TWI745119B - 感光元件 - Google Patents
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Abstract
一種感光元件，包括基板、第一電極、第二電極以及感光層。第一電極位於基板上，且具有多個第一開口。第二電極重疊於第一電極以及第一開口。感光層夾置於第一電極與第二電極之間，且重疊第一電極以及第二電極。
Description
本發明是有關於一種感光元件。
目前，為了增加產品的使用便利性，許多廠商會於產品中裝設感光元件。舉例來說，現有的手機內時常附載具有指紋辨識功能的感光元件。在現有的指紋辨識技術中，感光元件偵測手指指紋所反射之光線。指紋的高低起伏會有不同強度的反射光，因此，不同的光線強度會使感測裝置產生不同大小的電流，並藉此分辨指紋的形狀。
本發明提供一種感光元件，具有較低的電容值以及較好的感光能力。
本發明的至少一實施例提供一種感光元件。感光元件包括基板、第一電極、第二電極以及感光層。第一電極位於基板上，且具有多個第一開口。第二電極重疊於第一電極以及第一開口。感光層夾置於第一電極與第二電極之間，且重疊第一電極以及第
二電極。
10、20、30、40、50、60:感光元件
100:基板
110:第一電極
112:第一開口
114、122:重疊部
116、124:連接部
120:第二電極
126:第二開口
130:感光層
132:感光圖案
CH:半導體層
CL:訊號線
D:汲極
DL:資料線
G:閘極
R1、R2:面積
S:源極
SL:掃描線
T:主動元件
H1、H2、H3、H4、H5:通孔
圖1A是依照本發明的一實施例的一種感光元件的上視示意圖。
圖1B是圖1A的線A-A’的剖面示意圖。
圖1C是圖1A的線B-B’的剖面示意圖。
圖2A是依照本發明的一實施例的一種感光元件的上視示意圖。
圖2B是圖2A的線a-a’的剖面示意圖。
圖2C是圖2A的線b-b’的剖面示意圖。
圖3是依照本發明的一實施例的一種感光元件的上視示意圖。
圖4是依照本發明的一實施例的一種感光元件的上視示意圖。
圖5是依照本發明的一實施例的一種感光元件的上視示意圖。
圖6是依照本發明的一實施例的一種感光元件的上視示意圖。
圖1A是依照本發明的一實施例的一種感光元件的上視示意圖。圖1B是圖1A的線A-A’的剖面示意圖。圖1C是圖1A的線B-B’的剖面示意圖。
請參考圖1A、圖1B以及圖1C，感光元件10包括基板100、第一電極110、第二電極120以及感光層130。在本實施例中，感光元件10還包括掃描線SL、資料線DL、訊號線CL以及主動元件T。
主動元件T位於基板100上。主動元件T包括閘極G、半導體層CH、源極S以及汲極D。閘極G電性連接掃描線SL。半導體層CH重疊於閘極G，且半導體層CH與閘極G之間夾有閘極絕緣層GI。在一些實施例中，半導體層CH、閘極絕緣層GI以及閘極G依序堆疊於基板100上。層間介電層ILD位於閘極G以及閘極絕緣層GI上。源極S與汲極D位於層間介電層ILD上。源極S電性連接資料線DL以及半導體層CH。在本實施例中，源極S直接連接資料線DL，且透過貫穿層間介電層ILD以及閘極絕緣層GI的通孔H1而電性連接至半導體層CH。汲極D電性連接半導體層CH以及第一電極110。在本實施例中，汲極D直接連接第一電極110，且透過貫穿層間介電層ILD以及閘極絕緣層GI的通孔H2而電性連接至半導體層CH。
在本實施例中，主動元件T為頂部閘極型薄膜電晶體，但本發明不限於此。在其他實施例中，閘極G也可以位於半導體層CH下方，使得主動元件T為底部閘極型薄膜電晶體。另外，
源極S與半導體層CH之間以及汲極D與半導體層CH之間還可以選擇性地包括歐姆接觸層，以增進源極S與半導體層CH之間以及汲極D與半導體層CH之間的電傳導。
在本實施例中，閘極G與掃描線SL屬於相同導電層，且彼此直接相連，但本發明不以此為限。在本實施例中，閘極G與掃描線SL的材料包括鉻、金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鉬、釹、鈦、鉭、鋁、鋅等金屬、上述合金、上述金屬氧化物、上述金屬氮化物或上述之組合或其他導電材料。
在本實施例中，訊號線CL、資料線DL、源極S、汲極D與第一電極110屬於相同導電層，且材料包括鉻、金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鉬、釹、鈦、鉭、鋁、鋅等金屬、上述合金、上述金屬氧化物、上述金屬氮化物或上述之組合或其他導電材料。
第一電極110位於基板100上，且具有多個第一開口112。第一開口112可用於減少第一電極110的面積，並減少感光元件10的總電容值。舉例來說，第一電極110以及第一開口112的面積總和為R1，由於第一開口112的面積大於0，因此第一電極110的面積小於R1。
