TWI722783B - 影像感測器面板、影像感測器裝置及電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本揭示內容提供一種影像感測器面板與一種使用該影像感測器面板擷取圖形資訊的方法。在一方面，該影像感測器面板包括一基板與在該基板上的一感測器陣列，該感測器陣列包括多個感光像素。該基板包括由該感測器陣列界定的第一區域與除該第一區域之外的第二區域。該第二區域光學透明以及有大於該第一區域的面積。

Description

影像感測器面板、影像感測器裝置及電子裝置 相關申請案
本申請案主張申請於2014年3月19日之美國臨時申請案第61/955,223號與申請於2014年7月17日之美國臨時申請案第62/025,772號的優先權權益，兩者之全部內容併入本文作為參考資料。
本揭示內容係關於一種影像感測器面板與一種使用該影像感測器面板擷取圖形資訊的方法。更特別的是，本揭示內容係關於一種包含感光像素陣列的影像感測器面板，以及一種使用該影像感測器面板擷取來自二維帶有資訊基板(information bearing substrate；簡稱IBS)之圖形資訊的方法。
平板顯示器已無所不在地用作各種電子裝置的標準輸出裝置，例如，個人電腦，膝上電腦，智慧手機，智慧手錶，電視，手持視訊遊戲裝置，公眾資訊顯示器及其類似者。最近，已開發出含有輸入機能的平板顯示器(例如，對壓力或者是電容變化敏感以回應使用者之觸摸 或互動的觸控螢幕)，使得平板顯示器可用來作為輸入(指示器)裝置和輸出裝置兩者。觸控螢幕可與使用者互動以及偵測(detect)使用者手指在螢幕上的點觸及/或繪畫(drawing)中之一或更多者作為輸入訊號。不過，觸控螢幕無法從帶有資訊基板的二維表面擷取圖形資訊。
許多電子裝置，例如智慧手機及膝上電腦，已經開發出包含方向與顯示器之發光方向相同或相反地設置於其平板顯示器之前面或後面的相機。儘管此種相機可用來擷取影像(靜止或移動圖像)作為輸入，然而該相機需要聚焦，以及擷取的影像常常因例如手震而扭曲或品質低劣。
因此，亟須一種新型影像感測器面板可與顯示面板(平坦或弧形)輕易整合以及可從帶有資訊基板的二維表面輕易地擷取圖形資訊而不必聚焦。也亟須開發一種新方法用以利用影像感測器面板與顯示面板的組合從帶有資訊基板擷取圖形、文字或其他資訊。
在一方面，本揭示內容提供一種影像感測器面板，係包括：一基板；以及在該基板上的一感測器陣列，該感測器陣列包括多個感光像素。該基板包括由該感測器陣列界定的第一區域與除該第一區域之外的第二區域。該第二區域光學透明以及有大於該第一區域的面積。在一具體實施例中，該基板包括玻璃、塑膠及彼等之組合中之一者。
在一具體實施例中，該影像感測器面板更包括多個直行導線和與該等直行導線相交的多個橫列導線。該等感光像素經形成鄰近該等直行、橫列導線的交點。在一具體實施例中，該等直行、橫列導線包括光學透明的一導電材料。
在一具體實施例中，該等感光像素中之每一者具有包含一控制組件及一感光組件的一堆疊結構。在一具體實施例中，該控制組件形成於該基板上，以及該感光組件形成於該控制組件上。在一具體實施例中，該感光組件形成於該基板上，以及該控制組件形成於該感光組件上。在一具體實施例中，該控制組件包括3個薄膜電晶體。
在一具體實施例中，該堆疊結構更包括在該控制組件與該感光組件之間的一介電層，該介電層有一導通孔，以及其中，該控制組件通過該導通孔電氣耦合至該感光組件。在一具體實施例中，該介電層的厚度在0.3至2.0微米之間，或至少有0.3微米。
在一方面，本揭示內容提供一種二維影像掃瞄器，係包括有一發光面的一平面光源，以及如以上所綜述的影像感測器面板，該影像感測器面板設置於該平面光源之該發光面上。在一具體實施例中，該影像掃瞄器更包括一擋光組件(light block component)，其在該基板上形成於該第一區域內以及於該平面光源的該發光面與該感測器陣列的該等感光像素之間。
在一方面，本揭示內容提供一種雙向顯示 裝置，係包括：一顯示模組，係包括用一黑色矩陣隔開的多個顯示像素，其中，該等顯示像素從該顯示模組的第一表面射出光線；以及如以上所綜述的影像感測器面板，該影像感測器面板附接至顯示模組的該第一表面。在一具體實施例中，該影像感測器面板的該等感光像素與該黑色矩陣對齊。在一具體實施例中，該顯示模組的該等顯示像素與該基板的該第二區域對齊。在一具體實施例中，該影像感測器面板更包括一擋光組件，其在該影像感測器面板之該基板上形成於該第一區域內以及於該顯示模組與該感測器陣列的該等感光像素之間。
在一方面，本揭示內容提供一種雙向顯示裝置，係包括：一顯示模組，係包括經組配成從該顯示模組之第一表面射出光線的多個顯示像素；以及一影像感測器面板，係包括一基板與在該基板上的多個感光像素，該基板包括由該等感光像素界定的第一區域，以及除該第一區域之外的第二區域，該第二區域光學透明以及有大於該第一區域的面積；其中，該影像感測器面板附接至該顯示模組的該第一表面。
在一具體實施例中，該顯示模組包括一液晶顯示器(liquid crystal display；簡稱LCD)模組，以及該等顯示像素用該液晶顯示模組的一黑色矩陣隔開；以及其中，該影像感測器面板的該等感光像素與該顯示模組的該黑色矩陣對齊。在一具體實施例中，該影像感測器面板更包括一擋光組件，其在該影像感測器面板之該基板上形成 於該第一區域內以及於該顯示模組與該感測器陣列的該等感光像素之間。
在一具體實施例中，該顯示模組包括一有機發光二極體(organic light emitting diode；簡稱OLED)顯示器，以及該顯示模組的該等顯示像素與該基板的該第二區域對齊。在一具體實施例中，該影像感測器面板更包括一擋光組件，其在該影像感測器面板之該基板上形成於該第一區域內以及於該顯示模組與該感測器陣列的該等感光像素之間。在一具體實施例中，該等顯示像素經組配成有一顯示解析度，以及該等感光像素經組配成有一感測器解析度，以及其中，該感測器解析度至少為該顯示解析度的1.5倍。
在一方面，本揭示內容提供一種方法用於擷取來自帶有資訊基板的圖形資訊，該方法包含下列步驟：使一帶有資訊基板接觸一影像感測器面板的一表面，該影像感測器面板包括一感光像素陣列與在該等感光像素之間的一光學透明區域；由一光源放射探測光通過該影像感測器面板之該光學透明區域到該帶有資訊基板；使用該等感光像素偵測來自帶有資訊基板的反射光以得到原始影像資料；由該等原始影像資料產生一數位影像資料檔；以及儲存該數位影像資料檔於一電腦儲存媒體中。
在一具體實施例中，該方法更包括，在使該帶有資訊基板與該影像感測器面板之該表面接觸後，判定該帶有資訊基板的一邊界。
在一具體實施例中，放射該探測光的步驟包括：從該光源中對應至由該帶有資訊基板之該邊界界定之表面積的一部份放射該探測光。
在一具體實施例中，該方法更包括：判定該帶有資訊基板放在該影像感測器面板上的符合度(conformity)。
在一具體實施例中，該方法更包括：從該電腦儲存媒體載入該數位影像資料檔；以及藉由執行一光學字元辨識行程(process)，從該數位影像資料檔取出文字資訊。
在一具體實施例中，該方法更包括：產生包含影像資料及該取出文字資訊的一合成資料檔；以及儲存該合成資料檔於該電腦儲存媒體中。
在一具體實施例中，該方法更包括：產生包含該取出文字資訊的一文字資料檔；以及儲存該文字資料檔於該電腦儲存媒體中。
在一具體實施例中，放射該探測光的步驟包括：放射強度-時間輪廓為有小於1.0秒半寬之高斯型的該探測光。
在一具體實施例中，放射該探測光的步驟包括：順序地放射第一色彩探測光、第二色彩探測光及第三色彩探測光到該帶有資訊基板。
在一具體實施例中，偵測該反射光的步驟包括：順序地偵測來自該帶有資訊基板的第一色彩反射 光、第二色彩反射光及第三色彩反射光。
在一方面，本揭示內容提供一種存入電腦記憶體的電腦程式產品，該電腦程式產品在由一處理器執行時造成該處理器完成如以上所綜述的擷取圖形資訊方法。
在一方面，本揭示內容提供一種影像感測器面板，係包括：有第一區域及第二區域的一透明基板，以及一感光像素陣列，其在該透明基板上設置於該第一區域內，該等感光像素用該第二區域彼此隔開。該第二區域有大於該第一區域的面積。
1:輸入裝置
10:文件
10:帶有資訊基板(IBS)
20:第一方向
20:平面光源
30:第二方向
100:影像感測器面板
110:透明基板
112:第一透明介電層
114:第二透明介電層
116:第三透明介電層
120:感測器像素
121:TFT底板
