TWI746260B - 感光裝置 - Google Patents

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TWI746260B TW109139187A TW109139187A TWI746260B TW I746260 B TWI746260 B TW I746260B TW 109139187 A TW109139187 A TW 109139187A TW 109139187 A TW109139187 A TW 109139187A TW I746260 B TWI746260 B TW I746260B
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章鈞
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Abstract

一種感光裝置，包括微透鏡基板、感光元件基板以及光學膠。光學膠位於微透鏡基板與感光元件基板之間。微透鏡基板包括第一基板以及多個微透鏡。第一基板具有第一側以及相對於第一側的第二側。微透鏡位於第一基板的第一側上。感光元件基板包括第二基板、多個主動元件、多個第一電極、第二電極以及有機感光材料層。第二基板具有第三側以及相對於第三側的第四側。第一基板的第二側朝向第二基板的該第三側。主動元件位於第二基板的第四側上。第一電極分別電性連接主動元件。有機感光材料層位於第一電極與第二電極之間。

Description

感光裝置
本發明是有關於一種感光裝置，且特別是有關於一種包括微透鏡基板以及感光元件基板的感光裝置。
隨著科技的進展，個人用電子產品的功能越來越豐富。舉例來說，目前市面上的手機往往除了用於通話之外，還能用來照相、錄影、記事、上網等等。現有的個人用電子產品中常會設置有感光裝置，感光裝置能偵測電子產品所處之環境的光線，除了能幫助使用者獲得更佳的拍照、錄影品質外，部分的感光裝置還能用於偵測使用者手指表面的起伏，使電子產品具備指紋辨識之功能。要如何提升感光元件的製造良率是目前各家廠商亟欲解決的問題。
本發明提供一種感光裝置，具有較高的製造良率。
本發明的至少一實施例提供一種感光裝置，包括微透鏡基板、感光元件基板以及光學膠。光學膠位於微透鏡基板與感光 元件基板之間。微透鏡基板包括第一基板以及多個微透鏡。第一基板具有第一側以及相對於第一側的第二側。微透鏡位於第一基板的第一側上。感光元件基板包括第二基板、多個主動元件、多個第一電極、第二電極以及有機感光材料層。第二基板具有第三側以及相對於第三側的第四側。第一基板的第二側朝向第二基板的該第三側。主動元件位於第二基板的第四側上。第一電極分別電性連接主動元件。第二電極重疊於第一電極。有機感光材料層位於第一電極與第二電極之間。第一電極相較於第二電極更靠近第二基板的第四側。
本發明的至少一實施例提供一種感光裝置，包括微透鏡基板、感光元件基板以及光學膠。光學膠位於微透鏡基板與感光元件基板之間。微透鏡基板包括第一基板以及多個微透鏡。第一基板具有第一側以及相對於第一側的第二側。多個微透鏡位於第一基板的第一側上。感光元件基板包括第二基板、多個主動元件、多個第一電極以及第二電極。第二基板具有第三側以及相對於第三側的第四側。第一基板的第二側朝向第二基板的第四側。主動元件位於第二基板的第四側上。第一電極分別電性連接主動元件。第二電極重疊於第一電極。有機感光材料層位於第一電極與第二電極之間。第一電極相較於第二電極更靠近第二基板的第三側。
10、20、30、40:感光裝置
100:微透鏡基板
110:第一基板
112:第一側
114:第二側
120:微透鏡
130:遮光結構
140:平坦層
200、200a、200b、200c:感光元件基板
210:第二基板
212:第三側
214:第四側
220:第一導電層
222:閘極
224:掃描線
226:共用電極
230:閘極絕緣層
240:半導體層
242:歐姆接觸層
250:第二導電層
252:源極
254:汲極
256:資料線
258:第一電極
260:第一絕緣層
270:共用電極
280:第二絕緣層
AL:主動層
BP:緩衝層
C1:第一載板
C2:第二載板
E1:第一電極
E2:第二電極
E3:第三電極
ETL:電子傳輸層
H1:通孔
HTL:電洞傳輸層
L:光線
LS:光學結構層
O:開口
OPL:有機感光材料層
OPDA:感光元件陣列層
T:主動元件
圖1是依照本發明的一實施例的一種微透鏡基板的剖面示意圖。
圖2A至圖6A是依照本發明的一實施例的一種感光元件基板的製造方法的剖面示意圖。
圖2B至圖6B是依照本發明的一實施例的一種感光元件基板的製造方法的上視示意圖。
圖7A至圖7I是依照本發明的一實施例的一種感光裝置的製造方法的剖面示意圖。
圖8A至圖8C是依照本發明的一實施例的一種感光裝置的製造方法的剖面示意圖。
