述之感測裝置，其中該介質為真空或空氣。
- 如請求項1所述之感測裝置，其中該保護層具有不同材料之一第一部分與一第二部分，該第二部分位於該第一部分與該陣列基板之間，該凹槽位於該第二部分中。
- 如請求項11所述之感測裝置，其中該凹槽內之一介質具有一第一折射係數，該第一部分之材料具有一第二折射係數，該第二部分之材料具有一第三折射係數，其中該第一折射係數小於該第二折射係數及該第三折射係數。
- 如請求項1所述之感測裝置，其中該陣列基板更包含複數第一訊號線與複數第二訊號線，其中任兩相鄰第一訊號線與任兩相鄰第二訊號線界定任一感測單元之範圍。
- 如請求項13所述之感測裝置，其中該至少一透光區位於該感光元件與相鄰之該第一訊號線或該第二訊號線之間。
- 如請求項1所述之感測裝置，其中該陣列基板具一周邊區，該周邊區圍繞該些感測單元，於該周邊區中的該保護層和該陣列基板之間具一框膠。
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