121C:通道層
121SD、121DS:源極/汲極
121G:閘極
122:下電極
122:感測器像素電極
122V:導通孔
123:介層
124:感光層
125:上電極
126:保護層
130:直行導線(直行)
140:橫列導線(橫列)
150:非感測器像素區
200:背光模組
205:光反射體
210:光線
250:光源
300:殼體
400:LCD模組
410:背光模組
420:TFT底板
430:液晶材料
440:彩色濾光器
442:紅色子像素
444:綠色子像素
446:藍色子像素
448:黑色矩陣
500:有機發光二極體(OLED)顯示模組
510:TFT底板
520:保護玻璃
820:帶有資訊基板(IBS)
904:通道層
905:共用接地
910:第一TFT
911:閘極
913:源極/汲極
916:金屬互連件
920:第二TFT
921:閘極
922:電壓源VDD
923、915:源極/汲極
925:源極/汲極
926:金屬互連件
927:導通孔
930:第三TFT
931:閘極
932:重設電壓VRST
933:金屬互連件(或源極/汲極)
934:重設訊號線
935:源極/汲極
936:互連件
940:節點
942:導通孔
950:薄膜光電二極管
960:第一介電層
970:第二介電層
1100:膝上電腦
1110:雙向顯示器
1120:帶有資訊基板(IBS)
1130:按鈕
1200:智慧手機裝置
1202:迷你相機
1205:保護蓋片
1206:IBS夾
1210:雙向顯示器
1220:帶有資訊基板
1230:控制按鈕
1240:啟動按鈕
1250:耳機
1260:開機/鎖定按鈕
1300:智慧手機裝置
1310:雙向顯示器
1320:使用者之手指繪畫
1340:啟動按鈕
1400:電子裝置
1401:發光/像素陣列&光偵測陣列
1402:直行解碼電路
1404:源極控制電路
1406:閘極控制電路
1408:橫列解碼電路
1410:雙向顯示器
1420:記憶體
1421:探測模組
1422:光偵測模組
1423:邊界判定模組
1424:符合度判定模組
1425:影像組合模組
1426:光學字元辨識(OCR)模組
1428:解譯器模組
1430:處理器
1440:輸入裝置
1450:儲存裝置
1460:系統匯流排
1501:使IBS接觸/鄰近螢幕
1503:放射探測光(白色或順序的紅/綠/藍色)
1505:偵測來自IBS的反射光
1507:用偵測到的反射光構成影像
1509:保存構成的影像
1600:雙向顯示器
1610:影像感測器面板
1610L:左輸入區域
1610R:右輸入區域
1610UL:左上輸入區域
1610LL:左下輸入區域
1610UR:右上輸入區域
1610LR:右下輸入區域
P:像素分開距離
S:像素大小
第1圖的剖面圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示包含影像感測器面板的輸入裝置。
第2圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示影像感測器面板的平面圖。
第3圖的剖面圖圖示如第2圖所示之影像感測器面板的感測器像素。
第4A圖至第4D圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示由單一薄膜電晶體(thin film transistor；簡稱TFT)讀取之感測器像素的分層結構。
第5A圖的剖面圖根據本揭示內容的具體實施例圖示結合液晶顯示器(LCD)模組的影像感測器面板。
第5B圖的剖面圖根據本揭示內容的具體實施例圖示 結合有機發光二極體(OLED)顯示模組的影像感測器面板。
第6圖的平面圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示與顯示模組之黑色矩陣對齊的感測器像素陣列。
第7圖的平面圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示與顯示模組之黑色矩陣有點不對齊的感測器像素陣列。
第8圖的平面圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示與顯示模組之黑色矩陣對齊的感測器像素陣列。
第9圖的示範電路圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示被3個薄膜電晶體(TFT)讀取的感測器像素。
第10A圖至第10D圖圖示如第9圖所示之感測器像素的分層結構。
第11圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示膝上電腦的透視圖，係包括在掃描帶有資訊基板之影像時結合顯示模組的影像感測器面板。
第12圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示智慧手機裝置的透視圖，係包括：在掃描帶有資訊基板之影像時結合顯示模組的影像感測器面板。
第13圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示智慧手機裝置的透視圖，係包括在偵測使用者之手指繪畫時結合顯示模組的影像感測器面板。
第14圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示電子裝置的方塊圖。
第15圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示擷取來自帶有資訊基板之圖形資訊的流程圖。
第16A圖及第16B圖根據本揭示內容的某些具體實施例圖示組配成為3D影像感測器的雙向顯示裝置。
用語“帶有資訊基板”(或IBS)在此用來指稱有2D表面的任何有形媒體，該2D表面載有印製或附屬於其上的文字、圖形或其他資訊。在各種具體實施例中，該帶有資訊基板可為文件，照片，繪畫，名片，信用卡，智慧手機顯示螢幕，商品包裝盒的表面，書本封面/頁面，手指/手掌/腳掌表面及其類似者。除非另有規定，用語“影像感測器面板”在此用來指稱包含形成於玻璃/塑膠基板上之多個感光像素(或感測器像素)的影像感測器面板裝置，如圖示及描述於本文者。此外，除非另有規定，用語“雙向顯示器”在此用來指稱包含顯示面板及影像感測器面板兩者的面板裝置，如圖示及描述於本文者。在不同的情形下，雙向顯示器可呈平坦，可撓，或弧形。
第1圖的剖面圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示包含影像感測器面板100的輸入裝置1。請參考第1圖，輸入裝置1包括影像感測器面板(image sensor panel；簡稱ISP)100與背光模組200，兩者圍封於殼體300中，其中，ISP 100的表面光學暴露於外部環境。背光模組200包括有多個光反射體205形成於其底面的導光板(有方形、矩形或其他適當的形狀)，以及至少一光源250，可為在導光板之一或更多角落的一或更多點光源(例如，LED)，或在導光板之一邊的線性光源(例如，冷陰極螢光 燈或CCFL)。
背光模組200沿著第一方向20從導光板正面放射均勻的平面光源，係藉由引導出於光源250的光線210以及用反射體205反射光線210。在一具體實施例中，背光模組200包含放射白色色彩之光線210的單一點光源250。在另一具體實施例中，背光模組200包含經設置鄰近方形/矩形導光板之4個角落的4個點光源250，該等光源250各自放射例如紅色、綠色、藍色及白色(或紅外線)色彩的光線。
在一具體實施例中，ISP 100包含數個透明區使得產生自背光模組200的均勻平面光源可穿透它以及打到放在導光板正面上的文件10。然後，文件10沿著第二方向30反射平面光源。反射光光學攜帶附屬於文件10的資訊。反射光所攜帶的此類資訊可用形成於ISP 100上的感光像素偵測，這在下文會詳述。
第2圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示影像感測器面板(ISP)100的平面圖。ISP 100包括透明基板110，由感測器像素120組成的陣列，以及用感測器像素120電氣耦合的多個直行導線(直行)130及橫列導線(橫列)140。感測器像素120可經形成鄰近直行130與橫列140的交點。在某些具體實施例中，感測器像素120可配置於基板110的第一區域上以形成方形點陣結構，矩形點陣結構，三角形點陣結構，六角形點陣結構及其類似者。可將每一個感測器像素120組配成例如有圓形形狀、橢圓形形 狀、方形形狀、有圓形角落的矩形形狀，或任何其他適當形狀。在一具體實施例中，使基板110的第一區域由於感測器像素120的存在而光學不透明。在一具體實施例中，ISP 100沒有發光元件以及在非感測器像素區(亦即，除第一區域之外者)光學透明。