圖9A是依照本發明的一實施例的一種感光元件基板的剖面示意圖。
圖9B是圖9A的感光元件基板的上視示意圖。
圖10A至圖13A是依照本發明的一實施例的一種感光元件基板的製造方法的剖面示意圖。
圖10B至圖13B是依照本發明的一實施例的一種感光元件基板的製造方法的上視示意圖。
圖14A至圖14C是依照本發明的一實施例的一種感光裝置的製造方法的剖面示意圖。
圖15A至圖15C是依照本發明的一實施例的一種感光裝置的 製造方法的剖面示意圖。
圖16A是依照本發明的一實施例的一種感光元件基板的剖面示意圖。
圖16B是圖16A的感光元件基板的上視示意圖。
圖17是依照本發明的一實施例的一種第一電極、有機感光材料層以及第二電極的剖面示意圖。
圖1是依照本發明的一實施例的一種微透鏡基板的剖面示意圖。
請參考圖1，形成微透鏡基板100於第一載板C1上。第一載板C1的材料例如是玻璃、石英、金屬或其他適用於承載微透鏡基板100的材料。
微透鏡基板100包括第一基板110以及多個微透鏡120。在本實施例中，微透鏡基板100還包括遮光結構130以及平坦層140。
第一基板110具有第一側112以及相對於第一側112的第二側114。第一基板110的第二側114朝向第一載板C1，且與第一載板C1接觸。在一些實施例中，第一基板110為可撓性的材料，舉例而言包括聚醯胺(Polyamide，PA)、聚亞醯胺(Polyimide，PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate)，PMMA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate，PEN)、聚對苯 二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、玻璃纖維強化塑膠(Fiber reinforced plastics，FRP)、聚醚醚酮(Polyetheretherketone，PEEK)、環氧樹脂或其它合適的材料或前述至少二種之組合，但本發明不限於此。
微透鏡120、遮光結構130以及平坦層140位於第一基板110的第一側112上。在本實施例中，遮光結構130、平坦層140以及微透鏡120依序形成於第一基板110的第一側112上。微透鏡120與遮光結構130分別位於平坦層140的相對側。在本實施例中，遮光結構130相對於微透鏡120更靠近第一基板110的第一側112，但本發明不以此為限。在其他實施例中，微透鏡120相對於遮光結構130更靠近第一基板110的第一側112。
在一些實施例中，微透鏡120可用於聚光及/或導光，進而提升感光裝置的效能。微透鏡120可以是中心厚度較邊緣厚度大的透鏡結構，例如對稱雙凸透鏡、非對稱雙凸透鏡、平凸透鏡或凹凸透鏡。在一些實施例中，微透鏡120的材料包括玻璃、聚合物(例如聚碳酸酯(Polycarbonate))、矽或半導體或上述材料的組合。
在一些實施例中，遮光結構130微黑色矩陣(Black matrix)。在一些實施例中，遮光結構130的材料包括黑色樹脂、鉻或氧化鉻或是其他不透光材料。在一些實施例中，形成遮光結構130的方法包括黃光製程。
圖2A至圖6A是依照本發明的一實施例的一種感光元件 基板的製造方法的剖面示意圖。圖2B至圖6B是依照本發明的一實施例的一種感光元件基板的製造方法的上視示意圖。圖2A至圖6A分別對應圖2B至圖6B中線a-a’的位置。
請參考圖2A與圖2B，形成第二基板210於第二載板C2上。第二載板C2的材料例如是玻璃、石英、金屬或其他適用於承載感光元件基板的材料。
第二基板210具有第三側212以及相對於第三側212的第四側214。第二基板210的第三側212朝向第二載板C2，且與第二載板C2接觸。在一些實施例中，第二基板210為可撓性的材料，舉例而言包括聚醯胺(Polyamide，PA)、聚亞醯胺(Polyimide，PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate)，PMMA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate，PEN)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、玻璃纖維強化塑膠(Fiber reinforced plastics，FRP)、聚醚醚酮(Polyetheretherketone，PEEK)、環氧樹脂或其它合適的材料或前述至少二種之組合，但本發明不限於此。
形成第一導電層220、閘極絕緣層230以及半導體層240於第二基板210的第四側214上。第一導電層220包括閘極222以及連接閘極222的掃描線224。閘極222以及掃描線224位於第二基板210的第四側214。在一些實施例中，形成第一導電層220的方法包括於第二基板210的第四側214上形成一導電材料，接著圖案化前述導電材料以形成閘極222以及掃描線224。第一導電 層220的材料例如為金屬、氮化物、氧化物、氮氧化物或其他合適的材料或是金屬材料與其它導材料的堆疊層。
