TWI758093B - 生物特徵辨識裝置 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種生物特徵辨識裝置，包含具有多個單元區的基板、感應層以及多個微透鏡。感應層包含多個感光件及第一遮光層。感光件設置於基板上，第一遮光層設置於感光件及基板上。第一遮光層具有多個第一透光區及位於兩相鄰的第一透光區之間的第一遮光部，第一透光區分別與感光件對應且重疊。多個微透鏡設置於第一遮光層上且分別與第一透光區對應且重疊。微透鏡位於單元區其中至少一者中具有第一微透鏡及多個第二微透鏡，第一微透鏡之曲率半徑大於第二微透鏡任一者的曲率半徑。

Description

生物特徵辨識裝置

本揭露是有關於一種生物特徵辨識裝置。

隨著科技的發展，資訊安全成為消費者在使用電子裝置時的一大重要考量。因此，電子裝置目前多都配置身分認證的機制，其中利用生物特徵進行身分辨識的方式是近年來的趨勢。

常見的認證方式為指紋辨識，因為指紋辨識易於整合在電子裝置中，且是根據生物特徵進行辨識而具有高辨識性。然而，目前對於螢幕下光學辨識裝置，由於受到光線串擾(crosstalk)的影響，使感光元件反應亮暗程度會與實際有所差異，造成指紋辨識度差。有鑒於此，現有技術實有待改善的必要。

本揭露之一些實施方式提供了一種生物特徵辨識裝置，包含基板、感應層以及多個微透鏡。基板具有多個單元區。感應層包含多個感光件以及第一遮光層。感光件對應設置於基板及單元區上，第一遮光層設置於感光件及基板上。其中，第一遮光層具有多個第一透光區及位於兩相鄰的第一透光區之間的第一遮光部，第一透光區分別與感光件對應且重疊。多個微透鏡設置於第一遮光層之上，且微透鏡分別與第一透光區對應且重疊，其中，微透鏡位於單元區其中至少一者中，且微透鏡具有第一微透鏡及多個第二微透鏡，第一微透鏡之第一曲率半徑大於第二微透鏡任一者的第二曲率半徑，第一曲率半徑與第二曲率半徑的比值大於等於1.05且小於等於3。

本揭露之一些實施方式另提供了一種生物特徵辨識裝置，包含基板、感應層以及多個微透鏡。基板具有多個單元區。感應層包含多個感光件以及第一遮光層。感光件對應設置於基板及單元區上，第一遮光層設置於感光件及基板上。其中，第一遮光層具有多個第一透光區及位於兩相鄰的第一透光區之間的第一遮光部，第一透光區分別與感光件對應且重疊。多個微透鏡，設置於第一遮光層之上，且微透鏡分別與第一透光區對應且重疊，其中，微透鏡位於單元區其中至少一者中，且微透鏡具有第一微透鏡及多個第二微透鏡，投影於基板方向上，第一微透鏡之第一寬度大於第二微透鏡任一者的第二寬度，第一寬度與第二寬度的比值大於1且小於等於2。

在一些實施方式中，單元區其中至少一者中，第二微透鏡位於第一微透鏡之周圍。

在一些實施方式中，第一微透鏡位於第二微透鏡所環繞出來的區域之形心處。

在一些實施方式中，生物特徵辨識裝置更包含，第二遮光層，設置於第一遮光層上，其中，第二遮光層具有多個第二透光區及位於兩相鄰的第二透光區之間的第二遮光部，第二透光區分別與第一透光區對應，且第二遮光部與第一遮光部重疊。

在一些實施方式中，於法線方向上，第一遮光部與第二遮光部之間具有間距，且間距小於或等於第一曲率半徑及第二曲率半徑其中至少一者。

在一些實施方式中，投影於基板方向上，第二透光區其中一者的寬度與第一透光區其中一者的寬度之比值大於或等於0.5且小於或等於2。

在一些實施方式中，第一曲率半徑及第二曲率半徑其中至少一者，與投影於基板方向上第二透光區其中一者的寬度之比值大於1。

在一些實施方式中，於法線方向上，第一透光區任一者與第二透光區任一者之中心點不超過所對應的微透鏡任一者之邊緣。

在一些實施方式中，生物特徵辨識裝置更包含，第二遮光層，設置於第一遮光層上，其中，第二遮光層具有多個第二透光區及位於兩相鄰的第二透光區之間的第二遮光部，第二透光區分別與第一透光區對應，且第二遮光部與第一遮光部重疊。

