TWI766583B

TWI766583B - 生物特徵感測裝置以及生物特徵感測群體

Info

Publication number: TWI766583B
Application number: TW110105991A
Authority: TW
Inventors: 王碩宏; 謝尚瑋
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2020-08-17
Filing date: 2021-02-20
Publication date: 2022-06-01
Also published as: TWI769700B; TW202209082A; TW202209170A; TWI756097B; TW202209138A; TW202209182A; TW202209179A; TWI757053B; TWI767758B

Abstract

一種生物特徵感測裝置，包括感測元件層、第一遮光層以及第二遮光層。第一遮光層設置於感測元件層上且包括第一孔洞以及第一遮光部，第一孔洞具有的孔寬為Wn，且第一遮光部具有的寬度為Gn。第二遮光層設置於第一遮光層上且包括第二孔洞以及第二遮光部。第一遮光部與第二遮光部之間的距離為H_n 。第二孔洞的中心軸與光線夾設的夾角為α，且0°＜α＜60°。當第二孔洞的中心軸與對應的第一孔洞的中心軸重疊時，Wn、Gn、H_n 與α符合式1：2H_n *│tan(α)│ ≤ (2Gn+Wn)。當第二孔洞的中心軸與對應的第一孔洞的中心軸不重疊時，Wn、Gn、H_n 與α符合式2：2H_n *│tan(α)│≤ (Gn+Wn)。

Description

生物特徵感測裝置以及生物特徵感測群體

本發明是有關於一種感測裝置，且特別是有關於一種生物特徵感測裝置以及生物特徵感測群體。

近年來，包括有生物識別系統（例如指紋或虹膜）的生物特徵感測裝置被大量應用於可攜式電子裝置中。以屏下光學感測器為例，其為將微型光學成像裝置設置於可攜式電子裝置的屏幕下方，透過屏幕的部分透光區域擷取按壓於屏幕上方的物體的圖像。

為了能成功辨識生物特徵，生物特徵感測裝置一般會配至有光機結構層，以聚焦入射光且提高其准直性；然而，在元件之間的間距隨著科技的發展而越來越小的情況下，光學串擾（crosstalk）現象仍無可避免地產生，此將造成感測的影像解析度較差。再者，在大量的生物特徵感測裝置於母板上製成時，位於母板邊緣的生物特徵感測裝置易產生製程偏移，使得光學串擾現象更易發生於此生物特徵感測裝置中。

本發明提供一種生物特徵感測裝置，其可避免光學串擾現象的發生而具有良好的辨識性能。

本發明的生物特徵感測裝置包括感測元件層、第一遮光層以及第二遮光層。感測元件層設置於基板上且包括用以感測光線的多個感測元件。第一遮光層設置於感測元件層上且包括多個第一孔洞，其中多個第一孔洞中的至少一者具有的孔寬為W_n ，相鄰的兩個第一孔洞之間具有第一遮光部，且第一遮光部具有的寬度為Gn。第二遮光層設置於第一遮光層上且包括多個第二孔洞，其中相鄰的兩個第二孔洞之間具有第二遮光部，且第二遮光部與第一遮光部對應。在基板的法線方向上，第一遮光部與第二遮光部之間的距離為H_n ，其中多個第二孔洞中的一者的中心軸與光線夾設的夾角為α，且0°＜α＜60°。當多個第二孔洞中的一者的中心軸與所對應的多個第一孔洞中的一者的中心軸重疊時，Wn、Gn、H_n 與α符合式1：2H_n *│tan(α)│ ≤ (2Gn+Wn)。當多個第二孔洞中的一者的中心軸與所對應的多個第一孔洞中的一者的中心軸不重疊時，Wn、Gn、H_n 與α符合式2：2H_n *│tan(α)│ ≤(Gn+Wn)。

本發明提供一種生物特徵感測群體，其包括的生物特徵感測裝置皆可避免光學串擾現象的發生而具有良好的辨識性能。

本發明的生物特徵感測裝置包括基板、感測元件層、第一遮光層以及第二遮光層。基板具有第一區域以及第二區域，其中第二區域鄰近於基板的邊緣，且第一區域遠離基板的邊緣。感測元件層設置於基板上且包括用以感測光線的多個感測元件。第一遮光層設置於感測元件層上且包括多個第一孔洞，且相鄰的兩個第一孔洞之間具有第一遮光部。第二遮光層設置於第一遮光層上且包括多個第二孔洞，其中相鄰的兩個第二孔洞之間具有第二遮光部，且第二遮光部與第一遮光部對應。位於第一區域的多個第二孔洞中的一者的中心軸與所對應的多個第一孔洞中的一者的中心軸重疊，且位於第二區域的多個第二孔洞中的一者的中心軸與所對應的多個第一孔洞中的一者的中心軸不重疊。