閘極絕緣層230形成於第一導電層220上。閘極絕緣層230的材料例如為氮化物、氧化物、氮氧化物、有機材料或其他合適的絕緣材料。
半導體層240形成於閘極絕緣層230上。半導體層240重疊於閘極222，且與閘極222之間夾有閘極絕緣層230。半導體層240包含非晶矽、多晶矽、微晶矽、單晶矽、有機半導體材料、氧化物半導體材料(例如：銦鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物或是其他合適的材料、或上述之組合)或其他合適的材料或上述材料之組合。在一些實施例中，半導體層240的表面形成有歐姆接觸層242(圖2B至圖6B省略繪示)，歐姆接觸層242的材料例如為摻雜後的半導體材料。
請參考圖3A與圖3B，形成第二導電層250於半導體層240以及閘極絕緣層230上。第二導電層250包括源極252、汲極254以及資料線256，其中源極252與汲極254電性連接至半導體層240，且資料線256連接源極252。在一些實施例中，形成第二導電層250的方法包括於半導體層240以及閘極絕緣層230上形成一導電材料，接著圖案化前述導電材料以形成源極252、汲極254以及資料線256，其中在圖案化前述導電材料時，源極252與汲極254之間的部份歐姆接觸層242會被移除。第二導電層250的材料例如為金屬、氮化物、氧化物、氮氧化物或其他合適的材 料或是金屬材料與其它導材料的堆疊層。
至此，多個主動元件T大致完成。主動元件T位於第二基板210的第四側214上，且包括閘極222、半導體層240、源極252與汲極254。在本實施例中，主動元件T是底部閘極型的薄膜電晶體，但本發明不以此為限。在其他實施例中，主動元件T也可以是頂部閘極型或其他類型的薄膜電晶體。
請參考圖4A與圖4B，形成第一絕緣層260於主動元件T以及閘極絕緣層230上。形成共用電極270於第一絕緣層260上。在本實施例中，共用電極270為透明導電材料，舉例來說，共用電極270為金屬氧化物(例如銦錫氧化物或者是銦鋅氧化物)。形成第二絕緣層280於主動元件於共用電極270以及第一絕緣層260上。形成貫穿第一絕緣層260與第二絕緣層280的通孔H1，通孔H1重疊於主動元件T的汲極254。
請參考圖5A與圖5B，形成多個第一電極E1於第二絕緣層280上。多個第一電極E1分別電性連接主動元件T。在本實施例中，第一電極E1透過通孔H1連接主動元件T的汲極254。每個汲極254電性連接至對應的第一電極E1。
共用電極270重疊於第一電極E1，且第二絕緣層280位於共用電極270與第一電極E1之間。共用電極270相較於第一電極E1更靠近第二基板210。在一些實施例中，每個共用電極270重疊於多個第一電極E1(共用電極270向圖5B未繪示的區域延伸，並重疊於其他未繪示的第一電極)。
請參考圖6A與圖6B，形成緩衝層BP於第一電極E1上。緩衝層BP具有多個開口O。開口O分別重疊於第一電極E1。在本實施例中，每個開口O重疊於一個第一電極E1。緩衝層BP的材料包括有機材料、氧化物、氮化物、氮氧化物或其他絕緣材料。
形成有機感光材料層OPL於第一電極E1以及緩衝層BP上。在本實施例中，有機感光材料層OPL填入開口O，並接觸第一電極E1。在一些實施例中，有機感光材料層OPL整面地形成於第一電極E1以及緩衝層BP上。有機感光材料層OPL重疊於多個第一電極E1，相鄰之第一電極E1上的有機感光材料層OPL彼此橫向相連。
形成第二電極E2於有機感光材料層OPL上。在一些實施例中，第二電極E2整面地形成於有機感光材料層OPL上。第二電極E2重疊於多個第一電極E1，相鄰之第一電極E1上的第二電極E2彼此橫向相連。有機感光材料層OPL位於第一電極E1與第二電極E2之間。在一些實施例中，第一電極E1相較於第二電極E2更靠近第二基板210的第四側214。在一些實施例中，第二電極E2與共用電極270在周邊區彼此電性相連。
在一些實施例中，第二電極E2包括高分子奈米顆粒材料或金屬材料(例如銀)。在一些實施例中，第一電極E1為透明導電材料，舉例來說，第一電極E1為金屬氧化物(例如銦錫氧化物或者是銦鋅氧化物)。在一些實施例中，第一電極E1在可見光波段(400~700nm)的穿透率大於90%。在一些實施例中，光線從 第一電極E1的一側進入有機感光材料層OPL，並於有機感光材料層OPL中產生電子電洞對。
至此，感光元件基板200大致完成。在本實施例中，感光元件基板200包括第二基板210以及位於第二基板210上的感光元件陣列層OPDA。感光元件陣列層OPDA包括多個主動元件T、多個第一電極E1、第二電極E2以及有機感光材料層OPL。在本實施例中，感光元件陣列層OPDA還包括掃描線224、閘極絕緣層230、資料線256、第一絕緣層260、共用電極270、第二絕緣層280以及緩衝層BP。