在方形點陣結構的一具體實施例中，每個感測器像素可具有感測器像素大小S(例如，約10-40微米的寬度或直徑，這取決於像素形狀)以及兩個相鄰感測器像素可隔開像素分開距離P。像素分開距離P可約為像素大小S的1.5至5倍。例如，像素大小S可為20微米，而像素分開距離可為30微米(P=1.5S)，40微米(P=2S)，或50微米(P=2.5S)。該等感測器像素120分開以便空出透明區域150(亦即，非感測器像素區)以允許來自背光模組200的平面光源之至少一部份穿透它。
第3圖的剖面圖圖示如第2圖所示之影像感測器面板100的感測器像素120。請參考第3圖，感測器像素120可形成於TFT底板121上以及包含在TFT底板121上的下電極122，在下電極122上的介層(interlayer)123，在介層123上的感光層124，在感光層124上的上電極125，以及在上電極125上的保護層126。感光層124可包括半導體材料，例如，非晶矽(a-Si)，低溫多晶矽(LTPS)，金屬氧化物(ZnO，IGZO等等)及其類似者，係形成PIN結構。替換地，感光層124可包括有機光子敏感材料。介層123為視需要且可包括PEDOT：PSS。保護層 126為視需要且可包括透明護貝材料，或替換地為不透明(不透光)樹脂材料以便形成擋光物。
請參考第1圖至第3圖，在一具體實施例中，光源(例如，來自背光模組200的平面光源)可沿著第一方向20繞過感測器像素120以及通過非感測器像素區150射到帶有資訊基板(IBS)10。然後，IBS 10反射該光源，而攜帶來自IBS 10的資訊以及沿著第二方向30進入感測器像素120。在一具體實施例中，IBS 10上的較暗標記反射較少光線(強度較低)，同時IBS 10上的較亮標記反射較多光線(強度較高)。回應該反射光，感光層124偵測反射光所攜帶的資訊(例如，反射光的強度)以及產生電子，藉此形成垂直流動以及通過直行130及橫列140被偵測或讀取的光電流。在此具體實施例中，上電極125及/或保護層126可包括光學不透明材料，藉此當作擋光物，同時TFT底板121及下電極122可包括光學透明材料。
應瞭解，在一替代具體實施例中，光源的第一方向20與反射光的第二方向30可與圖示於第3圖的相反。照此，在該替代具體實施例中，上電極125及保護層126可包括光學透明材料，同時下電極122及/或TFT底板121可包括光學不透明(或不透光)材料，藉此當作擋光物。
第4A圖至第4D圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示被單一薄膜電晶體(TFT)底板121讀取之感測器像素120的分層結構。第4A圖圖示TFT底板在形成 感光層124之前的分層結構。第4B圖圖示分層結構沿著第4A圖之直線B-B繪出的剖面圖。第4C圖圖示在形成感光層124於TFT底板上之後的分層結構。第4D圖圖示分層結構沿著第4D圖之直線D-D繪出的剖面圖。
請參考第4A圖及第4B圖，感測器像素120形成於透明基板110(例如，由玻璃或塑膠製成者)上。閘極121G形成於基板110上，以及第一透明介電層112(例如，由SiO2製成者)形成於覆蓋基板110的閘極121G上。通道層121C形成於介電層112上且經圖案化以及位於與閘極121G對齊的位置。通道層121C包括半導體材料，例如，非晶矽(s-Si)，低溫多晶矽(LTPS)，金屬氧化物(ZnO，IGZO等等)及其類似者。源極/汲極121SD及121DS形成於介電層112上。源極/汲極121SD及121DS用通道層121C隔開，以及電氣耦合至通道層121C的相對兩側。第二透明介電層114形成於通道層121C和源極/汲極121SD及121DS上。閘極121G、通道層121C、源極/汲極121SD及121DS構成TFT底板121。
感測器像素電極122形成於第二透明介電層114上以及通過形成於介電層114的導通孔122V電氣耦合至源極/汲極121SD。在此具體實施例中，閘極121G電氣耦合至橫列140，同時源極/汲極121DS電氣耦合至直行130。在一具體實施例中，導通孔122V的形成可在形成感測器像素電極122之前，藉由選擇性蝕刻介電層114以暴露部份源極/汲極121SD。感測器像素電極122的形成可 藉由沉積金屬材料於介電層114上，填滿導通孔122V，以及隨後圖案化成，例如，有圓形角落的方形形狀，如第4A圖所示。在沉積金屬材料之前，可形成及蝕刻第三透明介電層116以界定感測器像素電極122的形狀。在沉積金屬材料時，可平坦化介電層116及感測器像素電極122供進一步處理。
請參考第4C圖及第4D圖，感光層124形成於感測器像素電極122上，以及上電極125形成於感光層124上。上電極125可耦合至共用接地(亦即，0伏特)。在一具體實施例中，感光層124可包含沉積於感測器像素電極122上的第一半導體層(有n型或者是p型導電性)，沉積於該第一半導體層上的本質半導體層，以及沉積於該本質半導體層上的第二半導體層(導電型與第一半導體層的相反)。這3層形成有PIN結構的光電二極管。照此，回應衝擊光線，該PIN結構可產生垂直流動的光電流。應瞭解，某些應用可能不需要該本質半導體層。在此具體實施例中，感光層124以微影製程蝕刻及圖案化，以便形成感測器像素120的陣列，如第2圖所示。
在其他具體實施例中，感光層124可為雙頻帶感測器，有兩個PIN結構(例如，p-i-n-i-p或n-i-p-i-n的垂直結構，或p-i-n及p-i-n的水平結構)，一PIN結構例如，對可見光(波長範圍在400奈米、700奈米之間)敏感，同時另一PIN結構例如對紅外線光(波長範圍在700奈米、1毫米之間)敏感。這兩個PIN結構可垂直地配置成 單一堆疊結構或水平地配置成彼此相鄰的兩個堆疊結構。
在一具體實施例中，感光層124可包括矽，鍺，硒，SiGe，GaAs，InGaAs，SiC，GaN，CuO，CuSe，CuTe，CdS，CdSe，CdTe，InSb，CuInGaS，CuInGaSe，CuInGaTe，TeGeHg，CuInSe，CuInS，CuInTe，HgCdTe，或彼等之組合，其形式為非晶、結晶或多晶。以對於可見光敏感的感測器像素陣列而言，非晶矽(a-Si)p-i-n堆疊可用PECVD製程直接形成。另外或替換地，其他感測元件可用夾在上、下電極之間的感測功能層形成。例如，熱影像陣列可用對於紅外光敏感的熱電層(thermo-electric layer)形成。在其他具體實施例中，可形成對X射線敏感的閃爍物質膜(scintillator film)取代p-i-n結構。例如，參考2014年6月19日公布的世界專利第WO 2014/093244號，在此併入本文作為參考資料。
在一替代具體實施例中，該感光層124可包括以下各物的添加物：p型高分子有機半導體(例如，聚(3-己烷噻吩)(poly(3-hexylthiophene))或聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(poly(3-hexylthiophene-2，5-diyl)，也習稱P3HT)，以及n型高分子有機半導體(例如，[6,6]-苯基-甲基-丁酸C6i([6,6]-phenyl-methyl-butanoate C6i，也習稱PCBs)。例如，參考2014年4月24日公布的世界專利第WO/2014/060693號，在此併入本文作為參考資料。
第5A圖及第5B圖的剖面圖根據本揭示內容的具體實施例各自圖示結合液晶顯示器(LCD)模組400 及有機發光二極體(OLED)顯示模組500的影像感測器面板100。請參考第5A圖，LCD模組400包括背光模組410經組配成得出例如白色色彩的平面光源20。背光模組410另外可包括第一偏光鏡以便使平面光源20沿著第一方向線性偏光。LCD模組400更包括在背光模組410上的TFT底板420，在TFT底板420上的液晶材料430，以及在液晶材料430上的彩色濾光器440。液晶材料430圍封於TFT底板420、彩色濾光器440之間。TFT底板420包括數個顯示像素電極以控制液晶材料430的旋轉取向以便旋轉平面光源20在不同像素位置的偏光方向。彩色濾光器440包括由用黑色矩陣隔開之數個色彩像素(例如，紅色，綠色，以及藍色)組成的陣列，每個色彩像素對應至TFT底板420的顯示像素電極，以便產生LCD模組400的有色輸出。彩色濾光器440另外可包括其偏光方向與背光模組410之第一偏光鏡垂直的第二偏光鏡。