綜上所述，在本發明的生物特徵感測群體中，使位於遠離基板邊緣的區域中的生物特徵感測裝置的第一孔洞具有的孔寬、第一遮光部具有的寬度、第一遮光層與第二遮光層之間的距離以及第二孔洞的中心軸與通過第二孔洞的中心的光線夾設的最大角度符合關係式1；且使位於靠近基板邊緣的區域中的生物特徵感測裝置的第一孔洞具有的孔寬、第一遮光部具有的寬度、第一遮光層與第二遮光層之間的距離以及第二孔洞的中心軸與通過第二孔洞的中心的光線夾設的最大角度符合關係式2，藉此可以使本發明提供的生物特徵感測裝置皆具有良好的辨識性能。

本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、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，或例如±30%、±20%、±15%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」可依量測性質、切割性質或其它性質，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。

在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。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」可為二元件間存在其它元件。

此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件的「下」側的元件將被定向在其它元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「上面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。

現將詳細地參考本發明的示範性實施方式，示範性實施方式的實例說明於所附圖式中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。

圖1為一實施例的生物特徵感測群體的俯視示意圖。請參照圖1，本實施例的生物特徵感測群體10包括有基板SB以及多個生物特徵感測裝置100、200，其中基板SB具有第一區域CA以及第二區域PA，第一區域CA遠離於基板SB之邊緣，且第二區域PA鄰近於基板SB之邊緣。在本實施例中，第二區域PA環繞第一區域CA，但本發明不以此為限。生物特徵感測裝置100與生物特徵感測裝置200例如各自位於基板SB的第一區域CA以及第二區域PA中，以下將參照圖2A與圖2B介紹生物特徵感測裝置100與生物特徵感測裝置200包括的構件及其具有的特定參數關係。

圖2A為依據圖1的剖線A1-A1’的一實施例的生物特徵感測裝置的剖面示意圖。請先參照圖2A，本實施例的生物特徵感測裝置100包括感測元件層SE、第一遮光層BL1以及第二遮光層BL2。

感測元件層SE例如設置於基板SB上且包括用以感測光線L的多個感測元件SU。在一些實施例中，基板SB可為可撓性基板或剛性基板，本發明不以此為限。本實施例的感測元件層SE除了包括多個感測元件SU之外，還可包括主動元件（未繪示）、掃描線（未繪示）以及讀取線（未繪示）等走線，但本發明不以此為限。在一些例示性實施例中，主動元件、掃描線以及讀取線亦例如設置於基板SB上，其中掃描線與主動元件的源極電性連接，且讀取線與主動元件的汲極電性連接，以讀取感測元件SU感測到的訊號。在一些例示性實施例中，感測元件SU可包括第一電極（未繪示）、感光層（未繪示）以及第二電極（未繪示）。第一電極、感光層以及第二電極例如以此順序依序堆疊於基板SB上。第一電極與第二電極可例如包括透光的導電材料或不透光的導電材料，其視生物特徵感測裝置100的用途而定。在本實施例中，生物特徵感測裝置100可作為屏下指紋感測器來使用，因此，來自外界的光（例如經指紋反射的光）會穿過第二電極而入射至感光層，基於此，第二電極是使用透光的導電材料製作。感光層則具有將光能轉換為電能的特性，以實現光學感測的功能。在一些實施例中，感光層的材料可包括富矽材料，其可為富矽氧化物、富矽氮化物、富矽氮氧化物、富矽碳化物、富矽碳氧化物、氫化富矽氧化物、氫化富矽氮化物、氫化富矽碳化物、具高功函數元素參雜材料，例如：矽鍺化合物或其他合適的有機材料，或上述材料的組合。另外，在一些實施例中，感測元件層SE可更包括覆蓋多個感測元件SU的絕緣層（未繪示），此絕緣層可為單層結構或多層結構，且可包括有機材料或無機材料，本發明不以此為限。