在本實施例中，感光元件基板200的感光區的面積約等於開口O的面積，若以掃描線224與資料線256所為出來的區域為像素面積，感光區的面積約占據像素面積的24%~60%。在一些實施例中，感光元件基板200的像素面積約為50μm×50μm或小於50μm×50μm。在一些實施例中，感光元件基板200的解析度大於或等於500ppi。
圖7A至圖7I是依照本發明的一實施例的一種感光裝置的製造方法的剖面示意圖。
請參考圖7A，形成微透鏡基板100於第一載板C1上。微透鏡基板100包括第一基板110以及光學結構層LS。光學結構層LS的結構請參考圖1及其相關說明，於此不再贅述。
第一基板110具有第一側112以及相對於第一側112的第二側114。第一基板110的第二側114朝向第一載板C1，且與 第一載板C1接觸。光學結構層LS位於第一側112上。
請參考圖7B，形成保護膜F1於光學結構層LS上。
請參考圖7C，將微透鏡基板100以及保護膜F1自第一載板C1上提起。
請參考圖7D，形成感光元件基板200於第二載板C2上。感光元件基板200包括第二基板110以及感光元件陣列層OPDA。感光元件陣列層OPDA的結構請參考圖6A與圖6B及其相關說明，於此不再贅述。
第二基板210具有第三側212以及相對於第三側212的第四側214。第二基板210的第三側212朝向第二載板C2，且與第二載板C2接觸。感光元件陣列層OPDA位於第二基板210的第四側214上。
請參考圖7E，形成保護膜F2於感光元件陣列層OPDA上。
請參考圖7F，將感光元件基板200以及保護膜F2自第二載板C2上提起。
請參考圖7G，形成光學膠300於第二基板210的第三側212上。
請參考圖7H，移除感光元件基板200上的保護膜F2。
請參考圖7C、7H與圖7I，將微透鏡基板100貼於光學膠300上，並移除微透鏡基板100上的保護膜F1。光學膠300位於微透鏡基板100與感光元件基板200之間。微透鏡基板100之 第一基板110的第二側114朝向感光元件基板200之第二基板210的第三側212。
至此，感光裝置10大致完成。在本實施例中，光線L依序經過光學結構層LS、第一基板110、光學膠300以及第二基板210，接著被感光元件陣列層OPDA所接收。
基於上述，微透鏡基板100與感光元件基板200是分別製造，接著再以光學膠300互相貼合，因此，即使製造微透鏡基板100的製程包含高溫處理及有機溶液處理，感光元件基板200中的有機感光材料層OPL(請參考圖6A)也不會因為前述高溫處理或有機溶液處理而受損，藉此增加感光裝置10的製造良率。
圖8A至圖8C是依照本發明的一實施例的一種感光裝置的製造方法的剖面示意圖。
圖8A之前的步驟請參考圖7A至圖7F，於此不再贅述。
請參考圖7F與圖8A，在將感光元件基板200以及保護膜F2自第二載板C2上提起之後，將透明膠膜TG貼於第二基板210。透明膠膜TG的黏著面TG1朝向第二基板210的第三側212。光學膠300形成於透明膠膜TG的非黏著面TG2。
請參考圖8B，移除感光元件基板200上的保護膜F2。
請參考圖7C、圖8B與圖8C，將微透鏡基板100貼於光學膠300上，並移除微透鏡基板100上的保護膜F1。
至此，感光裝置20大致完成。圖8C之感光裝置20與圖7I之感光裝置10的差異在於：感光裝置20包括透明膠膜TG，且 透明膠膜TG可以調整微透鏡基板100與感光元件基板200之間的距離以及感光裝置20的整體厚度。
在本實施例中，光線L依序經過光學結構層LS、第一基板110、光學膠300、透明膠膜TG以及第二基板210，接著被感光元件陣列層OPDA所接收。
基於上述，微透鏡基板100與感光元件基板200是分別製造，接著再以光學膠300互相貼合，因此，即使製造微透鏡基板100的製程包含高溫處理及有機溶液處理，感光元件基板200中的有機感光材料層OPL(請參考圖6A)也不會因為前述高溫處理或有機溶液處理而受損，藉此增加感光裝置20的製造良率。
圖9A是依照本發明的一實施例的一種感光元件基板的剖面示意圖。圖9B是圖9A的感光元件基板的上視示意圖。圖9A對應圖9B中線b-b’的位置。在此必須說明的是，圖9A和圖9B的實施例沿用圖2A至圖6B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9A和9B之感光元件基板200a與圖6A和6B之感光元件基板200的差異在於：感光元件基板200a的有機感光材料層OPL與第一電極E1之間未形成緩衝層BP。
請參考圖9A與圖9B，在本實施例中，有機感光材料層OPL直接形成於第一電極E1上，且有機感光材料層OPL覆蓋第 一電極E1的頂面與側面。在本實施例中，有機感光材料層OPL覆蓋第一電極E1的整個頂面，藉此增加感光元件基板200a的感光區的面積。在本實施例中，感光元件基板200a的感光區的面積約等於第一電極E1的頂面的面積，若以掃描線224與資料線256所為出來的區域為像素面積，感光區的面積約占據像素面積的24%~60%。在一些實施例中，感光元件基板200a的像素面積約為50μm×50μm或小於50μm×50μm。在一些實施例中，感光元件基板200a的解析度大於或等於500ppi。