如第5A圖所示，影像感測器面板(ISP)100設置於彩色濾光器440上以及與LCD模組400一起圍封於殼體300中。應瞭解，在某些具體實施例中，可形成與彩色濾光器440整合的ISP 100。ISP 100的上表面光學暴露於殼體300的外部以便允許平面光源20穿透它。如上述，ISP 100包括彼此隔開空出光學透明區域的多個感光像素。在一具體實施例中，ISP 100的感光像素與彩色濾光器440的黑色矩陣對齊以免干擾顯示品質。
儘管在某些具體實施例中，本揭示內容的 ISP 100可使用於觸控應用系統，LCD模組400仍可包括光學透明電容式觸控面板(未圖示)。該電容式觸控面板可設置於LCD模組400上以及於ISP 100、彩色濾光器440之間。替換地，該電容式觸控面板可設置於ISP 100上以及在安置於IBS 10上時可與其接觸。
請參考第5B圖，OLED顯示模組500包括有多個發光像素形成於其上的TFT底板510與在TFT底板510上的保護玻璃(cover glass)520。如第5B圖所示，影像感測器面板(ISP)100設置於保護玻璃520上以及與OLED顯示模組500一起圍封於殼體300中。應瞭解，在某些具體實施例中，ISP 100可形成於保護玻璃520上及與其整合。ISP 100的上表面光學暴露於殼體300的外部以便允許平面光源20穿透它。如上述，ISP 100包括彼此隔開空出透明區域的多個感光像素。在一具體實施例中，ISP 100的透明區域(亦即，在感光像素之間的區域)對齊OLED顯示模組的發光像素，以便維持顯示品質實質不受影響。
在一些具體實施例中，OLED顯示模組500另外可包括光學透明電容式觸控面板(未圖示)。該電容式觸控面板可設置於OLED顯示模組500上以及於ISP 100、保護玻璃520之間。替換地，該電容式觸控面板可設置於ISP 100上以及在安置於IBS 10上時可與其接觸。
請參考第5A圖及第5B圖，在操作時，帶有資訊基板(IBS)10，例如文件，可以帶有資訊表面接觸ISP 100上表面的方式放在ISP 100上，使得平面光源20可從 IBS 10反射以形成反射光30。然後，ISP 100的感測器像素可偵測來自IBS 10的反射光30，藉此擷取附屬於IBS 10之帶有資訊表面的文字或圖形資訊。
第6圖的平面圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示與顯示模組之黑色矩陣對齊的感測器像素陣列。第7圖的平面圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示與顯示模組之黑色矩陣有點不對齊的感測器像素陣列。第8圖的平面圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示與顯示模組之黑色矩陣對齊的感測器像素陣列。
請參考第6圖至第8圖，可使用由結合彩色濾光器440之感測器像素120組成的不同陣列組態以擷取光學影像。在一具體實施例中，彩色濾光器440包含紅色子像素442、綠色子像素444、以及藍色子像素446。彩色濾光器440可具有像素大小D(例如，長度或寬度)，以及感測器像素120可具有感測器像素大小S(例如，直徑)。如第6圖所示，在一具體實施例中，感測器像素120彼此隔開約有D/3。如第7圖所示，在另一具體實施例中，感測器像素120彼此隔開約有D/2。如第8圖所示，在另一具體實施例中，感測器像素120彼此隔開約有2D/3。結果，本揭示內容的影像感測器面板的感測解析度(單色)可約為顯示解析度的兩倍或三倍。應瞭解，彩色濾光器可形成於感測器像素120上以便用本揭示內容的影像感測器面板擷取彩色影像。
請參考第6圖，子像素442、444及446用 黑色矩陣448彼此隔開。在此具體實施例中，所有感測器像素120與黑色矩陣448對齊。在某些情形下，儘管感測器像素大小S可稍微大於黑色矩陣448的寬度因而與彩色濾光器440稍微重疊，然而顯示品質實質不受影響，因為至少有90%的顯示器發光面積不被感測器像素120阻礙。
請參考第7圖，感測器像素120中有些與黑色矩陣448不對齊。例如，如第7圖所示，感測器像素120中之一個與綠色子像素444重疊。儘管顯示器發光面積少許被一些感測器像素120阻礙，然而顯示品質(例如，均質性)仍可實質不受影響，因為感測器像素大小S可遠小於顯示像素大小D。此外，可調整顯示品質，以及在影像感測器面板設置及黏著顯示模組上之後藉由校正個別彩色濾光器440的發光強度來微調。
請參考第8圖，子像素442、444及446用黑色矩陣448彼此隔開，以及所有感測器像素120與黑色矩陣448對齊。在此具體實施例中，感測器解析度約為顯示解析度的1.5倍。
第9圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示被3個薄膜電晶體(TFT)讀取之感測器像素120的示範電路。在此具體實施例中，感測器像素120包括第一TFT 910，第二TFT 920，第三TFT 930，以及薄膜光電二極管950。第一TFT 910，第二TFT 920，以及第三TFT 930都形成於玻璃基板110上，同時薄膜光電二極管950堆疊於第一、第二及第三TFT 910、920及930上面。如第9圖 所示，第一TFT 910的閘極耦合至橫列140。第一TFT 910的汲極耦合至直行130。第一TFT 910的源極耦合至第二TFT 920的汲極。第二TFT 920的源極耦合至電壓源VDD或922。第二TFT 920的閘極耦合至節點940。第三TFT 930的閘極耦合至重設訊號線934。第三TFT 930的源極耦合至重設電壓VRST或932。第三TFT 930的汲極與節點940耦合。光電二極管950的陰極耦合至節點940。光電二極管950的陽極耦合至共用接地905。
第三TFT 930當作開關以重設光電二極管950。當第三TFT 930用從重設訊號線934送出的ON訊號打開時，光電二極管950連接至重設電壓932(或電源供應器)，藉此消除累積於節點940上的電荷。第二TFT 920當作緩衝器(例如，源極隨耦器(source follower))及放大器，係允許觀測光電二極管950的像素電壓而不移除累積電荷。第一TFT 910當作開關以從用直行130及橫列140耦合的感測器像素陣列選出一個感測器像素，以便讀取選定的感測器像素。當第一TFT 910打開以回應來自橫列140的ON訊號時，通過直行130可測量對應至光電二極管950之像素電壓的資訊。在一具體實施例中，電壓源VDD可綁定至第三TFT 930的重設電壓932(或電源供應器)。
第10A圖至第10D圖圖示第9圖之感測器像素120的分層結構。應瞭解，除非本文另有說明，本揭示內容提及的電導線(例如，訊號線，金屬互連件等等)有至少5微米的線寬與至少3微米的線間距(line separation)。請參考第10A圖至第10D圖及第9圖，第一TFT 910的閘極911，第二TFT 920的閘極921，以及第三TFT 930的閘極931都形成於基板110的不同位置上。
請參考第10A圖，重設訊號線934形成於基板110上，係線性橫越感測器像素120的後面部份，以及通過金屬互連件936電氣耦合至閘極931。橫列導線140形成於基板110上，係線性橫越感測器像素120的前面部份，以及通過金屬互連件916電氣耦合至閘極911。金屬互連件926形成於基板110上且電氣耦合至閘極921。
請參考第10A圖及第10C圖，厚度約0.2微米至0.4微米的第一介電層960形成於閘極911、921及931，重設訊號線934、橫列導線140及金屬互連件916、926及936的上方。第一介電層960包含藉由選擇性蝕刻形成的導通孔927，藉此暴露金屬互連件926在閘極921之遠端的部份。在一具體實施例中，第一介電層960包括低k介電材料且可平坦化供進一步處理。
請參考第10B圖及第10D圖，通道層904形成於在閘極911及921兩者上面的第一介電層960上，以及重設訊號線934形成於在閘極931上面的第一介電層960上。在此具體實施例中，第一、第二TFT 910、920的閘極911及921共享單一通道層904。在其他具體實施例中，可形成各自在閘極911及921上面及與其對齊的兩個獨立通道層於第一介電層960上，而不是單一通道層904。