感光層130位於第一電極110上。在一些實施例中，感光層130包括互相分離的多個感光圖案132，藉此彼此分離的感光圖案132能減少感光元件10的總電容值。在一些實施例中，至少部分第一開口112於基板100的垂直投影位於感光圖案132於基板100的垂直投影之間。在本實施例中，感光圖案132排成多行，
且至少部分第一開口112於基板100的垂直投影位於相鄰的兩行感光圖案132於基板100的垂直投影之間。在本實施例中，感光圖案132於基板100的垂直投影分別位於掃描線SL於基板100的垂直投影的相對兩側。
在一些實施例中，感光層130的材料包括富矽氧化物。在一些實施例中，感光層130的材料包括N型半導體、本質半導體以及P型半導體。
絕緣層PL1位於資料線DL、源極S、汲極D與第一電極110上。在本實施例中，部分絕緣層PL1位於感光層130上，且具有暴露出感光層130的多個通孔H3，每個通孔H3重疊於一個感光圖案132。
第二電極120位於絕緣層PL1上，且重疊於第一電極110以及第一開口112。感光層130夾置於第一電極110與第二電極120之間，且重疊第一電極110以及第二電極120。在本實施例中，第二電極120填入通孔H3並連接感光層130。
在本實施例中，第二電極120的材料包括透明導電材料，例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層。
在本實施例中，第二電極120包括多個重疊部122以及多個連接部124。重疊部122分別重疊於感光圖案132。連接部124連接重疊部122，且至少部分第一開口112重疊於連接部124。在本實施例中，各連接部124的形狀為X字形，且各連接部124的
四個端點分別連接一個重疊部122。
在本實施例中，第二電極120包括多個第二開口126。第二開口126可用於減少第二電極120的面積，並減少感光元件10的總電容值。舉例來說，第二電極120以及第二開口126的面積總和為R2，由於第二開口126的面積大於0，因此第二電極120的面積小於R2。
至少部分第二開口126於基板100的垂直投影位於連接部124於基板100的垂直投影之間。第二開口126與第一開口112交錯設置，藉此降低第一電極110與第二電極120的重疊面積，以減少感光元件10的總電容值。
在一些實施例中，以第二電極120以及第二開口126重疊於第一電極110以及第一開口112的面積為100%(即以R2重疊於R1的面積為100%)，第二電極120與第一電極110重疊的面積為A，且100%<A<30%。在一些實施例中，第一電極110上不具有第一開口112，換句話說，第一電極110的面積最大等於R1。在一些實施例中，第二電極120上不具有第二開口126，換句話說，第二電極120的面積最大等於R2。
，第一開口112占據第一電極110以及第一開口112之總面積的比例為B(即第一開口112占據R1的面積的比例為B)，0%<B<60%。
，第二開口126占據第二電極120以及第二開口126之總面積的比例為C(即第二開口126占據R2的面積的比例為C)，
0%<C<60%。
在本實施例中，第二電極120透過貫穿絕緣層PL1的通孔H4而電性連接至訊號線CL。絕緣層PL2覆蓋第二電極120。
基於上述，感光元件10的總電容值得以減少，藉此提升感光能力。
圖2A是依照本發明的一實施例的一種感光元件的上視示意圖。圖2B是圖2A的線a-a’的剖面示意圖。圖2C是圖2A的線b-b’的剖面示意圖。
請參考圖2A、圖2B以及圖2C，感光元件20包括基板100、第一電極110、第二電極120以及感光層130。在本實施例中，感光元件10還包括掃描線SL、資料線DL以及主動元件T。
主動元件T位於基板100上。主動元件T包括閘極G、半導體層CH、源極S以及汲極D。閘極G電性連接掃描線SL。半導體層CH重疊於閘極G，且半導體層CH與閘極G之間夾有閘極絕緣層GI。在一些實施例中，半導體層CH、閘極絕緣層GI以及閘極G依序堆疊於基板100上。層間介電層ILD位於閘極G以及閘極絕緣層GI上。源極S與汲極D位於層間介電層ILD上。源極S電性連接資料線DL以及半導體層CH。在本實施例中，源極S直接連接資料線DL，且透過貫穿層間介電層ILD以及閘極絕緣層GI的通孔H1而電性連接至半導體層CH。汲極D電性連接半導體層CH以及第二電極120。在本實施例中，汲極D透過貫穿層間介電層ILD以及閘極絕緣層GI的通孔H2而電性連接至半導
體層CH。