第一遮光層BL1例如設置於感測元件層SE上且包括多個第一孔洞OP1，從另一個角度來看，第一遮光層BL1包括有位於相鄰的兩個第一孔洞OP1之間的多個第一遮光部BM1。在本實施例中，第一遮光層BL1具有的多個第一孔洞OP1可用以定義出光通過區域，其中第一遮光部BM1具有寬度Gn，多個第一孔洞OP1中的至少一者具有孔寬Wn，且多個第一孔洞OP1中的至少一者具有中心軸OP1_C。在一些實施例中，第一遮光層BL1的材料包括遮光及/或反射材料，其可為金屬、合金、前述材料的氮化物、前述材料的氧化物、前述材料的氮氧化物、或是其它合適的遮光及/或反射材料。舉例而言，第一遮光層BL1的材料可為鉬、氧化鉬或其堆疊層。基於此，未設置有第一遮光層BL1的區域即可定義出光通過區域。在本實施例中，第一孔洞OP1與感測元件層SE中的感測元件SU對應地設置，以使感測元件SU可將穿過第一孔洞OP1的外界的光線L轉換為對應的電訊號。另外，在一些實施例中，設置有第一遮光部BM1的區域可用於遮蔽感測元件SU的主動元件。詳細地說，第一遮光部BM1可例如位於主動元件的上方且至少遮蔽主動元件的半導體層，藉此以避免來自外界的光照射至半導體層，從而避免主動元件產生漏電的情況。

在一些實施例中，本實施例的生物特徵感測裝置100可更包括設置於感測元件層SE與第一遮光層BL1之間的第一絕緣層IL1。第一絕緣層IL1可例如為無機層或有機層。在第一絕緣層IL1為無機層的情況下，其包括的材料可為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或上述至少二種材料的堆疊層。在第一絕緣層IL1為有機層的情況下，其包括的材料可為聚亞醯胺、聚酯、苯並環丁烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯苯酚、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、六甲基二矽氧烷或上述至少二種材料的堆疊層。或者，第一絕緣層IL1可包括具有濾光功效的有機材料。舉例而言，第一絕緣層IL1可為紅外線截止（IR-cut）濾光層，以避免顯示出來的影像受到紅外光影響而有失真或是色散之情形發生，但本發明不以此為限。在一些實施例中，第一絕緣層IL1可為單層結構或多層結構，本發明不以此為限。

第二遮光層BL2例如設置於第一遮光層BL1上且包括多個第二孔洞OP2，從另一個角度來看，第二遮光層BL2包括有位於相鄰的兩個第二孔洞OP2之間的多個第二遮光部BM2。第二遮光層BL2具有的多個第二孔洞OP2亦可例如用以定義出光通過區域，其中第二遮光部BM2具有寬度Gn+1，多個第二孔洞OP2中的至少一者具有孔寬Wn+1，且多個第二孔洞OP2中的至少一者具有中心軸OP2_C。在一些實施例中，在基板SB的法線方向n上，第二遮光層BL2具有的第二孔洞OP2對應於第一遮光層BL1具有的第一孔洞OP1。舉例而言，本實施例的第二孔洞OP2具有的中心軸OP2_C與第一孔洞OP1具有的中心軸OP1_C重疊，即，第二孔洞OP2的中心軸OP2_C與第一孔洞OP1的中心軸OP1_C之間不具有偏移距離，但本發明不以此為限。在另一些實施例中，第二孔洞OP2的中心軸OP2_C與第一孔洞OP1的中心軸OP1_C之間可具有偏移距離。從另一個角度來看，在基板SB的法線方向n上，第二遮光部BM2會與第一遮光部BM1對應且部份重疊，但本發明不限於此。

在一些實施例中，第二孔洞OP2具有的孔寬Wn+1可大於第一孔洞OP1具有的孔寬Wn，且第二遮光部BM2具有的寬度Gn+1可小於第一遮光部BM1具有的寬度Gn，本發明不以此為限。另外，在基板SB的法線方向n上，第一遮光層BL1與第二遮光層BL2之間具有距離H_n ，值得說明的是，此處的距離H_n 為第一遮光層BL1的頂表面BM1_T與第二遮光層BL2的頂表面BM2_T之間的距離，但本發明不以此為限，其亦可為第一遮光層BL1的底表面與第二遮光層BL2的底表面之間的距離。