感光元件基板200a與微透鏡基板100的結合方式可以參考圖7A至圖7I以及圖8A至圖8C，於此不再贅述。
圖10A至圖13A是依照本發明的一實施例的一種感光元件基板的製造方法的剖面示意圖。圖10B至圖13B是依照本發明的一實施例的一種感光元件基板的製造方法的上視示意圖。圖10A至圖13A分別對應圖10B至圖13B中線c-c’的位置。
請參考圖10A與圖10B，形成第二基板210於第二載板C2上。第二載板C2的材料例如是玻璃、石英、金屬或其他適用於承載感光元件基板的材料。
第二基板210具有第三側212以及相對於第三側212的第四側214。第二基板210的第三側212朝向第二載板C2，且與第二載板C2接觸。在一些實施例中，第二基板210為可撓性的材料，舉例而言包括聚醯胺(Polyamide，PA)、聚亞醯胺(Polyimide，PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate)，PMMA)、 聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate，PEN)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、玻璃纖維強化塑膠(Fiber reinforced plastics，FRP)、聚醚醚酮(Polyetheretherketone，PEEK)、環氧樹脂或其它合適的材料或前述至少二種之組合，但本發明不限於此。
形成第一導電層220、閘極絕緣層230以及半導體層240於第二基板210的第四側214上。第一導電層220包括閘極222、連接閘極222的掃描線224以及共用電極226。閘極222以及掃描線224位於第二基板210的第四側214。在一些實施例中，形成第一導電層220的方法包括於第二基板210的第四側214上形成一導電材料，接著圖案化前述導電材料以形成閘極222、掃描線224以及共用電極226。第一導電層220的材料例如為金屬、氮化物、氧化物、氮氧化物或其他合適的材料或是金屬材料與其它導材料的堆疊層。
閘極絕緣層230形成於第一導電層220上。閘極絕緣層230的材料例如為氮化物、氧化物、氮氧化物、有機材料或其他合適的絕緣材料。
半導體層240形成於閘極絕緣層230上。半導體層240重疊於閘極222，且與閘極222之間夾有閘極絕緣層230。半導體層240包含非晶矽、多晶矽、微晶矽、單晶矽、有機半導體材料、氧化物半導體材料(例如：銦鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物或是其他合適的材料、或上述之組合)或其他合適的材料或上述材料之組 合。在一些實施例中，半導體層240的表面形成有歐姆接觸層242(圖2B省略繪示)，歐姆接觸層242的材料例如為摻雜後的半導體材料。
請參考圖11A與圖11B，形成第二導電層250於半導體層240以及閘極絕緣層230上。第二導電層250包括源極252、汲極254、資料線256以及第一電極258，其中源極252與汲極254電性連接至半導體層240，資料線256連接源極252，且第一電極258連接汲極254。
共用電極226相較於第一電極258更靠近第二基板210，且每個共用電極226重疊於多個第一電極258(共用電極226向圖11B未繪示的區域延伸，並重疊於其他未繪示的第一電極)。在一些實施例中，形成第二導電層250的方法包括於半導體層240以及閘極絕緣層230上形成一導電材料，接著圖案化前述導電材料以形成源極252、汲極254、資料線256以及第一電極258，其中在圖案化前述導電材料時，源極252與汲極254之間的部份歐姆接觸層242會被移除。第二導電層250的材料例如為金屬、氮化物、氧化物、氮氧化物或其他合適的材料或是金屬材料與其它導材料的堆疊層。
至此，多個主動元件T大致完成。主動元件T位於第二基板210的第四側214上，且包括閘極222、半導體層240、源極252與汲極254。多個第一電極E1分別電性連接多個主動元件T的汲極254。在一些實施例中，第一電極E1包括金屬材料，且各 汲極254與對應的第一電極E1一體成形。在本實施例中，主動元件T是底部閘極型的薄膜電晶體，但本發明不以此為限。在其他實施例中，主動元件T也可以是頂部閘極型或其他類型的薄膜電晶體。
形成緩衝層BP於主動元件T、第一電極256以及閘極絕緣層230上。緩衝層BP具有多個開口O。開口O分別重疊於第一電極E1。在本實施例中，每個開口O重疊於一個第一電極E1。緩衝層BP的材料包括有機材料、氧化物、氮化物、氮氧化物或其他絕緣材料。