在本實施例中，閘極G與掃描線SL屬於相同導電層，且彼此直接相連，但本發明不以此為限。在本實施例中，閘極G與掃描線SL的材料包括鉻、金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鉬、釹、鈦、鉭、鋁、鋅等金屬、上述合金、上述金屬氧化物、上述金屬氮化物或上述之組合或其他導電材料。
在本實施例中，資料線DL、源極S、汲極D與第一電極110屬於相同導電層，且材料包括鉻、金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鉬、釹、鈦、鉭、鋁、鋅等金屬、上述合金、上述金屬氧化物、上述金屬氮化物或上述之組合或其他導電材料。
第一電極110位於基板100上，且具有多個第一開口112。第一開口112可用於減少第一電極110的面積，並減少感光元件20的總電容值。舉例來說，第一電極110以及第一開口112的面積總和為R1，由於第一開口112的面積大於0，因此第一電極110的面積小於R1。在本實施例中，第一電極110與汲極D彼此分離。在本實施例中，第一電極110向外延伸並電性連接至其他電壓。
感光層130位於第一電極110上。在一些實施例中，感光層130包括互相分離的多個感光圖案132，藉此彼此分離的感光圖案132能減少感光元件20的總電容值。在一些實施例中，至少部分第一開口112於基板100的垂直投影位於感光圖案132於基板100的垂直投影之間。在本實施例中，感光圖案132排成多行，
且至少部分第一開口112於基板100的垂直投影位於相鄰的兩行感光圖案132於基板100的垂直投影之間。在本實施例中，感光圖案132於基板100的垂直投影分別位於掃描線SL於基板100的垂直投影的相對兩側。
在一些實施例中，感光層130的材料包括富矽氧化物。在一些實施例中，感光層130的材料包括N型半導體、本質半導體以及P型半導體。
絕緣層PL1位於資料線DL、源極S、汲極D與第一電極110上。在本實施例中，部分絕緣層PL1位於感光層130上，且具有暴露出感光層130的多個通孔H3，每個通孔H3重疊於一個感光圖案132。在本實施例中，絕緣層PL1還具有暴露出汲極D的通孔H5。
第二電極120位於絕緣層PL1上，且重疊於第一電極110以及第一開口112。感光層130夾置於第一電極110與第二電極120之間，且重疊第一電極110以及第二電極120。在本實施例中，第二電極120填入通孔H3並連接感光層130。在本實施例中，第二電極120填入通孔H5並電性連接汲極D。
在本實施例中，第二電極120的材料包括透明導電材料，例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層。
在本實施例中，第二電極120包括多個重疊部122以及多個連接部124。重疊部122分別重疊於感光圖案132。連接部124
連接重疊部122，且第一開口112重疊於連接部124。在本實施例中，各連接部124的形狀為X字形，且各連接部124的四個端點分別連接一個重疊部122。
在本實施例中，第二電極120包括多個第二開口126。第二開口126可用於減少第二電極120的面積，並減少感光元件20的總電容值。舉例來說，第二電極120以及第二開口126的面積總和為R2，由於第二開口126的面積大於0，因此第二電極120的面積小於R2。
至少部分第二開口126於基板100的垂直投影位於連接部124於基板100的垂直投影之間。第二開口126與第一開口112交錯設置，藉此降低第一電極110與第二電極120的重疊面積，以減少感光元件20的總電容值。
在一些實施例中，以第二電極120以及第二開口126重疊於第一電極110以及第一開口112的面積為100%(即以R1重疊於R2的面積為100%)，第二電極120與第一電極110重疊的面積為A，且100%<A<30%。
在一些實施例中，第一開口112占據第一電極110以及第一開口112的總面積的比例為B(即第一開口112占據R1的面積的比例為B)，0%<B<60%。
在一些實施例中，第二開口126占據第二電極120以及第二開口126的總面積的比例為C(即第二開口126占據R2的面積的比例為C)，0%<C<60%。
絕緣層PL2覆蓋第二電極120。
基於上述，感光元件20的總電容值得以減少，藉此提升感光能力。
圖3是依照本發明的一實施例的一種感光元件的上視示意圖。在此必須說明的是，圖3的實施例沿用圖1A的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
圖3的感光元件30與圖1A的感光元件10的差異包括：感光元件30的第二電極120不具有重疊於第一電極110的通孔126。