在一些實施方式中，於法線方向上，第一遮光部與第二遮光部之間具有間距，且間距小於或等於第一寬度及第二寬度其中至少一者。

在一些實施方式中，投影於基板方向上，第二透光區其中一者的寬度與第一透光區其中一者的寬度之比值大於或等於0.5且小於或等於2。

在一些實施方式中，第一寬度及第二寬度其中至少一者與投影於基板方向上，第二透光區其中一者的寬度之比值大於1。

在一些實施方式中，於法線方向上，第一透光區任一者與第二透光區任一者之中心點不超過所對應的微透鏡任一者之邊緣。

在一些實施方式中，生物特徵辨識裝置更包含：多個擬置微透鏡，設置於第一遮光層之上，其中，擬置微透鏡與間隔區對應且重疊；兩相鄰的單元區之間具有間隔區；第一遮光部與間隔區對應且重疊，且位於單元區任一者之兩相鄰的第一透光區之間具有中心間距X；位於部份間隔區的兩側之兩相鄰的第一透光區之間具有中心間距Y，位於另一部份間隔區的兩側之兩相鄰的第一透光區之間具有中心間距Z，中心間距Y約為n倍的中心間距X，且設置在中心間距Y所設置的擬置微透鏡的個數為A，中心間距Z約為m倍的中心間距X，且在中心間距Z所設置的擬置微透鏡的個數為B，n、m為大於0的正數，n＜m，且A小於B。

本揭露之一些實施方式另提供了一種生物特徵辨識裝置，包含基板、感應層、多個微透鏡以及多個擬置微透鏡。基板具有多個單元區，其中兩相鄰的單元區之間具有間隔區。感應層包含多個感光件以及第一遮光層。多個感光件對應設置於基板及單元區上。第一遮光層設置於感光件及基板上，其中，第一遮光層具有多個第一透光區及位於兩相鄰的第一透光區之間的第一遮光部，第一透光區分別與感光件對應且重疊，其中，第一遮光部與間隔區對應且重疊，且位於單元區任一者之兩相鄰的第一透光區之間具有中心間距X。多個微透鏡設置於第一遮光層之上，微透鏡分別與第一透光區對應且重疊，且微透鏡位於單元區其中至少一者中。多個擬置微透鏡設置於第一遮光層之上，其中，擬置微透鏡與間隔區對應且重疊，位於部份間隔區的兩側之兩相鄰的第一透光區之間具有中心間距Y，位於另一部份間隔區的兩側之兩相鄰的第一透光區之間具有中心間距Z，中心間距Y約為n倍的中心間距X，且設置在中心間距Y所設置的擬置微透鏡的個數為A，中心間距Z約為m倍的中心間距X，且在中心間距Z所設置的擬置微透鏡的個數為B，n、m為大於0的正數，n＜m，且A小於B。

在一些實施方式中，生物特徵辨識裝置更包含，第二遮光層，設置於第一遮光層上，其中，第二遮光層具有多個第二透光區及位於兩相鄰的第二透光區之間的第二遮光部，第二透光區分別與第一透光區對應，且第二遮光部與第一遮光部重疊。

在一些實施方式中，於法線方向上，第一遮光部與第二遮光部之間具有間距，且間距小於或等於微透鏡之曲率半徑其中至少一者。

在一些實施方式中，於法線方向上，第一遮光部與第二遮光部之間具有間距，且間距小於或等於微透鏡之寬度其中至少一者。

在一些實施方式中，投影於基板方向上，第二透光區其中一者的寬度與第一透光區其中一者的寬度之比值大於或等於0.5且小於或等於2。

在一些實施方式中，於法線方向上，第一透光區任一者之中心點與對應的第二透光區任一者之中心點不超過所對應的微透鏡任一者之邊緣。

在一些實施方式中，生物特徵辨識裝置更包含膜層，與基板重疊，其中，膜層包含發光畫素層、觸控層及保護層其中至少一者。

在一些實施方式中，發光畫素層，與感應層重疊設置，其中，發光畫素層包含多個畫素，且單元區與發光畫素對應。

在一些實施方式中，生物特徵辨識裝置更包含封裝層，設置於膜層上。

在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」或「耦合」係可為二元件間存在其它元件。

本文使用的「約」、「近似」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量(即，測量系統的限制)。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30%、±20%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」或「實質上」可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。