在一些實施例中，第二孔洞OP2具有的中心軸OP2_C與通過第二孔洞OP2的中心的光線L夾設有最大夾角α。詳細地說，此處所提到的最大夾角α為通過第二孔洞OP2的中心的光線L不穿過非與第二孔洞OP2對應的第一孔洞OP1的臨界角度。在本實施例中，最大夾角α為通過第二孔洞OP2的中心的光線L照射至第一遮光部BM1的頂表面BM1_T的邊緣的路徑與第二孔洞OP2的中心軸OP2_C所夾的最大角度。在本實施例中，0°＜α＜60°，但本發明不限於此。另外，在本實施例中，第一孔洞OP1具有的孔寬Wn、第一遮光部BM1具有的寬度Gn、第一遮光層BL1與第二遮光層BL2之間的距離H_n 以及第二孔洞OP2的中心軸OP2_C與通過第二孔洞OP2的中心的光線L夾設的最大夾度α符合下列式1。 2H_n *│tan(α)│ ≤ (2Gn+Wn)……式1

當本實施例的生物特徵感測裝置100包括的參數具有上述的關係（Wn、Gn、H_n 與α符合上述關係式1）時，可避免產生光學串擾現象導致影像的解析度下降，藉此使本實施例的生物特徵感測裝置具有良好的辨識性能。

另外，在一些實施例中，在基板SB的法線方向n上，第一遮光層BL1的頂表面BM1_T與感測元件層SE的頂表面SE_T之間具有距離D_n ，且第二遮光層BL2的頂表面BM2_T與感測元件層SE的頂表面SE_T之間具有距離D_n+1 ，且D_n 、D_n+1 與H_n 符合下列式3。舉例而言，距離D_n 為第一遮光部BM1的頂表面BM1_T與感測元件層SE的頂表面SE_T之間的距離，且距離D_n+1 為第二遮光部BM2的頂表面ML2_T與感測元件層SE的頂表面SE_T之間的距離。 0 ＜ H_n ≤ (D_n+1 -D_n ) ……式3。

在一些實施例中，本實施例的生物特徵感測裝置100可更包括設置於第一遮光層BL1與第二遮光層BL2之間的第二絕緣層IL2。第二絕緣層IL2包括的材料及其結構與上述的第一絕緣層IL1類似，本實施例不再予以贅述。

在一些實施例中，本實施例的生物特徵感測裝置100可更包括第三遮光層BL3以及多個微透鏡ML。第三遮光層BL3與多個微透鏡ML例如設置第二遮光層BL2上，其中第三遮光層BL3包括有多個第三孔洞OP3，從另一個角度來看，第三遮光層BL3包括有位於相鄰的兩個第三孔洞OP3之間的多個第三遮光部BM3。第三遮光層BL3亦用以定義出光通過區域，且多個微透鏡ML設置於此光通過區域中。在一些實施例中，多個微透鏡ML對應於多個第二孔洞OP2。舉例而言，在部分的實施例中，多個微透鏡ML具有的中心軸ML_C與第二遮光層BL2具有的第二孔洞OP2的中心軸OP2_C重疊，但本發明不以此為限，在另一些實施例中，多個微透鏡ML具有的中心軸ML_C可不與第二遮光層BL2具有的第二孔洞OP2的中心軸OP2_C重疊。多個第一孔洞OP1、第二孔洞OP2與第三孔洞OP3可例如用於更進一步提升光准直的效果，以降低散射光或折射光所導致的漏光及混光的問題。在一些實施例中，多個微透鏡ML可為對稱雙凸透鏡、非對稱雙凸透鏡、平凸透鏡或凹凸透鏡，本發明不以此為限。另外，多個微透鏡ML的每一者或多者會與一個感測元件SU對應地設置，但本發明不以此為限。相對於微透鏡ML，第三遮光部BM3的頂表面BM3_T可具有平緩的表面，但本發明不以此為限。

在一些實施例中，本實施例的生物特徵感測裝置100可更包括設置於第二遮光層BL2與多個微透鏡ML之間的第三絕緣層IL3。第三絕緣層IL3包括的材料及其結構與上述的第一絕緣層IL1類似，本實施例不再予以贅述。