請參考第10B圖，第10C圖及第10D圖， 直行導線130形成於第一介電層960上，係線性橫越感測器像素120的右手部份，以及通過源極/汲極913電氣耦合至通道層904的右側(或第一TFT 910)。電壓源線922形成於第一介電層960上，係線性橫越感測器像素120的中央部份，以及通過源極/汲極925電氣耦合至通道層904的左側(或第二TFT 920)。重設電壓線932形成於第一介電層960上，係線性橫越感測器像素120的左手部份，以及通過源極/汲極935電氣耦合至重設訊號線934的左側(或第三TFT 930)。金屬互連件(或源極/汲極)933形成於填滿導通孔927的第一介電層960上，以及通過金屬互連件926電氣耦合重設訊號線934的右側與閘極921。
在一具體實施例中，當通道層904包括包含電移動性相對低之半導體材料(例如，有約0.5至1.0cm2/(V˙s)之電子移動性的非晶矽以及有約1.0至20.0cm2/(V˙s)之電子移動性的IGZO)的單層時，金屬互連件905形成於通道層904上以及於閘極911、921之間，以便構成源極/汲極923及915，以及形成各自用於第一、第二TFT 910、920的兩個不同通道區。在另一具體實施例中，當通道層904包括包含電移動性相對高之半導體材料(例如，有至少100.0cm2/(V˙s)之電子移動性的LTPS)的單層時，不需要用於第一、第二TFT 910、920的金屬互連件905。在一替代具體實施例中，當通道層904包括兩個獨立及彼此隔離的通道層時，金屬互連件905形成於第一介電層960上以及覆蓋這兩個獨立通道層的側面，以便構成源極/汲極923及 915。
請參考第10B圖及第10D圖，第二介電層970形成於源極/汲極913、915、923、925、933及935上，以及覆蓋通道層904及重設訊號線934。在一具體實施例中，第二介電層970包括導通孔942，係藉由選擇性蝕刻第二介電層970形成且可加以平坦化供進一步處理。如第10D圖所示，感測器像素電極122形成於填滿導通孔942的第二介電層970上，以及通過源極/汲極933電氣耦合至第三TFT 930。在一具體實施例中，感測器像素電極122可具有與第一、第二及第三TFT 910、920及930之集合實質相等的表面積，以便形成垂直堆疊結構。在一具體實施例中，第二介電層970的厚度在0.3微米、2.0微米之間，或至少有0.3微米，以便防止或至少減少對於底下TFT 910、920及930由例如寄生電容效應引起的不合意干擾。
第11圖的透視圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示包括雙向顯示器1110(包括顯示面板及設置於該顯示面板上的影像感測器面板)的膝上電腦1100。雙向顯示器1110可用來擷取帶有資訊基板(IBS)1120上的圖形資訊。如第11圖所示，使用者可用一手握住其帶有資訊表面(亦即，例如，附有文字或圖形的表面)面向雙向顯示器1110之螢幕表面的IBS 1120。使用者可用另一手藉由按下膝上電腦1100的按鈕1130(例如，鍵盤上的按鍵)來觸發掃描事件。在一替代具體實施例中，一旦IBS 1120接觸及適當地遵循雙向顯示器1110的螢幕表面，可自動地觸發掃描 事件。
附屬於IBS 1120的資訊可從雙向顯示器1110光學擷取以回應被觸發的掃描事件。在一具體實施例中，膝上電腦1100另外可包括在膝上電腦1100鍵盤部份之一側的機械開關以開關雙向顯示器1110之影像感測器面板的電力，以便減少耗電量以及增強使用者隱私權。應瞭解，該機械開關可實作成為軟/虛擬按鈕及/或鍵盤上的功能按鍵或功能按鍵的組合。
第12圖的透視圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示包括雙向顯示器1210(含有顯示面板與設置於該顯示面板上的影像感測器面板)的智慧手機裝置1200。雙向顯示器1210可用來光學擷取帶有資訊基板1220的影像副本。請參考第12圖，智慧手機裝置1200包括雙向顯示器1210，鄰近智慧手機裝置1200之正面的迷你相機1202，鄰近智慧手機裝置1200之反面的啟動按鈕1240，以及在智慧手機裝置1200之一側的開機/鎖定按鈕(power/lock button)1260。智慧手機裝置1200視需要可包括保護蓋片1205以及視需要包括有控制按鈕1230的耳機1250。
如第12圖所示，使用者可握住其帶有資訊表面面向雙向顯示器1210之螢幕表面的IBS 1220。在一具體實施例中，保護蓋片1205可包含IBS夾1206，其大小可經製作成容納，例如，標準名片或信用卡，使得IBS 1220可用保護蓋片1205夾住以及在保護蓋片1205翻轉及蓋上雙向顯示器1210時掃描它。取決於設計選擇，使用者 觸發掃描事件可藉由按下啟動按鈕1240，按下耳機1250的控制按鈕1230，按下開機/鎖定按鈕1260，或以上動作的組合。在另一具體實施例中，在IBS 1220接觸及適當地遵循雙向顯示器1210的螢幕表面後，可立即觸發掃描事件。
在另一具體實施例中，智慧手機裝置1200可包括在雙向顯示器1210下面設置於一或不同位置的一或更多磁性開關(未圖示)。在此具體實施例中，使用者觸發掃描事件可藉由使保護蓋片(cover flap)1205蓋上雙向顯示器1210，以及使一或更多磁鐵接近及對齊磁性開關。該等磁鐵可嵌入保護蓋片1205或在覆蓋折片1205蓋上雙向顯示器1210後外加。
如第12圖所示，IBS 1220可具有實質矩形形狀，但是在放置於顯示螢幕上時，對於雙向顯示器1210的矩形形狀稍微旋轉。因此，在一具體實施例中，智慧手機裝置1200可首先偵測IBS 1220的邊界。在判定IBS 1220的邊界時，它可稍微大於IBS 1220的實際面積，雙向顯示器1210的顯示面板可放射只在IBS邊界之內的探測光。回應掃描事件的觸發，附屬於IBS 1220的資訊可由反射光攜帶而被雙向顯示器1210的影像感測器面板擷取，以及轉換成數位影像。
第13圖的透視圖圖示包括雙向顯示器1310(包含顯示面板與設置於該顯示面板上的影像感測器面板)的智慧手機裝置1300。根據本揭示內容之一具體實施例， 雙向顯示器1310可用來偵測使用者之手指繪畫1320。請參考第13圖，與第12圖之智慧手機裝置1200類似的智慧手機裝置1300包括雙向顯示器1310與鄰近智慧手機裝置1300之反面的啟動按鈕1340。在處於繪畫偵測模式時，雙向顯示器1310的影像感測器面板可使用影像感測器面板被動地偵測使用者的接觸/繪畫，而不是放射探測光脈衝。替換地，在雙向顯示器1310切到繪畫偵測模式的時段期間，雙向顯示器1310的顯示面板可主動放射強度恆定探測光。在一具體實施例中，當物件(例如，指尖或筆尖)放上或鄰近雙向顯示器1310時，它可順序地感測物件在雙向顯示器1310上形成繪畫1320的位置及/或方向，藉此偵測繪畫1320的形狀或圖案。在某些具體實施例中，可使用雙向顯示器1310的影像感測器面板以取代現有電容式觸敏面板。
第14圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示電子裝置1400的方塊圖。如第14圖所示，電子裝置1400包括通過系統匯流排1460互相電氣耦合的雙向顯示器1410，記憶體1420，處理器1430，輸入裝置1440，以及儲存裝置1450。雙向顯示器1410包括LCD模組400或OLED顯示模組500，以及設置於LCD模組400或OLED顯示模組500上的影像感測器面板100，其實施例圖示於第5A圖及第5B圖。此外，雙向顯示器1410包括源極控制電路1404，閘極控制電路1406，直行解碼電路1402，以及橫列解碼電路1408。源極控制電路1404與閘極控制 電路1406通過源極線及閘極線電氣耦合至LCD模組400或OLED顯示模組500，以便控制LCD模組400或OLED顯示模組500之發光元件的發射。直行解碼電路1402及橫列解碼電路1408通過直行解碼線及橫列解碼線電氣耦合至影像感測器面板100的感測器像素，以便控制影像感測器面板100之感測器像素的光偵測。