除非另有定義，本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

請參照第1圖及第2圖，第1圖繪示本揭露之一些實施方式之生物特徵辨識裝置10的俯視圖，第2圖繪示第1圖沿22剖面線的剖面圖。生物特徵辨識裝置10包含基板100、感應層200、以及微透鏡300。在一實施方式中，生物特徵辨識裝置10可應用於指紋辨識，其所辨識的生物特徵，以指紋之脊谷紋中的特徵為例，但不限於此。於另一些實施方式中，生物特徵辨識裝置10亦可應用於掌紋辨識，其所辨識的生物特徵可以為辨識掌紋之脊谷紋中的特徵。為便於說明，以下實施例中均以指紋辨識為例進行說明。

基板100具有多個單元區110，於第1圖中僅繪示一個完整與多個部分單元區110作為例示。在一實施方式中，兩相鄰的單元區110之間具有間隔區120。在一實施方式中，在間隔區120上方可佈有讀取電路，以避免在單元區110上方的光線被讀取電路遮蔽。在一實施方式中，基板100可以包含任何合適的基板。在一些實施例中，基板100可以為半導體基板，例如矽基板。

感應層200包含多個感光件210、第一遮光層220以及第一介電層230。感光件210對應設置於基板100及單元區110上。在一實施方式中，每個單元區110具有一個或多個感光件210。在一實施方式中，感光件210的材料包含富矽氧化物(silicon rich oxide)，當感光件210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)。在一實施方式中，在間隔區120上方佈有讀取電路為例如，連接感光件210所需要的訊號線。

第一遮光層220設置於感光件210及基板100上，其中，第一遮光層220具有多個第一透光區222及位於兩相鄰的第一透光區222之間的第一遮光部224，第一透光區222分別與感光件210對應且重疊。在一實施方式中，第一遮光層220的材料例如可以是金屬、有機或無機材料。在一實施方式中，第一透光區222為在第一遮光層220上所形成的孔洞，第一遮光部224為孔洞以外的區域，具有遮蔽光線的效果。

第一介電層230設置於第一遮光層220上。在一實施方式中，第一介電層230又稱為緩衝層、絕緣層、或是鈍化層，第一介電層230的材料可以是有機材料、無機材料或其組合，包括，但不限於環氧樹脂、氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)、由氧化矽及氮化矽共同組成的複合層、或是其他合適的介電材料。在一些實施例中，第一介電層230的材質為透明材質，使光線能透過第一介電層230。在一些實施例中，第一介電層230具有厚度約3微米至約5微米，例如3.5微米、4微米、4.5微米、或者此等值中任意兩者之間的任何值。

請參閱第3圖及第4圖所示，第3圖繪示本揭露之另一些實施方式之生物特徵辨識裝置的俯視圖，第4圖繪示第3圖沿44剖面線的剖面圖。生物特徵辨識裝置10’更包含第二遮光層240，設置於第一介電層230上，其中，第二遮光層240具有多個第二透光區242及位於兩相鄰的第二透光區242之間的第二遮光部244，第二透光區242分別與第一透光區222對應，且第二遮光部244與第一遮光部224重疊。在一實施方式中，第二遮光層240的材料例如可以是金屬、有機或無機材料，在一些實施方式中，第二透光區242為在第二遮光層240上所形成的孔洞，第二遮光部244為孔洞以外的區域，具有遮蔽光線的效果。

第二介電層250設置於第二遮光層240上，微透鏡300設置於第二介電層250上。在一實施方式中，第二介電層250的材質與第一介電層230可以相同或不同，在此不再贅述。在一些實施例中，第二介電層250的材質為透明材質，使光線能透過第二介電層250。在一些實施例中，第二介電層250具有厚度約8微米至約10微米，例如8.5微米、9微米、9.5微米、或者此等值中任意兩者之間的任何值。

微透鏡300設置於第二介電層250上。在一實施方式中，微透鏡300分別與第一透光區222對應且重疊。請同時參閱第3圖、第4圖及第5圖，第5圖繪示第4圖的局部放大圖。在一實施方式中，微透鏡300位於多個單元區110的至少一者中，且微透鏡300具有第一微透鏡310及多個第二微透鏡320，第一微透鏡310之第一曲率半徑R1大於多個第二微透鏡320任一者的第二曲率半徑R2，第一曲率半徑R1與第二曲率半徑R2的比值(R1/R2)大於等於1.05且小於等於3，以減少光線串擾的情形；由於不同曲率半徑的微透鏡共用相同厚度的聚光層(如感應層200)，不同微透鏡最佳厚度不同，若R1/R2超過3倍，則第一微透鏡310與第二微透鏡320之間差異太大，將會犧牲其中一方之透光效率。在一些實施例中，第一曲率半徑R1與第二曲率半徑R2的比值介於1.05至3之間，例如1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、或者此等值中任意兩者之間的任何值。在一些實施例中，第一曲率半徑R1介於約6微米至約9微米之間，例如6.5微米、7微米、7.5微米、8微米、8.5微米、或者此等值中任意兩者之間的任何值。