在一些實施例中，本實施例的生物特徵感測裝置100可更包括與基板SB重疊的蓋板（未繪示）。蓋板例如設置於多個微透鏡ML的上方，且包括顯示面板、觸控面板以及保護板中的至少一者，其中顯示面板可以是自發光形式或非自發光形式。在本實施例的生物特徵感測裝置100被使用時，使用者的指紋是接觸蓋板。

基於上述，當本實施例的生物特徵感測裝置100包括的參數至少具有上述的關係時，可避免產生光學串擾現象導致影像的解析度下降，藉此使本實施例的生物特徵感測裝置具有良好的辨識性能。

圖2B為依據圖1的剖線A2-A2’的另一實施例的生物特徵感測裝置的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖2B繪示的實施例沿用圖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描述與效果，下述實施例不再重複贅述，而圖2B繪示的實施例中至少一部份未省略的描述可參閱後續內容。

請參照圖2B，本實施例的生物特徵感測裝置200與前述實施例的生物特徵感測裝置100的主要差異在於：本實施例的第二遮光層BL2的多個第二孔洞OP2中的一者的中心軸OP2_C與所對應的多個第一孔洞OP1中的一者的中心軸OP1_C不重疊。此是因當包括多個生物特徵感測群體100、200的生物特徵感測群體形成時，位於鄰近於基板SB的邊緣的第二區域PA中的生物特徵感測裝置200易發生製程偏移的現象，使得生物特徵感測群體200中的第二遮光層BL2的第二孔洞OP2的中心軸OP2_C與第一孔洞OP1的中心軸OP1_C之間具有偏移距離Sn。

為了避免因上述的製程偏移導致生物特徵感測群體200更易出現光學串擾的現象，本實施例使第一孔洞OP1具有的孔寬Wn、第一遮光部BM1具有的寬度Gn、第一遮光層BL1與第二遮光層BL2之間的距離H_n 以及第二孔洞OP2的中心軸OP2_C與通過第二孔洞OP2的中心的光線L夾設的最大夾度α符合下列式2。 2H_n *│tan(α)│ ≤(Gn+Wn)……式2

當本實施例的生物特徵感測裝置200包括的參數至少具有上述的關係（Wn、Gn、H_n 與α符合上述關係式2）時，可避免產生光學串擾現象導致影像的解析度下降，藉此使本實施例的生物特徵感測裝置具有良好的辨識性能。

圖3A至圖3D為依照圖2A的生物特徵感測裝置用於感測指紋時所拍攝的影像圖，其中圖3A是於解析度為0.4線對的情況下拍攝的影像，圖3B是於解析度為0.6線對的情況下拍攝的影像，圖3C是於解析度為0.8線對的情況下拍攝的影像，且圖3D是使用者使用圖2A的生物特徵感測裝置時所拍攝的指紋影像。圖4A至圖4D為依照圖2B的生物特徵感測裝置用於感測指紋時所拍攝的影像圖，其中圖4A是於解析度為0.4線對的情況下拍攝的影像，圖4B是於解析度為0.6線對的情況下拍攝的影像，圖4C是於解析度為0.8線對的情況下拍攝的影像，且圖4D是使用者使用圖2B的生物特徵感測裝置時所拍攝的指紋影像。

請參照圖3A至圖3D，其示出了生物特徵感測裝置100具有良好的影像解析度，此是因生物特徵感測裝置100具有的參數符合上述的關係式1，藉此可避免光學串擾現象的產生。類似地，請參照圖4A至圖4D，其示出了生物特徵感測裝置200亦具有良好的影像解析度，此是因生物特徵感測裝置200具有的參數符合上述的關係式2，藉此可避免光學串擾現象的產生。

綜上所述，在本發明的生物特徵感測群體中，使位於遠離基板邊緣的區域中的生物特徵感測裝置的第一孔洞具有的孔寬、第一遮光部具有的寬度、第一遮光層與第二遮光層之間的距離以及第二孔洞的中心軸與通過第二孔洞的中心的光線夾設的最大夾度符合關係式1；且使位於靠近基板邊緣的區域中的生物特徵感測裝置的第一孔洞具有的孔寬、第一遮光部具有的寬度、第一遮光層與第二遮光層之間的距離以及第二孔洞的中心軸與通過第二孔洞的中心的光線夾設的最大夾度符合關係式2，藉此可以使本發明提供的生物特徵感測裝置皆具有良好的辨識性能。