在一具體實施例中，源極控制電路1404，閘極控制電路1406，直行解碼電路1402及橫列解碼電路1408各自用不同的積體電路(IC)晶片實現。不過，應瞭解，源極控制電路1404，閘極控制電路1406，直行解碼電路1402及橫列解碼電路1408中之一些或所有可整合成單一IC晶片。此外，源極控制電路1404與閘極控制電路1406可實作成為一個IC晶片，同時直行解碼電路1402與橫列解碼電路1408可實作成為另一個IC晶片。
為了使用雙向顯示器1410擷取影像，電腦程式產品可存入儲存裝置1450(例如，硬碟，非揮發性固態記憶體驅動器及其類似者)以及載入電子裝置1400的記憶體1420(例如，隨機存取記憶體(RAM)或其他揮發性記憶體)供處理器1430執行。在一具體實施例中，所有或部份電腦程式產品可作為附加模組包含於電子裝置1400的作業系統(例如，Linux，Android，iOS等等)中。在另一具體實施例中，該電腦程式產品可為在電子裝置1400上使用作業系統資源可執行的獨立電腦軟體應用系統(例如，行動應用程式(mobile app)或軟體應用套裝程式)。在一具體實施 例中，該電腦程式產品包括探測模組1421，光偵測模組1422，以及影像組合模組1425。在一具體實施例中，該電腦程式產品另外包括邊界判定模組1423、符合度判定模組1424及光學字元辨識(optical character recognition；簡稱OCR)模組1426中之一或更多。在一具體實施例中，該電腦程式產品更可包括解譯器模組1428，例如經組配成解譯以特定腳本語言寫成之代碼行以及命令電子裝置1400之硬體執行代碼行所規定之功能的腳本語言軟體程式。
探測模組1421包括控制閘極控制電路1406及源極控制電路1404的電腦指令，藉此可傳送探測訊號給LCD模組400或OLED顯示模組500的發光元件，以回應掃描事件，藉此放射預定探測光。
光偵測模組1422包括控制直行解碼電路1402及橫列解碼電路1408的電腦指令，藉此可偵測進入影像感測器面板100之感測器像素的光線(例如，來自IBS的反射光)以回應掃描事件。經偵測的原始影像資料可傳送至影像組合模組1425供進一步處理。
影像組合模組1425包括分析光偵測模組1422所偵測之原始影像資料的電腦指令，以及從原始影像資料組合或產生數位影像資料檔。在一具體實施例中，該數位影像資料檔可為有失真/不失真壓縮格式(例如，JPG，PNG，TIFF等等)的像素基影像資料檔，或有未壓縮格式(例如，BMP)的像素基影像資料檔。在一具體實施例中，影像組合模組1425將生成數位影像資料檔存入儲存裝置 1450。然後，該數位影像資料檔備妥供使用者存取或進一步處理。
在一具體實施例中，該生成數位影像資料檔傳送至OCR模組1426或由OCR模組1426載入供進一步處理。OCR模組1426分析數位影像資料檔以及從影像資料檔取出文字資訊。取出文字資訊可存入儲存裝置1450作為文字資料檔(例如，TXT，DOC等等)。替換地，該取出文字資訊可與非文字影像資料一起保存作為影像/文字複合資料檔(例如，PDF)。
邊界判定模組1423包括判定IBS放在本發明影像感測器面板100上之邊界的電腦指令。在一具體實施例中，在觸發掃描事件時，邊界判定模組1423傳送一指令集給偵測模組1422以被動地監視IBS。在IBS放上影像感測器面板100的螢幕表面時，邊界判定模組1422擷取影像感測器面板100之整個螢幕的暫時影像。由於偵測模組1422被動地監視IBS(亦即，在不放射探測光下)，暫時影像中相對較暗的區域可對應至IBS區域，同時暫時影像中相對較亮的區域可對應至非IBS區域。應瞭解，偵測模組1422可用不斷放射的白色探測光監視IBS。在此類情形下，暫時影像中相對較亮的區域可對應至IBS區域，同時暫時影像中相對較暗的區域可對應至非IBS區域。
在一具體實施例中，邊界判定模組1423分析暫時影像以及根據暫時影像的亮度變化來判定IBS的邊界。在一具體實施例中，在分析暫時影像之前，邊界判定 模組1423可調整暫時影像，例如，藉由增加暫時影像的對比。在一具體實施例中，邊界判定模組1423產生邊界資料檔(包括邊界位置的資料點)以及將邊界資料檔存入儲存裝置1450。在一具體實施例中，該IBS可為使用者之腳，以及藉由使用者之腳放上本揭示內容的影像感測器面板100，邊界判定模組1423可取得使用者之腳的邊界資料。然後，可進一步分析該邊界資料及換算使用者的鞋子尺寸，藉此確定使用者可用鞋類的庫存。
符合度判定模組1424包括判定IBS是否已適當放上影像感測器面板100之螢幕表面的電腦指令。在一具體實施例中，符合度判定模組1240監視影像感測器面板100的感測器像素以及等待IBS。一旦感測器像素偵測到IBS放上影像感測器面板100，就可擷取暫時影像以及傳送到符合度判定模組1424。符合度判定模組1424隨後分析該暫時影像以及判定該暫時影像是否實質聚焦。由於本揭示內容的雙向顯示器面板1410不包含收歛或發散透鏡，該暫時影像只在IBS接觸或極靠近影像感測器面板100之上表面時可聚焦或不糢糊。如果該暫時影像實質聚焦或不糢糊，符合度判定模組1424則判定IBS適當地放上影像感測器面板100以及備妥掃描事件。
第15圖根據本揭示內容之一具體實施例圖示用於擷取來自帶有資訊基板之圖形資訊的流程圖。本揭示內容的方法可擷取單色(黑/白或灰階)帶有資訊基板或有色帶有資訊基板上的圖形資訊。
在一具體實施例中，在步驟1501，使帶有資訊基板(IBS)以帶有資訊表面面向雙向顯示器的方式接觸或緊挨著雙向顯示器的螢幕表面。在步驟1503，回應已觸發的掃描事件，單一色彩的探測光由雙向顯示器面板射到IBS。在步驟1505，來自IBS的反射光用雙向顯示器面板的光偵測元件陣列偵測成為原始影像資料。在步驟1507，由該原始影像資料構成有預定格式的數位影像資料檔。在步驟1509，該數位影像資料檔存入電腦記憶體供進一步處理。
在一替代具體實施例中，步驟1503及1505可重覆數次用以擷取有色IBS上的資訊。例如，藉由順序地(i)放射紅色探測光以及偵測反射紅色光，(ii)放射綠色探測光以及偵測反射綠色光，以及(iii)放射藍色探測光以及偵測反射藍色光，本揭示內容的雙向顯示器可產生有色原始影像資料用以構成有色數位影像資料檔。
第16A圖及第16B圖根據本揭示內容的一些具體實施例圖示組配成為3D影像感測器的雙向顯示器1600。在一具體實施例中，雙向顯示器1600的影像感測器面板1610可用軟體程式產品分成數個子區域以從不同的角度來擷取物件的影像。在一具體實施例中，雙向顯示器1600可為有凹形主動面的弧形顯示器，藉此影像感測器面板1610的不同子區域可以不同的角度來取得物件的影像。以不同角度取得同一個物件的這些影像可用來重建物件的3D影像。
在一具體實施例中，雙向顯示器1600可為有平坦顯示面的平板顯示器。對於這些平板裝置，雙向顯示器1600的影像感測器面板另外可包括有多個微透鏡的微透鏡陣列，每個微透鏡形成於一影像感測器像素上，以及對於整個影像感測器面板或彼之子區域，該等微透鏡一起形成一個有效光學透鏡(例如，菲涅耳透鏡)用於某種所欲光學機能(例如，焦點，視場等等)。
請參考第16A圖，在一具體實施例中，影像感測器面板1610可分成兩個子區域，亦即，左輸入區域1610L(實際為第一相機)與右輸入區域1610R(實際為第二相機)。左、右輸入區域1610L、1610R可為有相等寬度及長度的矩形區。在一具體實施例中，左、右輸入區域1610L、1610R的面積可為總顯示面積之一部份。在一具體實施例中，左、右輸入區域1610L、1610R的縱橫比可與雙向顯示器1600的相同，藉此在沒有水平或垂直縮放/扭曲下，可直接顯示區域1610L、1610R所取得的影像於雙向顯示器1600上。
請參考第16B圖，在一具體實施例中，影像感測器面板1610可分成4個子區域，亦即，左上輸入區域1610UL(實際為第一相機)，左下輸入區域1610LL(實際為第二相機)，右上輸入區域1610UR(實際為第三相機)，以及右下輸入區域1610LR(實際為第四相機)。類似圖示於第16A圖的輸入區域1610L、1610R，輸入區域1610UL、1610LL、1610UR及1610LR可為有相等寬度及長度的矩形 區(亦即，相等面積)。在一具體實施例中，輸入區域1610UL、1610LL、1610UR、1610LR的面積可為雙向顯示器1600之總顯示面積的一部份。在一具體實施例中，輸入區域1610UL、1610LL、1610UR及1610LR的縱橫比可與雙向顯示器1600的相同，藉此在沒有水平或垂直縮放/扭曲下，可直接顯示輸入區域1610UL、1610LL、1610UR及1610LR所取得的影像於雙向顯示器1600。儘管圖示及描述了兩種子區域分割，然而應瞭解，在不脫離本揭示內容的精神及範疇下，仍可能有其他類型的子區域分割。