在一實施方式中，微透鏡300與微透鏡300之間藉由不透光樹脂間隔開。具體而言，微透鏡300將從手指反射回來的反射光，透過對應的第一透光區222聚集到下方的感光件210。感光件210可以基於反射光進行成像，從而得到手指的指紋圖像。微透鏡300分別與第一透光區222、第二透光區242及感光件210對應且重疊，使手指反射回來的反射光進行。藉由透過微透鏡300將外界的光信號放大，可有效地提升感光件210的光電流。

在一實施方式中，於法線F方向上，第一遮光部224與第二遮光部244之間具有間距D1，且間距D1小於或等於第一曲率半徑R1及第二曲率半徑R2其中至少一者。在一些實施例中，第一遮光部224與第二遮光部244之間具有間距D1介於3微米至15微米之間，例如:3.5微米、4微米、4.5微米、5微米、5.5微米、6微米、6.5微米、7微米、7.5微米、8微米、8.5微米、9微米、9.5微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米、或者此等值中任意兩者之間的任何值。當微透鏡300的曲率半徑愈小，則焦距愈短，所以第一遮光部224與第二遮光部244之間 (即第一透光區222與第二透光區242之間，亦即針孔(pin hole)之間)的間距D1會跟著變小。

在一實施方式中，投影於基板100方向上，第二透光區242的寬度O2與第一透光區222的寬度O1之比值大於或等於0.5且小於或等於2 (0.5≦O2/O1≦2)。在一些實施例中，第一透光區222的寬度O1 (例如，孔洞直徑)介於約2.5至3.5微米之間，例如2.6微米、2.8微米、3微米、3.2微米、3.4微米、或者此等值中任意兩者之間的任何值。第二透光區242的寬度O2 (例如，孔洞直徑)介於約3.5至4.5微米之間，例如3.6微米、3.8微米、4微米、4.2微米、4.4微米、或者此等值中任意兩者之間的任何值。在一些實施例中，第一透光區222具有寬度O1 (孔洞直徑)約3微米，且第二透光區242具有寬度O2 (孔洞直徑)約4微米，以利過濾雜訊。在一些實施例中，第一透光區222的孔洞中心與第二透光區242的孔洞中心相對應且重疊。亦即，第一透光區222的孔洞於基板100的垂直投影中心，與第二透光區242的孔洞於基板100的垂直投影中心重疊。

在一實施方式中，第一曲率半徑R1及第二曲率半徑R2其中至少一者，與投影於基板100方向上第二透光區的寬度O2之比值大於1 (R1/O2＞1或R2/O2＞1)。當微透鏡300的曲率半徑愈小，則焦距愈短，所以針孔間的間距D1會跟著變小，為了維持深寬比，寬度O2 (即針孔孔徑)會隨微透鏡曲率半徑數值(R1或R2)而變動，以避免雜光進入產生光線串擾。

在一實施方式中，投影於基板100方向上，第一微透鏡310之第一寬度S1大於多個第二微透鏡320任一者的第二寬度S2，第一寬度S1與第二寬度S2的比值大於1且小於等於2。在一些實施例中，第一寬度S1介於約10微米至約20微米之間，例如：11微米、12微米、13微米、14微米、15微米、16微米、17微米、18微米、19微米、或者此等值中任意兩者之間的任何值；第二寬度S2介於約10微米至約20微米之間，例如13.5微米。在一些實施例中，第一寬度S1及第二寬度S2其中至少一者，與投影於基板100方向上第二透光區242的寬度O2之比值大於1 (S1/O2＞1或S2/O2＞1)。當微透鏡300的曲率半徑愈小，則焦距愈短，所以針孔間的間距D1會跟著變小，為了維持深寬比，寬度O2 (即針孔孔徑)會隨微透鏡寬度數值(S1或S2)而變動，以避免雜光進入產生光線串擾。

在一實施方式中，於法線F方向上，第一透光區222與第二透光區242之中心點不超過所對應的微透鏡300之邊緣，使經由微透鏡300的光線能穿越第一透光區222與第二透光區242而被感光件210接收。在一些實施例中，第一微透鏡310下方的第一透光區222與第二透光區242之中心點，不超過第一微透鏡310之邊緣；第二微透鏡320下方的第一透光區222與第二透光區242之中心點，不超過第二微透鏡320之邊緣。