10:生物特徵感測群體 100、200:生物特徵感測裝置 A1-A1’、A2-A2’:剖線 BL1:第一遮光層 BL2:第二遮光層 BL3:第三遮光層 BM1:第一遮光部 BM1_T:第一遮光部的頂表面 BM2:第二遮光部 BM2_T:第二遮光部的頂表面 BM3:第三遮光部 BM3_T:第三遮光部的頂表面 CA:第一區域 D_n :第一遮光層的頂表面與感測元件層的頂表面之間的距離 D_n+1 :第二遮光層的頂表面與感測元件層的頂表面之間的距離 Gn:第一遮光部的寬度 Gn+1:第二遮光部的寬度 H_n :第一遮光層與第二遮光層之間的距離 IL1:第一絕緣層 IL2:第二絕緣層 IL3:第三絕緣層 L:光線 ML:微透鏡 ML_C:微透鏡的中心軸 n:法線方向 OP1:第一孔洞 OP1_C:第一孔洞的中心軸 OP2:第二孔洞 OP2_C:第二孔洞的中心軸 OP3:第三孔洞 PA:第二區域 SB:基板 SE:感測元件層 SE_T:感測元件層的頂表面 Sn:偏移距離 SU:感測元件 Wn:第一孔洞的孔寬 Wn+1:第二孔洞的孔寬 α:最大夾角

圖1為一實施例的生物特徵感測群體的俯視示意圖。圖2A為依據圖1的剖線A1-A1’的一實施例的生物特徵感測裝置的剖面示意圖。圖2B為依據圖1的剖線A2-A2’的另一實施例的生物特徵感測裝置的剖面示意圖。圖3A至圖3D為依照圖2A的生物特徵感測裝置用於感測指紋時所拍攝的影像圖，其中圖3A是於解析度為0.4線對(linepair/mm)的情況下拍攝的影像，圖3B是於解析度為0.6線對的情況下拍攝的影像，圖3C是於解析度為0.8線對的情況下拍攝的影像，且圖3D是使用者使用圖2A的生物特徵感測裝置時所拍攝的指紋影像。圖4A至圖4D為依照圖2B的生物特徵感測裝置用於感測指紋時所拍攝的影像圖，其中圖4A是於解析度為0.4線對的情況下拍攝的影像，圖4B是於解析度為0.6線對的情況下拍攝的影像，圖4C是於解析度為0.8線對的情況下拍攝的影像，且圖4D是使用者使用圖2B的生物特徵感測裝置時所拍攝的指紋影像。