請參考圖13A與圖13B，形成有機感光材料層OPL於第一電極E1以及緩衝層BP上。在本實施例中，有機感光材料層OPL填入開口O，並接觸第一電極E1。在一些實施例中，有機感光材料層OPL整面地形成於第一電極E1以及緩衝層BP上。有機感光材料層OPL重疊於多個第一電極E1，相鄰之第一電極E1上的有機感光材料層OPL彼此橫向相連。
形成第二電極E2於有機感光材料層OPL上。在一些實施例中，第二電極E2整面地形成於有機感光材料層OPL上。第二電極E2重疊於多個第一電極E1，相鄰之第一電極E1上的第二電極E2彼此橫向相連。有機感光材料層OPL位於第一電極E1與第二電極E2之間。在一些實施例中，第一電極E1相較於第二電極E2更靠近第二基板210的第四側214。
在一些實施例中，第二電極E2包括高分子奈米顆粒材料 或奈米金屬材料(例如銀奈米顆粒或銀奈米線)。在一些實施例中，第二電極E2為透明導電材料，第二電極E2在可見光波段(400~700nm)的穿透率大於90%。在一些實施例中，光線從第二電極E2的一側進入有機感光材料層OPL，並於有機感光材料層OPL中產生電子電洞對。
至此，感光元件基板200b大致完成。在本實施例中，感光元件基板200b包括第二基板210以及位於第二基板210上的感光元件陣列層OPDA。感光元件陣列層OPDA包括多個主動元件T、多個第一電極E1、第二電極E2以及有機感光材料層OPL。在本實施例中，感光元件陣列層OPDA還包括掃描線224、共用電極226、閘極絕緣層230、資料線256以及緩衝層BP。
在本實施例中，感光元件基板200b的感光區的面積約等於開口O的面積，若以掃描線224與資料線256所為出來的區域為像素面積，感光區的面積約占據像素面積的24%~85%。在一些實施例中，感光元件基板200b的像素面積約為50μm×50μm或小於50μm×50μm。在一些實施例中，感光元件基板200b的解析度大於或等於500ppi。
圖14A至圖14C是依照本發明的一實施例的一種感光裝置的製造方法的剖面示意圖。
請參考圖14A，形成感光元件基板200b於第二載板C2上。感光元件基板200b包括第二基板110以及感光元件陣列層OPDA。感光元件陣列層OPDA的結構請參考圖13A與圖13B及 其相關說明，於此不再贅述。
形成光學膠300於感光元件基板200b上。在本實施例中，形成光學膠300於感光元件陣列層OPDA上。
請參考圖7C與圖14B，將微透鏡基板100以及保護膜F1貼於光學膠300上。光學膠300位於微透鏡基板100與感光元件基板200b之間。微透鏡基板100之第一基板110的第二側114朝向感光元件基板200b之第二基板210的第四側214。
請參考圖14C，移除微透鏡基板100上的保護膜F1，並將微透鏡基板100、光學膠300與感光元件基板200b自第二載板C2上提起。
至此，感光裝置30大致完成。在本實施例中，光線L依序經過光學結構層LS、第一基板110以及光學膠300，接著被感光元件陣列層OPDA所接收。
基於上述，微透鏡基板100與感光元件基板200b是分別製造，接著再以光學膠300互相貼合，因此，即使製造微透鏡基板100的製程包含高溫處理及有機溶液處理，感光元件基板200b中的有機感光材料層OPL(請參考圖13A)也不會因為前述高溫處理或有機溶液處理而受損，藉此增加感光裝置30的製造良率。
圖15A至圖15C是依照本發明的一實施例的一種感光裝置的製造方法的剖面示意圖。
請參考圖15A，形成感光元件基板200b於第二載板C2上。感光元件基板200b包括第二基板110以及感光元件陣列層 OPDA。感光元件陣列層OPDA的結構請參考圖13A與圖13B及其相關說明，於此不再贅述。
將透明膠膜TG貼於感光元件陣列層OPDA。透明膠膜TG的黏著面TG1朝向第二基板210的第四側214。
請參考圖15B，將透明膠膜TG與感光元件基板200b自第二載板C2上提起，並形成光學膠300於透明膠膜TG的非黏著面TG2。
請參考圖7C、圖15B與圖15C，將微透鏡基板100貼於光學膠300上，並移除感光元件基板200上的保護膜F2。
至此，感光裝置40大致完成。圖15C之感光裝置40與圖13C之感光裝置30的差異在於：感光裝置40包括透明膠膜TG，且透明膠膜TG可以調整微透鏡基板100與感光元件基板200之間的距離以及感光裝置40的整體厚度。
在本實施例中，光線L依序經過光學結構層LS、第一基板110、光學膠300以及透明膠膜TG，接著被感光元件陣列層OPDA所接收。
基於上述，微透鏡基板100與感光元件基板200b是分別製造，接著再以光學膠300互相貼合，因此，即使製造微透鏡基板100的製程包含高溫處理及有機溶液處理，感光元件基板200b中的有機感光材料層OPL(請參考圖13A)也不會因為前述高溫處理及有機溶液處理而受損，藉此增加感光裝置40的製造良率。