請繼續參閱第3圖、第4圖及第5圖。在一實施方式中，生物特徵辨識裝置10更包含多個擬置微透鏡330，設置於第二介電層250之上，其中，擬置微透鏡330與間隔區120對應且重疊，間隔區120包括間隔區120A、間隔區120B、間隔區120C。位於部份間隔區120A的兩側之兩相鄰的第一透光區222之間具有中心間距Y，位於另一部份間隔區120B的平行兩側之兩相鄰的第一透光區222之間具有中心間距Z1，中心間距Y約為n倍的中心間距X，且設置在中心間距Y所設置的擬置微透鏡330的個數為A，中心間距Z1約為m倍的中心間距X，且設置在中心間距Z1所設置的擬置微透鏡330的個數為B，n、m為大於0的正數，n＜m，且A小於B。在一些實施例中，中心間距Y約為2倍的中心間距X，且設置在中心間距Y所設置的擬置微透鏡330的個數為一個，中心間距Z1約為3倍的中心間距X，且在中心間距Z1所設置的擬置微透鏡330的個數為兩個。在另一些實施例中，位於另一部份間隔區120B的斜向兩側之兩相鄰的第一透光區222之間具有中心間距Z2，中心間距Z2約為m倍的中心間距X，且在中心間距Z2所設置的擬置微透鏡330的個數為B。具體而言，中心間距Z2約為√2倍(根號2倍)的中心間距X，在中心間距Z2所設置的擬置微透鏡330的個數亦為兩個。以下為使圖面簡潔而無具體繪示，在另一些實施例中，間隔區120A的斜向兩側之兩相鄰的第一透光區222之間皆具有中心間距Z2；間隔區120B的平行兩側之兩相鄰的第一透光區222之間也具有中心間距Z1；間隔區120C的斜向兩側之兩相鄰的第一透光區222之間也具有中心間距Z2，或重直兩側之兩相鄰的第一透光區222之間也具有中心間距Z1，且在中心間距Z1或中心間距Z2所設置的擬置微透鏡330的個數皆為兩個。

在一實施方式中，位於多個單元區110其中至少一者中，第二微透鏡320位於第一微透鏡310之周圍。在一些實施例中，第一微透鏡310位於第二微透鏡320所環繞出來的區域之形心處。本文中，「形心」是指n維空間中一個對象K的幾何中心或形心，是將對象K分成矩相等的兩部分的所有超平面的交點。如果一個物件質量分布平均，形心即是重心。亦即，第二曲率半徑R2比第一曲率半徑R1小的第二微透鏡320設置在單元區110 邊緣時，使雜光不易導入第一透光區222與第二透光區242 (即針孔)中而造成漏光，所以辨識指紋暗紋區域時會相對明顯。當第一透光區222與第二透光區242大小固定時，第二微透鏡320的曲率半徑小，其收光角度窄，適合當作靠近單元區110邊緣的設計；而第一微透鏡310曲率半徑大，收光角度寬，適合當作較中心的微透鏡設計。

具體而言，請參閱第3圖至第5圖所示，單元區110正上方的光為光線Lt1與光線Lt2，隔壁單元區110x正上方的光為光線Lx1與光線Lx2。光線Lt1、光線Lt2、光線Lx1與光線Lx2分別具有入射角θt1、θt2、θx1與θx2，且入射角θx1＞θt1=θx2＞θt2。光線Lt1經由第一微透鏡310可進入第二透光區242與第一透光區222而被感光元件210接收，具有更大入射角θx1的光線Lx1則被阻擋在第二遮光部244。光線Lt2經由第二微透鏡320可進入第二透光區242與第一透光區222而被感光元件210接收，具有更大入射角θx2的光線Lx2則被阻擋在第二遮光部244。值得注意的是，具有相同入射角度的光線Lt1與光線Lx2，前者順利進入第二透光區242，然而後者卻被阻擋在第二遮光部244。這是因為第二微透鏡320的第二曲率半徑R2小於第一微透鏡310的第一曲率半徑R1，使位於第一微透鏡310周邊的第二微透鏡320較聚光，而更不易收到來自隔壁單元區110x的光線串擾。藉由以上特徵，使例如，應收到指紋亮區的單元區110能充分收集亮區光線訊號，位於隔壁應收到指紋暗區的單元區110不會收到來自亮區的光線訊號，從而避免了光線串擾的影響以增加指紋辨識的精準度。此外，不同的針孔孔徑搭配相同微透鏡曲率的設計時，收光曲線寬度不變，但是角度會有所偏移，可以根據不同的需求，與微透鏡的曲率半徑做優化及設計。