請參考圖3，感光元件30包括基板100、第一電極110、第二電極120以及感光層130。第一電極110位於基板100上，且具有多個第一開口112。第二電極120重疊於第一電極110以及第一開口112。感光層130夾置於第一電極110與第二電極120之間，且重疊第一電極110以及第二電極120。
基於上述，感光元件30之第一開口112可用於減少第一電極110的面積，並減少感光元件30的總電容值。
圖4是依照本發明的一實施例的一種感光元件的上視示意圖。在此必須說明的是，圖4的實施例沿用圖2A的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說
明可參考前述實施例，在此不贅述。
圖4的感光元件40與圖2A的感光元件10的差異包括：感光元件40的第二電極120不具有重疊於第一電極110的通孔126。
請參考圖4，感光元件40包括基板100、第一電極110、第二電極120以及感光層130。第一電極110位於基板100上，且具有多個第一開口112。第二電極120重疊於第一電極110以及第一開口112。感光層130夾置於第一電極110與第二電極120之間，且重疊第一電極110以及第二電極120。
基於上述，感光元件40之第一開口112可用於減少第一電極110的面積，並減少感光元件40的總電容值。
圖5是依照本發明的一實施例的一種感光元件的上視示意圖。在此必須說明的是，圖5的實施例沿用圖3的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
圖5的感光元件50與圖3的感光元件30的差異包括：感光元件50的第二電極120、資料線DL、訊號線CL、源極D以及汲極S屬於相同導電層，且感光元件50的第二電極120連接至開關元件T的汲極D，而第一電極110透過通孔H4而電性連接至訊號線CL。
請參考圖5，感光元件50包括基板100、第一電極110、
第二電極120以及感光層130。第一電極110位於基板100上，且具有多個第一開口112。第二電極120重疊於第一電極110以及第一開口112。感光層130夾置於第一電極110與第二電極120之間，且重疊第一電極110以及第二電極120。
主動元件T包括閘極G、半導體層CH、源極S以及汲極D。閘極G電性連接掃描線SL。半導體層CH重疊於閘極G。源極S電性連接資料線DL以及半導體層CH。汲極D電性連接半導體層CH以及第二電極120。第二電極120與汲極D屬於相同導電層且彼此相連。
在本實施例中，第一電極110包括多個重疊部114以及多個連接部116。重疊部114分別重疊於感光圖案132。連接部116連接重疊部114。在本實施例中，各連接部116的形狀為X字形，且各連接部116的四個端點分別連接一個重疊部114。
在本實施例中，第一電極110的材料包括透明導電材料，例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層。
在本實施例中，第二電極120的材料包括鉻、金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鉬、釹、鈦、鉭、鋁、鋅等金屬、上述合金、上述金屬氧化物、上述金屬氮化物或上述之組合或其他導電材料。
基於上述，感光元件50之第一開口112可用於減少第一電極110的面積，並減少感光元件50的總電容值。
圖6是依照本發明的一實施例的一種感光元件的上視示意圖。在此必須說明的是，圖6的實施例沿用圖4的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
圖6的感光元件60與圖4的感光元件40的差異包括：感光元件60的第二電極120、資料線DL、訊號線CL、源極D以及汲極S屬於相同導電層，且感光元件60的第一電極110連接至開關元件T的汲極D，而第二電極120則向外延伸並電性連接至其他電壓。
請參考圖6，感光元件60包括基板100、第一電極110、第二電極120以及感光層130。第一電極110位於基板100上，且具有多個第一開口112。第二電極120重疊於第一電極110以及第一開口112。感光層130夾置於第一電極110與第二電極120之間，且重疊第一電極110以及第二電極120。
主動元件T包括閘極G、半導體層CH、源極S以及汲極D。閘極G電性連接掃描線SL。半導體層CH重疊於閘極G。源極S電性連接資料線DL以及半導體層CH。汲極D電性連接半導體層CH以及第一電極110。第二電極120與汲極D屬於相同導電層且彼此分離。
在本實施例中，第一電極110包括多個重疊部114以及多個連接部116。重疊部114分別重疊於感光圖案132。連接部116
連接重疊部114。在本實施例中，各連接部116的形狀為X字形，且各連接部116的四個端點分別連接一個重疊部114。