圖16A是依照本發明的一實施例的一種感光元件基板的 剖面示意圖。圖16B是圖16A的感光元件基板的上視示意圖。圖16A對應圖16B中線d-d’的位置。在此必須說明的是，圖16A和圖16B的實施例沿用圖10A至圖13B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16A和16B之感光元件基板200c與圖13A和13B之感光元件基板200b的差異在於：感光元件基板200c更包括第三電極E3。
請參考圖16A與圖16B，在本實施例中，多個第三電極E3分別填入緩衝層BP的開口O，並電性連接至第一電極E1。各第三電極E3的面積大於對應的開口O的面積，且第三電極E3重疊於對應的源極252、對應的半導體層240以及對應的閘極222。第三電極E3為透明導電材料，舉例來說，第三電極E3為金屬氧化物(例如銦錫氧化物或者是銦鋅氧化物)。
有機感光材料層OPL直接形成於第三電極E3上，且有機感光材料層OPL覆蓋第三電極E3的頂面與側面。在本實施例中，有機感光材料層OPL覆蓋第三電極E3的整個頂面，藉此增加感光元件基板200c的感光區的面積。在本實施例中，感光元件基板200c的感光區的面積約等於第三電極E3的頂面的面積，若以掃描線224與資料線256所為出來的區域為像素面積，感光區的面積約占據像素面積的24%~85%。在一些實施例中，感光元件 基板200c的像素面積約為50μm×50μm或小於50μm×50μm。在一些實施例中，感光元件基板200c的解析度大於或等於500ppi。
感光元件基板200c與微透鏡基板100的結合方式可以參考圖13A至圖13C以及圖14A至圖14C，於此不再贅述。
圖17是依照本發明的一實施例的一種第一電極、有機感光材料層以及第二電極的剖面示意圖。
請參考圖17，在本實施例中，有機感光材料層OPL包括依序堆疊的電子傳輸層ETL(Electron transport layer)、主動層AL(Active Layer)以及電洞傳輸層HTL(Hole transport layer)。
電子傳輸層ETL位於主動層AL與第一電極E1之間。電洞傳輸層HTL位於主動層AL與第二電極E2之間。
在一些實施例中，光線L自第一電極E1側進入有機感光材料層OPL。換句話說，光線L會先抵達電子傳輸層ETL，接著才會進入主動層AL以及電洞傳輸層HTL。在一些實施例中，光線L在電子傳輸層ETL處的光電轉換效率優於光線L在電洞傳輸層HTL處的光電轉換效率，因此，光線L自第一電極E1側進入有機感光材料層OPL能使感光元件基板具有較佳的光電轉換效率。舉例來說，如圖9A的感光元件基板200以及圖6B的感光元件基板200a，光線L自第一電極E1側進入有機感光材料層OPL，使感光元件基板具有較佳的光電轉換效率。
綜上所述，微透鏡基板與感光元件基板是分別製造，接著再以光學膠互相貼合，因此，即使製造微透鏡基板的製程包含 高溫製程或有機溶液製程，感光元件基板中的有機感光材料層也不會因為前述高溫製程或有機溶液製程而受損，藉此增加感光裝置的製造良率。
10:感光裝置
100:微透鏡基板
110:第一基板
112:第一側
114:第二側
200:感光元件基板
210:第二基板
212:第三側
214:第四側
300:光學膠
L:光線
LS:光學結構層
OPDA:感光元件陣列層

Claims (19)

  1. 一種感光裝置，包括：一微透鏡基板，包括；一第一基板，具有一第一側以及相對於該第一側的一第二側；多個微透鏡，位於該第一基板的該第一側上；一遮光結構，位於該第一基板的該第一側上；以及一平坦層，其中該些微透鏡與該遮光結構分別位於該平坦層的相對側，且該遮光結構相對於該些微透鏡更靠近該第一基板的該第一側；一感光元件基板，包括：一第二基板，具有一第三側以及相對於該第三側的一第四側，其中該第一基板的該第二側朝向該第二基板的該第三側；多個主動元件，位於該第二基板的該第四側上；多個第一電極，分別電性連接該些主動元件；一第二電極，重疊於該些第一電極；以及一有機感光材料層，位於該些第一電極與該第二電極之間，其中該些第一電極相較於該第二電極更靠近該第二基板的該第四側；以及一光學膠，位於該微透鏡基板與該感光元件基板之間。
  2. 如請求項1所述的感光裝置，其中該些第一電極為透明導電材料，且該第二電極包括高分子奈米顆粒材料或金屬材料。
  3. 如請求項1所述的感光裝置，其中該有機感光材料層包括：一主動層；一電子傳輸層，位於該主動層與該些第一電極之間；以及一電洞傳輸層，位於該主動層與該第二電極之間。
  4. 如請求項1所述的感光裝置，其中該有機感光材料層覆蓋該些第一電極的頂面與側面。
  5. 如請求項1所述的感光裝置，更包括：一緩衝層，位於該些第一電極上，且具有多個開口，該些開口分別重疊於該些第一電極，且該有機感光材料層填入該些開口。