在一實施方式中，生物特徵辨識裝置10更包含膜層，與基板100重疊，其中，膜層包含發光畫素層400、觸控層及保護層其中至少一者。在一些實施例中，在一些實施例中，發光畫素層400，與感應層200重疊設置。在一實施例中，發光畫素層400設置於感應層200上，以利光線以最短距離達到待測物體並反射。在另一實施例中，發光畫素層400設置於感應層200下。在又一實施例中，發光畫素層400與感應層200可整合於同一基板100上。在一些實施例中，微透鏡300上依序設置發光畫素層400、觸控層以及保護層。觸控層可偵測物體觸碰面板時的電容變化而產生觸控訊號，觸控層之材料包括金屬、石墨烯、奈米碳管或奈米銀線等具有較低電阻值之不透明材料，其中金屬可為銅、銀、鉬、鈦、鋁、金或其疊層，但不以此為限。保護層覆蓋於觸控層上，使得觸控層之結構得以保護。

在一些實施例中，發光畫素層400包含多個發光畫素(pixel)，且單元區110與發光畫素對應。在一些實施例中，各發光畫素包含多個發光子畫素(subpixel)分別發出多種單色光。在一實施方式中，發光子畫素包含有機發光二極體(organic light-emitting diode，OLED)、無機發光二極體或其它可出光之子畫素類型。在一些實施例中，一個發光畫素具有三個發光子畫素，分別發出紅光、綠光以及藍光。在一些實施例中，發光子畫素可視需求發出單色光，例如僅由其中一個子畫素發出紅光、綠光或藍光。在一些實施例中，發光子畫素可視需求發出混合光，例如當三個發光子畫素同時發出紅光、綠光以及藍光時，則混合光為白光。在一些實施例中，混合光為白光亦可由二種及其以上色光，來混成白光，例如紅光與青光、藍光與黃光、或綠光與紫光皆可混合成白光。在一些實施例中，感應層200與發光畫素層400之間不存在彩色濾光層，或是光行進方向上不存在彩色濾光層。舉例而言，當發光子畫素為自發光材質(例如OLED)，無須彩色濾光層即可直接發出指定波段的單色光，而避免為了特定發光子畫素要發出單色光需額外增加彩色濾光層的製程，進而減少製程上的複雜度。在另一些實施例中，發光子畫素也可經由外部光源供給光至發光子畫素。

在一實施方式中，生物特徵辨識裝置10更包含封裝層500，封裝層500設置於膜層上。在一些實施例中，封裝層500的材質可為玻璃。當生物特徵辨識裝置10進行指紋辨識時，手指與所述封裝層500最近。在一些實施例中，生物特徵辨識裝置10進行指紋辨識時，手指可接觸或不接觸封裝層500。

本揭露的一些實施方式中，生物特徵辨識裝置藉由多個微透鏡具有不同曲率半徑或投影於基板上具不同寬度，以避免光線串擾現象，提升指紋辨識度。本揭露的另一些實施方式中，生物特徵辨識裝置藉由界定位於單元區內的第一透光區之間的距離、位於不同部分的間隔區兩側的第一透光區之間的距離的倍率關係，以避免光線串擾現象，提升指紋辨識度。

雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、10’：生物特徵辨識裝置 100：基板 110、110x：單元區 120、120A、120B、120C：間隔區 200：感應層 210：感光件 220：第一遮光層 222：第一透光區 224：第一遮光部 230：第一介電層 240：第二遮光層 242：第二透光區 244：第二遮光部 250：第二介電層 300：微透鏡 310：第一微透鏡 320：第二微透鏡 330：擬置微透鏡 400：發光畫素層 500：封裝層 D1：間距 O1：寬度 O2：寬度 F：法線 Lt1：光線 Lt2：光線 Lx1：光線 Lx2：光線 θt1：入射角 θt2：入射角 θx1：入射角 θx2：入射角 R1：第一曲率半徑 R2：第二曲率半徑 S1：第一寬度 S2：第二寬度 X：中心間距 Y：中心間距 Z1：中心間距 Z2：中心間距

當結合附圖閱讀以下詳細描述時，本揭露的各種態樣將最易於理解。應注意的是，根據行業標準操作規程，各種特徵結構可能並非按比例繪製。事實上，為了論述之清晰性，可以任意地增大或減小各種特徵結構之尺寸。為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖繪示本揭露之一些實施方式之生物特徵辨識裝置的俯視圖。 第2圖繪示第1圖沿22剖面線的剖面圖。 第3圖繪示本揭露之另一些實施方式之生物特徵辨識裝置的俯視圖。 第4圖繪示第3圖沿44剖面線的剖面圖。 第5圖繪示第4圖的局部放大圖。