在本實施例中，第一電極110的材料包括透明導電材料，例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層。
在本實施例中，第二電極120的材料包括鉻、金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鉬、釹、鈦、鉭、鋁、鋅等金屬、上述合金、上述金屬氧化物、上述金屬氮化物或上述之組合或其他導電材料。
基於上述，感光元件60之第一開口112可用於減少第一電極110的面積，並減少感光元件60的總電容值。
10:感光元件
100:基板
110:第一電極
112:第一開口
120:第二電極
122:重疊部
124:連接部
126:第二開口
130:感光層
132:感光圖案
CH:半導體層
CL:訊號線
D:汲極
DL:資料線
G:閘極
R1、R2:面積
S:源極
SL:掃描線
T:主動元件
H1、H2、H3、H4:通孔
Claims (18)
- 一種感光元件，包括：一基板；一第一電極，位於該基板上，且單一個該第一電極具有多個第一開口；一第二電極，重疊於單一個該第一電極以及該些第一開口；以及一感光層，夾置於該第一電極與該第二電極之間，且重疊該第一電極以及該第二電極。
- 如請求項1所述的感光元件，其中該感光層包括互相分離的多個感光圖案，且至少部分該些第一開口於該基板的垂直投影位於該些感光圖案於該基板的垂直投影之間。
- 如請求項2所述的感光元件，其中該些感光圖案排成多行，且至少部分該些第一開口於該基板的垂直投影位於相鄰的兩行該些感光圖案於該基板的垂直投影之間。
- 如請求項2所述的感光元件，其中該第二電極包括：多個重疊部，分別重疊於該些感光圖案；以及多個連接部，連接該些重疊部，其中至少部分該些第一開口重疊於該些連接部。
- 如請求項4所述的感光元件，其中各該連接部的形狀為X字形，且各該連接部的四個端點分別連接一個該重疊部。
- 如請求項4所述的感光元件，其中該第二電極包括多個第二開口，至少部分該些第二開口於該基板的垂直投影位於該些連接部於該基板的垂直投影之間。
- 如請求項6所述的感光元件，其中該些第二開口與該些第一開口交錯設置。
- 如請求項6所述的感光元件，其中以該第二電極以及該些第二開口重疊於該第一電極以及該些第一開口的面積為100%，該第二電極與該第一電極重疊的面積為A，100%<A<30%。
- 如請求項6所述的感光元件，其中該些第一開口占據該第一電極以及該些第一開口的總面積的比例為B，0%<B<60%。
- 如請求項6所述的感光元件，其中該些第二開口占據該第二電極以及該些第二開口的總面積的比例為C，0%<C<60%。
- 如請求項1所述的感光元件，其中該感光層的材料包括富矽氧化物，或該感光層的材料包括N型半導體、本質半導體以及P型半導體。
- 如請求項1所述的感光元件，更包括：一主動元件，包括：一閘極，電性連接一掃描線；一半導體層，重疊於該閘極； 一源極，電性連接一資料線以及該半導體層；以及一汲極，電性連接該半導體層以及該第二電極，其中該第一電極與該汲極屬於相同導電層且彼此分離。
- 如請求項12所述的感光元件，其中該感光層包括互相分離的多個感光圖案，且該些感光圖案於該基板的垂直投影分別位於該掃描線於該基板的垂直投影的相對兩側。
- 如請求項1所述的感光元件，更包括：一主動元件，包括：一閘極，電性連接一掃描線；一半導體層，重疊於該閘極；一源極，電性連接一資料線以及該半導體層；以及一汲極，電性連接該半導體層以及該第二電極，其中該第二電極與該汲極屬於相同導電層且彼此相連。
- 如請求項1所述的感光元件，更包括：一主動元件，包括：一閘極，電性連接一掃描線；一半導體層，重疊於該閘極；一源極，電性連接一資料線以及該半導體層；以及一汲極，電性連接該半導體層，其中該第一電極與該汲極屬於相同導電層，且該汲極直接連接該第一電極。
- 如請求項15所述的感光元件，其中該感光層包括互相分離的多個感光圖案，且該些感光圖案於該基板的垂直投影分別位於該掃描線於該基板的垂直投影的相對兩側。
- 如請求項1所述的感光元件，更包括：一主動元件，包括：一閘極，電性連接一掃描線；一半導體層，重疊於該閘極；一源極，電性連接一資料線以及該半導體層；以及一汲極，電性連接該半導體層，其中該第二電極與該汲極屬於相同導電層且彼此分離。
- 如請求項1所述的感光元件，其中該第一電極包括：多個重疊部，分別重疊於該些感光圖案；以及多個連接部，連接該些重疊部，其中各該連接部的形狀為X字形，且各該連接部的四個端點分別連接一個該重疊部。
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