  6. 如請求項1所述的感光裝置，其中各該主動元件包括一閘極，位於該第二基板的該第四側上；一半導體層，重疊於該閘極，且與該閘極之間夾有一閘極絕緣層；一源極與一汲極，電性連接至該半導體層，且該汲極電性連接至對應的該第一電極。
  7. 如請求項1所述的感光裝置，更包括：一透明膠膜，其中該透明膠膜的黏著面朝向該第二基板的該第三側，且該光學膠位於該透明膠膜的非黏著面。
  8. 一種感光裝置，包括：一微透鏡基板，包括；一第一基板，具有一第一側以及相對於該第一側的一第 二側；多個微透鏡，位於該第一基板的該第一側上；一遮光結構，位於該第一基板的該第一側上；以及一平坦層，其中該些微透鏡與該遮光結構分別位於該平坦層的相對側，且該遮光結構相對於該些微透鏡更靠近該第一基板的該第一側；一感光元件基板，包括：一第二基板，具有一第三側以及相對於該第三側的一第四側，其中該第一基板的該第二側朝向該第二基板的該第四側；多個主動元件，位於該第二基板的該第四側上；多個第一電極，分別電性連接該些主動元件；一第二電極，重疊於該些第一電極；以及一有機感光材料層，位於該些第一電極與該第二電極之間，其中該些第一電極相較於該第二電極更靠近該第二基板的該第四側；以及一光學膠，位於該微透鏡基板與該感光元件基板之間。
  9. 如請求項8所述的感光裝置，其中各該主動元件包括一閘極，位於該第二基板的該第四側上；一半導體層，重疊於該閘極，且與該閘極之間夾有一閘極絕緣層；一源極與一汲極，電性連接至該半導體層，且該汲極連接至對應的該第一電極。
  10. 如請求項9所述的感光裝置，其中該些第一電極包括金屬材料，且各該汲極與對應的該第一電極一體成形。
  11. 如請求項8所述的感光裝置，其中該第二電極包括高分子奈米顆粒材料或金屬材料。
  12. 如請求項8所述的感光裝置，其中該有機感光材料層包括：一主動層；一電子傳輸層，位於該主動層與該些第一電極之間；以及一電洞傳輸層，位於該主動層與該第二電極之間。
  13. 如請求項8所述的感光裝置，更包括：一透明膠膜，其中該透明膠膜的黏著面朝向該第二基板的該第四側，且該光學膠位於該透明膠膜的非黏著面。
  14. 一種感光裝置，包括：一微透鏡基板，包括；一第一基板，具有一第一側以及相對於該第一側的一第二側；以及多個微透鏡，位於該第一基板的該第一側上；一感光元件基板，包括：一第二基板，具有一第三側以及相對於該第三側的一第四側，其中該第一基板的該第二側朝向該第二基板的該第四側；多個主動元件，位於該第二基板的該第四側上；多個第一電極，分別電性連接該些主動元件； 一第二電極，重疊於該些第一電極；一有機感光材料層，位於該些第一電極與該第二電極之間，其中該些第一電極相較於該第二電極更靠近該第二基板的該第四側；以及一共用電極，重疊於該些第一電極，其中該共用電極相較於該些第一電極更靠近該第二基板；以及一光學膠，位於該微透鏡基板與該感光元件基板之間。
  15. 一種感光裝置，包括：一微透鏡基板，包括；一第一基板，具有一第一側以及相對於該第一側的一第二側；以及多個微透鏡，位於該第一基板的該第一側上；一感光元件基板，包括：一第二基板，具有一第三側以及相對於該第三側的一第四側，其中該第一基板的該第二側朝向該第二基板的該第三側；多個主動元件，位於該第二基板的該第四側上；多個第一電極，分別電性連接該些主動元件；一第二電極，重疊於該些第一電極；一有機感光材料層，位於該些第一電極與該第二電極之間，其中該些第一電極相較於該第二電極更靠近該第二基板的該第四側；一共用電極，重疊於該些第一電極，其中該共用電極相 較於該些第一電極更靠近該第二基板，其中該共用電極為透明導電材料；以及一絕緣層，位於該共用電極與該些第一電極之間；以及一光學膠，位於該微透鏡基板與該感光元件基板之間。
  16. 一種感光裝置，包括：一微透鏡基板，包括；一第一基板，具有一第一側以及相對於該第一側的一第二側；以及多個微透鏡，位於該第一基板的該第一側上；一感光元件基板，包括：一第二基板，具有一第三側以及相對於該第三側的一第四側，其中該第一基板的該第二側朝向該第二基板的該第四側；多個主動元件，位於該第二基板的該第四側上；多個第一電極，分別電性連接該些主動元件；一第二電極，重疊於該些第一電極；一有機感光材料層，位於該些第一電極與該第二電極之間，其中該些第一電極相較於該第二電極更靠近該第二基板的該第四側；一緩衝層，覆蓋該些第一電極，且具有多個開口，該些開口分別重疊於該些第一電極；以及多個第三電極，分別填入該些開口，並電性連接至該些 第一電極；以及一光學膠，位於該微透鏡基板與該感光元件基板之間。
  17. 如請求項16所述的感光裝置，其中該有機感光材料層覆蓋該些第三電極的頂面與側面。
  18. 如請求項16所述的感光裝置，其中該些第三電極為透明導電材料，且各該第三電極的面積大於對應的該開口的面積。
  19. 如請求項18所述的感光裝置，其中各該第三電極重疊於對應的該源極、對應的該半導體層以及對應的該閘極。
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