10：生物特徵辨識裝置 110：單元區 120：間隔區 222：第一透光區 310：第一微透鏡 320：第二微透鏡 330：擬置微透鏡

Claims (25)

1. 一種生物特徵辨識裝置，包含：一基板，具有多個單元區；一感應層，包含：多個感光件，對應設置於該基板及該些單元區上；以及一第一遮光層，設置於該些感光件及該基板上，其中，該第一遮光層具有多個第一透光區及一位於兩相鄰的該些第一透光區之間的第一遮光部，該些第一透光區分別與該些感光件對應且重疊；以及多個微透鏡，設置於該第一遮光層之上，且該些微透鏡分別與該些第一透光區對應且重疊，其中，該些微透鏡位於該些單元區其中至少一者中，且該些微透鏡具有一第一微透鏡及多個第二微透鏡，該第一微透鏡之一第一曲率半徑大於該些第二微透鏡任一者的一第二曲率半徑，該第一曲率半徑與該第二曲率半徑的比值大於等於1.05且小於等於3。
2. 一種生物特徵辨識裝置，包含：一基板，具有多個單元區；一感應層，包含：多個感光件，對應設置於該基板及該些單元區上；以及一第一遮光層，設置於該些感光件及該基板上，其 中，該第一遮光層具有多個第一透光區及一位於兩相鄰的該些第一透光區之間的第一遮光部，該些第一透光區分別與該些感光件對應且重疊；以及多個微透鏡，設置於該第一遮光層之上，且該些微透鏡分別與該些第一透光區對應且重疊，其中，該些微透鏡位於該些單元區其中至少一者中，且該些微透鏡具有一第一微透鏡及多個第二微透鏡，投影於該基板方向上，該第一微透鏡之一第一寬度大於該些第二微透鏡任一者的一第二寬度，該第一寬度與該第二寬度的比值大於1且小於等於2。
3. 如請求項1或2所述之生物特徵辨識裝置，其中，位於該些單元區其中至少一者中，該些第二微透鏡位於該第一微透鏡之周圍。
4. 如請求項3所述之生物特徵辨識裝置，其中，該第一微透鏡位於該些第二微透鏡所環繞出來的區域之形心處。
5. 如請求項1所述之生物特徵辨識裝置，更包含，一第二遮光層，設置於該第一遮光層上，其中，該第二遮光層具有多個第二透光區及一位於兩相鄰的該些第二透光區之間的第二遮光部，該些第二透光區分別與該些第一透光區對應，且該第二遮光部與該第一遮光部重疊。
6. 如請求項5所述之生物特徵辨識裝置，其中，於法線方向上，該第一遮光部與該第二遮光部之間具有一間距，且該間距小於或等於該第一曲率半徑及該第二曲率半徑其中至少一者。
7. 如請求項5所述之生物特徵辨識裝置，其中，投影於該基板方向上，該些第二透光區其中一者的寬度與該些第一透光區其中一者的寬度之比值大於或等於0.5且小於或等於2。
8. 如請求項5所述之生物特徵辨識裝置，其中，該第一曲率半徑及該第二曲率半徑其中至少一者，與投影於該基板方向上該些第二透光區其中一者的寬度之比值大於1。
9. 如請求項5所述之生物特徵辨識裝置，其中，於法線方向上，該些第一透光區任一者與該些第二透光區任一者之中心點不超過所對應的該些微透鏡任一者之邊緣。
10. 如請求項2所述之生物特徵辨識裝置，更包含，一第二遮光層，設置於該第一遮光層上，其中，該第二遮光層具有多個第二透光區及一位於兩相鄰的該些第二 透光區之間的第二遮光部，該些第二透光區分別與該些第一透光區對應，且該第二遮光部與該第一遮光部重疊。
11. 如請求項10所述之生物特徵辨識裝置，其中，於法線方向上，該第一遮光部與該第二遮光部之間具有一間距，且該間距小於或等於該第一寬度及該第二寬度其中至少一者。
12. 如請求項10所述之生物特徵辨識裝置，其中，投影於該基板方向上，該些第二透光區其中一者的寬度與該些第一透光區其中一者的寬度之比值大於或等於0.5且小於或等於2。
13. 如請求項10所述之生物特徵辨識裝置，其中，該第一寬度及該第二寬度其中至少一者與投影於該基板方向上，該些第二透光區其中一者的寬度之比值大於1。