100:生物特徵感測裝置

A1-A1’:剖線

BL1:第一遮光層

BL2:第二遮光層

BL3:第三遮光層

BM1:第一遮光部

BM1_T:第一遮光部的頂表面

BM2:第二遮光部

BM2_T:第二遮光部的頂表面

BM3:第三遮光部

BM3_T:第三遮光部的頂表面

D_n :第一遮光層的頂表面與感測元件層的頂表面之間的距離

D_n+1 :第二遮光層的頂表面與感測元件層的頂表面之間的距離

Gn:第一遮光部的寬度

Gn+1:第二遮光部的寬度

H_n :第一遮光層與第二遮光層之間的距離

IL1:第一絕緣層

IL2:第二絕緣層

IL3:第三絕緣層

L:光線

ML:微透鏡

ML_C:微透鏡的中心軸

n:法線方向

OP1:第一孔洞

OP1_C:第一孔洞的中心軸

OP2:第二孔洞

OP2_C:第二孔洞的中心軸

OP3:第三孔洞

SB:基板

SE:感測元件層

SE_T:感測元件層的頂表面

SU:感測元件

Wn:第一孔洞的孔寬

Wn+1:第二孔洞的孔寬

α:最大夾角

Claims

一種生物特徵感測裝置，包括：感測元件層，設置於基板上且包括用以感測光線的多個感測元件；第一遮光層，設置於所述感測元件層上且包括多個第一孔洞，其中所述多個第一孔洞其中至少一者具有的孔寬為Wn，且相鄰的兩個第一孔洞之間具有第一遮光部，且所述第一遮光部具有的寬度為Gn；以及第二遮光層，設置於所述第一遮光層上且包括多個第二孔洞，其中相鄰的兩個第二孔洞之間具有第二遮光部，且所述第二遮光部與所述第一遮光部對應，在所述基板的法線方向上，所述第一遮光部與所述第二遮光部之間的距離為H_n，其中所述多個第二孔洞其中一者的中心軸與所述光線夾設的夾角為α，且0°<α<60°，其中當所述生物特徵感測裝置位於遠離所述基板的邊緣區域時，所述多個第二孔洞其中一者的所述中心軸與所對應的所述多個第一孔洞其中一者的中心軸重疊，Wn、Gn、H_n與α符合式1：
其中當所述生物特徵感測裝置位於靠近所述基板的所述邊緣區域時，所述多個第二孔洞其中一者的所述中心軸與所對應的所述多個第一孔洞其中一者的所述中心軸不重疊，Wn、Gn、H_n與α符合式2：
如請求項1所述的生物特徵感測裝置，其中在所述基板的所述法線方向上，所述第一遮光層的頂表面至所述感測元件層的頂表面的距離為D_n，所述第二遮光層的頂表面至所述感測元件層的所述頂表面的距離為D_n+1，且D_n、D_n+1與H_n符合式3：
如請求項1所述的生物特徵感測裝置，其更包括：多個微透鏡，設置於所述第二遮光層上且對應於所述多個第二孔洞。
如請求項3所述的生物特徵感測裝置，其更包括：第一絕緣層，設置於所述感測元件層與所述第一遮光層之間；第二絕緣層，設置於所述第一遮光層與所述第二遮光層之間；以及第三絕緣層，設置於所述第二遮光層與所述多個微透鏡之間。
如請求項1所述的生物特徵感測裝置，其更包括：蓋板，與所述基板重疊，且所述蓋板包括顯示面板、觸控面板以及保護板中的至少一者。
一種生物特徵感測群體，包括：基板，具有第一區域以及第二區域，其中所述第二區域鄰近於所述基板之邊緣，且所述第一區域遠離所述基板之邊緣；感測元件層，設置於所述基板之所述第一區域及所述第二區域上且包括用以感測光線的多個感測元件；第一遮光層，設置於所述感測元件層上且包括多個第一孔洞，且相鄰的兩個第一孔洞之間具有第一遮光部；以及第二遮光層，設置於所述第一遮光層上且包括多個第二孔洞，其中相鄰的兩個第二孔洞之間具有第二遮光部，且所述第二遮光部與所述第一遮光部對應，其中，位於第一區域的所述多個第二孔洞其中一者的所述中心軸與所對應的所述多個第一孔洞其中一者的中心軸重疊，且位於第二區域的所述多個第二孔洞其中一者的所述中心軸與所對應的所述多個第一孔洞其中一者的中心軸不重疊。
如請求項6所述的生物特徵感測群體，其中所述多個第一孔洞其中至少一者具有的孔寬為Wn，所述第一遮光部具有的寬度為Gn，在所述基板的法線方向上，所述第一遮光部與所述第二遮光部之間的距離為H_n，所述多個第二孔洞其中一者的中心軸與所述光線夾設的夾角為α，且0°<α<60°；其中位於所述第一區域的所述多個第二孔洞其中一者的所述中心軸與所對應的所述多個第一孔洞其中一者的中心軸重疊，Wn、Gn、H_n與α符合式1：
其中位於所述第二區域的所述多個第二孔洞其中一者的所述中心軸與所對應的所述多個第一孔洞其中一者的所述中心軸不重疊，Wn、Gn、H_n與α符合式2：
如請求項7所述的生物特徵感測群體，其中在所述基板的所述法線方向上，所述第一遮光層的頂表面至所述感測元件層的頂表面的距離為D_n，所述第二遮光層的頂表面至所述感測元件層的所述頂表面的距離為D_n+₁，且D_n、D_n+₁與H_n符合式3：
如請求項6所述的生物特徵感測群體，其更包括：多個微透鏡，設置於所述第二遮光層上且對應於所述多個第二孔洞。
如請求項9所述的生物特徵感測群體，其更包括：第一絕緣層，設置於所述感測元件層與所述第一遮光層之間；第二絕緣層，設置於所述第一遮光層與所述第二遮光層之間；以及第三絕緣層，設置於所述第二遮光層與所述多個微透鏡之間。
如請求項6所述的生物特徵感測群體，其更包括：蓋板，與所述基板重疊，且所述蓋板包括顯示面板、觸控面板以及保護板中的至少一者。