本揭示內容的雙向顯示器可使用於各種背景。以下為數種使用範例。應瞭解，本揭示內容的雙向顯示器可使用於各種其他背景而不脫離本揭示內容的精神及範疇。
實施例1-信用卡
在此實施例中，消費者的信用卡為IBS。在完成線上購買之前，例如，消費者常通過電子商業網站或行動應用程式提示輸入信用卡資訊。必要信用卡資訊包括下列中之一或更多：信用卡號(例如，16個數字)，到期月份/年，以及顯現於信用卡之一面上的帳戶持有人姓名，以及顯現於信用卡之另一面上的安全碼(3或4個數字)。
用本揭示內容的雙向顯示器，電子商業網站或行動應用程式可使用在顯示面板上的圖形使用者介面從消費者信用卡的正反兩面直接擷取信用卡資訊。照此，在線上購買完結時，消費者不需要用手輸入信用卡資訊。此外，本揭 示內容的雙向顯示器可排除信用卡交易用磁條閱讀機的需要。
在一具體實施例中，雙向顯示器上的圖形使用者介面包括第一矩形區，其實際面積可相當於或稍微大於標準信用卡的表面尺寸。然後，該圖形使用者介面可指示消費者把他/她的信用卡放在雙向顯示器上以及在第一矩形區的邊界內，以及信用卡的正反兩面面向雙向顯示器。然後，可觸發掃描事件使得電子商業網站或行動應用程式可擷取信用卡之正面或反面的影像。
在一具體實施例中，可用OCR模組分析該擷取影像以從該擷取影像取得文字信用卡資訊。該文字信用卡資訊可包括信用卡號，帳戶持有人名字，到期月份/年，安全碼等等。之後，可用取得的信用卡資訊完成線上購買的貨幣交易。在一具體實施例中，該擷取資訊可另外包括消費者手寫簽名的影像或在信用卡一面上之雷射貼紙的影像，藉此增強電子商務的交易安全性。
實施例2-鞋子尺寸測量
在此實施例中，消費者的腳為IBS。服裝及時尚配件的線上購買已變成消費者存取網際網路的慣例。在線上購買訂購時，例如，鞋子(特別是，童鞋)，常常難以選擇所欲鞋款的正確鞋子尺寸。不同鞋子製造者/供應商的鞋子尺寸編號系統常常不一致，特別是在他們基於不同的國家來編號時。亦即，兩個鞋子製造者/供應商的相同鞋子尺寸號碼可對應至兩個完全不同的實際物理尺寸。因此，消費者 常常訂到錯誤尺寸的鞋子而必須花費額外的時間及努力去退貨/換成正確的尺寸。
用本揭示內容的雙向顯示器，可準確地測量物件的真實尺寸。例如，電子商業網站或行動應用程式可利用雙向顯示器上的圖形使用者介面以及通過圖形使用者介面取得腳大小資訊。在一具體實施例中，該圖形使用者介面提示消費者把光腳(例如，嬰兒腳)放上雙向顯示器。在一替代具體實施例中，消費者可首先藉由描摹在紙上的實際腳部來畫腳印於紙上，然後把腳印紙放在雙向顯示器上以便判定鞋子尺寸。然後，可觸發掃描事件藉此可從雙向顯示器直接擷取腳印資訊。之後，該電子商業網站或行動應用程式可分析腳印資訊以及判定腳大小，藉此判定所欲鞋子的正確鞋子尺寸編號。儘管腳大小的判定可能不完全準確，然而在本揭示內容雙向顯示器的協助下，大體可減少訂到錯誤鞋子尺寸的機率。
實施例3-光學觸控
當使用者指尖接觸或觸摸雙向顯示器的螢幕表面，柔軟有彈性的指尖變成平的而在顯示螢幕上顯示圓形/橢圓形形狀(或觸摸形狀)。該感光像素陣列可“看見”觸摸形狀以及在本揭示內容的電子裝置中觸發TOUCH_DOWN事件。當手指離開雙向顯示器的螢幕表面時，它在本揭示內容的電子裝置中觸發TOUCH_UP事件。例如，在預定時段內的TOUCH_DOWN、TOUCH_UP事件的一個順序構成一SINGLE_CLICK事件。例如，在預定時段內的兩個連續 TOUCH_DOWN、TOUCH_UP事件構成一DOUBLE_CLICK事件。當手指觸摸雙向顯示器的螢幕表面以及橫過螢幕表面時，它觸發一DRAWING事件，以及電子裝置可隨後偵測作為輸入的繪畫形狀。
實施例4-指紋及其他生物特徵
有雙向顯示器(包含顯示模組及影像感測器面板)的智慧手機裝置可用來偵測使用者的指紋及/或其他生物特徵。雙向顯示器的一部份(例如，方形/矩形區)可用來光學偵測指紋，同時雙向顯示器的另一部份/區可即時顯示偵測結果。受偵測的指紋可與儲存於電子裝置中的現有指紋比對以控制電子裝置的存取。
實施例5-脈衝血氧計
有雙向顯示器(包含顯示面板及影像感測器面板)的智慧手機裝置可用來偵測人類的脈膊率或心跳。例如，使用者可將手指(例如，食指或拇指)放上及貼著智慧手機裝置的雙向顯示器。然後，該顯示面板可放射例如紅色色彩的光源至手指，以及影像感測器面板可測量擴散進入手指及被它反射的光線。然後，該智慧手機裝置可分析影像感測器面板所偵測之反射光的時序特性以判定使用者的心跳或脈膊率。
如上述，有本發明雙向顯示器的智慧手機裝置也可用來擷取指紋。已有人報導，現有指紋掃描器可用使用者手指的影像副本輕易地竄改。照此，同時測量指紋與脈膊率兩者可確保指紋擷取自實際及活著的人。因此，本發明雙 向顯示器可實現增強的安全性以防智慧手機裝置或其他交易的未授權存取。
實施例6-溫度計
在一具體實施例中，智慧手機裝置的顯示螢幕可包括本揭示內容的影像感測器面板。該影像感測器面板可包括對紅外線及可見光都敏感的雙頻帶感測器像素。由於取得溫度測量值只需要少量的紅外線敏感像素，因此應瞭解，影像感測器面板上的感測器像素不需要全部都對於紅外光敏感。在此具體實施例中，使用者可簡單地使智慧手機裝置的顯示螢幕與使用者的身體表面(例如，前額)接觸以測量使用者身體的黑體輻射，藉此判定使用者的體溫。
實施例7-資料鍵入
在此實施例中，IBS可為有編碼標記(例如，QR碼，條碼(一維或二維)及其類似者)印製或附屬於其上的文件，一張紙，名片及其類似者。編碼標記可用預定演算法解碼。應瞭解，智慧手機螢幕也可用作IBS，以及編碼標記可顯示於智慧手機螢幕上。
編碼標記可包含各種類型的資訊。例如，編碼標記可包括所欲目的地的地址資訊(例如，經度，緯度，及/或海平面，或街道地址)，文字形式的電腦指令(例如，以腳本語言寫成的電腦代碼)，二元形式的媒體資料(例如，視訊資料，音訊資料，影像資料等等)及其類似者。讀取包含於IBS上之編碼標記中的任何資料可藉由把IBS放在本揭示內容的影像感測器面板上。應瞭解，儘管需要聚焦，智慧 手機裝置的後方或前方相機也可用來讀取描述於本文的IBS。
在一具體實施例中，車輛導航系統可包括在彼之顯示螢幕上的影像感測器面板，以及IBS的編碼標記可包括目的地資訊(例如，街道地址，或緯度及經度)。在操作時，使用者可使IBS鄰近或接觸車輛導航系統的螢幕表面。然後，該車輛導航系統的回應是從IBS讀出目的地資訊，只在數秒內自動找到及顯示目的地於它的顯示螢幕上。使用者可點擊導航系統上的確認/啟動按鈕，藉此開始導航到目的地。
在一替代具體實施例中，智慧手機裝置可包括在彼之顯示螢幕上的影像感測器面板，以及IBS的編碼標記可包括以腳本語言寫成的電腦指令。應瞭解，也可使用智慧手機裝置的後方或前方相機讀取有編碼標記的IBS。
例如，IBS可包括要用在緊急狀況之電腦指令的編碼標記，例如，車禍。此類電腦指令例如可為：
Figure 109102581-A0305-02-0040-1
Figure 109102581-A0305-02-0041-2
當IBS用智慧手機螢幕上的影像感測器面板掃描及讀取時，例如，上述電腦指令觸發在智慧手機裝置上執行的解譯器模組1428(例如，參考第14圖)以運行該等電腦指令。在此具體實施例中，該等電腦指令定義表示使用者姓名(亦即，“John Doe”)；使用者的車輛保險保單號碼(亦即，“001122334455”)；保險公司的聯絡號碼(亦即，“+1-617-987-6543”)；以及緊急求助熱線號碼(“911”)的4個變數。然後，智慧手機裝置的解譯器模組1428得到使用者的目前位置資訊藉由呼叫函數“GetLocation( )”，從智慧手機裝置的GPS組件送回緯度及經度的輸出，以及將輸出寫到變數“Loc”(例如，Loc=[+42.12071232，-71.17251217]，表示意外地點的緯度及經度)。解譯器模組1428也藉由呼叫函數“GetCurrentTime( )”得到目前日期及 時間，以及藉由呼叫函數“GetPhoneNumber( )”得到智慧手機裝置的電話號碼。該等函數的輸出各自存入變數Time(例如，“January 1，2015，11：59：59AM”)及Contact(例如，“+1-617-987-6543”)。