14. 如請求項10所述之生物特徵辨識裝置，其中，於法線方向上，該些第一透光區任一者與該些第二透光區任一者之中心點不超過所對應的該些微透鏡任一者之邊緣。
15. 如請求項1或2所述之生物特徵辨識裝置，更包含： 多個擬置微透鏡，設置於該第一遮光層之上，其中，該些擬置微透鏡與該間隔區對應且重疊；兩相鄰的該些單元區之間具有一間隔區；該第一遮光部與該間隔區對應且重疊，且位於該些單元區任一者之兩相鄰的該些第一透光區之間具有中心間距X；位於部份該間隔區的兩側之兩相鄰的該些第一透光區之間具有中心間距Y，位於另一部份該間隔區的兩側之兩相鄰的該些第一透光區之間具有中心間距Z，中心間距Y約為n倍的中心間距X，且設置在中心間距Y所設置的該些擬置微透鏡的個數為A，中心間距Z約為m倍的中心間距X，且在中心間距Z所設置的該些擬置微透鏡的個數為B，n、m為大於0的正數，n<m，且A小於B。
16. 如請求項1或2所述之生物特徵辨識裝置，其中，於該基板的法線上，各該第一微透鏡不重疊於各該第二微透鏡。
17. 一種生物特徵辨識裝置，包含：一基板，具有多個單元區，其中兩相鄰的該些單元區之間具有一間隔區；一感應層，包含：多個感光件，對應設置於該基板及該些單元區上；以及 一第一遮光層，設置於該些感光件及該基板上，其中，該第一遮光層具有多個第一透光區及一位於兩相鄰的該些第一透光區之間的第一遮光部，該些第一透光區分別與該些感光件對應且重疊，其中，該第一遮光部與該間隔區對應且重疊，且位於該些單元區任一者之兩相鄰的該些第一透光區之間具有一中心間距X；以及多個微透鏡，設置於該第一遮光層之上，該些微透鏡分別與該些第一透光區對應且重疊，且該些微透鏡位於該些單元區其中至少一者中；以及多個擬置微透鏡，設置於該第一遮光層之上，其中，該些擬置微透鏡與該間隔區對應且重疊，位於部份該間隔區的兩側之兩相鄰的該些第一透光區之間具有中心間距Y，位於另一部份該間隔區的兩側之兩相鄰的該些第一透光區之間具有中心間距Z，中心間距Y約為n倍的中心間距X，且設置在中心間距Y所設置的該些擬置微透鏡的個數為A，中心間距Z約為m倍的中心間距X，且在中心間距Z所設置的該些擬置微透鏡的個數為B，n、m為大於0的正數，n<m，且A小於B。
18. 如請求項17所述之生物特徵辨識裝置，更包含，一第二遮光層，設置於該第一遮光層上，其中，該第二遮光層具有多個第二透光區及一位於兩相鄰的該些第二透光區之間的第二遮光部，該些第二透光區分別與該些第一透光區對應，且該第二遮光部與該第一遮光部重疊。
19. 如請求項18所述之生物特徵辨識裝置，其中，於法線方向上，該第一遮光部與該第二遮光部之間具有一間距，且該間距小於或等於該些微透鏡之曲率半徑其中至少一者。
20. 如請求項18所述之生物特徵辨識裝置，其中，於法線方向上，該第一遮光部與該第二遮光部之間具有一間距，且該間距小於或等於該些微透鏡之寬度其中至少一者。
21. 如請求項18所述之生物特徵辨識裝置，其中，投影於該基板方向上，該些第二透光區其中一者的寬度與該些第一透光區其中一者的寬度之比值大於或等於0.5且小於或等於2。
22. 如請求項18所述之生物特徵辨識裝置，其中，於法線方向上，該些第一透光區任一者之中心點與對應的該些第二透光區任一者之中心點不超過所對應的該些微透鏡任一者之邊緣。
23. 如請求項1、2或17所述之生物特徵辨識裝置，更包含一膜層，與該基板重疊，其中，該膜層包含一發光畫素層、一觸控層及一保護層其中至少一者。
24. 如請求項23所述之生物特徵辨識裝置，其中，該發光畫素層，與該感應層重疊設置，其中，該發光畫素層包含多個畫素，且該些單元區與該些發光畫素對應。
25. 如請求項23所述之生物特徵辨識裝置，更包含一封裝層，設置於該膜層上。

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