此外，解譯器模組1428指示智慧手機呼叫記錄於變數“Police”中的“911”。在與“911”連線後，解譯器模組1428指示智慧手機以語音讀出例如“John Doe had a car accident at location[+42.12071232,-71.17251217],on January 1,2015,11：59：59 AM and his/her contact number is +1-617-987-6543,please help.”的句子。如果以上句子完整地讀給警官，則呼叫函數會送回SUCCESS的輸出以及寫到變數Msg1。否則，會送回FAIL的輸出以及寫到變數Msg1。應瞭解，上述句子可用“Text( )”函數送出文字信息至特定派出所，而不是呼叫警察。另外或替換地，解譯器模組1428藉由呼叫“Text( )”函數可送出文字信息給使用者的保險公司。在此具體實施例中，解譯器模組1428送給保險公司的文字信息字串，例如，是“John Doe,whose policy number is 001122334455,had a car accident at location [+42.12071232,-71.17251217],on January 1,2015,11：59：59 AM.”。如果上述文字信息字串送到保險公司，則呼叫函數會送回SUCCESS的輸出以及寫到變數Msg2。
實施例8-遊戲
本揭示內容的雙向顯示裝置可用作非接觸式使用者介面。在一情節中，玩視訊遊戲者可在本揭示內容的雙向顯 示裝置前方站著或坐著。例如，請參考第16A圖，遊戲軟體可將影像感測器面板1610組配成為兩個輸入區域1610L、1610R。當玩家用手勢與視訊遊戲互動時，輸入區域1610L、1610R可擷取玩家的手勢以及判定例如玩家身體或手的空間座標。然後，此類空間座標可用來與視訊遊戲中的不同遊戲角色或主題互動。
為了描述及界定本揭示內容，應注意，程度用語(例如，“實質”、“稍微”、“大約”、“相當於”等等)在此可用來表示可歸因於任何數量比較、數值、測量值或其他表達式的固有不確定程度。此類程度用語在此也可用來表示定量表達式在不造成待審專利標的之基本功能改變下可隨著提及參考而有所不同的程度(例如，約10%或更少)。
儘管本文已詳述本揭示內容的各種具體實施例，然而本技藝一般技術人員應瞭解，在不脫離本揭示內容的精神及範疇下仍有變體及其他的具體實施例。
100:影像感測器面板
110:透明基板
120:感測器像素
130:直行導線(直行)
140:橫列導線(橫列)
150:非感測器像素區
P:像素分開距離
S:像素大小

Claims (20)

  1. 一種影像感測器面板，係包括：一透明基板，具有沒有資訊顯示像素的一第一表面；以及一感測器陣列，包括在該第一表面上且彼此間隔的多個感光像素；其中，該多個感光像素之各者包括一控制組件、一感光組件和在該控制組件與該感光組件間之一介電層；及其中，該控制組件、該介電層、及該感光組件係形成一垂直堆疊結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器面板，其中，該感測器陣列在該第一表面上界定一第一區域，該多個感光像素設置於該第一區域內，以及在該第一表面上界定除該第一區域之外的第二區域，並且其中，該第一區域對於可見光是光學不透明，而該第二區域對於可見光是光學透明。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之影像感測器面板，其中，該第二區域具有大於該第一區域的面積的面積。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器面板，其中，該控制組件通過該介電層的一導通孔電氣耦合至該感光組件。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器面板，其中，該控制組件包括至少一薄膜電晶體。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器面板，其中，該垂直堆疊結構進一步包括擋光層，該擋光層是光學不透明以防止不合意的光到達該感光組件。
  7. 一種影像感測器裝置，係包括：一平面光源，具有一發光面；以及一影像感測器面板，其直接設置在該平面光源的該發光面上，該影像感測器面板沒有資訊顯示像素，且包括：一透明基板，具有一第一表面；及一感測器陣列，包括在該第一表面上且彼此間隔的多個感光像素；其中，該多個感光像素之各者包括一控制組件、一感光組件和在該控制組件與該感光組件間之一介電層；及其中，該控制組件、該介電層、及該感光組件係形成一垂直堆疊結構。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之影像感測器裝置，其中，該感測器陣列在該第一表面上界定一第一區域，該多個感光像素設置於該第一區域內，以及在該第一表面上界定除該第一區域之外的第二區域，並且其中，該第一區域對於可見光是光學不透明，該第二區域對於可見光是光學透明，從而允許至少該平面光源一部分的光穿透該第二區域。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之影像感測器裝置，其中， 該第二區域具有大於該第一區域的面積的面積。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之影像感測器裝置，其中，該垂直堆疊結構進一步包括擋光層，該擋光層是光學不透明以防止該平面光源的光到達該多個感光像素。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之影像感測器裝置，其中，該擋光層包括電氣耦合至該感光組件的導電材料。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之影像感測器裝置，其中，該控制組件通過該介電層的一導通孔電氣耦合至該感光組件。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之影像感測器裝置，其中，該控制組件包括至少一薄膜電晶體。
  14. 一種電子裝置，係包括：一顯示模組，具有一或多個基板，該顯示模組包括多個顯示像素；以及；一影像感測器面板，其設置在該顯示模組上，該影像感測器面板沒有資訊顯示像素，且包括：一透明基板，具有一第一表面，該透明基板與該顯示模組的該一或多個基板不同；及一感測器陣列，包括在該第一表面上且彼此間隔的多個感光像素；其中，該多個感光像素之各者包括一控制組件、一感光組件和在該控制組件與該感光組件間之一介電層；及其中，該控制組件、該介電層、及該感光組件係 形成一垂直堆疊結構。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，其中，該垂直堆疊結構進一步包括擋光層，該擋光層是光學不透明以防止該顯示模組的光訊號到達該多個感光像素。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，其中，該感測器陣列在該第一表面上界定一第一區域，該多個感光像素設置於該第一區域內，以及在該第一表面上界定除該第一區域之外的第二區域，並且其中，該第一區域對於可見光是光學不透明，該第二區域對於可見光是光學透明。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之電子裝置，其中，該顯示模組的該多個顯示像素與該影像感測器面板的該第二區域對齊。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，其中，該多個感光像素係組配成具有大於該顯示模組的顯示解析度之感測器解析度。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，其中，該顯示模組包括一有機發光二極體(OLED)顯示裝置和一液晶顯示器(LCD)裝置之其中一者，該有機發光二極體顯示裝置具有單一基板，該液晶顯示器裝置具有薄膜電晶體基板和彩色濾光器基板。
  20. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，其中，該電子裝置為智慧手機裝置、智慧手錶裝置、手持視訊遊戲裝置、平板電腦、及膝上電腦之其中一者。
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